En otros casos, la capacidad de producción mejora solo ligeramente, mientras que el par, la presión de fusión o la calidad del producto permanecen inestables.
Esto no significa necesariamente que los elementos de reemplazo estén defectuosos. Una extrusora de doble husillo opera como un sistema completo. Los elementos del husillo deben trabajar junto con el cilindro, los ejes, el alimentador, la boquilla y la configuración del proceso.
Si se pasa por alto alguna de estas condiciones, el simple reemplazo de los elementos desgastados puede no restaurar la capacidad de producción original.
Las siguientes son siete razones comunes por las que el rendimiento de la extrusora puede permanecer por debajo del nivel esperado después del reemplazo de los elementos del husillo.
1. El Cilindro También Está Desgastado
Los elementos del husillo y el cilindro se desgastan juntos.
Cuando ambas superficies han estado operando durante un período prolongado, el diámetro exterior del husillo puede disminuir mientras que el diámetro interior del cilindro se agranda. Reemplazar solo los elementos del husillo restaura un lado del juego de trabajo, pero no restaura el diámetro interior desgastado del cilindro.
Si el cilindro está excesivamente desgastado, el juego entre el husillo y el cilindro puede permanecer demasiado grande. El material puede fluir hacia atrás a través de la brecha ampliada en lugar de ser transportado eficientemente hacia la boquilla.
Los síntomas típicos incluyen:
- La producción mejora solo ligeramente después del reemplazo
- Todavía se requiere una mayor velocidad del husillo
- La presión de fusión permanece más baja de lo esperado
- El transporte de material es inestable
- El par fluctúa bajo una tasa de alimentación estable
- La calidad del producto cambia entre lotes
Por lo tanto, el cilindro debe medirse en las mismas zonas de proceso donde los viejos elementos del husillo mostraron el mayor desgaste.
Las áreas de inspección importantes incluyen:
- Zonas de alimentación y transporte de sólidos
- Zonas de amasado y fusión
- Secciones de alimentación lateral
- Secciones de elementos inversos o de acumulación de presión
- Zonas de procesamiento de alta carga o con alto contenido de fibra de vidrio
La instalación de nuevos elementos en un cilindro severamente desgastado puede reducir algunos síntomas, pero generalmente no puede restaurar completamente el rendimiento original.
2. Se Reemplazaron Muy Pocos Elementos
El desgaste a menudo se concentra en una zona funcional en lugar de en un solo elemento aislado.
Por ejemplo, un bloque de amasado puede mostrar el daño más visible, pero los elementos adyacentes también pueden haber perdido parte de su diámetro exterior original y perfil de borde.
Si solo se reemplaza el elemento más desgastado, la sección de procesamiento completa aún puede tener:
- Juego excesivo
- Geometría discontinua
- Llenado de material desigual
- Intensidad de mezcla reducida
- Desarrollo de presión inestable
Este problema es particularmente importante en las secciones de amasado, fusión y acumulación de presión, donde varios elementos trabajan juntos como un grupo funcional.
El reemplazo parcial puede ser efectivo, pero el límite de reemplazo debe determinarse mediante inspección dimensional en lugar de solo por apariencia.
En algunos casos, reemplazar un grupo de amasado completo o varios elementos de transporte adyacentes produce un mejor resultado que reemplazar solo un componente.
3. Los Elementos Nuevos y Existentes No Coinciden Correctamente
Los elementos nuevos se fabrican cerca de sus dimensiones originales previstas, mientras que los elementos usados restantes ya pueden tener un desgaste significativo.
Una gran diferencia entre elementos nuevos y viejos puede crear cambios abruptos en la geometría del husillo.
Las posibles consecuencias incluyen:
- Flujo de material desigual
- Concentración de presión local
- Cambios en el tiempo de residencia
- Fusión inestable
- Continuidad de transporte reducida
- Desgaste acelerado en los elementos nuevos
La compatibilidad implica más que el diámetro nominal del husillo.
Se deben verificar los siguientes parámetros:
- Diámetro exterior real
- Longitud del elemento
- Paso o hélice del husillo
- Número de espiras
- Dirección izquierda o derecha
- Ángulo de amasado
- Geometría de la cara final
- Perfil de la estría interna
- Longitud acumulada de ensamblaje
Elementos que parecen similares aún pueden producir diferentes comportamientos de transporte o mezcla.
Para proyectos de reemplazo de OEM, se deben evaluar conjuntamente los planos, las muestras usadas, los elementos adyacentes y la información del eje.
4. La Configuración del Husillo Se Reensambló Incorrectamente
Un conjunto de husillo modular debe instalarse en la secuencia y orientación correctas.
