Conozca los siete signos clave de elementos de tornillos gemelos desgastados, cómo confirmar el desgaste y cuándo reemplazar elementos individuales o el juego de tornillos completo.
Los elementos de doble tornillo están expuestos a presión continua, fricción, cambios de temperatura, cargas abrasivas y, en algunas aplicaciones, aditivos corrosivos. El desgaste se desarrolla gradualmente, por lo que muchas plantas de extrusión continúan funcionando sin darse cuenta de cuánto ha cambiado la geometría del tornillo.
Los elementos de tornillo desgastados no siempre provocan una parada inmediata de la máquina. Más comúnmente, aparecen primero como un rendimiento más bajo, un par inestable, una dispersión deficiente, una temperatura de fusión más alta o una calidad del producto inconsistente.
Reemplazar los elementos demasiado pronto aumenta los costos de mantenimiento. Reemplazarlos demasiado tarde puede dañar el cilindro, el eje u otros componentes y provocar un tiempo de inactividad no planificado.
Entonces, ¿cuándo se deben reemplazar los elementos de doble tornillo?
Las siguientes siete señales pueden ayudar a los equipos de mantenimiento y producción a determinar si los elementos de tornillo requieren inspección o reemplazo.
1. La producción del extrusor continúa disminuyendo
Una disminución gradual del rendimiento es uno de los signos más comunes de desgaste de los elementos del tornillo.
A medida que el diámetro exterior y el perfil de vuelo se desgastan, los elementos transportan el material de manera menos eficiente. Es posible que fluya más material hacia atrás a través del espacio ampliado entre el tornillo y el cilindro, lo que reduce la capacidad de transporte efectiva.
Los síntomas típicos incluyen:
- Menor rendimiento a la misma velocidad del tornillo
- El alimentador funciona normalmente, pero el extrusor no puede procesar la velocidad de alimentación anterior
- Se requiere una mayor velocidad del tornillo para mantener la capacidad de producción original.
- La producción se vuelve más sensible a los cambios en las materias primas.
- La alimentación y el transporte se vuelven inestables
Sin embargo, la pérdida de producción no debe atribuirse automáticamente al desgaste del tornillo. También se deben verificar el sistema de alimentación, la presión del troquel, el estado del barril y la configuración del proceso.
Si el rendimiento disminuye mientras la formulación y las condiciones operativas permanecen sin cambios, se deben inspeccionar los elementos del tornillo y la holgura del cilindro.
2. La corriente o el par del motor aumentan o se vuelven más inestables
Los elementos de tornillo desgastados pueden cambiar la forma en que se transporta, comprime, funde y mezcla el material dentro del barril.
Cuando la eficiencia del transporte disminuye, el material puede acumularse en ciertas zonas. Un sobrellenado local, un reflujo o una posición de fusión alterada pueden provocar un aumento de la corriente o del par del motor.
Los operadores pueden notar:
- Mayor carga media del motor
- Mayores fluctuaciones de par
- Picos de par repentinos durante una producción estable
- Alarmas de sobrecarga más frecuentes
- Diferentes niveles de carga en comparación con la misma formulación en el pasado
Un aumento del par no siempre significa que los elementos del tornillo estén desgastados. Las fluctuaciones de alimentación, la baja temperatura del material, las cribas bloqueadas, la restricción del troquel y la configuración incorrecta del tornillo pueden producir síntomas similares.
La clave es comparar los datos operativos actuales con los datos históricos bajo el mismo material, producción y velocidad del tornillo.
3. La calidad de la dispersión y la mezcla se deteriora
Los bloques de amasado y los elementos de mezcla dependen de su geometría original para generar el corte, el flujo de elongación y el intercambio de material requeridos.
A medida que sus bordes y superficies exteriores se desgastan, la acción de mezclado real puede volverse más débil o menos consistente.
Los posibles problemas de calidad incluyen:
- Mala dispersión de pigmentos.
