擠壓過(guò)程中螺桿和筒體磨損的故障排除

保持單螺桿擠出機(jī)以高性能運(yùn)行對(duì)加工商來(lái)說(shuō)是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于較舊的機(jī)器。通常，當(dāng)擠出機(jī)在生產(chǎn)中運(yùn)行時(shí)，螺桿和機(jī)筒會(huì)出現(xiàn)磨損跡象。主要跡象包括比速率降低和排放溫度升高。具體速率只是速率（lb/hr 或 kg/hr）除以螺桿速度。

對(duì)于特定速率的小幅降低，處理器只需提高螺桿速度即可保持輸出速率。由于螺桿速度較高，并且材料泄漏超過(guò)飛行間隙，磨損會(huì)導(dǎo)致排放溫度升高。最終，磨損水平將足夠高，以至于處理器將需要降低生產(chǎn)線(xiàn)的吞吐率以保持產(chǎn)品質(zhì)量。這將降低生產(chǎn)線(xiàn)的盈利能力和產(chǎn)能。更換磨損的機(jī)筒和螺釘?shù)臎Q定必須包括該過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。

了解螺桿和機(jī)筒的直徑很重要。塑化擠出機(jī)的這些直徑見(jiàn)附表。作為指導(dǎo)，飛行間隙通常是公稱(chēng)螺釘直徑除以 1000。例如，對(duì)于 3.5 英寸。直徑擠出機(jī)，新機(jī)時(shí)的飛行間隙約為0.004英寸。每側(cè)外螺釘直徑為 3.492 英寸。公差為 0.001 in。超大尺寸。槍管內(nèi)徑通常為公稱(chēng)直徑，公差為 0.001 英寸。超大尺寸。超過(guò)此間隙距離是由于磨損造成的。大于 12 英寸的擠出機(jī)。通常具有比規(guī)定的規(guī)則更大的間隙，特別是對(duì)于熔融進(jìn)料擠出機(jī)。

螺桿磨損對(duì)擠出機(jī)性能的影響可能代價(jià)高昂。例如，對(duì)于以 150 kg/hr 的速度運(yùn)行熔融指數(shù) （MI） 為 1 的 PE 的 100 mm 直徑螺桿，螺桿速度和排氣溫度與螺桿磨損。當(dāng)螺桿是新的時(shí)，飛行間隙為 0.005 英寸。每側(cè)，擠出機(jī)在236℃的放電溫度下以高性能運(yùn)行。

隨著螺桿使用時(shí)間的磨損，飛行間隙隨著飛行上的硬面部分去除而增加。為了使擠出機(jī)以 150 kg/hr 的恒定速度運(yùn)行，必須提高螺桿速度。隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高和機(jī)筒壁的傳熱系數(shù)降低，排料溫度升高。傳熱系數(shù)降低，因?yàn)闄C(jī)筒壁上的膜厚隨著飛行間隙的增加而增加。

螺桿磨損對(duì)擠出機(jī)性能的影響可能代價(jià)高昂

如果下游工藝（如吹膜）可以在較高的排放溫度下運(yùn)行，操作員只需提高螺桿速度即可保持速率。如果排放溫度變得太高而無(wú)法操作，則操作員將需要降低螺桿速度和速率，直到下游工藝穩(wěn)定為止。然而，在降低生產(chǎn)率的情況下，該生產(chǎn)線(xiàn)的利潤(rùn)會(huì)降低。

適用于吹膜應(yīng)用和 0.011 英寸的螺釘。磨損（0.016 英寸飛行間隙），可能無(wú)法以 150 kg/hr 的速度運(yùn)行，因?yàn)榕欧艤囟冉咏?246℃，對(duì)于這種應(yīng)用來(lái)說(shuō)這個(gè)溫度太高了。取而代之的是，速率將降低多達(dá) 20 kg/hr，螺桿速度降低 7 rpm，以將排放溫度保持在 236℃。這將使費(fèi)率降低約13%，從而降低生產(chǎn)線(xiàn)的盈利能力和產(chǎn)能。如果該線(xiàn)路已售罄，則某些訂單可能會(huì)延遲。

