Kova à vis jumelée parallèle 68/25

Aperçu général

Le cylindre à vis jumelée parallèle 68/25 fait référence à un ensemble de vis et de cylindre d'extrudeuse avec un diamètre de vis de 68 mm et un rapport longueur/diamètre de 25:1. Cet agencement est conçu pour des applications d'extrusion en plastique de service lourd (par exemple, tuyaux/profils en PVC, revêtements de sol en WPC, compositions). Les vis tournant ensemble ou en sens opposé tournent de manière consécutive dans le cylindre, assurant une coupe et un mélange stables pour une qualité de fusion cohérente.

Ces types de cylindres sont généralement fabriqués en acier allié à haute résistance (par exemple, 38CrMoAl) avec un traitement de surface précis et un durcissement (nitruration) pour résister aux charges abrasives et à une haute contre-pression. En pratique, une vis de 68 mm avec un rapport L/D = 25:1 offre une haute efficacité tout en maintenant un contrôle dimensionnel précis pour les profils et les plaques. Les fabricants fournissent souvent ces cylindres sous forme bimétallique (base en acier au carbone avec un revêtement en alliage durci) pour augmenter la résistance à l'usure.

Point important : Les cylindres jumelés parallèles ont un diamètre de vis fixe (pas de conicité), ce qui permet une pression homogène et une intégration facile des ports d'alimentation ou de ventilation. Comparés aux extrudeuses à vis unique, les systèmes à vis jumelée offrent un meilleur mélange et un équilibre thermique, les rendant idéaux pour les compositions chargées ou recyclées. Les cylindres à vis tournant en sens opposé sont souvent utilisés pour le PVC et le WPC car ils produisent des produits précis et brillants en générant une haute compression et une pression homogène.

🛠️ Tableau des spécifications techniques

Remarques : Le pas de vis (distance entre les pas) est généralement environ le double du diamètre pour l'alimentation grossière, mais peut être personnalisé. Le jeu entre le pas de vis et le trou du cylindre (jeu radial) est critique : pour une vis de 68 mm, le jeu optimal est d'environ 0.10–0.18 mm. Un jeu trop large entraîne un reflux de la fusion et une diminution de l'efficacité, tandis qu'un jeu trop étroit augmente la friction et l'usure.

Caractéristiques de conception et avantages

• Revêtement bimétallique du cylindre : De nombreux cylindres 68/25 utilisent une structure bimétallique (revêtement en acier allié) offrant une excellente résistance à l'usure et à la corrosion. Ce revêtement peut être appliqué pour des surfaces ultra dures (58–62 HRC) dans des applications de composition abrasive (par exemple, HVOF carbure de tungstène). Le revêtement durci prolonge la durée de vie de 3 à 5 fois par rapport aux cylindres sans revêtement.

• Vis nitrurée : Les pas de vis et la racine sont rectifiés avec précision et nitrurés par gaz jusqu'à ~850-1000 HV. Cela fournit une surface dure et résistante à l'usure tout en maintenant le noyau solide (HRC ~28–32).

• Contrôle thermique : Le cylindre est généralement divisé en sections permettant des zones de chauffage/refroidissement indépendantes (zones d'alimentation, de compression, de mesure). Les conceptions avancées incluent des canaux de refroidissement optimisés dans les cylindres pour minimiser les fluctuations de température. Un contrôle thermique homogène prévient la dégradation des matériaux et assure une efficacité cohérente.

• Flans standard et sections modulaires : La conception utilise des flans standard de l'industrie et des segments de cylindre modulaires pour une installation facile. Les sections de vis interchangeables permettent d'adapter les rapports de compression pour différents matériaux (par exemple, une zone d'alimentation plus élevée pour le PVC dur, une compression plus profonde pour les compositions).

• Usinage de précision : Les surfaces de vis/cylindre correspondantes sont rectifiées avec des tolérances très étroites (rugosité de surface Ra ≤0.4 μm, linéarité ≤0.015 mm). Ces tolérances étroites réduisent les fuites (augmentent l'efficacité) et assurent un couple équilibré entre les vis, augmentant la stabilité. Le résultat est une extrusion lisse, stable et une qualité de profil cohérente.

• Option de rotation opposée : Les vis tournant ensemble se nettoient elles-mêmes pour le mélange, tandis que les cylindres tournant en sens opposé produisent une pression et une force de coupe plus élevées, les rendant idéaux pour le PVC dur et les compositions chargées. Le cylindre jumelé 68/25 tournant en sens opposé peut atteindre une efficacité de fusion de 250–450 kg/h pour le PVC avec une consommation d'énergie réduite.

Production et contrôle de qualité

• Usinage CNC : La racine et les pas de vis sont fraisés sur des tours CNC, et les outils de forme rectifient le profil selon les spécifications techniques. L'usinage multi-axes assure une profondeur de pas homogène et un profil sur toute la longueur. Le meulage CNC amène les surfaces de pas à la rugosité souhaitée.

