Trong cả-hoạt động ép đùn nhựa công suất cao và ép phun chính xác, việc lắp ráp vít và thùng là trung tâm của quy trình sản xuất. Theo thời gian, sự mài mòn cơ học, ăn mòn hóa học và ứng suất nhiệt chắc chắn sẽ gây ramài mòn trục vít máy đùn. Khi khe hở tới hạn giữa các trục vít và thành thùng bên trong vượt quá khả năng chịu đựng kỹ thuật của nó, hiệu quả sản xuất giảm mạnh, chất lượng tan chảy suy giảm và việc kiểm soát quy trình ngày càng trở nên thất thường.
Theo truyền thống, việc đo lường sự xuống cấp này đòi hỏi phải tắt hoàn toàn hệ thống: ngừng sản xuất, làm nguội các vùng, thanh lọc hệ thống và tháo vít lớn để đo micromet thủ công. Quá trình xâm nhập này có thể dễ dàng tiêu tốn 12 đến 24 giờ lao động, dẫn đến tổn thất thông lượng hàng nghìn đô la.
Đối với các nhà máy sản xuất B2B có-sản lượng cao, việc giảm thiểu thời gian bảo trì đột xuất là rất quan trọng. Hướng dẫn kỹ thuật toàn diện này phác thảo chính xáccách kiểm tra độ mòn vít mà không cần tháo vít, sử dụng dữ liệu nhiệt động lực học tiên tiến, động lực học chất lỏng và-công nghệ hình ảnh xâm lấn vi mô để duy trì lợi thế cạnh tranh của bạn.
1. Cấu tạo của sự mài mòn trục vít của máy đùn: Tại sao nó xảy ra
Trước khi thực hiện các quy trình chẩn đoán, điều cần thiết là phải hiểu động lực học ma sát và chất lỏng của quá trình bảo trì trục vít và tang trống.
Trong máy đùn trục vít-đơn tiêu chuẩn, khe hở hướng tâm (
) giữa mặt đất trục vít và bề mặt thùng được thiết kế cực kỳ kín-thường từ
ĐẾN
đường kính trục vít (
). Ví dụ, một
vít có thể có khe hở xuyên tâm danh nghĩa chỉ
ĐẾN
mỗi bên.
Tính chất vật lý của dòng chảy ngược (Dòng rò rỉ)
Khi trục vít quay, nó tạo ra áp lực dọc trục để bơm polyme tan chảy về phía trước qua khuôn. Khi độ hở hướng tâm tăng lên do bị mài mòn, một phần chất tan chảy có áp suất sẽ thoát ra phía sau trên vùng đất bay.
Theo cơ học xử lý polymer cổ điển, dòng rò rỉ thể tích (
) trên đường truyền trục vít rất nhạy cảm với khe hở hướng tâm (
) và có thể được biểu diễn dưới dạng toán học:
= Đường kính trục vít
= Thông quan chuyến bay xuyên tâm
= Chênh lệch áp suất trong suốt chuyến bay
= Góc xoắn ốc vít
= Độ nhớt nóng chảy động của polyme
= Chiều rộng trục bay
= Chiều dài trục của đường bay
Bởi vì dòng rò rỉ (
) tỷ lệ thuận vớilập phương của khe hở hướng tâm (
), ngay cả một sự gia tăng nhỏ về độ mài mòn cũng dẫn đến sự gia tăng theo cấp số nhân của rò rỉ ngược. Dòng chảy ngược này phá vỡ cấu hình vận tốc, làm thay đổi phân bố thời gian lưu trú (RTD) và làm giảm độ ổn định đầu ra tổng thể.
