Po dwudziestu latach projektowania i serwisowania systemów zużycia śrub do maszyn do wytłaczania arkuszy w Azji i Europie poznałem jedną prawdę: śruba jest sercem Twojej linii. Kiedy ulega degradacji, cierpi wszystko poniżej. Wyjście spada. Jakość stopu staje się nierówna. Rośnie zużycie energii. Większość kierowników zakładów zauważa, kiedy szkody są kosztowne.
W JWELL produkujemy śruby jednoślimakowe, współbieżne linie maszyn do wytłaczania arkuszy dwuślimakowych oraz systemy maszyn do wytłaczania arkuszy o wysokiej wydajności do arkuszy PP, PS, PET, PMMA i arkuszy poliwęglanowych. Zużycie lufy śrubowej to największy ukryty koszt, z jakim borykają się nasi klienci po pięciu do siedmiu latach eksploatacji.
Co powoduje zużycie śruby maszyny do wytłaczania arkuszy
Dominuje ścieranie mechaniczne. Za każdym razem, gdy śruba się obraca, zabierak ląduje na ścianie lufy. Dodaj do swojej receptury włókno szklane, węglan wapnia lub dwutlenek tytanu, a otrzymasz mikroskopijne narzędzia tnące, które rozdrabniają zwoje śrub. Następna w kolejności jest korozja. Wilgoć zawarta w przemiale pochodzącym z recyklingu lub produkty degradacji kwasowej atakują powierzchnię azotowanej śruby , powodując wżery w metalu i przyspieszając straty mechaniczne. Trzecim czynnikiem jest zużycie kleju. Jeśli wsporniki lufy przesuną się lub zużyją się łożyska oporowe, zwoje śrubowe mogą zetknąć się ze ścianką lufy i spowodować zatarcie. We współbieżnych konfiguracjach maszyn do wytłaczania arkuszy dwuślimakowych zużycie występuje również pomiędzy dwoma ślimakami.
Jak azotowane śruby ulegają degradacji w czasie
Azotowanie gazowe jest standardem branżowym w przypadku ślimaków wytłaczarek utwardzanych powierzchniowo. Odpowiednio azotowana głębokość obudowy od 0,3 do 0,5 milimetra i twardość powierzchni od 950 do 1100 HV zapewniają doskonałą odporność na zużycie w zastosowaniach wyłącznie polimerowych.
Po wprowadzeniu wypełniaczy ściernych ta twarda warstwa azotku staje się barierą ochronną. Zmierzyliśmy azotowanych śrub od 0,01 mm na 1000 godzin dla czystego arkusza PP do ponad 0,08 mm na 1000 godzin dla mieszanek o dużej zawartości wypełnienia. szybkość zużycia
Degradacja przebiega według przewidywalnej krzywej. Przez pierwsze dwa tysiące godzin zużycie jest minimalne. W okresie od dwóch do sześciu tysięcy godzin grzbiety lotu stopniowo się zaokrąglają. Do ośmiu tysięcy godzin agresywne formuły mogą przedostać się do bardziej miękkiego rdzenia. Zużycie następnie przyspiesza wykładniczo. Ślimak staje się luźno dopasowanym ślimakiem, który przesuwa stopiony materiał do tyłu i generuje nadmierne ciepło ścinające.
Jeśli śrubą jest serce, lufa jest ścianą tętnicy. Wymiana beczki jest zdarzeniem powodującym wyłączenie linii.
Beczka bimetaliczna jest wytwarzana poprzez odśrodkowe odlewanie odpornej na zużycie okładziny ze stopu na stalową rurę bazową. Typowe wykładziny obejmują Colmonoy na bazie żelaza, stopy na bazie niklu z dyspersjami węglika wolframu i Stellite na bazie kobaltu.