- Aglomerados de relleno visibles
- Color de masterbatch inconsistente
- Partículas no fundidas
- Distribución reducida de aditivos.
- Propiedades fluctuantes del producto
- Rechazo de calidad más frecuente entre lotes
En polímeros cargados, plásticos de ingeniería, masterbatch y compuestos reactivos, pequeños cambios en la geometría de la sección de amasado pueden afectar la consistencia del producto.
Antes de cambiar toda la configuración del tornillo, se debe verificar el estado de los bloques de amasado y otros elementos de alto desgaste.
4. La temperatura o presión de fusión se vuelve inestable
Los elementos de tornillo desgastados pueden cambiar el tiempo de residencia, el nivel de llenado del material y el lugar donde se produce la fusión.
Esto puede resultar en:
- Mayor temperatura de fusión
- Presión de fusión inestable
- Fluctuaciones de presión en la matriz.
- Un perfil de presión diferente al de la producción anterior.
- Mayor sensibilidad a la velocidad del tornillo.
- Dificultad para mantener una ventana de proceso estable
Cuando aumenta el espacio libre, parte del material puede recircular en lugar de avanzar de manera eficiente. Entonces, la extrusora puede requerir más energía mecánica para lograr el mismo resultado.
La inestabilidad de la temperatura y la presión también puede deberse a problemas con el calentador, problemas de enfriamiento, variación de la materia prima o restricción del troquel. Por esta razón, el desgaste del tornillo debe evaluarse junto con otras condiciones operativas.
5. El perfil del elemento está visiblemente desgastado, desconchado o corroído
La inspección visual puede proporcionar evidencia importante de desgaste excesivo.
Después de retirar y limpiar el tornillo, verifique lo siguiente:
- Puntas de vuelo redondeadas o aplanadas
- Pérdida del borde original del bloque de amasado.
- Surcos longitudinales profundos
- Desgaste abrasivo localizado
- Marcas de picaduras o corrosión
- Grietas o bordes desconchados
- Desgaste severo en un lado del elemento.
- Adhesión del metal o descamación de la superficie.
- Deformación alrededor del orificio o ranura
Diferentes patrones de desgaste pueden indicar diferentes causas.
Por ejemplo:
- El desgaste uniforme del diámetro exterior puede indicar desgaste abrasivo a largo plazo
- El desgaste localizado puede estar relacionado con la concentración de presión o la configuración del tornillo.
- Los hoyos de corrosión pueden indicar un ataque químico
- Los bordes desconchados pueden indicar impacto, objetos extraños o dureza insuficiente.
- El desgaste unilateral puede indicar problemas de alineación, eje o cilindro.
No inspeccione sólo el elemento más dañado. Se debe revisar toda la disposición de los tornillos porque la causa raíz puede estar ubicada en una zona aguas arriba o aguas abajo.
6. La distancia entre el tornillo y el cañón ha aumentado más allá del rango aceptable
El juego efectivo entre los elementos del tornillo y el cilindro es uno de los indicadores de desgaste más importantes.
A medida que se desgastan tanto el diámetro exterior del tornillo como el orificio del cañón, el espacio libre aumenta. Un espacio libre excesivo puede reducir la eficiencia del transporte, el rendimiento de la mezcla y la capacidad de generar presión.
Para evaluar el estado real, es necesario medir:
- Diámetro exterior del elemento de tornillo
- Diámetro interior del cañón
- Desgaste en diferentes posiciones circunferenciales.
- Desgaste en diferentes posiciones axiales.
- Espacio libre en las principales zonas de transporte y mezcla.
El espacio libre aceptable depende del tamaño del extrusor, el diseño, el proceso, la geometría del elemento del tornillo y las especificaciones del fabricante. No se debe aplicar un único límite de desgaste universal a todas las extrusoras.
