Sau hai mươi năm thiết kế và bảo trì các hệ thống mài mòn vít của máy ép đùn tấm trên khắp Châu Á và Châu Âu, tôi đã học được một sự thật: vít là trái tim trong dây chuyền của bạn. Khi nó xuống cấp, mọi thứ ở hạ nguồn đều bị ảnh hưởng. Đầu ra giảm xuống. Chất lượng nóng chảy trở nên không nhất quán. Tiêu thụ năng lượng tăng cao. Hầu hết các nhà quản lý nhà máy đều nhận thấy khi thiệt hại gây ra tốn kém.
Tại JWELL, chúng tôi sản xuất vít đơn, đồng trục dây chuyền máy ép đùn tấm trục vít đôi và hệ thống máy ép đùn tấm công suất cao cho tấm PP, PS, PET, PMMA và polycarbonate. Sự mài mòn của trục vít là chi phí tiềm ẩn lớn nhất mà khách hàng của chúng tôi phải đối mặt sau 5 đến 7 năm hoạt động.
Nguyên nhân gì khiến máy ép đùn tấm bị mòn trục vít
Mài mòn cơ học chiếm ưu thế. Mỗi khi vít của bạn quay, chuyến bay sẽ tiếp đất ép vào thành thùng. Thêm sợi thủy tinh, canxi cacbonat hoặc titan dioxide vào công thức của bạn và bạn đã giới thiệu các công cụ cắt cực nhỏ có thể mài mòn các đường trục vít. Tiếp theo là sự ăn mòn. Độ ẩm trong quá trình mài tái chế hoặc các sản phẩm phân hủy có tính axit tấn công bề mặt của vít thấm nitơ , làm rỗ kim loại và làm tăng tổn thất cơ học. Sự hao mòn của chất kết dính là yếu tố thứ ba. Nếu căn chỉnh hỗ trợ thùng bị lệch hoặc vòng bi lực đẩy bị mòn, các chuyến bay trục vít có thể tiếp xúc với thành thùng và bắt đầu bị kẹt. Trong cấu hình đồng trục máy ép đùn tấm trục vít đôi , sự mài mòn cũng xảy ra giữa hai ốc vít.
Vít thấm nitơ xuống cấp như thế nào theo thời gian
Thấm nitơ khí là tiêu chuẩn công nghiệp cho vít đùn làm cứng bề mặt. Độ sâu vỏ được thấm nitơ thích hợp từ 0,3 đến 0,5 mm và độ cứng bề mặt từ 950 đến 1100 HV mang lại khả năng chống mài mòn tuyệt vời đối với các ứng dụng chỉ dùng polyme.
Một khi bạn sử dụng chất độn có tính mài mòn, lớp nitrit cứng đó sẽ trở thành một rào cản hy sinh. Chúng tôi đã đo tốc độ mài mòn vít thấm nitrid từ 0,01 mm trên 1000 giờ đối với tấm PP sạch đến trên 0,08 mm mỗi 1000 giờ đối với các hợp chất chứa đầy.
Sự xuống cấp theo một đường cong có thể dự đoán được. Trong hai nghìn giờ đầu tiên, độ mòn ở mức tối thiểu. Trong khoảng từ hai nghìn đến sáu nghìn giờ, các đỉnh bay dần dần tròn lại. Đến tám nghìn giờ, các công thức mạnh mẽ có thể xâm nhập vào lõi mềm hơn. Mặc sau đó tăng tốc theo cấp số nhân. Vít trở thành một mũi khoan lỏng lẻo, trượt về phía sau và tạo ra nhiệt cắt quá mức.
Nếu cái vít là trái tim thì cái thùng là thành động mạch. Thay thế thùng là một sự kiện tắt đường dây.
Thùng lưỡng kim được sản xuất bằng cách đúc ly tâm lớp lót hợp kim chống mài mòn lên ống đế bằng thép. Các lớp lót phổ biến bao gồm Colmonoy gốc sắt, hợp kim gốc niken với chất phân tán cacbua vonfram và Stellite gốc coban.
