Guida alla sostituzione del cilindro della vite dell'estrusore

• Quando è necessario sostituire la vite e il cilindro dell'estrusore?

  7 segnali di pericolo di usura per i produttori di estrusioni di plastica

  Vite dell'estrusoree i componenti della canna di solito non si guastano dall'oggi al domani. Nella maggior parte dei casi, l’usura si sviluppa gradualmente e diventa visibile attraverso cambiamenti nella produzione, nella stabilità della fusione, nel consumo energetico e nella qualità del prodotto.

  Per i produttori di estrusioni di plastica, ritardare l'ispezione dei cilindri delle viti può portare a una produzione instabile, a maggiori sprechi di materiale e tempi di fermo macchina non pianificati. Conoscere tempestivamente i segnali di allarme aiuta a determinare se l'apparecchiatura necessita di regolazione, ristrutturazione o sostituzione completa.

  Questa guida spiega i segni più comuni di usura della vite e del cilindro e cosa è necessario controllare prima di ordinare una sostituzione.

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• Perché l'usura di viti e cilindri è importante

  Durante l'estrusione, la vite trasporta, comprime, fonde, mescola e pressurizza il materiale prima che raggiunga la filiera. La botte fornisce il canale di elaborazione controllata in cui hanno luogo queste azioni.

  Man mano che la spirale della vite e la superficie interna della canna si usurano, il gioco tra loro aumenta. Ciò riduce l'efficienza del trasporto e rende più difficile mantenere una pressione di fusione stabile.

  Le conseguenze possono includere:

  • · Minore produzione
  • · Maggiore velocità della vite necessaria per mantenere la stessa produttività
  • · Pressione di fusione instabile
  • · Scarsa plastificazione
  • · Difetti superficiali del prodotto
  • · Aumento dello spreco di materiale
  • · Maggiore consumo energetico
  • · Interruzioni della produzione più frequenti

  L'usura è particolarmente comune durante la lavorazione di materiali abrasivi, corrosivi, riciclati o altamente riempiti.

  
  Figura 1. Componenti a vite e cilindro per estrusione singola PIPLL per applicazioni di estrusione di plastica.

  1. La produzione sta gradualmente diminuendo

  Un calo graduale della produzione è uno dei segnali di allarme più comuni dell'usura della vite e del cilindro.

  Se lo stesso materiale, le stesse impostazioni della macchina e il processo di produzione producevano in precedenza una produzione maggiore, ma la linea ora richiede una maggiore velocità della vite per ottenere lo stesso risultato, è necessario controllare le condizioni del cilindro della vite.

  All'aumentare del gioco tra la vite e il cilindro, il materiale può fluire all'indietro più facilmente. Ciò riduce l'efficienza di trasporto della coclea e indebolisce la sua capacità di creare una pressione stabile.

  • · Consistenza della materia prima
  • · Stabilità alimentare
  • · Impostazioni della temperatura
  • · Prestazioni di riscaldamento e raffreddamento
  • · Condizioni dello stampo
  • · Condizioni del pacco schermo
  • · Prestazioni del sistema di guida

  Tuttavia, quando la perdita di produzione si sviluppa gradualmente nel corso di un lungo periodo di produzione, l’usura dovrebbe essere considerata un fattore probabile.

  2. La pressione del fuso diventa instabile

  Una pressione di fusione stabile è importante per una qualità di estrusione costante. Quando la pressione fluttua eccessivamente, il prodotto finale può mostrare variazioni di spessore, difetti superficiali, instabilità dimensionale o peso incoerente.

  Le superfici delle eliche e delle canne usurate possono ridurre la capacità di aumento della pressione. L'estrusore può ancora funzionare, ma diventa più difficile mantenere una finestra di processo stabile.

  Questo problema è particolarmente importante in applicazioni quali estrusione di fogli in PVC, estrusione di tubi, estrusione di profili, estrusione di film, rivestimento di cavi, pellettizzazione e linee di produzione ad alto rendimento.

  L'instabilità della pressione non significa sempre che la vite e la canna debbano essere sostituite immediatamente. Ma è un chiaro segnale che la linea di produzione dovrebbe essere ispezionata prima che il problema diventi più serio.