W przypadku standardowych linii arkuszy PP i PS, wyściółka Colmonoy na bazie żelaza o twardości około 58 do 62 HRC zapewnia doskonałą trwałość. W przypadku arkuszy o dużej zawartości wypełniaczy, w których wypełniacze ścierne , mądrzejszą inwestycją jest wykładzina ze stopu niklu impregnowana węglikiem wolframu, kosztująca o trzydzieści do pięćdziesięciu procent więcej z góry, ale często podwajająca żywotność. skład wchodzą
Większość kupujących nie zwraca uwagi na to, że twardość tulei lufy musi być zgodna z twardością powierzchni śruby. Dobrze dobrana para, z wkładką lufy o dziesięć do piętnastu punktów HRC twardszą niż grzbiety zabieraków śrubowych, zapewnia najbardziej zrównoważoną parę zużycia i najniższy całkowity koszt posiadania.
Wypełniacze ścierne: cichy przyspieszacz uszkodzeń
Nie wszystkie polimery zużywają śruby w równym stopniu. Dziewiczy PMMA lub GPPS jest delikatny. Jednak w momencie dodania wypełniaczy ściernych w celu uzyskania nieprzezroczystości, sztywności lub zmniejszenia kosztów równanie zużycia zmienia się całkowicie.
Węglan wapnia w ilości dwudziestu do czterdziestu procent jest powszechny w arkuszach PP. Talk i siarczan baru mają podobne wzorce. Każda cząsteczka działa jak mikrościerny materiał pomiędzy zwojem ślimaka a ścianką lufy. Im mniejszy rozmiar cząstek, tym bardziej agresywne zużycie, ponieważ drobne cząstki wnikają w niedoskonałości powierzchni i działają jak pasta docierająca. Włókno szklane jest gorsze. Piętnastoprocentowy skład PC lub PET wypełniony szkłem może skrócić żywotność śruby o sześćdziesiąt procent lub więcej. Włókna szklane wycinają rowki i odsłaniają bardziej miękki rdzeń. Po odsłonięciu rdzenia zużycie staje się procesem niekontrolowanym. Dwutlenek tytanu jest zaskakująco ścierny przy dużych obciążeniach. Widzieliśmy, jak klienci obwiniali polimer za zużycie śrub, gdy winowajcą była przedmieszka o wysokiej zawartości TiO2 przy współczynniku spadku wynoszącym od 8 do 10%.
Techniki pomiaru luzu, które faktycznie działają
Nie możesz zarządzać tym, czego nie mierzysz. Pomiar luzu pomiędzy śrubą a lufą jest najważniejszym narzędziem diagnostycznym pozwalającym przewidzieć pozostały okres użytkowania. Jednak wiele roślin pomija ten krok, opierając się na subiektywnych wskaźnikach, takich jak dryf obciążenia silnika. Do tego czasu szkody zostaną już wyrządzone.
Bazowy luz promieniowy dla nowego ślimaka wytłaczarki i cylindra wynosi zazwyczaj od 0,001 do 0,0015 cala na cal średnicy ślimaka. W przypadku śruby 150 mm oznacza to od 0,15 do 0,23 mm, gdy jest nowa. Kiedy ten luz się podwoi, produkcja wymiernie spada. Kiedy potroi się, jesteś na pożyczonym czasie.
Istnieją trzy praktyczne metody. Technika drutu ołowiowego wykorzystuje miękki drut kruszony pomiędzy zwojami śrubowymi a lufą. Metoda czujnika zegarowego mierzy bicie końcówki śruby podczas jej powolnego obracania. Najbardziej precyzyjną metodą jest pomiar średnicy otworu po wykręceniu śruby. Zalecamy audyt pomiaru luzu co dwa tysiące godzin dla preparatów wypełnionych i co cztery tysiące godzin dla polimerów bez wypełniacza.
Kiedy wymienić, a kiedy naprawić zespoły śrubowe
Ostatecznie każda śruba zużywa się w stopniu przekraczającym dopuszczalne granice. Pytanie brzmi, czy naprawić, odnowić powierzchnię, czy całkowicie wymienić.
