Antecedentes del proyecto
Los plásticos reforzados con fibra de vidrio imponen altas exigencias a los elementos de tornillo de los extrusores de doble tornillo.
Durante el compuesto continuo, las fibras de vidrio entran en contacto repetidamente con los elementos de transporte, bloques de amasado y otros componentes de mezcla.esta acción abrasiva puede desgastar gradualmente los vuelos de tornillo, los bordes y las superficies de trabajo, especialmente en zonas de transporte y mezcla de gran carga.
En este proyecto, el cliente estaba operando una línea de mezcla de doble tornillo para plásticos de ingeniería reforzados con fibra de vidrio.Varios elementos de tornillo mostraron un desgaste notable y el cliente planeó reemplazar los componentes desgastados manteniendo el eje existente y los elementos reutilizables.
El desafío principal no era simplemente fabricar nuevos elementos de tornillo, sino que las piezas de repuesto también tenían que coincidir con la configuración de tornillo existente, la línea del eje y los elementos vecinos con precisión.
El problema: el desgaste localizado en zonas críticas de procesamiento
Después de quitar el conjunto de tornillos, se encontró que el desgaste se concentraba principalmente en varias secciones de transporte y mezclado.
Los signos típicos incluyen:
- Diámetro exterior reducido en los vuelos de los tornillos
- Las demás partes de las máquinas y aparatos de construcción
- Desgaste desigual entre los diferentes elementos
- Marcas abrasivas visibles causadas por el procesamiento de fibra de vidrio
- Aumento del espacio libre entre los elementos de tornillo y el cañón
Estos cambios pueden parecer graduales, pero pueden afectar el comportamiento de procesamiento del conjunto completo de tornillos.
A medida que el perfil de tornillo se desgasta, la eficiencia de transporte del material puede disminuir.
Por esta razón, la decisión de sustitución se basó tanto en el estado de los elementos individuales como en su posición dentro de la configuración completa de los tornillos.
¿Por qué no reemplazar el conjunto completo de tornillos?
La extrusora de tornillos gemelos utilizaba un diseño de tornillo modular, lo que permitía eliminar elementos individuales del eje de trama.
Después de la inspección, no todos los elementos habían alcanzado el mismo nivel de desgaste.
Algunos elementos seguían siendo adecuados para el uso continuo, mientras que varios componentes en las zonas de mayor desgaste requerían reemplazo.
La sustitución sólo de las secciones afectadas ofreció varias ventajas:
- Menor coste de las piezas de repuesto
- Reducción de la sustitución innecesaria de componentes utilizables
- Planificación de mantenimiento más sencilla
- Conservación de la configuración de tornillo existente
- Tiempo de preparación más corto en comparación con la sustitución del conjunto completo
Sin embargo, el reemplazo parcial requiere un control dimensional preciso.
No se puede instalar un nuevo elemento simplemente junto a un elemento muy desgastado sin comprobar la diferencia en la geometría y el estado del montaje.
Inspección dimensional de los elementos existentes
Antes de fabricar los componentes de reemplazo, se midieron los elementos desgastados y se compararon con los componentes de tornillo restantes.
La inspección se centró en:
- Diámetro exterior del tornillo
- Duración del elemento
- Geometría del vuelo
- Dirección y dirección del tornillo
- Estructura de los bloques de engranaje
- Perfil de la línea interna
- Dimensiones de la cara final
- Posición dentro de la disposición completa de los tornillos
En el caso de las muestras gastadas, las dimensiones medidas no siempre pueden considerarse como las dimensiones de diseño originales.
Las zonas más gravemente desgastadas pueden haber perdido ya parte de su perfil original.dimensiones del eje y disposición general de los tornillos.
Esto es especialmente importante para los proyectos de reemplazo de OEM en los que no se dispone del dibujo de fabricación original.
Compatibilidad con la configuración existente del eje y el tornillo
El spline interno es una de las interfaces más importantes en un sistema de tornillos modulares.
Los elementos de tornillo de repuesto deben deslizarse correctamente sobre el eje existente manteniendo una transmisión fiable del par.
Por consiguiente, se verificaron los siguientes datos:
- Geometría interna del spline
- Perfil y dimensiones de los dientes
- Condición de abertura del elemento
- Ajuste axial
- Contacto con la cara final
- Compatibilidad con elementos adyacentes
La disposición de los tornillos también se registró antes de la producción final para que los elementos de repuesto pudieran instalarse en sus posiciones funcionales originales.
Para el compuesto reforzado con fibra de vidrio, esto es particularmente importante en las zonas de amasado y transición, donde cambiar la geometría o la secuencia puede alterar la dispersión,Distribución de la fibra y tiempo de residencia del material.
Selección del material para el desgaste de fibra de vidrio
Los compuestos reforzados con fibra de vidrio producen un desgaste significativamente más abrasivo que muchos polímeros sin llenar.
