آیا می توانید به جای مجموعه کامل پیچ، فقط اجزای پیچ فرسوده را جایگزین کنید؟

هنگامی که چندین عنصر پیچ سایش قابل مشاهده را نشان می دهند، بسیاری از کارخانه های اکستروژن با همین سوال روبرو می شوند:

در بسیاری از موارد، جایگزینی تنها عناصر حساس منطقه سایش از نظر فنی ممکن و از نظر اقتصادی منطقی است. اکسترودرهای دو مارپیچ معمولاً از عناصر پیچ مدولار نصب شده بر روی شفت های شیاردار استفاده می کنند که امکان حذف و جایگزینی عناصر انتقال جداگانه، بلوک های خمیری، عناصر مخلوط کننده و عناصر معکوس را فراهم می کند.

با این حال، تعویض جزئی صرفاً به شناسایی دقیق ترین قطعه آسیب دیده و نصب یک قطعه جدید نیست.

وضعیت عناصر پیچ باقیمانده، بشکه، خطوط شفت، طول مجموعه تجمعی و پیکربندی کامل پیچ، همگی باید ارزیابی شوند. اختلاط نامناسب عناصر جدید و فرسوده ممکن است باعث انتقال ناپایدار، توزیع غیرعادی بار، عملکرد ضعیف اختلاط یا آسیب زودرس به عناصر جایگزین شود.

این مقاله توضیح می دهد که چه زمانی تعویض جزئی مناسب است، چه زمانی یک بخش بزرگتر یا مجموعه کامل پیچ باید تعویض شود و چه مواردی باید قبل از سفارش عناصر پیچ جایگزین بررسی شوند.

سایش به ندرت به طور مساوی در امتداد مجموعه کامل پیچ توزیع می شود.

بخش های مختلف یک اکسترودر دو مارپیچ عملکردهای مختلفی را انجام می دهند و سطوح مختلفی از فشار، برش، دما و پر شدن مواد را تجربه می کنند.

مناطق متداول با سایش بالا عبارتند از:

• مناطق تغذیه و انتقال جامد

• مناطق ذوب

• بخش های خمیر و پراکندگی

• عناصر انتقال معکوس یا فشارساز

• بخش های تغذیه جانبی

• مناطق مرکب پر پر

• بخش های پردازش الیاف شیشه، مواد معدنی یا رنگدانه های ساینده

• مناطقی که در معرض مواد افزودنی خورنده قرار دارند

• عناصری که قبل از اجزای پایین دست محدود کننده قرار دارند

به عنوان مثال، یک عنصر انتقال در یک بخش کم فشار ممکن است در شرایط قابل قبول باقی بماند در حالی که بلوک های خمیر در یک منطقه با برش بالا به شدت فرسوده می شوند.

این الگوی سایش ناهموار یکی از دلایل سودمند بودن عناصر پیچ مدولار است. ممکن است بتوان بخش پر سایش را بدون دور انداختن هر عنصر روی شفت تعویض کرد.

تعویض جزئی ممکن است زمانی مناسب باشد که شرایط زیر برآورده شود.

اگر بازرسی ابعادی تأیید کند که فقط تعداد محدودی از عناصر بیش از حد فرسوده شده اند، آن عناصر ممکن است به صورت جداگانه یا به عنوان یک گروه عملکردی جایگزین شوند.

نمونه های معمولی عبارتند از:

• چندین عنصر انتقال فرسوده در نزدیکی منطقه تغذیه

• گروهی از بلوک های فرسوده ورز دهنده در قسمت ذوب

• یک عنصر معکوس آسیب دیده

• سایش شدید در اطراف موقعیت تغذیه جانبی

• خوردگی موضعی در یک بخش پردازش

مهم است که با توجه به منطقه عملکردی جایگزین شود نه فقط با توجه به ظاهر یک جزء.