Đối với các dòng tấm PP và PS tiêu chuẩn, lớp lót Colmonoy gốc sắt có độ cứng khoảng 58 đến 62 HRC mang lại tuổi thọ sử dụng tuyệt vời. Đối với tấm có độ dày cao trong đó chất độn mài mòn là một phần của công thức, lớp lót hợp kim niken tẩm cacbua vonfram là khoản đầu tư thông minh hơn, chi phí trả trước cao hơn từ 30 đến 50% nhưng thường tăng gấp đôi tuổi thọ sử dụng.
Hầu hết người mua đều bỏ qua rằng độ cứng của lớp lót thùng phải tương thích với độ cứng bề mặt vít. Một cặp vừa vặn, với lớp lót thùng cứng hơn từ 10 đến 15 điểm HRC so với đỉnh chuyến bay trục vít, mang lại cho bộ đôi hao mòn cân bằng nhất và tổng chi phí sở hữu thấp nhất.
Chất độn mài mòn: Công cụ tăng tốc thiệt hại thầm lặng
Không phải tất cả các polyme đều có độ mòn vít như nhau. Virgin PMMA hoặc GPPS rất nhẹ nhàng. Nhưng thời điểm bạn thêm chất độn mài mòn để tăng độ mờ, độ cứng hoặc giảm chi phí thì phương trình mài mòn sẽ thay đổi hoàn toàn.
Canxi cacbonat ở mức tải 20 đến 40 phần trăm là phổ biến trong tấm PP. Talc và bari sulfat có mô hình tương tự. Mỗi hạt hoạt động như một chất mài mòn vi mô giữa trục vít và thành thùng. Kích thước hạt càng nhỏ thì độ mài mòn càng mạnh vì các hạt mịn xuyên qua các khuyết điểm trên bề mặt và hoạt động giống như hợp chất mài. Sợi thủy tinh còn tệ hơn. Công thức PC hoặc PET chứa đầy thủy tinh mười lăm phần trăm có thể làm giảm tuổi thọ vít từ sáu mươi phần trăm trở lên. Các sợi thủy tinh cắt rãnh và để lộ phần lõi mềm hơn. Một khi lõi lộ ra, quá trình mài mòn sẽ diễn ra nhanh chóng. Titanium dioxide có khả năng mài mòn đáng kinh ngạc ở mức tải cao. Chúng tôi đã thấy các khách hàng đổ lỗi cho sự mài mòn của vít ở polyme khi thủ phạm là hạt nhựa có hàm lượng TiO2 cao với tỷ lệ thất thoát từ 8 đến 10%.
Kỹ thuật đo lường khoảng trống thực sự có hiệu quả
Bạn không thể quản lý những gì bạn không đo lường được. Đo khe hở giữa vít và nòng là công cụ chẩn đoán quan trọng nhất để dự đoán tuổi thọ còn lại. Tuy nhiên, nhiều nhà máy bỏ qua nó, dựa vào các chỉ số chủ quan như độ lệch tải của động cơ. Đến lúc đó, thiệt hại đã được thực hiện.
Khoảng hở xuyên tâm cơ bản cho trục vít và thùng máy đùn mới thường là 0,001 đến 0,0015 inch trên mỗi inch đường kính trục vít. Đối với vít 150 mm, điều đó có nghĩa là 0,15 đến 0,23 mm khi mới. Khi khoảng trống này tăng gấp đôi, sản lượng sẽ giảm đáng kể. Khi nó tăng gấp ba, bạn đang ở thời gian mượn.
Có ba phương pháp thực tế. Kỹ thuật dây dẫn sử dụng dây mềm được ép giữa các cánh vít và thùng. Phương pháp chỉ báo quay số đo độ lệch của đầu vít khi bạn xoay nó từ từ. Phương pháp chính xác nhất là đo kích thước lỗ khoan sau khi tháo vít. Chúng tôi khuyến nghị kiểm tra đo lường độ thanh thải hai nghìn giờ một lần đối với các công thức có chứa đầy và bốn nghìn giờ một lần đối với các polyme không chứa đầy.
Khi nào cần thay thế và sửa chữa cụm thùng vít
Cuối cùng, mọi ốc vít đều bị mòn vượt quá giới hạn chấp nhận được. Câu hỏi đặt ra là nên sửa chữa, làm lại bề mặt hay thay thế hoàn toàn.