2. Các dấu hiệu quan trọng của sự mài mòn trục vít trong hoạt động của máy đùn
Trong quá trình sản xuất hàng ngày, các phương pháp chờ đợi-và-xem rất tốn kém. Nếu bạn quan sát thấy bất kỳ điều nào sau đâydấu hiệu mòn vít trong máy đùnhiệu suất, hệ thống xử lý của bạn có thể đã bị suy giảm đáng kể:
Sản lượng cụ thể giảm dần:Nếu bạn phải tăng dần tốc độ quay vít (RPM) để duy trì cùng tốc độ dòng chảy (
) trong các cấu hình nhiệt độ giống nhau, hiệu suất bơm thể tích của trục vít trong vùng đo sáng đã giảm xuống.
Hồ sơ áp suất nóng chảy không ổn định:Biến động áp suất đầu (tăng) vượt quá
là dấu hiệu chính cho thấy dòng chảy ngược và rò rỉ áp suất trên các chuyến bay bị mòn.
Lực cắt cực mạnh-Nhiệt gây ra (Tăng nhiệt độ nóng chảy):Các khe hở bị mòn buộc polyme tan chảy phải chịu lực cắt cục bộ nghiêm trọng, lặp đi lặp lại khi nó trượt trở lại vùng đất bay. Tốc độ cắt quá mức này chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng nhiệt, khiến nhiệt độ nóng chảy tăng vọt vượt xa điểm đặt cặp nhiệt điện của bạn.
Vùng nhiệt độ thùng không thể kiểm soát:Khi dải nhiệt trong vùng đo hoặc vùng nén không hoạt động liên tục (
công suất đầu ra) trong khi quạt làm mát chạy ở tốc độ
chu kỳ hoạt động, nó cho thấy rằng sự sinh nhiệt cắt bên trong đang vượt quá yêu cầu về nhiệt của quy trình-một dấu hiệu điển hình của sự hao mòn khe hở xuyên tâm.
Thời gian phục hồi (dẻo) kéo dài trong quá trình ép phun:Đối với các ứng dụng ép phun, độ mòn của vít ép phun biểu hiện dưới dạng chu kỳ phục hồi kéo dài, sự biến đổi của đệm ép phun và vít không duy trì được vị trí-giữ áp suất của nó, trôi chậm về phía trước trong giai đoạn giữ.
3. Cách kiểm tra độ mòn của vít mà không cần tháo vít: 4 phương pháp-đã được chứng minh trong ngành
Để chẩn đoán chính xác tình trạng vật lý của dây chuyền ép đùn mà không cần phải tháo dỡ tốn kém, các kỹ sư xử lý dựa vào bốn phương pháp chẩn đoán xâm lấn vi mô và dự đoán chính-.
Phương pháp 1: Kiểm tra áp suất nóng chảy động và hiệu suất thể tích
Kỹ thuật này là một phương pháp phân tích có độ tin cậy cao để ước tính hao mòn bên trong. Nó so sánh các đặc tính đầu ra của quy trình hiện tại với các số liệu cơ bản được ghi lại khi vít và thùng mới được lắp đặt.
Quy trình từng bước-từng-từng bước:
Ổn định hệ thống:Chạy polyme hiệu chuẩn có độ nhớt cao-tiêu chuẩn (ví dụ: polypropylen hoặc polyetylen phân đoạn có dòng chảy-nóng chảy{4}}thấp) ở cấu hình nhiệt độ cố định.
Thiết lập nguồn cấp dữ liệu và tốc độ cố định:Đặt tốc độ vít thành một loạt các khoảng thời gian kiểm tra cụ thể (ví dụ:
, 
, Và
). Đảm bảo tốc độ nạp theo trọng lượng hoặc thể tích được giữ không đổi hoặc chạy ở cấu hình nạp lũ.
Ghi lại áp suất và đầu ra:Đo áp suất nóng chảy ngay phía thượng nguồn của tấm chắn (
) và tính toán thông lượng cụ thể (
), được định nghĩa là:
Đánh giá độ lệch:So sánh các số liệu này với đường cong hiệu suất OEM ban đầu. Giảm thông lượng cụ thể vượt quá
kết hợp với việc giảm đáng kể áp suất ở trạng thái ổn định{0}}cho thấy độ hao mòn đáng kể, đặc biệt là ở các vùng đo sáng và trộn.
