Leer de zeven belangrijkste tekenen van versleten dubbele schroefelementen, hoe u slijtage kunt bevestigen en wanneer u afzonderlijke elementen of de complete schroefset moet vervangen.
Dubbelschroefselementen worden blootgesteld aan voortdurende druk, wrijving, temperatuurveranderingen, schurende vulstoffen en, in sommige toepassingen, corrosieve additieven. Slijtage ontwikkelt zich geleidelijk, waardoor veel extrusiefabrieken blijven draaien zonder te beseffen hoeveel schroefgeometrie al is veranderd.
Versleten schroefelementen leiden niet altijd tot een onmiddellijke stilstand van de machine. Vaker verschijnen ze eerst als een lager rendement, een onstabiel koppel, een slechte dispersie, een hogere smelttemperatuur of een inconsistente productkwaliteit.
Het te vroeg vervangen van de elementen verhoogt de onderhoudskosten. Als u ze te laat vervangt, kan dit de loop, de as of andere componenten beschadigen en tot ongeplande stilstand leiden.
Wanneer moeten dubbele schroefelementen worden vervangen?
De volgende zeven signalen kunnen onderhouds- en productieteams helpen bepalen of de schroefelementen moeten worden geïnspecteerd of vervangen.
1. De output van de extruder blijft afnemen
Een geleidelijke afname van de doorvoer is een van de meest voorkomende tekenen van slijtage van schroefelementen.
Naarmate de buitendiameter en het vluchtprofiel versleten raken, transporteren de elementen materiaal minder efficiënt. Er kan meer materiaal naar achteren stromen door de grotere speling tussen de schroef en de cilinder, waardoor de effectieve transportcapaciteit afneemt.
Typische symptomen zijn onder meer:
- Lagere output bij dezelfde schroefsnelheid
- De feeder werkt normaal, maar de extruder kan de vorige voedingssnelheid niet verwerken
- Om de oorspronkelijke productiecapaciteit te behouden is een hoger schroeftoerental nodig
- De output wordt gevoeliger voor veranderingen in grondstoffen
- Voeren en transporteren worden instabiel
Vermogensverlies mag echter niet automatisch worden toegeschreven aan schroefslijtage. Het toevoersysteem, de matrijsdruk, de staat van het vat en de procesinstellingen moeten ook worden gecontroleerd.
Als de doorvoer afneemt terwijl de formulering en de bedrijfsomstandigheden onveranderd blijven, moeten de schroefelementen en de speling van de cilinder worden geïnspecteerd.
2. Motorstroom of koppel wordt hoger of instabieler
Versleten schroefelementen kunnen de manier veranderen waarop materiaal in het vat wordt getransporteerd, gecomprimeerd, gesmolten en gemengd.
Wanneer de transportefficiëntie afneemt, kan zich materiaal ophopen in bepaalde zones. Plaatselijke overvulling, terugstroming of een gewijzigde smeltpositie kunnen ervoor zorgen dat de motorstroom of het koppel toeneemt.
Operators kunnen het volgende opmerken:
- Hogere gemiddelde motorbelasting
- Grotere koppelschommelingen
- Plotselinge koppelpieken tijdens stabiele productie
- Frequentere overbelastingsalarmen
- Verschillende belastingsniveaus vergeleken met dezelfde formulering in het verleden
Een toename van het koppel betekent niet altijd dat de schroefelementen versleten zijn. Voedingsschommelingen, lage materiaaltemperatuur, geblokkeerde zeven, matrijsbeperking en onjuiste schroefconfiguratie kunnen soortgelijke symptomen veroorzaken.
De sleutel is om de huidige bedrijfsgegevens te vergelijken met historische gegevens onder hetzelfde materiaal, dezelfde output en schroefsnelheid.
3. Dispersie- en mengkwaliteit verslechteren
Kneedblokken en mengelementen zijn afhankelijk van hun oorspronkelijke geometrie om de vereiste schuifkracht, rekvloei en materiaaluitwisseling te genereren.
Naarmate hun randen en buitenoppervlakken slijten, kan de feitelijke mengwerking zwakker of minder consistent worden.