اگر یک بلوک ورز دهنده به شدت فرسوده شود، بلوک های ورز دهنده مجاور نیز ممکن است بخشی از هندسه اصلی خود را از دست داده باشند. بنابراین، جایگزین کردن گروه کامل ورز دادن ممکن است مناسب تر از جایگزینی تنها یک دیسک یا عنصر باشد.

عناصری که قابل قبول به نظر می رسند هنوز باید اندازه گیری شوند.

بازرسی بصری به تنهایی ممکن است نشان ندهد:

• کاهش تدریجی قطر بیرونی

• سایش ناهموار لوب

• پوشیدن انتهای صورت

• شلی اسپلاین

• تغییر شکل پروفایل موضعی

• ترک های کوچک در اطراف سوراخ داخلی

عناصر باقیمانده باید با نقشه های اصلی، ابعاد قسمت جدید، سوابق بازرسی تاریخی یا مناطق مرجع فرسوده مقایسه شوند.

تعویض جزئی زمانی قابل اعتمادتر است که تفاوت ابعادی بین عناصر جدید و موجود در محدوده مهندسی قابل قبول باقی بماند.

هیچ محدودیت سایش جهانی واحدی برای همه اکسترودرها وجود ندارد. شرایط قابل قبول بستگی به اندازه دستگاه، طراحی پیچ، سوراخ بشکه، الزامات فرآیند و فاصله اصلی دارد.

عناصر پیچ و بشکه به عنوان یک سیستم همسان عمل می کنند.

نصب عناصر پیچی جدید در یک بشکه به شدت فرسوده ممکن است عملکرد اصلی انتقال، ایجاد فشار یا اختلاط را بازیابی نکند. فاصله موثر ممکن است بیش از حد باقی بماند حتی اگر قطر خارجی پیچ بازیابی شده باشد.

قبل از تعویض جزئی، بررسی کنید:

• ابعاد سوراخ بشکه

• در مقاطع محوری مختلف بپوشید

• در موقعیت های دور مختلف بپوشید

• امتیازدهی یا شیارهای محلی

• آسیب خوردگی

• تراز بین بخش های بشکه

اگر بشکه عمدتاً در همان ناحیه عناصر پیچ فرسوده شود، تعویض فقط عناصر پیچ ممکن است بهبود محدودی را ایجاد کند.

عناصر جایگزین باید به درستی روی شفت موجود قرار بگیرند.

شفت را بررسی کنید:

• سایش دندان اسپلاین

• تغییر شکل

• علائم ناراحت کننده

• ترک ها

• خوردگی

• شلی بیش از حد

• بخش های رزوه ای آسیب دیده

• خم شدن یا خروج غیر طبیعی

یک عنصر جدید نصب شده روی یک شفت فرسوده ممکن است گشتاور را به طور یکنواخت توزیع نکند. این می تواند منجر به ضربه اسپلاین، تمرکز استرس موضعی و آسیب زودرس شود.

اسپلاین داخلی عناصر موجود نیز باید بررسی شود. مشکلی که به نظر می رسد سایش پروفیل بیرونی باشد ممکن است در واقع با زوال اسپلین داخلی همراه باشد.

قبل از برداشتن مجموعه پیچ، یادداشت کنید:

• دنباله عنصر

• جهت عنصر

• زاویه عنصر

• جهت گیری به سمت چپ یا راست دست

• موقعیت بلوک های ورز دهنده

• موقعیت عناصر معکوس

• موقعیت های اسپیسر و حلقه آب بندی

• طول کل مونتاژ

عکس‌ها، برچسب‌های شماره‌دار و نقشه پیکربندی پیچ باید در حین جداسازی قطعات آماده شوند.

زمانی که چیدمان اصلی قابل بازسازی نباشد، تعویض جزئی خطرناک می شود. حتی اگر هر عنصر از نظر فیزیکی با شفت تناسب داشته باشد، یک توالی نادرست می تواند انتقال، ذوب، اختلاط و توسعه فشار را تغییر دهد.