Đối với máy ép phun, hãy theo dõi Thời gian phục hồi trục vít. Nếu thời gian cần thiết để rút vít về giới hạn định lượng tăng hơn
trong các cài đặt áp suất ngược và RPM giống hệt nhau, dòng chảy ngược qua van một chiều (van một chiều) hoặc các trục vít đang xảy ra.
Phương pháp 2: Đánh giá độ suy giảm áp suất nóng chảy tĩnh và tốc độ dòng chảy ngược
Thử nghiệm duy trì áp suất này đo lường mức độ hiệu quả của khoảng trống bay có thể bịt kín sự tan chảy có áp suất trong điều kiện quay bằng không. Nó có tính thực tế cao khi thực hiện trong quá trình thay đổi vật liệu hoặc dừng tạm thời theo kế hoạch.
Quy trình từng bước-từng-từng bước:
Thanh lọc bằng nhựa tham chiếu:Đổ đầy thùng bằng hợp chất tẩy có độ nhớt cao,{0}}có độ nhớt cao hoặc nhựa tham chiếu.
Niêm phong xả:Lắp mặt bích mù hoặc đóng tấm trượt của bộ thay đổi màn hình để chặn hoàn toàn đường xả nóng chảy. Trên máy ép phun, chỉ cần chạm đáy vòi phun vào khối thanh lọc rắn hoặc cổng khuôn.
Áp dụng áp suất tĩnh:Xoay vít rất chậm để tạo áp suất mục tiêu xấp xỉ
ở đầu nòng thì dừng quay vít ngay lập tức.
Theo dõi sự suy giảm áp suất:Ghi lại sự giảm áp suất thông qua bộ chuyển đổi áp suất nóng chảy sơ cấp trong khoảng thời gian 5 phút.
Hồ sơ hệ thống lành mạnh:Áp suất nóng chảy sẽ giảm dần và tiệm cận, duy trì một tỷ lệ phần trăm đáng kể của áp suất ban đầu do các cánh trục vít bịt kín với thùng.
Hồ sơ hệ thống bị xuống cấp:Trong một hệ thống bị mòn, polyme nóng chảy dễ dàng trượt ngược qua các khoảng trống xuyên tâm mở rộng. Điều này dẫn đến áp suất giảm nhanh, gần như{1}}theo phương thẳng đứng (thường mất
áp suất trong vòng dưới 60 giây).
Phương pháp 3: Cân bằng nhiệt động lực học và phân tích mômen động cơ
Phương pháp chẩn đoán này sử dụng hệ thống ghi dữ liệu của bộ điều khiển PLC hiện đại để phân tích các xu hướng điện và nhiệt, xác định chính xác vùng tập trung hao mòn.
Quy trình từng bước-từng-từng bước:
Ghi lại mô-men xoắn và cường độ dòng điện của động cơ:Phân tích tải hiện tại được tạo ra bởi động cơ truyền động máy đùn. Khi khe hở xuyên tâm mở rộng, độ dày màng tan chảy polymer trên vùng tiếp đất bay tăng lên, điều này làm giảm đáng kể lực cản nhớt mà trục vít gặp phải.
Nếu mô-men xoắn của động cơ ở một đầu ra xác định là
ĐẾN
thấp hơn dữ liệu cơ sở lịch sử của bạn, vít bị thiếu tải do rò rỉ vật liệu quá mức.
Lập bản đồ cân bằng năng lượng nhiệt:Theo dõi chu kỳ hoạt động của vòng kiểm soát nhiệt-trên tất cả các vùng thùng.
Vùng thức ăn mặc:Các chuyến bay bị mòn trong phần truyền tải-rắn làm giảm sự tích tụ áp suất dọc trục, dẫn đến khả năng gia nhiệt-trước kém. Bạn sẽ quan sát chu kỳ hoạt động của dải tần-có nhiệt độ cao (
) ở Vùng 1 và 2.