Độ mòn nhỏ, trong đó các đỉnh cánh đã được làm tròn nhưng đường kính lõi vẫn nằm trong giới hạn cho phép, đôi khi có thể được giải quyết bằng cách hàn và gia công lại. Hàn PTA với sự tích tụ cacbua vonfram sau đó thấm nitơ lại có thể khôi phục vít về tình trạng gần như mới nếu hình dạng không lỗi thời và nòng vẫn ở tình trạng tốt.
Tuy nhiên, có những giới hạn. Nếu vít được hàn và gia công lại nhiều lần, vật liệu lõi có thể bị suy giảm vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và độ thẳng có thể bị ảnh hưởng. Trong những trường hợp đó, một chiếc vít mới là khoản đầu tư an toàn hơn. Nếu lớp lót thùng đã mòn đến lớp kim loại cơ bản thì việc lót lại hoặc thay thế toàn bộ là con đường khả thi duy nhất.
Đối với các dây chuyền máy ép đùn tấm công suất cao quan trọng , hãy giữ một cụm thùng vít dự phòng trên kệ. Trao đổi bộ bị mòn trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch và gửi nó đi tân trang mà không chịu áp lực sản xuất.
Bảo trì phòng ngừa cho dây chuyền máy ép đùn tấm công suất cao
Phòng bệnh rẻ hơn chữa bệnh. Đối với bất kỳ máy ép đùn tấm công suất cao nào hoạt động 24 giờ một ngày, một chương trình phòng ngừa có kỷ luật sẽ có hiệu quả trong vòng năm đầu tiên.
Bắt đầu với việc kiểm soát vật liệu. Giữ cho cối xay của bạn sạch sẽ và khô ráo. Độ ẩm không chỉ gây thủy phân và ăn mòn mà còn tạo ra các túi hơi làm mất ổn định màng nóng chảy giữa trục vít và thùng. Lọc lại quá trình xay của bạn để loại bỏ các mảnh kim loại. Một mảnh kim loại lang thang có thể làm hỏng lớp lót thùng không thể sửa chữa trong vài giây.
Theo dõi nhiệt độ hoạt động của bạn. Quá nhiệt làm tăng tốc độ phân hủy polyme và polyme bị phân hủy thường có tính axit hoặc liên kết chéo. Chạy vùng thùng của bạn ở nhiệt độ tối thiểu cần thiết để có chất lượng tan chảy tốt. Kiểm tra sự liên kết hàng năm. Dịch chuyển hỗ trợ thùng, độ mòn ổ đỡ lực đẩy và độ lệch khớp nối đều tạo ra tải trọng bên gây ra dải mòn cục bộ. Ổ đỡ lực đẩy của hộp số phải được bôi trơn đúng cách và việc làm mát trục vít phải duy trì dòng nước ổn định. Chạy chương trình đo khoảng trống của bạn đúng tiến độ.
Lựa chọn phụ tùng máy ép đùn tấm phù hợp
Khi đến thời điểm mua linh kiện thay thế, sự cám dỗ tìm nguồn giá rẻ phụ tùng máy ép đùn tấm từ các nhà cung cấp không phải OEM là có thật. Chống lại nó, trừ khi bạn đã xác minh khả năng tương thích luyện kim và truy xuất nguồn gốc kích thước.
Vít không chỉ là một trục có vòng xoắn. Hình dạng chuyến bay, tỷ lệ nén, thiết kế phần trộn và các tính năng thông gió đều được điều chỉnh theo loại polymer, tốc độ đầu ra và phạm vi khổ giấy cụ thể của bạn. Vít thay thế chung có thể phù hợp về mặt vật lý nhưng hoạt động kém. Cấu hình nhiệt độ nóng chảy thay đổi, độ ổn định đầu ra suy giảm và xuất hiện các khuyết tật của tấm.
Tại JWELL, chúng tôi lưu giữ hồ sơ thiết kế cho mỗi máy đùn mà chúng tôi vận chuyển. Khi khách hàng đặt mua vít hoặc nòng thay thế, chúng tôi sẽ sản xuất theo thông số kỹ thuật ban đầu hoặc thiết kế cập nhật dựa trên các yêu cầu công thức hiện tại. Chúng tôi cũng cung cấp các phương pháp xử lý bề mặt nâng cấp, bao gồm vít mặt cứng hàn PTA và vít thép công cụ được xử lý nhiệt chân không.