Mogelijke kwaliteitsproblemen zijn onder meer:
- Slechte pigmentdispersie
- Zichtbare vulstofagglomeraten
- Inconsistente masterbatchkleur
- Ongesmolten deeltjes
- Verminderde distributie van additieven
- Fluctuerende producteigenschappen
- Vaker kwaliteitsafkeuring tussen batches
Bij gevulde polymeren, technische kunststoffen, masterbatch en reactieve compounding kunnen kleine veranderingen in de geometrie van het kneedgedeelte de consistentie van het product beïnvloeden.
Voordat de volledige schroefconfiguratie wordt gewijzigd, moet de staat van de kneedblokken en andere slijtagegevoelige elementen worden gecontroleerd.
4. Smelttemperatuur of -druk wordt instabiel
Versleten schroefelementen kunnen de verblijftijd, het vulniveau van het materiaal en de plaats waar smelten optreedt veranderen.
Dit kan resulteren in:
- Hogere smelttemperatuur
- Onstabiele smeltdruk
- Drukschommelingen bij de matrijs
- Een ander drukprofiel dan eerdere productie
- Verhoogde gevoeligheid voor schroefsnelheid
- Moeilijkheden bij het handhaven van een stabiel procesvenster
Wanneer de speling groter wordt, kan een deel van het materiaal recirculeren in plaats van efficiënt vooruit te bewegen. De extruder heeft dan mogelijk meer mechanische energie nodig om hetzelfde rendement te bereiken.
Temperatuur- en drukinstabiliteit kunnen ook het gevolg zijn van verwarmingsproblemen, koelingsproblemen, variatie in grondstoffen of matrijsbeperking. Om deze reden moet schroefslijtage samen met andere bedrijfsomstandigheden worden geëvalueerd.
5. Het elementprofiel is zichtbaar versleten, afgebroken of gecorrodeerd
Visuele inspectie kan belangrijk bewijs leveren van overmatige slijtage.
Nadat de schroef is verwijderd en gereinigd, controleert u op:
- Afgeronde of afgeplatte vliegtips
- Verlies van de originele kneedblokrand
- Diepe lengtegroeven
- Plaatselijke schurende slijtage
- Put- of corrosievlekken
- Scheuren of afgebroken randen
- Ernstige slijtage aan één zijde van het element
- Metaalhechting of afbladderen van het oppervlak
- Vervorming rond de boring of spie
Verschillende slijtagepatronen kunnen verschillende oorzaken aangeven.
Bijvoorbeeld:
- Uniforme slijtage van de buitendiameter kan duiden op langdurige slijtage door schuren
- Lokale slijtage kan verband houden met de drukconcentratie of de schroefconfiguratie
- Corrosieputten kunnen wijzen op een chemische aanval
- Afgebroken randen kunnen duiden op schokken, vreemde voorwerpen of onvoldoende stevigheid
- Eenzijdige slijtage kan duiden op uitlijnings-, as- of loopproblemen
Inspecteer niet alleen het meest beschadigde element. De volledige schroefopstelling moet worden herzien, omdat de hoofdoorzaak zich in een stroomopwaartse of stroomafwaartse zone kan bevinden.
6. De speling van schroef tot vat is buiten het aanvaardbare bereik toegenomen
De effectieve speling tussen de schroefelementen en de cilinder is een van de belangrijkste slijtage-indicatoren.
Naarmate zowel de buitendiameter van de schroef als de cilinderboring slijten, neemt de speling toe. Een te grote speling kan de transportefficiëntie, de mengprestaties en het drukopbouwvermogen verminderen.
Om de werkelijke toestand te evalueren, is het noodzakelijk om het volgende te meten:
- Buitendiameter schroefelement
- Binnenboring van het vat
- Slijtage op verschillende omtrekposities
- Slijtage op verschillende axiale posities
- Vrije ruimte in de belangrijkste transport- en mengzones
De aanvaardbare speling is afhankelijk van de extrudergrootte, het ontwerp, het proces, de geometrie van het schroefelement en de specificaties van de fabrikant. Er mag niet voor elke extruder één universele slijtagelimiet worden toegepast.