یک عنصر جایگزین باید بیشتر از قطر بیرونی اسمی مطابقت داشته باشد.

پارامترهای اصلی سازگاری عبارتند از:

• قطر بیرونی

• طول عنصر

• نوع اسپلاین داخلی

• تعداد دندان های اسپلاین

• زاویه فشار یا پروفیل اسپلاین

• ابعاد سوراخ

• تعداد پروازهای پیچ

• سرب یا زمین

• دست عنصر

• زاویه ورز دادن

• هندسه انتهای صورت

• درجه مواد

• شرایط عملیات حرارتی

• طول مونتاژ تجمعی

ممکن است دو عنصر شبیه به هم به نظر برسند اما هنوز برای نصب با هم نامناسب باشند.

برای پروژه های جایگزین OEM، نقشه ها، نمونه های استفاده شده، داده های شفت و عناصر مجاور اغلب با هم برای تایید سازگاری استفاده می شوند.

عنصری که به شدت آسیب دیده است، همیشه تنها عنصری نیست که نیاز به تعویض دارد.

سایش ممکن است به عنوان یک تغییر تدریجی نمایه در یک بخش عملکردی کامل ایجاد شود. عناصر مجاور ممکن است از قبل به وضعیت جایگزینی خود نزدیک شوند، حتی اگر هنوز ترک یا شیارهای عمیقی را نشان ندهند.

جایگزینی تنها یک عنصر می تواند چندین مشکل ایجاد کند.

یک عنصر جدید نمایه بیرونی خود را بازسازی کرده است، در حالی که ممکن است قطر عناصر همسایه از قبل کاهش یافته باشد.

یک تفاوت بزرگ ممکن است باعث شود:

• پر کردن مواد ناهموار

• تغییرات ناگهانی در مقاومت جریان

• غلظت فشار موضعی

• ذوب ناپایدار

• اختلاط ناسازگار

• سایش بیشتر عنصر جدید

این امر به ویژه در بخش های ورز دادن و فشارسازی اهمیت دارد.

بلوک های خمیر به صورت گروهی کار می کنند.

زوایای نسبی، ضخامت دیسک، فاصله ها و توالی، شدت اختلاط و ویژگی های انتقال را تعیین می کند.

جایگزین کردن یک عنصر خمیری که به شدت فرسوده شده است در حالی که چندین عنصر همسایه به شدت فرسوده را حفظ می کند، ممکن است عملکرد اختلاط مورد نظر را بازیابی نکند.

هر عنصر پیچ به طول کامل مونتاژ کمک می کند.

ساییدگی انتهایی، طول جایگزینی نادرست یا فاصله دهنده های نامناسب می تواند ایجاد کند:

• شکاف های محوری

• پشته عناصر شل

• پیش بارگذاری بیش از حد

• درگیری نادرست مهره

• حرکت در حین عملیات

• اصطکاک انتهای صورت

طول تجمعی باید پس از تعویض جزئی بررسی شود.

اگر اسپلاین شفت، اسپلین المان قدیمی و اسپلین المان جدید سطوح سایش متفاوتی داشته باشند، ممکن است گشتاور به طور یکنواخت توزیع نشود.

این می تواند فشار تماسی را روی تعداد محدودی از دندان های اسپلین افزایش دهد و عمر عنصر جایگزین و شفت را کوتاه کند.

جایگزینی یک بخش عملکردی کامل اغلب مناسب تر از جایگزینی یک عنصر جدا شده است.