Độ mòn vùng đo:Nếu nhiệt độ ở các vùng cuối cùng liên tục vượt quá điểm đặt trong khi quạt làm mát chạy liên tục thì năng lượng cơ học sẽ chuyển thành nhiệt cắt cục bộ quá mức do dòng chảy ngược nghiêm trọng. Điều này chỉ ra trực tiếp sự hao mòn của phần đo sáng.
Phương pháp 4: Nội soi công nghiệp nhiệt độ-cao (Kiểm tra trực quan xâm lấn vi mô-)
Khi cần xác minh vật lý mà không cần tháo toàn bộ cụm vít, việc sử dụng máy nội soi video công nghiệp-có nhiệt độ cao cho phép các thành viên trong nhóm bảo trì kiểm tra trực quan các phần-có độ mòn cao quan trọng của vít.
Quy trình từng bước-từng-từng bước:
Xác định vị trí các cổng truy cập:Xác định các lỗ truy cập quy trình tích hợp sẵn trên máy của bạn. Các điểm truy cập phổ biến nhất bao gồm:
Cổng thông hơi máy đùn hoặc mái vòm chân không(thường được đặt ở khu vực giải nén hoặc khử khí).
Cuối xả thùng(có thể truy cập bằng cách tháo cụm khuôn hoặc bộ thay đổi màn hình trong quá trình thay đổi màn hình theo lịch trình).
Đầu vòi phun(có thể tiếp cận trên các máy ép phun bằng cách lùi xe lại và tháo đầu vòi trong khi làm nóng).
Chuẩn bị nội soi:Đảm bảo máy nội soi công nghiệp của bạn được trang bị-độ phân giải cao, đầu có khớp nối, tấm chắn nhiệt cứng và nguồn sáng-cường độ cao. Đầu dò phải được đánh giá để chịu được nhiệt độ ít nhất
ĐẾN
để chèn ngắn gọn.
Chèn và tài liệu:Cẩn thận đưa đầu dò vào cổng mở. Lấy nét máy ảnh vào đỉnh của các cánh vít.
Phân tích hình ảnh:
Ốc vít khỏe mạnh:Hãy tìm các góc bay sắc nét,{0}}được xác định rõ ràng với lớp phủ bề mặt nguyên vẹn hoặc các lớp thấm nitơ.
Vít bị mòn:Kiểm tra các mép bay được bo tròn, các vết rỗ vi-dọc theo phía đẩy của bay, vết nứt kim loại cục bộ và các vết ghi sâu trên thành thùng bên trong.
4. So sánh khắc phục sự cố: Phương pháp chẩn đoán
Để hỗ trợ nhóm bảo trì trong việc lựa chọn phương pháp chẩn đoán tối ưu, bảng bên dưới so sánh bốn phương pháp không-phá hủy để kiểm tra độ mòn vít.