• Source d'alliage (fonderie bimétallique) : Pour les cylindres bimétalliques, un revêtement épais (5-8 mm) en acier hautement allié est soudé ou coulé par centrifugation à l'intérieur du cylindre en acier au carbone. Le matériau de revêtement (par exemple, 41CrAlMo7) est sélectionné en fonction de sa résistance à l'usure et à la corrosion ; le soudage suit des traces de déstressage pour éviter la déformation.

• Nitruration gazeuse : Tant la vis que le cylindre sont généralement nitrurés par gaz ; ce processus de diffusion crée une couche de surface durcie avec une dureté allant jusqu'à 900-1000 HV (~0.5 mm de profondeur). La nitruration augmente la résistance à l'usure sans dégradation significative ; les composants sont souvent trempés après nitruration pour ajuster la dureté du noyau (généralement ~HB 260–280).

• Inspection de surface : La linéarité des vis montées et la circularité des trous de cylindre sont mesurées (typiquement tolérance ≤0.015 mm). La rugosité de surface est contrôlée avec des profilomètres (objectif Ra ≤0.4 μm) ; ces inspections garantissent que le jeu vis-cylindre reste dans les tolérances de conception.

• Gestion de la qualité : Des fournisseurs réputés utilisent des systèmes de qualité ISO 9001 avec traçabilité des matériaux et rapports de tests de dureté. Avant expédition, chaque ensemble de cylindres est généralement rodé et contrôlé pour les fuites et l'alignement. Des inspections non destructives (par exemple, par pénétration liquide ou ultrason) peuvent être utilisées pour vérifier l'intégrité des soudures.

• Avantage clé : Ces pratiques strictes de production et de contrôle de qualité signifient que le cylindre à vis jumelée 68/25 fonctionnera de manière fiable sous haute pression. Un cylindre durci de précision est résistant à l'usure et maintient des tolérances étroites lors de longues opérations, réduisant ainsi les temps d'arrêt.

Installation et entretien

• Alignement : Lors de l'installation, assurez-vous que les deux cylindres sont correctement alignés dans le cadre de l'extrudeuse ; un mauvais alignement peut entraîner une usure irrégulière ou un blocage. Utilisez les outils d'alignement du fabricant et respectez les spécifications techniques pour le couple des boulons.

• Lubrification et refroidissement : Avant la première utilisation, appliquez un agent séparateur sur les vis pour aider au rodage. Vérifiez que tous les canaux de refroidissement sont dégagés et fournissent le fluide comme prévu. Un refroidissement cohérent prévient la surchauffe locale du cylindre.

• Ajustement de la température : Suivez les profils de chauffage recommandés pour le cylindre selon le matériau ; augmentez lentement les températures au début pour éviter les chocs thermiques. Vérifiez que tous les thermocouples dans chaque zone du cylindre fonctionnent pour maintenir un profil stable.

• Inspection régulière : Planifiez des opérations de retrait de vis à intervalles réguliers ; vérifiez les vis pour des signes d'usure (pas examinés, rayures) et inspectez les cylindres pour des filets ou des dépôts. Vérifiez le jeu vis-cylindre avec des cales ; un jeu excessif (au-dessus des spécifications >0.3 mm) indique un besoin de renouvellement ou de remplacement.

• Entretien préventif : Lors des changements de matériaux, nettoyez mécaniquement ou utilisez un agent de nettoyage pour éliminer les dépôts et les résidus de couleur. Un nettoyage et un filtrage préventifs peuvent minimiser la contamination abrasive ; pour les travaux critiques, envisagez un nettoyage inverse pour nettoyer les ventilations et les ports.

• Usure des composants : Si un fonctionnement continu est nécessaire, gardez des sections de revêtement ou de vis de rechange en stock. Les revêtements bimétalliques peuvent parfois être re-revêtus ou re-rectifiés (selon les capacités du fournisseur).

• Meilleure pratique : Tenez un journal des heures de fonctionnement et des problèmes éventuels. Une diminution progressive des performances (par exemple, une pression de fusion augmentant lentement ou une efficacité réduite) indique souvent une usure ; un entretien opportun préviendra les temps d'arrêt imprévus.

Compatibilité des matériaux et traitement

• Plastiques généraux (PVC, PE, PP) : Les cylindres nitrurés standard (sans revêtement spécial) sont rentables pour les plastiques non chargés. L'acier nitruré est résistant à l'usure en service normal ; pour le PVC dur (en particulier chargé en CaCO₃), un design à rotation opposée et un cylindre bimétallique sont recommandés pour gérer la haute force de coupe et réduire l'usure.

• Matériaux chargés/composites : Les matériaux à forte charge (verre, talc, etc.) ou les composites bois-plastique sont abrasifs. Ici, un revêtement bimétallique épais ou même un revêtement dur (carbure de tungstène ou chrome dur) est recommandé. Un revêtement extra dur minimise l'érosion et un refroidissement optimisé maintient la fusion chargée stable.

• Polymères à haute température : Pour les résines d'ingénierie ou les mélanges ignifuges, un acier plus résistant à haute température (par exemple, alliages à base de Ni) et un refroidissement robuste sont utilisés. Bien que moins courant dans les lignes de PVC, des vis/cylindres en carbure monobloc peuvent être utilisés pour un service ultra-dur.

