Факторы экономики конструкции шнека экструдера

При любой технической проблеме совершенно неправильно игнорировать экономику проекта. В некоторых случаях требуется более комплексный анализ, то есть рациональность конструкции шнека должна оцениваться и с экономической точки зрения.

Экономика конструкции шнека экструдера связана со всем экструдером и в основном включает следующие аспекты:

1. Потребление энергии.
   Если удельный расход энергии снизится с 0,25 кВтч/кг до 0,15 кВтч/кг, то для экструдера производительностью 100 кг в час, работающего 300 дней в году, годовая экономия электроэнергии на один экструдер составит:

E = (0,25 – 0,15) × 100 × 24 × 300 = 72 000 кВтч.

Если предположить, что стоимость электроэнергии составляет 0,088 юаней за кВтч, то экономия только на этом элементе составит 5976 юаней. Учитывая, что цена экструдера среднего размера составляет всего лишь десятки тысяч юаней (по преобладающей на тот момент цене), это явно значительная экономия.

Потери энергии связаны не только с удельным энергопотреблением; некоторые неразумные конструкции часто приводят к еще большим потерям энергии.

Например, если скорость винта слишком высока, выходная мощность может быть очень высокой, но энергопотребление неизбежно будет значительным. Если последующее охлаждающее оборудование не справляется с этой задачей, потенциал шнека не может быть полностью использован, и скорость шнека необходимо снизить. В результате двигатель, рассчитанный на высокую скорость и высокую производительность, будет работать намного ниже номинальной нагрузки. Работа двигателя на низкой скорости приводит к очень низкой эффективности и крайне плохой экономике. С этой точки зрения такая философия конструкции винтов явно далека от всеобъемлющей.

2. Срок службы шнеко-цилиндрической системы
   Если не принимать во внимание коррозионное воздействие пластмассы и предположить, что точность обработки соответствует техническим требованиям, то срок службы, очевидно, напрямую зависит от скорости шнека и давления расплава. Износ неизбежно будет более серьезным в зонах с более высоким давлением расплава. В частности, в секции подачи, где пластик еще находится в твердом состоянии, если там возникнет высокое давление, произойдет быстрый износ как шнека, так и ствола в этом месте. Это объясняет, почему, когда пластик, армированный стекловолокном, подается непосредственно в бункер, впускное отверстие для стекловолокна должно быть расположено в средней части бочки.

3. Технологичность.
   Учитывая международные тенденции развития, наблюдается постепенная тенденция к увеличению соотношения длины и диаметра шнека (отношения L/D). С появлением новых конструкций винтов их геометрия становится все более сложной. Следовательно, с точки зрения рациональности проектирования, когда большое отношение L/D не является необходимым, следует выбирать как можно меньшее отношение L/D; когда сложная конфигурация винта не требуется, конструкцию винта следует максимально упростить. Произвольный выбор сложных смесительных элементов без сравнения или оптимизации является явно неразумной практикой проектирования, а беспорядочное увеличение отношения L/D также явно ненаучно.

Учитывая важность определения четких критериев эффективности винтов, мы систематически обобщили этот вопрос. Несколько ключевых тем, таких как колебания производительности, износ и срок службы, будут обсуждаться в будущих статьях.