|
Phương pháp chẩn đoán |
Khả năng ứng dụng chính |
Thiết bị cần thiết |
Đầu tư thời gian |
Mức độ chính xác |
Số liệu thực tế quan trọng |
|
1. Kiểm tra hiệu suất thể tích |
Đùn & ép phun liên tục |
Dụng cụ xử lý tiêu chuẩn (Cân, Máy đo tốc độ) |
1,0 giờ |
Trung bình-Cao |
Giảm thông lượng cụ thể ( |
|
2. Giảm áp suất tĩnh (Giữ 5 phút) |
Sản xuất hàng loạt, ép phun |
Bộ chuyển đổi áp suất nóng chảy, nhựa thanh lọc có độ nhớt cao- |
0,5 giờ |
Cao |
Áp suất giữ giảm nhanh chóng theo cấp số nhân |
|
3. Cân bằng nhiệt động lực học |
Máy đùn-tốc độ cao, Máy quay-vít-đôi |
Nhật ký dữ liệu PLC (Bảng HMI) |
Liên tục (Thời gian- thực) |
Trung bình |
Kích hoạt quạt làm mát liên tục trong vùng đo sáng |
|
4. Nội soi nhiệt độ-cao |
Vùng thông gió/giảm áp, phần khuôn-cuối |
Ống nội soi khớp nối có nhiệt độ-cao |
2,0 giờ |
Xuất sắc (Trực tiếp trực quan) |
Làm tròn trực quan các vùng đất bay và sự nứt vỡ bề mặt |
)
5. Danh sách kiểm tra bảo trì vít và thùng vít phòng ngừa
Việc thiết lập lịch bảo trì máy đùn hiệu quả sẽ ngăn ngừa những hỏng hóc đột ngột và duy trì chất lượng sản phẩm cao. Sử dụng danh sách kiểm tra hoạt động này hàng tháng và hàng quý để phát hiện sự hao mòn trước khi nó ảnh hưởng đến kết quả kinh doanh của bạn.
Kiểm tra định kỳ hàng tháng:
Đăng nhập đầu ra cụ thể:Ghi lại trọng lượng đầu ra (
) liên quan đến tốc độ trục vít (
) cho số lượng sản phẩm-có số lượng lớn của bạn. So sánh với đường cong hiệu suất cơ bản của máy.
Xem lại hồ sơ vùng sưởi ấm:Lưu ý phần trăm sản lượng điện của dải sưởi trên tất cả các vùng. Điều tra bất kỳ khu vực nào mà dải nhiệt luôn duy trì ở mức
điện trong khi hệ thống làm mát hoạt động hoàn toàn.
Theo dõi độ ổn định áp suất đầu:Đảm bảo rằng sự dao động áp suất đầu không vượt quá
trong điều kiện hoạt động ở trạng thái ổn định.
Kiểm tra lưới từ:Kiểm tra nam châm của phễu cấp liệu xem có-mảnh vụn kim loại siêu mịn bị mòn hay không, có thể cho thấy sự tiếp xúc của kim loại-trên-kim loại trong thùng.
Kiểm tra chẩn đoán hàng quý:
Thực hiện kiểm tra độ suy giảm áp suất tĩnh:Trong quá trình tắt máy hoặc thay đổi vật liệu theo kế hoạch, hãy thực hiện kiểm tra khả năng giữ áp suất trong 5{1}}phút. Ghi lại đường cong phân rã để phân tích xu hướng bảo trì dự đoán.
Kiểm tra hiệu suất của van không quay trở lại:Đối với các bộ phận ép phun, ghi lại độ lệch của vị trí giữ vít trong giai đoạn giữ.
Xem lại tải động cơ truyền động:So sánh mức cường độ dòng điện trung bình của động cơ với các ghi chép lịch sử đối với cùng loại polyme và tốc độ thông lượng.
Kiểm tra các khu vực có thể truy cập thông qua cổng thông hơi:Đưa ống nội soi có nhiệt độ-cao qua các cổng thông hơi để kiểm tra cấu hình chuyến bay xem có dấu hiệu sớm của sự xói mòn hoặc rỗ hay không.
6. Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Hỏi: Tôi nên kiểm tra độ mòn vít của máy đùn bao lâu một lần?
Đáp: Để xử lý tiêu chuẩn các polyme nguyên chất, không{0}}bị mài mòn, chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện phân tích áp suất không phá hủy hoặc phân tích nhiệt động lực học 6 tháng một lần. Nếu bạn xử lý các vật liệu mài mòn (chẳng hạn như những vật liệu có chứa sợi thủy tinh, sợi carbon hoặc hàm lượng canxi cacbonat cao) hoặc nhựa ăn mòn (chẳng hạn như PVC hoặc fluoropolyme), hãy thực hiện các cuộc kiểm tra này hàng quý.
Hỏi: Điều gì gây ra hiện tượng mòn trục vít máy đùn nhanh?