De meest betrouwbare methode is om de gemeten afmetingen te vergelijken met:
- Originele tekeningen
- Nieuwe elementafmetingen
- Historische inspectiegegevens
- Een bekend ongedragen gebied
- De technische criteria van de fabrikant van de apparatuur of de vervangende leverancier
Het vervangen van alleen de schroefelementen kan de prestaties niet herstellen als de loop ook ernstig versleten is.
7. Splines, boringen of eindvlakken vertonen schade
Het buitenprofiel is niet het enige gebied dat inspectie vereist.
De interne spiebaan, boring en eindvlakken brengen het koppel over en behouden de axiale positie van de schroefelementenset. Slijtage of schade op deze plaatsen kan montage- en betrouwbaarheidsproblemen veroorzaken.
Controleer op:
- Slijtage van de tandtanden
- Vervorming van de interne boring
- Overmatige losheid op de as
- Pijnlijke sporen
- Scheuren rond splinewortels
- Beschadigde kopvlakken
- Openingen tussen aangrenzende elementen
- Moeilijkheden bij het verwijderen of installeren van elementen
- Abnormale axiale beweging na montage
Een nieuw schroefelement mag niet zonder verdere evaluatie op een ernstig versleten as worden geïnstalleerd. Anders past het nieuwe element mogelijk niet goed of kan het voortijdig beschadigd raken aan de spiebanen.
Hoe u kunt bevestigen of schroefelementen moeten worden vervangen
Operatiesymptomen alleen zijn niet voldoende. Een goede slijtage-inspectie moet procesgegevens, maatmetingen en visueel onderzoek combineren.
Een praktische inspectieprocedure omvat de volgende stappen.
1. Noteer de originele schroefopstelling
Noteer vóór de demontage de volgorde, richting en positie van elk element.
Gebruik foto's, tekeningen of genummerde tags. Dit voorkomt installatiefouten en helpt bij het identificeren welke proceszones de meeste slijtage ondervinden.
2. Maak elk element grondig schoon
Achtergebleven polymeer kan scheuren, groeven, corrosie of oppervlakteschade verbergen.
De reinigingsmethode mag het oppervlak van het element niet beschadigen of de gemeten afmetingen wijzigen.
3. Meet de buitendiameter op meerdere posities
Meet niet slechts één punt.
Meet verschillende lobben, axiale posities en omtrekrichtingen. Onregelmatige slijtage kan worden gemist als alleen de maximale of minimale diameter wordt geregistreerd.
4. Inspecteer tegelijkertijd de loop
Nieuwe schroefelementen die in een ernstig versleten vat zijn geïnstalleerd, herstellen mogelijk niet de oorspronkelijke uitvoer of mengprestaties.
De cilinderboring en het slijtagepatroon moeten daarom samen met de schroefelementen worden gecontroleerd.
5. Inspecteer de pasvorm van de as en de spiebaan
Controleer de spiebaan van de as, de boring van het element, de axiale passing en het contact met het kopvlak.
Bij een volledige vervangingsbeslissing moeten de schroefelementen, cilinder en as als één besturingssysteem worden beschouwd.
6. Vergelijk met historische productiegegevens
Bekijk eerdere records voor:
- Uitvoer
- Schroef snelheid
- Motorstroom
- Koppel
- Smeltdruk
- Smelt temperatuur
- Productkwaliteit
- Bedrijfsuren
Een geleidelijke verandering in verschillende parameters levert doorgaans sterker bewijs op dan één abnormale meting.
Kunnen alleen de versleten elementen worden vervangen?
In veel gevallen is het niet nodig om de complete schroevenset te vervangen.