El método más fiable es comparar las dimensiones medidas con:
- Dibujos originales
- Nuevas dimensiones del elemento
- Registros históricos de inspección
- Una zona conocida y no utilizada
- Los criterios de ingeniería del fabricante del equipo o del proveedor de reemplazo.
Es posible que reemplazar solo los elementos del tornillo no restablezca el rendimiento si el cañón también está muy desgastado.
7. Las estrías, los orificios o las caras de los extremos muestran daños
El perfil exterior no es la única zona que requiere inspección.
Las estrías internas, el orificio y las caras extremas transfieren el torque y mantienen la posición axial del conjunto de elementos de tornillo. El desgaste o daño en estas áreas puede crear problemas de ensamblaje y confiabilidad.
Compruebe por:
- Desgaste de los dientes estriados
- Deformación del orificio interno.
- Holgura excesiva en el eje.
- Marcas de preocupación
- Grietas alrededor de las raíces spline
- Extremos dañados
- Espacios entre elementos adyacentes
- Dificultad para quitar o instalar elementos.
- Movimiento axial anormal después del montaje.
No se debe instalar un elemento de tornillo nuevo en un eje muy desgastado sin una evaluación adicional. De lo contrario, el nuevo elemento podría no encajar correctamente o sufrir daños prematuros en las estrías.
Cómo confirmar si es necesario reemplazar los elementos del tornillo
Los síntomas operativos por sí solos no son suficientes. Una inspección de desgaste adecuada debe combinar datos del proceso, medición dimensional y examen visual.
Un procedimiento de inspección práctico incluye los siguientes pasos.
1. Registre la disposición original de los tornillos
Antes del desmontaje, registre la secuencia, dirección y posición de cada elemento.
Utilice fotografías, dibujos o etiquetas numeradas. Esto evita errores de instalación y ayuda a identificar qué zonas de proceso experimentan mayor desgaste.
2. Limpiar todos los elementos a fondo
El polímero residual puede ocultar grietas, ranuras, corrosión o daños en la superficie.
El método de limpieza no debe dañar la superficie del elemento ni alterar las dimensiones medidas.
3. Mida el diámetro exterior en varias posiciones
No midas solo un punto.
Mida diferentes lóbulos, posiciones axiales y direcciones circunferenciales. Es posible que se pase por alto el desgaste irregular si sólo se registra el diámetro máximo o mínimo.
4. Inspeccione el barril al mismo tiempo
Es posible que los elementos de tornillo nuevos instalados en un cilindro muy desgastado no recuperen el rendimiento original o el rendimiento de mezcla.
Por lo tanto, se deben comprobar el diámetro del cañón y el patrón de desgaste junto con los elementos roscados.
5. Inspeccionar el eje y el ajuste de las estrías
Verifique el dentado del eje, el diámetro interior del elemento, el ajuste axial y el contacto de las caras extremas.
Una decisión de reemplazo completo debe considerar los elementos del tornillo, el cilindro y el eje como un solo sistema operativo.
6. Comparar con datos históricos de producción
Revisar registros anteriores para:
- Producción
- Velocidad del tornillo
- Corriente del motor
- Esfuerzo de torsión
- Presión de fusión
- Temperatura de fusión
- Calidad del producto
- Horas de funcionamiento
Un cambio gradual en varios parámetros suele proporcionar una evidencia más sólida que una lectura anormal.
¿Se pueden reemplazar sólo los elementos desgastados?
En muchos casos, no es necesario sustituir el juego completo de tornillos.
Podrán sustituirse elementos individuales o agrupados cuando:
- El desgaste se concentra en zonas de proceso específicas.
- El resto de elementos aún se encuentran dentro de dimensiones aceptables.
- El cañón y el eje están en buenas condiciones.
- Se conoce la disposición original de los tornillos.
- Los elementos nuevos y existentes se pueden combinar correctamente
- La longitud acumulada del montaje sigue siendo correcta
Las ubicaciones típicas de alto desgaste incluyen:
- Zonas de alimentación y transporte.