Đáp: 1.Mòn do mài mòn: Tỷ lệ sợi thủy tinh, chất độn hoặc chất phụ gia sắc tố cao. 2.Mang mòn do ăn mòn: Các sản phẩm phân hủy có tính axit, chẳng hạn như axit clohydric giải phóng do PVC quá nóng. 3.M mòn dính (Kim loại-với-Tiếp xúc với kim loại): Sai lệch giữa hộp số, vít và thùng hoặc áp suất đầu quá cao làm cong vít, khiến chuyến bay tiếp đất cọ sát vào thành thùng. 4.Lạnh Khởi động: Bắt đầu quay vít trước khi polyme tan chảy hoàn toàn, đặt tải trọng cơ học cực lớn lên cả cánh vít và thùng.
Hỏi: Vít bị mòn có thể sửa chữa được không hay phải thay thế?
Đáp: Hầu hết các vít chất lượng cao-có thể được sửa chữa lại nếu được chẩn đoán trước khi xảy ra hư hỏng nghiêm trọng. Nếu phát hiện sớm sự mài mòn (ví dụ: độ cao chuyến bay bị giảm trong khoảng 2 mm đến 3 mm), các chuyến bay có thể được xây dựng lại bằng cách sử dụng phương pháp hàn hợp kim chống mài mòn chuyên dụng-(chẳng hạn như Stellite hoặc Colmonoy) rồi sau đó mài độ chính xác-trở lại thông số kỹ thuật ban đầu. Tuy nhiên, nếu chân vít hoặc kim loại nền bị nứt hoặc ăn mòn sâu thì cần phải thay thế hoàn toàn để đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả.
Câu hỏi: Độ mòn của máy đùn trục vít-đôi có hoạt động khác với độ mòn-vít đơn không?
Đ: Vâng. Máy đùn trục vít đôi-quay đồng-có độ mòn cao ở vùng nóng chảy (khối nhào) và vùng xả áp-cao. Bởi vì-hệ thống vít đôi sử dụng các đoạn vít mô-đun nên bạn thường chỉ có thể thay thế khối nhào bị mòn hoặc các bộ phận vít riêng lẻ thay vì toàn bộ trục vít. Thiết kế mô-đun này giúp nội soi có mục tiêu thông qua các cổng thông hơi có hiệu quả cao trong việc xác định các vùng bị mòn cụ thể.
Hỏi: Làm thế nào để tôi biết vít bị mòn hay nòng súng bị mòn?
Trả lời: Thùng thường được sản xuất với lớp lót lưỡng kim hoặc bề mặt phủ nitrid cứng hơn các cánh vít. Do đó, các chuyến bay trục vít thường bị mòn trước tiên. Tuy nhiên, nếu bạn chạy nhựa chứa đầy thủy tinh mài mòn ở áp suất cao, cả hai thành phần có thể bị mòn đồng thời. Nếu kết quả kiểm tra độ giảm áp suất tĩnh của bạn cho thấy có sự rò rỉ nghiêm trọng nhưng kết quả kiểm tra nội soi cho thấy các chuyến bay vít vẫn hoạt động bình thường thì lỗ bên trong của thùng có thể bị mòn (hình bầu dục hoặc rửa trôi cục bộ).
Tại JWELL, chúng tôi hiểu rằng việc duy trì hiệu suất ép đùn cao nhất đòi hỏi kỹ thuật chính xác, luyện kim mạnh mẽ và chẩn đoán quy trình đáng tin cậy. Là công ty dẫn đầu toàn cầu về-dây chuyền ép đùn nhựa hiệu suất cao, chúng tôi thiết kế và sản xuấtốc vít và thùng lưỡng kimđược thiết kế để chịu được môi trường mài mòn và ăn mòn đòi hỏi khắt khe nhất.
Tối ưu hóa sản xuất của bạn với chuyên môn kỹ thuật của JWELL