  3. È necessaria una maggiore velocità della vite per la stessa produzione

  Quando una linea di estrusione necessita di una velocità della vite maggiore rispetto a prima per mantenere la stessa produzione, ciò potrebbe indicare che l'efficienza di trasporto è diminuita.

  Uno schema comune è che la produzione inizia a diminuire, gli operatori aumentano la velocità della vite per compensare, la temperatura di fusione aumenta, la pressione diventa meno stabile e la qualità del prodotto diventa più difficile da controllare.

  L’aumento della velocità della vite può mantenere temporaneamente la produzione, ma può anche aumentare il taglio e la generazione di calore. Per i materiali sensibili al calore come il PVC, ciò può rendere più difficile il controllo delle condizioni di lavorazione.

  Invece di compensare continuamente con velocità più elevate, i produttori dovrebbero valutare se la vite e il cilindro corrispondono ancora alle condizioni operative richieste.

  4. La qualità del prodotto sta diventando incoerente

  I cambiamenti nella qualità del prodotto possono essere correlati a molti fattori, tra cui le materie prime, il controllo della temperatura, le condizioni dello stampo, il raffreddamento e le apparecchiature a valle.

  Tuttavia, i componenti usurati della vite e del cilindro possono anche influenzare l'omogeneità della fusione e la stabilità della pressione, che possono apparire come:

  • · Spessore del prodotto non uniforme
  • · Rugosità superficiale
  • · Segni di flusso
  • · Incoerenza dei colori
  • · Scarsa stabilità dimensionale
  • · Schiuma irregolare
  • · Peso del prodotto non coerente
  • · Fluttuazione della temperatura di fusione

  Il punto chiave è non dare per scontato che ogni problema di qualità derivi dal cilindro della vite. Invece, il cilindro della vite dovrebbe essere incluso in un processo sistematico di risoluzione dei problemi.

  5. La vite e il cilindro hanno raggiunto la durata prevista

  Ogni cilindro a vite ha una durata pratica. La durata effettiva dipende dalla formulazione del materiale, dal livello di riempitivo, dalle ore di produzione, dalla velocità della vite, dalla temperatura di lavorazione, dalle pratiche di manutenzione e dal materiale dei componenti.

  Una vite e un cilindro nitrurati convenzionali possono fornire prestazioni adeguate in condizioni operative moderate. Tuttavia, i composti altamente caricati, la plastica riciclata, la fibra di vetro, il carbonato di calcio, i riempitivi minerali e gli additivi corrosivi possono accelerare significativamente l'usura.

  Se la linea di produzione ha funzionato ininterrottamente per anni in condizioni impegnative, potrebbe essere più economico ispezionare la vite e il cilindro prima che si verifichi un guasto grave.

  La sostituzione pianificata è solitamente più facile da gestire rispetto alla sostituzione di emergenza. Consente al produttore di preparare disegni, confermare dimensioni, selezionare materiali idonei e pianificare i tempi di fermo in modo più efficace.

  6. L'ispezione mostra un gioco eccessivo

  Il modo più affidabile per valutare l'usura del cilindro della vite è attraverso la misurazione.

  Un tecnico può misurare il diametro esterno della vite e il diametro interno della canna in più posizioni. Il gioco misurato può quindi essere confrontato con i requisiti di progettazione originali o con le specifiche del produttore della macchina.

  Importanti punti di ispezione possono includere:

  • · Diametro esterno della rampa della vite
  • · Diametro interno della canna
  • · Usura nella sezione di compressione
  • · Usura nella sezione di dosaggio
  • · Usura localizzata in prossimità dell'apertura di alimentazione
  • · Stato della punta della vite e del collegamento terminale
  • · Graffi superficiali, corrosione o accumulo di materiale

  L'usura non è sempre uniforme. In alcune applicazioni, la zona di alimentazione o la sezione ad alta pressione potrebbero usurarsi più rapidamente di altre aree. Questo è il motivo per cui un'ispezione non dovrebbe basarsi solo su un punto di misurazione.

  7. Le riparazioni frequenti aumentano i costi di manutenzione

  La ristrutturazione può essere una soluzione pratica quando l'usura è limitata e i componenti di base rimangono strutturalmente sani. A seconda delle condizioni, i metodi di riparazione possono includere la ricostruzione della rampa della vite, il trattamento della superficie, la lucidatura o la lavorazione meccanica.

  Tuttavia, la riparazione ripetuta non è sempre l’opzione più economica.