- Zonas de fusión
- Secciones de amasado
- Secciones inversas o que generan presión.
- Áreas de alimentación lateral
- Secciones que procesan altos niveles de fibra de vidrio o carga mineral.
Sin embargo, es posible que sea necesario reemplazar un juego completo de tornillos o un grupo más grande de elementos cuando:
- El desgaste se distribuye en múltiples zonas.
- Existe una gran diferencia de diámetro entre elementos nuevos y existentes.
- Las estrías o los ejes están dañados
- No se puede identificar la configuración original del tornillo.
- El proceso ha cambiado significativamente.
- El cañón también está muy desgastado.
- La calidad del producto no se puede estabilizar mediante un reemplazo parcial.
La decisión debe basarse en la medición y el análisis del proceso y no sólo en la apariencia.
Cómo extender la vida útil del elemento de tornillo
La vida útil de los elementos roscados depende de algo más que la dureza del material.
Para reducir el desgaste prematuro:
- Seleccionar materiales según las condiciones de abrasión, corrosión e impacto.
- Evite la contaminación por metales y objetos extraños en el alimento.
- Mantener condiciones de alimentación estables.
- No opere continuamente bajo un torque anormal
- Compruebe periódicamente la holgura entre el tornillo y el cañón.
- Inspeccionar zonas de alto desgaste durante paradas planificadas
- Récord de dimensiones de desgaste y horas de funcionamiento
- Compruebe el cañón y el eje junto con los elementos de tornillo.
- Revise la configuración del tornillo cuando el desgaste se concentra repetidamente en la misma posición.
En aplicaciones altamente abrasivas, el acero para herramientas o los materiales de pulvimetalurgia pueden proporcionar una mejor resistencia al desgaste. En aplicaciones corrosivas, también se debe considerar la resistencia a la corrosión.
El material más caro no es automáticamente la mejor opción. El material correcto debe coincidir con las condiciones del proceso y la vida útil requerida.
¿Qué información se debe proporcionar para los elementos de tornillo de repuesto?
Para una evaluación de ingeniería o una cotización de reemplazo, prepare la mayor cantidad posible de la siguiente información:
- Marca y modelo del extrusor.
- Diámetro exterior del tornillo
- Distancia al centro del eje
- Tipo de elemento de tornillo
- Longitud del elemento
- Dimensiones internas de estrías o orificios
- Disposición completa de tornillos
- Dibujos existentes
- Fotos de elementos desgastados.
- muestras usadas
- Material procesado
- Tipo de relleno y porcentaje
- Temperatura de funcionamiento
- Grado de material existente
- Cantidad requerida
- Descripción del desgaste o problema de producción.
Incluso cuando los dibujos originales no están disponibles, los elementos de tornillo desgastados a menudo se pueden evaluar utilizando muestras, datos del eje, elementos adyacentes y reconstrucción dimensional.
Conclusión
Los elementos de doble tornillo no deben reemplazarse únicamente según las horas de funcionamiento.
La decisión de reemplazo debe basarse en una combinación de:
- Cambios en resultados y procesos
- Torque y tendencias actuales.
- Calidad del producto
- Desgaste visual
- Inspección dimensional
- Espacio entre el tornillo y el cañón
- Estado de las estrías y del eje
La inspección temprana permite que las plantas de extrusión reemplacen solo los elementos críticos de la zona de desgaste en muchos casos, lo que reduce el costo de mantenimiento y evita paradas inesperadas de la producción.
Si su extrusora experimenta un rendimiento menor, torque inestable, mala dispersión o desgaste anormal, envíenos la disposición de los tornillos, fotografías de los elementos, dimensiones, información del material, dibujos o muestras utilizadas.
Nuestros ingenieros pueden evaluar la condición de desgaste, el alcance del reemplazo, la selección de materiales y la compatibilidad con el eje y el cilindro existentes.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
