ประเภทของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ ประเทศไทย

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับการผสม การผสม และการอัดรีดวัสดุ เช่น พลาสติก อาหาร และยา เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่มีความอเนกประสงค์จึงทำให้เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในการผลิตสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม เครื่องอัดรีดแต่ละเครื่องไม่ได้ถูกผลิตมาเท่าเทียมกัน โดยแต่ละเครื่องมีหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็เหมาะกับความต้องการเฉพาะ

ในบทความนี้ เราจะสำรวจเครื่องอัดรีดสกรูคู่ประเภทต่างๆ และความสามารถเฉพาะตัวของเครื่องเหล่านั้น

แบ่งตามการกำหนดค่าสกรู 
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่สามารถแบ่งตามโครงสร้างสกรูได้เป็นเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนานและเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่กรวย ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนาน สกรูจะขนานกันตลอดความยาว ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่กรวย สกรูจะเรียวลงและเส้นผ่านศูนย์กลางจะค่อยๆ ลดลงจากปลายป้อนไปยังปลายแม่พิมพ์

เครื่องอัดรีดสกรูคู่ขนาน
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนานมีสกรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันตลอดความยาว โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการแปรรูปโพลีโอเลฟิน (เช่น PE และ PP) ไนลอน PC โพลีเอสเตอร์ และวัสดุอื่น ๆ

ข้อดี
ความสามารถในการปรับตัวของอัตราส่วน L/D ยังคงเป็นข้อได้เปรียบของเครื่องอัดรีดสกรูคู่ขนาน โดยสามารถปรับเพื่อเพิ่มหรือลดอัตราส่วน L/D ได้ตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพการขึ้นรูปเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของเทคโนโลยีการแปรรูปพลาสติก ความยืดหยุ่นนี้ขยายขอบเขตการใช้งานของเครื่องอัดรีดสกรูคู่ขนาน ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำได้ยากด้วยเครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวย

ข้อเสีย:
เนื่องจากระยะห่างระหว่างสกรูทั้งสองตัวที่แคบและพื้นที่ที่ใช้ได้มีจำกัด ตลับลูกปืนแนวรัศมีและตลับลูกปืนแนวต้านที่รองรับเพลาส่งออกทั้งสองและเฟืองขับเคลื่อนที่เกี่ยวข้องจึงต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในกล่องเกียร์ขับเคลื่อนของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนาน

แม้นักออกแบบจะพยายามอย่างเต็มที่ แต่ก็ยังคงยากที่จะแก้ปัญหาจริง ๆ ของความสามารถในการรับน้ำหนักที่จำกัด โมดูลัสและเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กของเฟือง ตลอดจนเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กลงของส่วนท้ายของสกรูสองตัว ส่งผลให้ความสามารถในการรับแรงบิดขาดหายไปอย่างเห็นได้ชัด แรงบิดเอาต์พุตที่จำกัดและความสามารถในการรับน้ำหนักที่ลดลงอย่างมากเป็นข้อเสียที่สำคัญของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนาน

เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวย
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ทรงกรวยมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ปลายป้อนของสกรูที่ใหญ่กว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ปลายแม่พิมพ์ที่เล็กกว่า เครื่องอัดรีดเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับแปรรูป PVC และการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความต้องการวัสดุเฉพาะ

ข้อดี
สกรูรูปกรวยสองตัวถูกจัดเรียงในแนวนอนโดยให้แกนทำมุมเมื่อสอดเข้าไปในกระบอกปืน เมื่อระยะห่างระหว่างเพลาค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากปลายที่แคบกว่าไปยังปลายที่กว้างกว่า กล่องเกียร์ขับเคลื่อนสามารถรองรับระยะห่างจากศูนย์กลางระหว่างเพลาส่งกำลังทั้งสองที่มากขึ้นได้ การจัดเรียงนี้ให้พื้นที่เพียงพอสำหรับการติดตั้งเฟือง เพลาเฟือง ตลับลูกปืนเรเดียลและตลับลูกปืนกันรุน จึงเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลัง

