如何无损清洁螺杆和机筒

作者:Timothy W. Womer 文章来源:Xaloy公司 发布时间:2010-12-23


图1 绝对不能使用乙炔焰清洁螺杆。正确的清理工具应包括1把铜刮刀以及铜刷、铜丝网和硬脂酸

在清洗挤出机的过程中,必须采用正确的方法及使用合适的工具。否则,将会严重损坏螺杆和机筒,进而造成昂贵的损失。

在为挤出机清洁螺杆时,设备维护部门经常会犯一些错误,造成严重而昂贵的损失。在这些错误中,尤以使用乙炔焰最为有害。因为这样不仅会破坏螺杆的金属特性,同时还将显著影响螺杆的机械公差。

在金属螺杆的制造中,基体金属由于进行了热处理而具有很高的硬度。如果通过乙炔焰局部加热来除去固着在螺杆上的塑料,将会消除螺杆基体金属的退火,从而降低钢材的屈服强度,并增加螺杆于高扭矩时断裂的可能性。

如果乙炔焰在烘烤螺杆某部位时火焰变为持久的蓝色,那么意味着螺杆这一部位的金属结构发生了改变,这将导致该部位耐磨损性降低,甚至发生抗磨损层与基体金属剥离。

采用乙炔焰局部加热也会造成螺杆一侧过热,从而导致螺杆弯曲。大多数挤出塑化螺杆采用4140 H.T.钢制造,且公差十分紧密,一般在0.03mm以内。螺杆的平直度大多在0.1mm以内,当螺杆经乙炔焰烘烤及冷却后,通常很难回到原始的平直度。

一个更为有效的方法是在螺杆使用后立即采用喷灯进行清洁,这时螺杆的热量分布仍是均匀的,因为螺杆带有加工过程中的热。对于高压应用场合,如电线、电缆和薄膜挤出,可以使用一些商品化的清洁剂。在低压应用场合,则采用部分熔融的HDPE(MI 为0.35)来代替清洁剂。

螺杆直径的大小决定了清洁剂使用量的多少。例如,直径51mm的螺杆需要4.5kg的清洁剂,直径89mm的螺杆则需要15kg的清洁剂。

对于直径89mm或者更小螺杆的挤出机来说,可以将螺杆从机筒中抽出然后对其进行彻底清洁。使用专门的设备清洁直径89~152mm的螺杆和机筒,需要1~2h的时间。

有时,大型流延薄膜或者层压薄膜生产线的塑化机构不允许采用上述方法清洁螺杆和机筒。为此,在换料时可以只使用商品化的清洁剂而无需抽出螺杆。


图2 首先用清洁树脂清洗挤出机,然后用铜质工具和铜刷去除清洁树脂。需要注意的是,绝对不能使用钢制工具。因为钢会损坏螺杆和机筒表面

正确清洗

清洁螺杆的第一步是关掉加料(树脂)开关,也就是关闭料斗底部的滑动门。然后降低螺杆转速至15~25r/min,并将这一速度保持到模头前端的熔体流停止流动为止。

机筒的所有加热区的温度都应设置为204℃。一旦机筒达到这一温度,立即开始清洁。根据挤出工艺的不同,可能需要拆下模头以减少挤出机前端压力过高的危险。这就是为什么一次清洗需由2个人完成的原因。一个操作者从控制面板观察螺杆转速和扭矩,另一个操作者观察挤出压力以确保系统压力不会过高。在整个过程中,螺杆速度应保持在15~20r/min之间。

在低压模头的应用中,首先不用拆下模头进行清洗。在挤出物从加工树脂完全转换成清洁树脂时立即停机并拆下模头,然后再重新启动螺杆(转速为10r/min),以使残留的清洁树脂流出。

使用合适的工具

另一个对螺杆造成损坏的原因是使用钢制螺丝刀、刮刀或者撬杆来去除粘在螺杆上的塑料。恰当的工具和清洁材料包括:耐热手套、护目镜、铜刮刀、铜刷、铜丝网、硬脂酸、电钻、棉布以及与机筒尺寸(内径和长度)一致的圆形铜刷。

一旦清洁树脂停止挤出,就可将螺杆从设备中抽出。对于带有冷却系统的螺杆,在启动螺杆抽出设备(该设备可能附属于齿轮箱)之前,先将软管、管线及旋转连接件拆下。

使用螺杆抽出设备将螺杆向前推进到露出4~5个螺块的位置以便于清洗。螺杆上的清洁树脂可用铜刮刀和铜刷进行清理。在外露螺杆上的清洁树脂被清理干净后,再使用螺杆抽出设备将螺杆向前推进4~5个螺块,并继续清洁。如此反复,最终大部分螺杆被推出机筒。

一旦大部分清洁树脂或者HDPE被去除,就往热螺杆上撒一些硬脂酸。接着使用铜丝网除掉剩余的残渣。待整个螺杆被铜丝网擦光后,使用棉布进行最后一步的擦拭。这将确保螺杆下一次生产时不会带有任何污染物。

在螺杆被完全清理干净以后,可将其放在一边直到机筒也被清理干净,或者将它放在螺杆架上直到下一次使用为止。如果螺杆需要保存,则应在其表面涂上一层油脂以防止生锈。因为镀铬螺杆不易生锈,所以可不用涂油。

清洁机筒

清洁机筒比清洁螺杆要容易,但是也非常重要。在准备清洁机筒时,机筒温度也被设置在204℃。首先,将圆形钢刷、拧接钻杆及电钻组装成清洁工具,然后用铜丝网包住钢刷。

在将清洁工具插入机筒之前,要往机筒中撒一些硬脂酸,或者将硬脂酸撒在清洁工具的铜丝网上。一旦铜丝网进入机筒,就启动电钻使其旋转,同时人为地使它前后运动,直到这种前后运动变得没有阻力为止。

在铜丝网移出机筒后,使用一束棉布在机筒中来回擦拭以去除任何清洁树脂或者硬脂酸残余物。经过数次这样的来回擦拭,机筒的清洁就算大功告成。这样,得到了彻底清洁的机筒和螺杆就可以随时装配以进行下一次的生产。

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