به عنوان مثال، در نظر بگیرید که بخش کامل را زمانی که:

• چندین عنصر انتقال مجاور سایش مشابهی دارند

• یک گروه کامل خمیر نمای اصلی خود را از دست داده است

• چندین عنصر خوردگی را نشان می دهد

• قطر عناصر جدید و موجود به طور قابل توجهی متفاوت است

• چهره های انتهایی گروه آسیب دیده اند

• چندین اسپلاین داخلی شلی را نشان می دهند

• مشکل تولید با یک منطقه فرآیند کامل همراه است

• عملکرد اختلاط اولیه باید به دقت بازیابی شود

جایگزینی گروه عملکردی می تواند تعادل بهتری بین هزینه تعمیر و نگهداری و ثبات فرآیند ایجاد کند.

گروه های جایگزین احتمالی عبارتند از:

• بخش انتقال تغذیه

• بخش ذوب

• گروه بلوک خمیر

• بخش تغذیه جانبی

• بخش عنصر معکوس

• بخش تخلیه فشار بالا

ممکن است یک مجموعه کامل پیچ تحت شرایط زیر توصیه شود.

اگر بخش‌های انتقال، ذوب، اختلاط و فشارسازی همگی فرسوده شده باشند، جایگزینی عناصر منفرد ممکن است فقط یک بهبود موقتی ایجاد کند.

جایگزینی کامل ممکن است مقرون به صرفه تر از خاموش شدن مکرر و چند سفارش جزئی باشد.

هنگامی که توالی عناصر ضبط نشده باشد و آرایش موجود ممکن است قبلاً به اشتباه اصلاح شده باشد، بازتولید قطعات جداگانه ممکن است مشکل فرآیند را حل نکند.

در این شرایط، پیکربندی کامل باید بر اساس موارد زیر بررسی شود:

• مواد فرآوری شده

• خروجی مورد نیاز

• محتوای پرکننده

• الزامات مخلوط کردن

• الزامات تهویه

• سرعت پیچ

• ظرفیت موتور و گیربکس

اگر المان‌های باقی‌مانده از قبل به حد سایش نزدیک شده‌اند، نصب چندین عنصر جدید ممکن است ناپیوستگی هندسی بیش از حد ایجاد کند.

تعویض مجموعه کامل پیچ می تواند سازگاری بیشتری را ارائه دهد:

• قطر بیرونی

• پاکسازی ها

• وضعیت سطح

• خواص مواد

• انتقال گشتاور

• عملکرد فرآیند

اگر شفت باید تعویض یا تعمیر شود، ارزیابی مجموعه کامل عنصر به طور همزمان ممکن است عملی باشد.

اسپلاین های داخلی فرسوده ممکن است به درستی روی شفت جدید قرار نگیرند و استفاده از عناصر آسیب دیده می تواند عمر شفت جایگزین را کاهش دهد.

هنگامی که مشتری تغییر می کند ممکن است یک مجموعه کامل پیچ مورد نیاز باشد:

• نوع پلیمری

• درصد پرکننده

• محتوای الیاف شیشه

• هدف خروجی

• نیاز پراکندگی

• نیاز گاز زدایی

• روش تغذیه

• دمای عملیاتی

در این مورد، آرایش پیچ موجود ممکن است دیگر مناسب نباشد، حتی اگر فقط چندین عنصر فرسوده به نظر برسد.

اگر جایگزینی جزئی توان عملیاتی، پایداری گشتاور یا کیفیت پراکندگی را بازیابی نکرد، عناصر پیچ باقیمانده، وضعیت بشکه و پیکربندی کامل فرآیند باید مجدداً ارزیابی شوند.

بله، گاهی اوقات می توان از عناصر جدید و موجود با هم استفاده کرد، اما ترکیب باید به دقت ارزیابی شود.

عوامل زیر باید بررسی شوند:

• تفاوت در قطر بیرونی

• تفاوت در هندسه پروفیل

• وضعیت اسپلاین

• وضعیت انتهایی صورت

• سازگاری مواد

• موقعیت در پیکربندی پیچ

• حساسیت فرآیند

• سایش بشکه

• سازگاری محصول مورد نیاز

اختلاط عناصر جدید و مستعمل معمولاً در برخی از مناطق انتقال فشار کم نسبت به بخش‌های خمیر برش بالا یا فشار ساختمان حساسیت کمتری دارد.