• Caoutchouc et élastomères : Si des élastomères thermoplastiques ou du caoutchouc sont traités, la conception peut passer à des vis non imbriquées (canaux d'écoulement séparés) pour éviter une coupe excessive. Le PVC flexible et les TPE nécessitent souvent une compression légère ; une vis à faible pas tournant ensemble peut être déterminée.

• Conseils de traitement : Séchez toujours les matériaux hygroscopiques avant l'alimentation ; utilisez des taux d'alimentation progressifs lors du démarrage d'un nouveau travail. Dans les systèmes chargés, les ports d'injection d'alimentation (alimentation latérale) ou les zones de ventilation peuvent aider à éliminer les volatils et à améliorer le mélange.

Applications

• Extrusion de tuyaux et de profils en PVC : Couramment utilisée dans les lignes de tuyaux en PVC rigide et l'extrusion de profils où un contrôle dimensionnel précis et des surfaces lisses sont nécessaires. Les vis jumelées tournant en sens opposé fournissent la pression élevée requise pour la cohérence de l'épaisseur des parois.

• Revêtement de sol en WPC : Les composites bois-plastique pour le revêtement de sol/terrasse utilisent souvent des extrudeuses à vis jumelées de 68 mm et plus. La conception à vis jumelée assure un mélange homogène de la charge en bois et du PVC, produisant un profil composite uniforme.

• Composition plastique : Dans les usines de masterbatch et de granulation, les jumelés parallèles de 68 mm peuvent être utilisés pour de petites et moyennes compositions de additifs ou de polymères recyclés, tirant parti de leurs bonnes capacités de mélange.

• Extrusion de caoutchouc : Pour certaines applications de caoutchouc ou de TPE, ces cylindres (avec des conceptions de vis appropriées) peuvent traiter des élastomères à haute viscosité en utilisant des configurations imbriquées ou non imbriquées pour contrôler la coupe.

• Extrusion renforcée de fibres : Le PVC renforcé de fibres de verre ou d'autres polymères (par exemple, PA chargé de verre) peuvent être extrudés avec une vis jumelée ; la variante imbriquée est particulièrement adaptée pour un mélange dispersif des fibres.

• Note d'utilisation : L'efficacité précise et la qualité de la fusion dépendent de la configuration de la vis et du matériau. Un extrudeur à vis tournant en sens opposé de 68 mm peut produire 200-400 kg/h de PVC (selon le rapport L/D et les conditions de fonctionnement), tandis que les unités tournant ensemble peuvent fonctionner à une capacité légèrement plus élevée avec des polymères flexibles.

Dépannage et conseils

• Alimentation incohérente (pontage de matériau) : Si des granulés ou des poudres forment un pont dans la trémie ou le goulot d'alimentation, essayez d'utiliser un alimentateur nettoyeur ou un balai mécanique. Assurer une taille de particule homogène (élimination des fines) peut également prévenir l'agglomération.

• Surchauffe/dégradation de la fusion : Surveillez de près les températures du cylindre ; si le matériau se dégrade (odeur de brûlé, points noirs), abaissez la température du cylindre ou augmentez le refroidissement. Un canal de refroidissement obstrué ou un thermocouple défectueux peut provoquer une surchauffe – vérifiez le fonctionnement de l'équipement.

• Diminution de l'efficacité / usure de la vis : Une diminution progressive de l'efficacité indique souvent une usure ; vérifiez le jeu vis-cylindre avec des cales. Si le jeu dépasse >0.2 mm par rapport aux spécifications, envisagez un re-meulage ou un remplacement. Utilisez des sections de vis résistantes à l'usure ou remplacez les pas usés pour récupérer la capacité.

• Produit irrégulier (fluctuations d'écoulement) : Les fluctuations de qualité (par exemple, variations de poids, incohérences dimensionnelles) peuvent provenir de problèmes de moule ou de contamination. Vérifiez s'il y a des obstructions dans le moule et assurez-vous que l'alimentation de la vis d'extrusion est fluide. Nettoyez soigneusement le système lors du changement de résines pour éviter le mélange de polymères incompatibles.

• Gels/points noirs : Ceux-ci peuvent apparaître si la formulation du matériau est fermée ou si une décomposition se produit. Examinez le lot de matières premières pour des contaminants ; ajustez les conditions de traitement (par exemple, vitesse plus lente, augmentation de température plus faible) pour éviter la surchauffe des granulés. Un nettoyage périodique avec un agent de nettoyage peut éliminer les gels restants.

• Fuites de cylindre : Toute fusion s'échappant des connexions ou des flans du cylindre doit être immédiatement corrigée par un resserrage ou un remplacement de joint. Des fuites persistantes indiquent un segment de cylindre fissuré ou une surface de flan usée ; enquêtez et réparez si nécessaire.

• Conseil préventif : Établissez un programme d'entretien régulier ; remplacez régulièrement les boulons du cylindre (ils s'étirent avec le temps) et graissez les joints de vis. Lors des changements de matériaux, utilisez un agent de nettoyage compatible pour éliminer les résidus. Former les opérateurs sur ces pratiques peut réduire considérablement les temps d'arrêt et les défauts.