Durante el desmontaje, los elementos pueden mezclarse, invertirse o instalarse en el ángulo incorrecto. Un pequeño error de configuración puede cambiar significativamente la forma en que se transporta y procesa el material.
Los errores comunes de ensamblaje incluyen:
- Un elemento de transporte instalado en la dirección incorrecta
- Elementos de mano izquierda y derecha confundidos
- Bloques de amasado instalados en el ángulo de desfase incorrecto
- Un elemento inverso posicionado incorrectamente
- Espaciadores o elementos de sellado omitidos
- Elementos instalados en la secuencia axial incorrecta
- La disposición original del husillo no se registró antes del desmontaje
Una configuración incorrecta puede causar:
- Producción reducida
- Contrapresión excesiva
- Mayor carga del motor
- Fusión prematura
- Mala ventilación
- Alimentación inestable
- Sobrecalentamiento del producto
Antes de retirar el conjunto de husillo original, cada elemento debe ser fotografiado, numerado y registrado en un plano de configuración.
Después del reensamblaje, la secuencia completa debe verificarse antes de instalar los husillos en el cilindro.
5. Las Dimensiones o el Perfil de Reemplazo No Son lo Suficientemente Precisos
Un elemento de husillo de reemplazo debe reproducir la geometría de trabajo requerida, no simplemente las dimensiones visibles de una muestra desgastada.
Cuando se realiza una ingeniería inversa de un elemento usado, su diámetro exterior medido y perfil de borde pueden ser ya más pequeños que el diseño original.
Si se copian directamente las dimensiones desgastadas, el nuevo elemento aún puede tener un juego excesivo y una eficiencia de transporte reducida.
Las características críticas incluyen:
- Perfil exterior
- Profundidad de la espira
- Paso del husillo
- Longitud del elemento
- Grosor del disco de amasado
- Ángulo de amasado
- Posición de la cara final
- Dimensiones de la estría interna
- Geometría de transición entre elementos adyacentes
La reconstrucción dimensional debe considerar:
- Áreas de referencia sin desgaste
- Elementos adyacentes
- Dimensiones del cilindro
- Especificaciones del eje
- Datos originales de la máquina
- Planos de reemplazo históricos
El elemento también debe inspeccionarse en cuanto a consistencia del perfil, ajuste de la estría y precisión de la cara final antes de la instalación.
6. El Eje, la Estría o el Ensamblaje Axial Tienen Problemas
Los elementos nuevos no pueden operar correctamente si el estado del eje o del ensamblaje es deficiente.
Una estría desgastada puede permitir pequeños movimientos entre el eje y el elemento. Esto puede causar una transferencia de par desigual, vibración y carga de impacto.
El eje debe verificarse en cuanto a:
- Dientes de estría desgastados
- Marcas de fricción
- Corrosión
- Grietas
- Flexión o descentramiento excesivo
- Secciones roscadas dañadas
- Rebabas o deformación
- Juego excesivo entre el eje y el diámetro interior del elemento
El ensamblaje axial también debe verificarse.
Longitud acumulada incorrecta de los elementos, caras finales dañadas o bloqueo inadecuado pueden crear huecos axiales entre los elementos. Durante la operación, estos huecos pueden permitir el movimiento del elemento y reducir la estabilidad mecánica.
Después del ensamblaje, confirme:
- Los elementos están completamente asentados
- Las caras finales contactan correctamente
- No hay huecos axiales anormales
- La longitud total del ensamblaje es correcta
- La tuerca de bloqueo tiene suficiente acoplamiento
- El husillo se puede girar manualmente sin interferencias
7. La Causa Real de la Baja Producción Está Fuera de los Elementos del Husillo
La baja producción no siempre es causada por el desgaste del husillo.
Si el problema de producción original provino de otra parte de la línea de extrusión, el reemplazo de los elementos del husillo no lo resolverá por completo.
Otras causas posibles incluyen:
Limitaciones del sistema de alimentación
Un husillo alimentador desgastado, material puenteado, densidad aparente inestable o calibración incorrecta del alimentador pueden impedir que la extrusora reciba suficiente material.
Restricción de la boquilla o del tamiz
Un paquete de tamiz obstruido, una boquilla restrictiva o un canal de flujo contaminado pueden aumentar la presión aguas abajo y reducir la producción.
Configuración de temperatura incorrecta
Temperaturas del cilindro demasiado bajas pueden retrasar la fusión y aumentar el par. Temperaturas excesivamente altas pueden reducir la eficiencia del transporte de material o causar degradación.