การออกแบบที่ยืดหยุ่นนี้ช่วยให้สามารถติดตั้งตลับลูกปืนเรเดียลและตลับลูกปืนกันรุนขนาดใหญ่ที่มีเพลาที่มีขนาดทนต่อการส่งแรงบิดสูงได้ ด้วยเหตุนี้ เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยจึงมีคุณสมบัติที่สำคัญ เช่น แรงบิดในการทำงานสูงและความสามารถในการรับน้ำหนัก ซึ่งทำให้แตกต่างจากเครื่องอัดรีดสกรูคู่ขนาน

ข้อเสีย
ข้อเสียของเครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยคือการปรับตัวที่จำกัด เนื่องจากสกรูมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แตกต่างกันตลอดความยาว ซึ่งอาจทำให้การประมวลผลวัสดุให้สม่ำเสมอทำได้ยาก นอกจากนี้ ความซับซ้อนในการออกแบบและต้นทุนการก่อสร้างที่อาจสูงขึ้นก็เป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณา

ความคล้ายคลึงกันระหว่างทั้งสองประเภท
ทั้งสองมีกลไกขับเคลื่อนพลาสติกแบบบังคับ ความสามารถในการผสมและการทำให้เป็นพลาสติกที่ดี และความสามารถในการขจัดน้ำ ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับวัสดุและกระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกนั้นแทบจะเหมือนกัน

ความแตกต่างระหว่างสองประเภท
● เส้นผ่านศูนย์กลาง: สกรูคู่ขนานมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ในขณะที่สกรูคู่กรวยมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันที่ปลายเล็กและปลายใหญ่
● ระยะกึ่งกลาง: ระยะกึ่งกลางระหว่างสกรูคู่ขนานยังคงเท่าเดิม ในขณะที่แกนของสกรูคู่กรวยสร้างมุม ส่งผลให้มิติระยะกึ่งกลางต่างกันไปตามแกน
● อัตราส่วน L/D: อัตราส่วน L/D (L/D) ของสกรูคู่ขนานคืออัตราส่วนของความยาวที่มีประสิทธิภาพของสกรูต่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ในขณะที่อัตราส่วน L/D ของสกรูคู่กรวยคืออัตราส่วนของความยาวที่มีประสิทธิภาพของสกรูต่อค่าเฉลี่ยของเส้นผ่านศูนย์กลางของปลายขนาดใหญ่และขนาดเล็ก

จะเห็นได้ว่าความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ขนานกับเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่กรวยอยู่ที่รูปทรงของกระบอกสกรู ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างในด้านโครงสร้างและประสิทธิภาพการทำงาน แม้ว่าเครื่องอัดรีดทั้งสองประเภทนี้จะมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง แต่ก็มีข้อดีของตัวเอง

การจำแนกตามทิศทางการหมุนของสกรูคู่
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่สามารถแบ่งประเภทได้เป็นแบบหมุนร่วมกันและแบบหมุนสวนทางกันตามทิศทางการหมุนของสกรู

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบหมุนร่วม
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกันมีสกรูสองตัวที่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน เครื่องจักรเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการผสมและกำหนดสูตรของวัสดุ ด้วยความสามารถในการจัดการกับความหนืดและการกำหนดสูตรที่หลากหลาย เครื่องอัดรีดแบบหมุนร่วมกันจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแปรรูปส่วนผสมของพอลิเมอร์ มาสเตอร์แบตช์ และการใช้งานการอัดรีดแบบปฏิกิริยา เครื่องอัดรีดเหล่านี้มีคุณสมบัติในการขัดตัวเองและการลำเลียงที่ยอดเยี่ยมเพื่อให้แน่ใจว่าสารเติมแต่งจะกระจายและกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งวัสดุ

