Analyse des fluctuations de couple dans l'extrusion de retardateur de flamme à haut remplissage : amélioration de la stabilité de la boîte de vitesses

Dans le secteur de la formulation de polymères, la production de matériaux ignifuges (FR) à haut remplissage, tels que le FR-PA6/66 renforcé ou le PBT, exerce une pression immense sur la chaîne cinématique de l'extrudeuse. Les retardateurs de flamme, souvent ajoutés sous forme de poudres en grande quantité, modifient radicalement la rhéologie de la matière fondue et provoquent fréquemmentfluctuations de couple. Si elles ne sont pas gérées, ces fluctuations entraînent une défaillance prématurée des engrenages dans leboîte de vitesses d'extrudeuse à double visou des arrêts de surcharge du moteur.

Lors de l'extrusion de plastiques FR, l'instabilité du couple est généralement déclenchée par un déséquilibre des paramètres techniques :

• Alimentation inégale et colmatage de la poudre :Des niveaux de charge élevés peuvent provoquer des « bouchons de matériau » à proximité de l'alimentation latérale si la configuration des vis est incorrecte, entraînant des pointes de courant instantanées dans le moteur.

• Volatilité de la viscosité à l’état fondu :L'incompatibilité entre les additifs FR et les résines de base sous cisaillement élevé entraîne des niveaux de résistance variables dans les différentes zones de vis, telles que la zone de fusion.

• Fluctuations de contre-pression :À mesure que la contamination du tamis augmente, l’instabilité de la pression de tête se répercute directement sur les paliers de butée de la boîte de vitesses.

Pour résister à des conditions extrêmes et prolonger la durée de vie duboîte de vitesses pour extrudeuses bivis, des paramètres de conception spécifiques doivent être priorisés.

Pour les composés ignifuges, une boîte de vitesses avec un facteur de couple deT/A3 >= 11,0est fortement recommandé. Les engrenages internes doivent être rectifiés avec précision pourPrécision de niveau 6et fabriqué à partir d'acier allié 20CrNi2MoA par carburation et trempe.(Référence : Spécifications techniques des boîtes de vitesses à couple élevé - Réf : #GB-DESIGN-V5)

La chaleur de friction générée par le traitement à remplissage élevé peut être renvoyée vers la boîte de vitesses via les arbres de sortie. Un échangeur de chaleur huile-eau externe indépendant est essentiel pour maintenir une température d'huile stable entre45°C et 55°C, empêchant le film lubrifiant de se déchirer sous une charge élevée.

La stabilité de la boîte de vitesses dépend également duéléments de viset leur disposition.

• Répartition équilibrée du cisaillement :Utiliser des blocs à pétrir avec45 degrés ou 60 degrésLes angles décalés dans les zones d'alimentation FR facilitent le « cisaillement doux », réduisant ainsi la pression localisée sur la paroi du canon.

• Dégagement de précision :Maintenir un dégagement unilatéral serré (par ex.0,03 mm à 0,05 mm) empêche le reflux de matière, qui est une cause fréquente de brusques pics de couple.

Dans les lignes de production FR à haut remplissage, la fiabilité des boîtes de vitesses est égale au débit. En sélectionnant des boîtes de vitesses de haute qualité équipées desurveillance des vibrations et alarmes de température d'huile, combiné avec des pièces de vis résistantes à l'usure (dureté58-64 HRC), les fabricants peuvent réduire considérablement les temps d'arrêt imprévus et réduire le coût total de possession (TCO).