  Una nuova vite e un nuovo cilindro possono essere più appropriati quando:

  • · L'usura è grave o irregolare
  • · La perdita di produzione sta influenzando gli obiettivi di produzione
  • · Le riparazioni stanno diventando frequenti
  • · Il materiale originale non è più adatto all'applicazione
  • · Il cliente sta passando a una formulazione più abrasiva
  • · La superficie interna della canna è gravemente usurata o danneggiata
  • · La linea di produzione richiede una migliore resistenza all'usura

  Per le applicazioni più impegnative, il passaggio da una soluzione nitrurata convenzionale a un cilindro bimetallico o a una vite in lega resistente all'usura può aiutare a prolungare gli intervalli di manutenzione.

  Riparare o sostituire: come prendere la decisione

  La decisione corretta dipende dalle condizioni effettive del cilindro della vite e dai requisiti di produzione.

  La riparazione può essere adatta quando:

  • · L'usura è limitata
  • · Il nucleo della vite rimane in buone condizioni
  • · La canna è ancora entro una tolleranza accettabile
  • · Il fabbisogno produttivo è moderato
  • · È necessario un restauro a breve termine

  La sostituzione può essere più adatta quando:

  • · La produzione è diminuita in modo significativo
  • · La pressione è instabile
  • · La distanza è oltre l'intervallo accettabile
  • · L'usura è grave o irregolare
  • · Il materiale di produzione è diventato più abrasivo
  • · L'apparecchiatura necessita di un aggiornamento delle prestazioni a lungo termine

  Quando si sostituisce il cilindro della vite, è importante non selezionare i componenti basandosi solo sul diametro della vite. Dovrebbero essere presi in considerazione la formulazione del materiale, il modello della macchina, il disegno originale, le condizioni operative e l'obiettivo di produzione.

  Quali informazioni sono necessarie per un cilindro a vite sostitutivo?

  Per valutare un cilindro vite sostitutivo o personalizzato sono utili le seguenti informazioni:

  • ·Produttore e modello dell'estrusore
  • · Diametro della vite e lunghezza totale
  • · Rapporto L/D
  • · Disegno originale della vite e della canna
  • · Tipo di vite: vite singola, doppia vite conica o doppia vite parallela
  • · Contenuto del riempitivo o tipo di rinforzo
  • · Requisito di uscita corrente
  • · Gamma di velocità della vite
  • · Materiale esistente della vite e del cilindro
  • · Problemi attuali di produzione
  • · Foto o misurazioni di componenti usurati

  Se un disegno completo non è disponibile, un vecchio campione, foto, dettagli sulla targhetta della macchina e dimensioni chiave possono comunque supportare una valutazione tecnica iniziale.

  Soluzioni PIPLL per cilindri a vite

  PIPLL fornisce soluzioni personalizzate di viti e cilindri per applicazioni di estrusione di plastica, tra cui:

  • · Vite singola e cilindro
  • · Doppia vite e cilindro conico
  • · Bivite parallela e cilindro
  • · Canna bimetallica
  • · Vite in lega resistente all'usura
  • ·Cilindro della vite per estrusione di PVC
  • · Canna vite per estrusione di lastre e profili
  • · Cilindro della vite sostitutivo in base a disegni o campioni

  Per i componenti usurati, l'obiettivo non è solo quello di riprodurre le dimensioni originali. È inoltre importante valutare se gli attuali requisiti di materiale, livello di riempitivo e produzione giustifichino un aggiornamento alla soluzione resistente all’usura.

  Conclusione

  UNvite e canna usuratipuò ridurre gradualmente la produzione, indebolire la stabilità della pressione, aumentare il consumo di energia e rendere più difficile il controllo della qualità del prodotto.

  I segnali di allarme più comuni includono una diminuzione della produzione, una maggiore velocità della vite richiesta, una pressione di fusione instabile, prodotti incoerenti, usura visibile e una crescente frequenza di manutenzione.

  L'ispezione tempestiva aiuta i produttori a evitare tempi di inattività non pianificati e a prendere una decisione più informata in merito alla riparazione o alla sostituzione. Per tutti i progetti di sostituzione, le informazioni sulla macchina, i disegni, i dettagli dei materiali e i problemi attuali di produzione sono tutti preziosi per selezionare una soluzione adeguata.

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