Individuele of gegroepeerde elementen mogen worden vervangen wanneer:
- Slijtage concentreert zich in specifieke proceszones
- De overige elementen bevinden zich nog steeds binnen aanvaardbare afmetingen
- De loop en schacht zijn in goede staat
- De originele schroefopstelling is bekend
- Nieuwe en bestaande elementen kunnen goed op elkaar worden afgestemd
- De cumulatieve montagelengte blijft correct
Typische locaties met hoge slijtage zijn onder meer:
- Voeder- en transportzones
- Smeltzones
- Kneden secties
- Omgekeerde of drukopbouwende secties
- Zijvoergebieden
- Secties met een hoog gehalte aan glasvezel of minerale vulstof
Het kan echter voorkomen dat een complete schroevenset of een grotere groep elementen vervangen moet worden wanneer:
- De slijtage wordt verdeeld over meerdere zones
- Er is een groot diameterverschil tussen nieuwe en bestaande elementen
- Splines of assen zijn beschadigd
- De originele schroefconfiguratie kan niet worden geïdentificeerd
- Het proces is aanzienlijk veranderd
- Ook de loop is ernstig versleten
- De productkwaliteit kan niet worden gestabiliseerd door gedeeltelijke vervanging
De beslissing moet gebaseerd zijn op metingen en procesanalyse en niet alleen op uiterlijkheden.
Hoe u de levensduur van schroefelementen kunt verlengen
De levensduur van schroefelementen wordt niet alleen door de materiaalhardheid beïnvloed.
Om voortijdige slijtage te verminderen:
- Selecteer materialen op basis van slijtage-, corrosie- en impactomstandigheden
- Vermijd metaalverontreiniging en vreemde voorwerpen in het voer
- Zorg voor stabiele voedingsomstandigheden
- Werk niet continu met een abnormaal koppel
- Controleer regelmatig de speling tussen de schroef en de cilinder
- Inspecteer zones met hoge slijtage tijdens geplande stilstanden
- Registreer slijtagematen en bedrijfsuren
- Controleer de loop en de as samen met de schroefelementen
- Controleer de schroefconfiguratie wanneer de slijtage zich herhaaldelijk in dezelfde positie concentreert
Bij zeer schurende toepassingen kunnen gereedschapsstaal of poedermetallurgische materialen een betere slijtvastheid bieden. Bij corrosieve toepassingen moet ook rekening worden gehouden met corrosieweerstand.
Het duurste materiaal is niet automatisch de beste keuze. Het juiste materiaal moet passen bij de procesomstandigheden en de vereiste levensduur.
Welke informatie moet worden verstrekt voor vervangende schroefelementen?
Voor een technische evaluatie of een vervangingsofferte moet u zoveel mogelijk van de volgende informatie voorbereiden:
- Merk en model extruder
- Buitendiameter schroef
- Ashartafstand
- Type schroefelement
- Elementlengte
- Interne spiebaan- of boringafmetingen
- Volledige schroefopstelling
- Bestaande tekeningen
- Foto's van versleten elementen
- Gebruikte monsters
- Verwerkt materiaal
- Type en percentage vulmiddel
- Bedrijfstemperatuur
- Bestaande materiaalkwaliteit
- Benodigde hoeveelheid
- Beschrijving van het slijtage- of productieprobleem
Zelfs als originele tekeningen niet beschikbaar zijn, kunnen versleten schroefelementen vaak worden geëvalueerd met behulp van monsters, asgegevens, aangrenzende elementen en dimensionale reconstructie.
Conclusie
Dubbelschroefelementen mogen niet alleen op basis van bedrijfsuren worden vervangen.
Het vervangingsbesluit moet gebaseerd zijn op een combinatie van:
- Output- en proceswijzigingen
- Koppel en huidige trends
- Productkwaliteit
- Visuele slijtage
- Dimensionale inspectie
- Speling van schroef tot vat
- Spline- en asconditie
Door vroegtijdige inspectie kunnen extrusiefabrieken in veel gevallen alleen de kritische slijtagezone-elementen vervangen, waardoor de onderhoudskosten worden verlaagd en onverwachte productiestops worden vermeden.
Als uw extruder een lager vermogen, onstabiel koppel, slechte spreiding of abnormale slijtage ervaart, stuur ons dan de schroefopstelling, elementfoto's, afmetingen, materiaalinformatie, tekeningen of gebruikte monsters.
Onze ingenieurs kunnen de slijtageconditie, de omvang van de vervanging, de materiaalkeuze en de compatibiliteit met de bestaande as en cilinder beoordelen.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
