Diseno De Una Maquina Extrusora

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
TRANSFORMACION DE POLIMEROS 2
DISEÑO DE UNA MAQUINA EXTRUSORA
POR: KENIA LOPEZ
Tanto la producción como la aplicación de la extrusora dependen del diámetro del husillo, de la relación de su longitud al diámetro (L: D), de la velocidad de giro y de las particularidades geométricas del canal helicoidal, perfil del vértice de los filetes y del cabezal,existencia de refrigeración, número de zonas, etc.
Generalmente, para la transformación de plásticos se emplean extrusoras con husillo de 9 a 580 mm y una relación L: D = (6 ÷ 40):1, es más corriente sin embargo una relación L: D = (20 ÷ 25):1.
Tiene mucha importancia en el trabajo de una extrusora la medida del huelgo anular entre la cresta del filete del husillo y la superficie interior del cilindro.Cuando el huelgo es grande, el material se mezcla con mayor efectividad, pero disminuye el avance del mismo por aumentar el flujo inverso de material. Dicho huelgo no debe sobrepasar de 0.1mm.
Tanto o más importancia que el diámetro y el huelgo anular tiene la longitud del husillo, o mejor la relación L: D. Al aumentar la longitud del husillo, aumenta el efecto del calor sobre el material, lavelocidad de giro y la producción de la extrusora, aumentando al mismo tiempo la potencia del accionamiento.
Para cumplir esta función, los tornillos presentan una gran variedad de diseños, con características específicas en función del tipo de material a procesar y del tipo de operación a realizar con el material (preparación de materiales, mezclas, extrusión de perfiles). No obstante, todo diseñode tornillo precisa de 3 partes básicas:

Zona de alimentación
Zona de transición
Zona de dosificación

Ilustración 24 PARTES BÁSICAS DE UN TORNILLO
Material a utilizar para la obtención de canaletas.

Características del PET y RPET.

Propiedades | PET Virgen |
Módulo de Young [MPa] | 1890 |
Resistencia a la rotura [MPa] | 47 |
Elongación a la rotura [%] | 3,2 |
Resistenciaal impacto [J m-1] | 12 |
IV (dl g-1) | 0.72 – 0.84 |
Temperatura de fusión (ºC) | 244 - 254 |
Peso molecular (g mol-1) | 81600 |
Densidad kg/m3 | 1340 |
Poder calorífica J/kg*grado | 1200 -1350 |

Producción del tornillo: La producción expresada como flujo volumétrico (Q), es el resultado de tres tipos diferentes de flujo. El flujo de arrastre (a), es el componente mayorprovocado por el giro del tornillo. El flujo de presión (b), es el componente que se opone al flujo en el sistema y el flujo de filtración (g), el cual reduce la producción por pérdidas de material entre las holguras del tornillo-barril. Por lo tanto, la producción en la zona de dosificación es equivalente a la producción total del tornillo.

DIAGRAMA DE VELOCIDADES DE FLUJO DIRIGIDO A LO LARGODELEJE DEL CANAL HELICOIDAL: A) FLUJO DIRECTO E INVERSO; B) FLUJO RESULTANTE
El flujo volumétrico Q se puede determinar con la siguiente expresión:

Q=∝KK+β+γn ()
Dónde:
∝ : Flujo de arrastre.
β : Flujo de presión.
γ : Flujo de filtración.
k: Constante total de la forma geométrica de la cabeza perfiladora.
Coeficiente de arrastre∝:
∝=πmDhtm-ecos2φ2 ()

Dónde:
D : Diámetro deltornillo.
h : Profundidad del canal en la zona de bombeo.
φ : Ángulo de la hélice.
cosφ : Función trigonometría del coseno del ángulo.
e : Ancho de la cresta del filete.
m: Número de entradas.

Coeficiente de Presión (Flujo inverso)β:
β=mh3tm-esenφ∙cosφ12L ()
Dónde:
L = Longitud del husillo.
Coeficiente de flujo de fugas (Despreciable en tornillos nuevos)γ:
γ=π2D2δ3∙tanφ10eL ()Dónde:

φ = Angulo de la hélice.
δ = holgura.
tanφ: Función trigonométrica tangente del ángulo φ .

Constante total del Cabezal (K):
Para determinar la constante K (coeficiente de la forma geométrica) el cabezal se divide convencionalmente en sucesivas zonas de diferente configuración, estableciendo para cada una de estas zonas la constante Ki.
Tipo de Canal | Formula | Nomenclatura |...