برای محصولاتی که دارای پراکندگی، رنگ یا الزامات خاصی هستند، یک تفاوت هندسی کوچک ممکن است تأثیر بیشتری بر پایداری فرآیند داشته باشد.

تعویض جزئی می تواند هزینه های قطعات یدکی را کاهش دهد، اما تنها زمانی که توسط داده های بازرسی پشتیبانی شود.

یک استراتژی نگهداری عملی شامل موارد زیر است:

• ثبت ابعاد عناصر جدید قبل از نصب

• اندازه گیری عناصر حیاتی در طول خاموشی های برنامه ریزی شده

• شناسایی موقعیت های مکرر با سایش بالا

• حفظ عناصر یدکی برای مناطق پردازش بحرانی

• ذخیره سازی پیکربندی کامل پیچ

• ضبط ساعات کار برای هر مجموعه عنصر

• بازرسی بشکه و شفت همراه با عناصر

• بررسی انتخاب مواد زمانی که سایش خیلی سریع اتفاق می افتد

• جایگزینی عناصر توسط گروه عملکردی در صورت لزوم

کارخانه های اکستروژن که مواد بسیار ساینده را پردازش می کنند ممکن است از حفظ عناصر انتقال یدکی، بلوک های خمیری و عناصر معکوس برای مناطق با سایش بالا بهره مند شوند.

برای ارزیابی اینکه آیا فقط عناصر فرسوده قابل تعویض هستند یا خیر، تا حد امکان اطلاعات زیر را ارائه دهید:

• مارک و مدل اکسترودر

• قطر پیچ

• فاصله مرکز شفت

• پیکربندی کامل پیچ

• موقعیت عناصر فرسوده

• عکس قبل و بعد از تمیز کردن

• اندازه گیری قطر بیرونی

• طول عنصر

• جزئیات اسپلاین داخلی

• وضعیت شفت

• اندازه گیری سوراخ بشکه

• پلیمر فرآوری شده

• نوع و درصد پرکننده

• دمای عملیاتی

• سرعت خروجی و پیچ

• مواد عنصر موجود

• ساعات کار

• شرح مشکل تولید

• نقشه ها یا نمونه های استفاده شده

هنگامی که نقشه های اصلی در دسترس نیستند، عناصر استفاده شده اغلب می توانند همراه با داده های شفت، عناصر مجاور و آرایش کامل پیچ ارزیابی شوند.

اغلب می توان به جای خرید یک مجموعه پیچ کامل، فقط عناصر پیچ فرسوده را جایگزین کرد.

جایگزینی جزئی زمانی مناسب تر است که:

• پوشیدن به بخش خاصی محدود می شود

• عناصر باقی مانده از نظر ابعادی قابل قبول هستند

• بشکه و شفت در وضعیت خوبی هستند

• آرایش پیچ اصلی مشخص است

• عناصر جدید و موجود را می توان به درستی مطابقت داد

• طول مونتاژ کامل را می توان حفظ کرد

با این حال، تعویض تنها عنصر آسیب دیده بدون بازرسی کامل سیستم ممکن است منجر به عملکرد ناپایدار یا سایش زودرس شود.

دامنه جایگزینی صحیح باید از طریق بازرسی ابعادی، تحلیل الگوی سایش و مقایسه فرآیند-داده تعیین شود.

برای ارزیابی مهندسی، پیکربندی پیچ، عکس های عنصر فرسوده، ابعاد، مواد پردازش شده، نقشه ها یا نمونه های استفاده شده را ارسال کنید. سپس تامین‌کننده جایگزین می‌تواند ارزیابی کند که آیا عناصر جداگانه، یک بخش عملکردی یا مجموعه کامل پیچ باید تعویض شوند یا خیر.