Thùng thay thế phải phù hợp với khoảng cách vùng gia nhiệt ban đầu, vị trí cổng cặp nhiệt điện và hình dạng cổng cấp liệu. Những sai lệch nhỏ ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt và mô hình dòng chảy vật liệu. Đầu tư vào phù hợp các phụ tùng thay thế máy ép đùn tấm và bạn sẽ bảo vệ được năng suất của toàn bộ dây chuyền.
Câu hỏi thường gặp
Vít ép đùn tấm có tuổi thọ bao lâu?
Đối với các polyme sạch, không chứa đầy như GPPS hoặc PMMA, vít thấm nitơ khí trong thùng lưỡng kim tiêu chuẩn có thể tồn tại từ mười lăm đến hai mươi nghìn giờ. Đối với các công thức chứa đầy sợi thủy tinh hoặc hàm lượng canxi cacbonat cao, dự kiến sẽ có từ sáu đến mười nghìn giờ. Các hợp chất WPC có độ mài mòn cao có thể cần được thay thế sau mỗi 4 đến 6 nghìn giờ.
Dấu hiệu đầu tiên của sự mài mòn vít là gì?
Đầu ra giảm ở tốc độ trục vít không đổi, tải động cơ tăng, sự thay đổi nhiệt độ nóng chảy tăng và độ dày tấm không nhất quán. Vào thời điểm bạn nhìn thấy các đường khuôn, độ mòn ở mức độ trung bình đến nặng.
Tôi có thể kéo dài tuổi thọ vít mà không cần thay nòng không?
Thỉnh thoảng. Nếu lớp lót thùng vẫn ở tình trạng tốt và độ hở có thể chấp nhận được thì việc làm lại bề mặt vít bằng cách làm cứng và thấm nitơ lại có thể khôi phục hiệu suất. Nhưng nếu nòng súng cũng bị mòn thì chỉ riêng con vít mới sẽ mòn nhanh chóng trên bề mặt bị hư hỏng. Đo cả hai thành phần trước khi quyết định.
Máy ép đùn tấm trục vít đôi dễ bị mài mòn hơn hay ít hơn so với máy đùn trục vít đơn?
Nó phụ thuộc. Hệ thống vít đôi ăn khớp có thêm bề mặt mài mòn giữa hai vít, điều này có thể làm tăng nhu cầu bảo trì. Tuy nhiên, máy trục vít đôi thường chạy ở tốc độ cắt thấp hơn cho cùng một sản lượng và xử lý các công thức có độ đầy cao hiệu quả hơn. Cấu hình hao mòn là khác nhau, không nhất thiết phải tệ hơn.
Làm cách nào để biết liệu tôi có cần nâng cấp thùng lưỡng kim hay không?
Nếu thùng tiêu chuẩn của bạn yêu cầu lót lại hoặc thay thế sau chưa đầy tám nghìn giờ hoặc nếu bạn đang chuyển sang công thức mài mòn hơn thì thùng lưỡng kim hợp kim cao cấp là một khoản đầu tư hợp lý. Tuổi thọ sử dụng kéo dài và giảm thời gian ngừng hoạt động mang lại lợi nhuận cao.
Cách tốt nhất để lên lịch thay vít là gì?
Sử dụng dữ liệu đo khoảng hở của bạn để dự đoán khi nào khoảng hở xuyên tâm sẽ đạt đến ngưỡng bảo trì, thường gấp đôi giá trị ban đầu. Lên lịch thay thế trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch. Giữ một vít dự phòng tại chỗ.
Độ mòn vít của máy ép đùn tấm không phải là một điều bí ẩn. Đó là một quá trình có thể đo lường được, có thể dự đoán được, được thúc đẩy bởi các đặc tính vật liệu, điều kiện vận hành và kỷ luật bảo trì. Hiểu các cơ chế, đo lường tiến độ và lập kế hoạch can thiệp của bạn.