已經(jīng)有很多文章和討論，關(guān)于何時(shí)應(yīng)該用新的或翻新的螺釘更換磨損的螺釘。一些做法包括：1）當(dāng)磨損程度導(dǎo)致飛行間隙為新間隙的4倍（4×）時(shí);2）當(dāng)硬面完全磨損時(shí);3）當(dāng)減速和放電溫度升高到不經(jīng)濟(jì)的水平時(shí)。航班上的硬面通常約為 0.060 英寸。厚，而新螺釘?shù)拿總?cè)間隙通常為直徑除以 1000。

對(duì)于小直徑螺釘，如果硬面完全磨損，螺釘?shù)男阅軐O差。但是，某些應(yīng)用程序可以容忍飛行間隙增加 4×。但好的決定是，當(dāng)工藝的經(jīng)濟(jì)性需要更換新螺釘或翻新螺釘?shù)某杀緯r(shí)，就更換螺釘。磨損程度通常取決于工藝所需的性能或工作。

例如，波紋管等非關(guān)鍵應(yīng)用可以使用磨損程度非常高的螺桿生產(chǎn)可接受的產(chǎn)品。醫(yī)療應(yīng)用等關(guān)鍵工況對(duì)高磨損的耐受性不強(qiáng)。取而代之的是，在飛行間隙增加到新飛行間隙的 2× 后，需要更換螺釘。

備用螺釘應(yīng)存放在倉(cāng)庫(kù)中，以便在當(dāng)前螺釘磨損至其使用壽命結(jié)束時(shí)，可以在不長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉線(xiàn)路的情況下安裝備用螺釘。磨損的螺釘應(yīng)翻新或更換。螺釘?shù)姆虏粦?yīng)超過(guò)三次，因?yàn)槊看螌⑿碌挠诧椕婧附拥侥覆纳蠒r(shí)，母材都會(huì)變質(zhì)，并且很可能會(huì)發(fā)生硬飾面和母材之間的分層。

當(dāng)螺桿從擠出機(jī)中取出時(shí)，應(yīng)測(cè)量機(jī)筒的內(nèi)徑是否有磨損。具有鐵基雙金屬襯里的機(jī)筒的使用壽命通常是螺桿使用壽命的三倍。此外，槍管成品雙金屬襯里的正常厚度約為 0.060 英寸。

螺桿和料筒的磨損可能由多種機(jī)制引起，例如樹(shù)脂填料的磨料磨損、熔煉段末端或混合器前的固體楔入，或料筒對(duì)準(zhǔn)不良。樹(shù)脂中的磨蝕性成分會(huì)導(dǎo)致高磨損率，尤其是在通道固體含量高的情況下。常見(jiàn)的研磨填料包括玻璃纖維、二氧化硅和碳酸鈣等。如果在熔煉段的末端或某些混合器的入口處出現(xiàn)高水平的固體，這些固體會(huì)導(dǎo)致通道中出現(xiàn)短暫的堵塞，從而產(chǎn)生較大的側(cè)向力，將螺桿推入機(jī)筒壁，從而導(dǎo)致高磨損。這種情況是由于熔煉段或混合器設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。

螺桿的翻新次數(shù)不應(yīng)超過(guò)三次

料筒對(duì)準(zhǔn)至關(guān)重要，特別是對(duì)于大直徑和長(zhǎng)擠出機(jī)。每當(dāng)槍管被移除或改變時(shí)，如果基礎(chǔ)移動(dòng)，或者如果槍管支架移動(dòng)，都應(yīng)進(jìn)行對(duì)齊。前筒支架上的接觸點(diǎn)必須用高溫硅脂充分潤(rùn)滑，否則已釬焊到前支架接觸點(diǎn)上的黃銅必須與筒體外徑接觸。

由于槍管加熱器故障導(dǎo)致槍管加熱不均勻會(huì)導(dǎo)致槍管在一個(gè)方向上比另一個(gè)方向熱膨脹更多，從而導(dǎo)致槍管翹曲。顯然，可以通過(guò)機(jī)器設(shè)置和螺釘設(shè)計(jì)來(lái)減輕由于瞬時(shí)堵塞引起的對(duì)準(zhǔn)和側(cè)向力引起的磨損。