ข้อดีของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วม:
● การผสมที่ปรับปรุงใหม่: สกรูที่เชื่อมต่อกันและองค์ประกอบสกรูที่ปรับแต่งได้ช่วยให้สามารถควบคุมความเข้มข้นและคุณภาพการผสมได้อย่างแม่นยำเหนือกว่าเครื่องอัดรีดแบบสกรูตัวเดียว
● ความยืดหยุ่นในการประมวลผล: ฟีดการวัดช่วยให้สามารถควบคุมปริมาณงานได้อย่างอิสระ ช่วยให้สามารถประมวลผลได้หลายอย่างบนเครื่องเดียว
● พารามิเตอร์การประมวลผลที่ควบคุม: การกระจายเวลาพักอาศัยที่แคบและการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำช่วยปรับปรุงโปรไฟล์อุณหภูมิเวลาเฉือนเพื่อให้ได้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ
● การผลิตที่มีประสิทธิภาพ: การลำเลียงแบบปริมาตรช่วยให้สามารถประมวลผลวัสดุได้หลากหลายประเภทโดยมีเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุด
● ประสิทธิภาพด้านต้นทุน: ความยืดหยุ่นและผลผลิตสูงสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่หลากหลายพร้อมคุณภาพที่สม่ำเสมอ ในขณะที่การสึกหรอของสกรูสามารถชดเชยได้โดยการปรับความเร็วของสกรู

โดยพิจารณาจากพฤติกรรมการประสานกันของสกรูในขณะที่หมุน จะสามารถจำแนกประเภทเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกันได้เพิ่มเติมอีกเป็นเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกันแบบเข้าประกบ และเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกันแบบไม่เข้าประกบ

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกัน
ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกัน สกรูจะล็อกหรือเข้ากันขณะที่หมุน จึงเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลและการลำเลียงวัสดุ การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการผสมแบบกระจายของเครื่องอัดรีด ซึ่งช่วยให้สารเติมแต่งและสารตัวเติมกระจายตัวทั่วถึงในเมทริกซ์โพลีเมอร์

เครื่องอัดรีดแบบเป็นระยะมักใช้ในงานผสมที่การควบคุมการกระจายขนาดของอนุภาคและความสม่ำเสมอของส่วนผสมเป็นสิ่งสำคัญ เครื่องอัดรีดประเภทนี้มีความยืดหยุ่นและปรับขนาดได้ดีเยี่ยม ทำให้ผู้ผลิตสามารถปรับแต่งกระบวนการอัดรีดให้ตรงกับข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ได้

เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบหมุนร่วมที่ไม่เกี่ยวข้อง
ในทางกลับกัน สกรูของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนร่วมกันแบบไม่เข้ากันจะไม่ล็อกหรือเข้ากันในขณะที่หมุน แต่หมุนในระยะใกล้กันโดยไม่เข้ากัน ทำให้สามารถประมวลผลวัสดุประเภทอื่นได้ โดยมักจะใช้กับวัสดุที่เปราะบางหรือการใช้งานที่ไวต่อแรงเฉือน เช่น การแปรรูปโพลีเมอร์ที่ไวต่อความร้อน วัสดุชีวภาพ และผลิตภัณฑ์อาหาร เครื่องอัดรีดแบบไม่เข้ากันให้เงื่อนไขการประมวลผลที่อ่อนโยนในขณะที่ยังคงให้ความสามารถในการผสมและผสมที่มีประสิทธิภาพ

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่หมุนสวนทางกัน
เมื่อเทียบกับเครื่องอัดรีดแบบหมุนร่วม เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนสวนทางกันจะมีสกรูที่หมุนไปในทิศทางตรงข้าม การกำหนดค่านี้จะสร้างเอฟเฟกต์การนวดและการเฉือนที่สำคัญบนวัสดุ ส่งผลให้ผสมและกระจายตัวได้อย่างทั่วถึง เครื่องอัดรีดแบบหมุนสวนทางกันนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงเฉือนสูง เช่น การกำจัดตัวทำละลาย การอัดรีดแบบมีปฏิกิริยา และการผสมวัสดุที่มีการบรรจุจำนวนมาก เครื่องอัดรีดเหล่านี้ให้การควบคุมเวลาคงอยู่และอัตราการเฉือนที่แม่นยำ ทำให้เหมาะสำหรับสภาวะการประมวลผลที่ต้องการความแม่นยำสูง