Por consiguiente, la selección de los materiales debe tener en cuenta:
- Contenido de fibra de vidrio
- Tipo de polímero
- Velocidad del tornillo
- Presión local
- Intensidad de mezcla
- Vida útil requerida
- Posición de desgaste dentro de la configuración del tornillo
Para aplicaciones de alto desgaste, se pueden considerar aceros de herramientas endurecidos o materiales de metalurgia en polvo adecuados dependiendo de las condiciones de funcionamiento.
El objetivo no es simplemente seleccionar el material con la mayor dureza.
La resistencia al desgaste, la dureza, la estabilidad dimensional y la compatibilidad con el entorno de procesamiento deben considerarse conjuntamente.
Las diferentes zonas de tornillo también pueden requerir diferentes estrategias de material.pueden experimentar condiciones de desgaste diferentes de una sección transportadora de presión relativamente baja.
Fabricación de los elementos de tornillo de repuesto
Después de confirmar las dimensiones requeridas y la especificación del material, se fabricaron los elementos de repuesto para que coincidieran con el equipo existente.
El proceso de fabricación se centró en varios puntos críticos:
- Mecanizado preciso de perfiles de tornillo
- Duración del elemento consistente
- Mecanizado de línea de precisión
- Tratamiento térmico controlado
- Precisión de la cara final
- Finalización de la superficie
- Inspección dimensional antes de la entrega
Para las piezas de repuesto, la coherencia con el conjunto de tornillos existente es tan importante como las dimensiones del componente individual.
Incluso un elemento correctamente fabricado puede causar problemas de ensamblaje si su longitud acumulada, el ajuste del spline o la transición con los elementos vecinos es incorrecta.
Inspección final antes de la entrega
Antes del envío, los elementos de tornillo de repuesto se comprobaron en cuanto a su compatibilidad dimensional y de montaje.
La inspección incluyó:
- Diámetro exterior
- Duración total
- Espinilla interna
- Geometría de la cara final
- Condición de la superficie
- Consistencia del perfil
- Adaptado a la interfaz de eje especificada
El objetivo era garantizar que el cliente pudiera reemplazar los componentes desgastados sin cambiar el eje existente o la disposición completa de los tornillos.
Resultado
Los elementos de tornillo gastados fueron reemplazados en las zonas de alto desgaste identificadas, mientras que los elementos reutilizables permanecieron en servicio.
Esto permitió al cliente mantener la configuración de tornillo modular existente mientras reemplazaba los componentes más afectados por la abrasión de la fibra de vidrio.
Para este tipo de proyectos de mantenimiento, el principal valor de la sustitución parcial no es simplemente un menor coste de los componentes.
Un reemplazo exitoso también depende de:
- Identificación correcta de la zona de desgaste real
- Reconstrucción precisa de las dimensiones desgastadas
- Selección adecuada del material
- Compatibilidad confiable de las líneas
- Corrección de los elementos existentes
- Inspección de las condiciones del cañón y del eje
Si se ignoran estos factores, es posible que los nuevos elementos de tornillo no restauren las condiciones de funcionamiento esperadas o que se desgasten prematuramente.
¿Qué se debe comprobar antes de reemplazar los elementos de tornillo en aplicaciones de fibra de vidrio?
Para las plantas de extrusión que procesan materiales reforzados con fibra de vidrio, la siguiente información es útil antes de ordenar elementos de repuesto:
- Marca y modelo de la extrusora
- Diámetro del tornillo
- Configuración completa de los tornillos
- Posición de los elementos desgastados
- Fotografías de los elementos de tornillo retirados
- Dibujos existentes, si están disponibles
- Muestras utilizadas
- Dimensiones de la línea del eje
- Polímero procesado
- Contenido de fibra de vidrio
- Material del elemento de tornillo existente
- Condiciones de funcionamiento
- Condición de desgaste del barril
Cuando no se dispongan de dibujos originales, a menudo se pueden evaluar muestras utilizadas junto con el eje, los elementos adyacentes y la configuración completa de los tornillos.
Conclusión
El compuesto reforzado con fibra de vidrio puede causar un desgaste abrasivo concentrado en las secciones de transporte, amasado y mezclado de una extrusora de doble tornillo.
Cuando el desgaste se limite a zonas específicas, puede que no sea necesario reemplazar el conjunto completo de tornillos.
Identificando las zonas de desgaste reales, reconstruyendo la geometría original y haciendo coincidir los elementos de repuesto con precisión con la disposición existente del eje y el tornillo,Los componentes desgastados a menudo se pueden reemplazar individualmente o por sección funcional.
Para los elementos de tornillo de repuesto OEM, los dibujos son útiles, pero no siempre esenciales.la configuración de los tornillos y la información de procesamiento también pueden proporcionar la base para una evaluación de ingeniería.
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