Niewielkie zużycie, gdy grzbiety zabieraków są zaokrąglone, ale średnica rdzenia nadal mieści się w granicach tolerancji, można czasem usunąć poprzez spawanie i ponowną obróbkę. Spawanie PTA z nawarstwieniem węglika wolframu, a następnie ponowne azotowanie może przywrócić śrubę do stanu niemal nowego, jeśli geometria nie jest przestarzała, a lufa jest nadal w dobrym stanie.
Istnieją jednak granice. Jeśli śruba była wielokrotnie spawana i poddawana ponownej obróbce, materiał rdzenia mógł ulec degradacji w strefie wpływu ciepła, co może pogorszyć prostoliniowość. W takich przypadkach nowa śruba jest bezpieczniejszą inwestycją. Jeżeli wykładzina lufy zużyła się aż do metalu nieszlachetnego, jedyną realną metodą jest relining lub całkowita wymiana.
W przypadku linii maszyn do wytłaczania arkuszy o krytycznej wydajności należy przechowywać zapasowy zespół śrubowo-bębenkowy na półce. Wymień zużyty zestaw podczas planowanego przestoju i wyślij go do renowacji bez ciśnienia produkcyjnego.
Konserwacja zapobiegawcza linii maszyn do wytłaczania arkuszy o dużej wydajności
Zapobieganie jest tańsze niż leczenie. W przypadku każdej wysokowydajnej maszyny do wytłaczania arkuszy pracującej dwadzieścia cztery godziny na dobę zdyscyplinowany program zapobiegawczy zwraca się w ciągu pierwszego roku.
Zacznij od kontroli materiału. Utrzymuj przemiał w czystości i suchości. Wilgoć nie tylko powoduje hydrolizę i korozję, ale także tworzy kieszenie pary, które destabilizują warstwę stopu pomiędzy ślimakiem a cylindrem. Przefiltruj przemiał, aby usunąć fragmenty metalu. Pojedynczy kawałek obcego metalu może zniszczyć wykładzinę lufy w niemożliwy do naprawienia sposób w ciągu kilku sekund.
Monitoruj temperatury robocze. Przegrzanie przyspiesza degradację polimeru, a zdegradowany polimer jest często kwaśny lub usieciowany. Utrzymuj strefy beczki w minimalnej temperaturze niezbędnej do uzyskania dobrej jakości stopu. Co roku sprawdzaj wyrównanie. Przesunięcie wspornika lufy, zużycie łożyska oporowego i niewspółosiowość sprzęgła powodują obciążenia boczne, które powodują miejscowe pasma zużycia. Łożysko oporowe skrzyni biegów musi być odpowiednio nasmarowane, a chłodzenie trzpienia śruby musi zapewniać stały przepływ wody. Uruchom program pomiaru luzu zgodnie z harmonogramem.
Wybór odpowiednich części zamiennych do maszyn do wytłaczania arkuszy
Kiedy przychodzi czas na zakup komponentów zamiennych, pokusa zaopatrzenia się w tanie części zamienne do maszyn do wytłaczania arkuszy od dostawców innych niż OEM jest realna. Powstrzymaj się, chyba że sprawdziłeś zgodność metalurgiczną i identyfikowalność wymiarową.
Śruba to nie tylko wał ze spiralą. Geometria lotu, stopień sprężania, konstrukcja sekcji mieszania i funkcje odpowietrzania są dopasowywane do konkretnego polimeru, wydajności i zakresu grubości arkusza. Zwykła śruba zamienna może pasować fizycznie, ale działać słabo. Zmieniają się profile temperatury topnienia, pogarsza się stabilność wyjściowa i pojawiają się defekty arkusza.