การเข้าร่วมกับเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบย้อนกลับ
ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบหมุนกลับด้านที่มีการทำงาน สกรูทั้งสองตัวจะวางตำแหน่งแบบสมมาตรแต่หมุนในทิศทางตรงข้ามกัน การกำหนดค่านี้ป้องกันไม่ให้วัสดุเคลื่อนที่ในรูปร่าง "∞" เนื่องจากเส้นทางเกลียวของสกรูตัวหนึ่งถูกอีกตัวขวางไว้ ในทางกลับกัน ในระหว่างการลำเลียงของแข็ง วัสดุจะถูกลำเลียงไปข้างหน้าในโพรงรูปตัว "C" ที่ปิดเกือบสนิท อย่างไรก็ตาม ช่องว่างจะคงอยู่ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสกรูตัวหนึ่งและเส้นผ่านศูนย์กลางรากของสกรูอีกตัวหนึ่งเพื่อให้วัสดุผ่านเข้าไปได้

เมื่อวัสดุผ่านช่องว่างระหว่างสกรูสองตัว วัสดุจะเกิดการเฉือน การผสม และการอัดตัวกันอย่างเข้มข้น ส่งผลให้พลาสติกเกิดการแข็งตัวอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ อัตราส่วนการบีบอัดยังเกิดขึ้นได้โดยการลดระยะห่างของสกรูทีละน้อย ทำให้วัสดุนี้เหมาะกับการแปรรูปผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภท

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่หมุนสวนทางกันแบบไม่เข้าจับ
เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่หมุนสวนทางกันซึ่งใช้กันน้อยกว่าเครื่องอัดรีดแบบตาข่ายนั้นทำงานแตกต่างจากเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว แต่มีความคล้ายคลึงกันตรงที่เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวใช้แรงเสียดทานและความต้านทานความหนืดในการลำเลียงวัสดุ นอกจากการเคลื่อนที่ไปทางหัวแล้ว วัสดุยังสามารถแสดงรูปแบบการไหลที่แตกต่างกันได้เนื่องจากช่องว่างรัศมีขนาดใหญ่ระหว่างสกรูสองตัว ซึ่งอาจทำให้เกิดการรั่วไหลได้อย่างมาก

นอกจากนี้ ตำแหน่งสัมพันธ์ของเกลียวสกรูอาจทำให้แรงดันของวัสดุที่ด้านแรงขับของสกรูตัวหนึ่งสูงกว่าด้านแรงต้านของสกรูอีกตัวหนึ่ง ส่งผลให้วัสดุไหลจากด้านแรงขับแรงดันสูงไปยังด้านแรงต้านของสกรูอีกตัวหนึ่ง การหมุนขัดขวางการไหลของวัสดุที่จุด A ส่งผลให้เกิดการไหลและรูปแบบการไหลอื่นๆ มากมายที่ทำให้เหมาะสำหรับการผสม การระบายอากาศ และการกำจัดสารพิษ

สรุป
เครื่องอัดรีดสกรูคู่แต่ละประเภทมีข้อดีและความสามารถเฉพาะตัวที่ตอบสนองความต้องการในการแปรรูปที่แตกต่างกันของอุตสาหกรรมต่างๆ การทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างเครื่องอัดรีดแต่ละประเภทถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะ

ไม่ว่าจะเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการผสมที่เหมาะสมที่สุด รักษาความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ หรือปรับปรุงความยืดหยุ่นในการประมวลผล การเลือกเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่เหมาะสมสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ผลผลิต และความสำเร็จในการผลิตโดยรวม