Cambios en la materia prima
Los cambios en el tamaño de partícula, la humedad, el contenido de relleno, la densidad aparente o el nivel de lubricante pueden alterar el comportamiento de alimentación y extrusión.
Problemas de ventilación
Fugas de vacío, puertos de ventilación obstruidos o sellado de fusión deficiente pueden afectar la desvolatilización y limitar la producción estable.
Limitaciones del motor o de la caja de cambios
Si el par requerido excede la capacidad operativa real, la producción no se puede aumentar de forma segura incluso cuando los elementos del husillo son nuevos.
Un proceso completo de resolución de problemas debe comparar las condiciones de producción actuales con las condiciones de operación estables anteriores.
¿Se Deben Ajustar la Configuración del Proceso Después del Reemplazo?
Los nuevos elementos del husillo pueden cambiar el juego real, la eficiencia de transporte y la entrada de cizallamiento en comparación con el conjunto desgastado.
Por lo tanto, la configuración operativa anterior puede que ya no sea óptima.
Después del reemplazo, puede ser necesario ajustar:
- Tasa del alimentador
- Velocidad del husillo
- Temperatura del cilindro
- Nivel de vacío
- Presión aguas abajo
- Condiciones de enfriamiento
- Secuencia de arranque
Los ajustes deben realizarse gradualmente mientras se monitorea:
- Corriente del motor
- Par
- Presión de fusión
- Temperatura de fusión
- Producción
- Apariencia del producto
- Calidad de dispersión
El objetivo no es simplemente volver inmediatamente a la configuración anterior, sino establecer una ventana de proceso estable para la geometría del husillo restaurada.
Una lista de verificación de diagnóstico práctica
Si la producción sigue siendo baja después del reemplazo de los elementos del husillo, verifique el sistema en el siguiente orden.
1. Confirme la configuración del husillo
Verifique la secuencia de elementos, la dirección, los ángulos de amasado y las posiciones de los espaciadores.
2. Verifique el alcance del reemplazo
Determine si los elementos desgastados adyacentes también deberían haber sido reemplazados.
3. Mida el cilindro
Inspeccione las secciones correspondientes del cilindro en busca de agrandamiento del diámetro interior, ranuras o corrosión.
4. Verifique las dimensiones de los elementos
Compruebe el diámetro exterior, el perfil, la longitud, la estría y las dimensiones del ensamblaje acumulado.
5. Inspeccione los ejes
Examine el desgaste de la estría, el descentramiento, las roscas y el bloqueo axial.
6. Verifique los sistemas de alimentación y aguas abajo
Inspeccione el alimentador, el tamiz, la boquilla, la ventilación y el suministro de material.
7. Revise los datos operativos
Compare la producción actual, el par, la corriente, la presión y la temperatura con los registros históricos bajo la misma formulación.
Esta secuencia ayuda a distinguir un problema de pieza de reemplazo de un problema de máquina, proceso o material.
¿Qué Información Es Útil para la Evaluación de Ingeniería?
Al solicitar soporte técnico, proporcione:
- Marca y modelo de la extrusora
- Diámetro del husillo y distancia entre centros
- Configuración completa del husillo
- Fotos de los elementos viejos y nuevos
- Posición de los elementos reemplazados
- Mediciones del diámetro interior del cilindro
- Estado del eje y la estría
- Polímero procesado
- Tipo y porcentaje de relleno
- Velocidad del husillo y tasa del alimentador
- Producción antes y después del reemplazo
- Corriente y par del motor
- Presión y temperatura de fusión
- Planos o muestras usadas
Cuanta más información completa se proporcione, más fácil será identificar si el problema está relacionado con los elementos del husillo, el cilindro, el ensamblaje o las condiciones operativas.
Conclusión
Reemplazar los elementos del husillo desgastados no garantiza automáticamente que la producción de la extrusora volverá a su nivel original.
Las razones más comunes incluyen:
- El cilindro también está desgastado
- Se reemplazaron muy pocos elementos
- Los elementos nuevos y existentes no coinciden correctamente
- La configuración del husillo se ensambló incorrectamente
- Las dimensiones de reemplazo son imprecisas
- El eje o el ensamblaje axial están dañados
- La restricción real está en otro lugar de la línea de extrusión
Una solución confiable requiere que los elementos del husillo, el cilindro, los ejes y las condiciones del proceso se evalúen como un sistema completo.
Si la producción sigue siendo baja después del reemplazo, proporcione la disposición del husillo, las dimensiones de los elementos, las mediciones del cilindro, los datos operativos, los planos o las muestras usadas. Una revisión de ingeniería sistemática puede ayudar a identificar la causa real y determinar la acción correctiva adecuada.
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