W JWELL prowadzimy dokumentację projektową każdej wysyłanej przez nas wytłaczarki. Kiedy klient zamawia zamienną śrubę lub lufę, produkujemy według oryginalnej specyfikacji lub według zaktualizowanego projektu w oparciu o aktualne wymagania dotyczące receptury. Oferujemy również ulepszoną obróbkę powierzchni, w tym śruby z napawaniem spawanym PTA i śruby ze stali narzędziowej z obróbką cieplną próżniową.
Zamienna beczka musi odpowiadać oryginalnemu odstępowi między strefami grzewczymi, rozmieszczeniu portów termopary i geometrii otworu zasilającego. Małe odchylenia wpływają na przepływ ciepła i przepływ materiału. Zainwestuj w odpowiednie części zamienne do maszyn do wytłaczania arkuszy , a zabezpieczysz produktywność całej linii.
Często zadawane pytania
Jak długo powinna wytrzymać śruba do wytłaczania arkuszy?
W przypadku czystych, niewypełnionych polimerów, takich jak GPPS lub PMMA, azotowana gazowo śruba w standardowej bimetalicznej beczce może wytrzymać piętnaście do dwudziestu tysięcy godzin. W przypadku wypełnionych preparatów z włóknem szklanym lub dużą zawartością węglanu wapnia należy oczekiwać od sześciu do dziesięciu tysięcy godzin. Wysoce ścierne związki WPC mogą wymagać wymiany co cztery do sześciu tysięcy godzin.
Jakie są pierwsze oznaki zużycia śruby?
Spadek wydajności przy stałej prędkości ślimaka, rosnącym obciążeniu silnika, rosnących wahaniach temperatury stopu i niespójności grubości blachy. Zanim zobaczysz linie matrycy, zużycie jest umiarkowane do dużego.
Czy mogę przedłużyć żywotność śruby bez wymiany lufy?
Czasami. Jeśli wykładzina lufy jest nadal w dobrym stanie, a luz jest akceptowalny, ponowne napawanie śruby poprzez napawanie i ponowne azotowanie może przywrócić wydajność. Jeśli jednak lufa jest również zużyta, sama nowa śruba będzie szybko zużywać się na uszkodzonej powierzchni. Przed podjęciem decyzji zmierz oba elementy.
Czy maszyna do wytłaczania arkuszy dwuślimakowych jest bardziej czy mniej podatna na zużycie niż linia jednoślimakowa?
To zależy. Zazębiające się układy dwuślimakowe mają dodatkowe powierzchnie ścieralne pomiędzy dwiema śrubami, co może zwiększyć wymagania konserwacyjne. Jednakże maszyny dwuślimakowe często pracują z mniejszą szybkością ścinania przy tej samej wydajności i wydajniej radzą sobie z silnie wypełnionymi preparatami. Profil zużycia jest inny, niekoniecznie gorszy.
Skąd mam wiedzieć, czy potrzebuję ulepszenia lufy bimetalicznej?
Jeśli Twoja standardowa lufa wymaga reliningu lub wymiany po mniej niż ośmiu tysiącach godzin, lub jeśli przechodzisz na bardziej ścierną formułę, lufa bimetaliczna ze stopu premium jest rozsądną inwestycją. Wydłużona żywotność i krótsze przestoje zapewniają znaczny zwrot.
Jak najlepiej zaplanować wymianę śrub?
Skorzystaj z danych pomiaru luzu , aby przewidzieć, kiedy luz promieniowy osiągnie próg konserwacji, zwykle dwukrotnie większy niż pierwotna wartość. Zaplanuj wymianę podczas planowanego przestoju. Zachowaj zapasową śrubę na miejscu.
Zużycie ślimaka maszyny do wytłaczania arkuszy nie jest tajemnicą. Jest to mierzalny i przewidywalny proces, na który wpływają właściwości materiałów, warunki pracy i dyscyplina konserwacji. Zrozum mechanizmy, zmierz postęp i zaplanuj interwencję.
