如何识别注塑机螺杆的磨损?

创建于01.26
注塑机的螺杆对于塑料加工至关重要。它负责熔化、混合和输送原材料。它直接影响您的生产效率和产品质量。螺杆会磨损,而您可能直到情况变得糟糕才注意到。这可能意味着产品产量下降、产品质量下降或电费增加。
如果您知道如何及早发现螺杆磨损,就可以避免突然停机、惹恼客户和昂贵的维修。本博客将向您展示检查螺杆磨损的方法,从简单的检查到更仔细的观察。

螺杆磨损的常见迹象:运行中识别问题

您不总是需要拆卸机器才能知道哪里出了问题。大多数时候,机器会通过其行为的一些细微变化来告诉您螺杆出现了故障。通过观察这些迹象,您可以在问题变得严重之前发现磨损。

1. 产量下降

一个早期迹象是机器速度变慢。如果螺杆必须转得更快或更长时间才能移动与以前相同的物料,则很可能内部存在泄漏。随着螺杆和料筒之间因磨损而产生的间隙变大,熔融的塑料会向后滑动而不是向前移动。例如,如果一条生产线过去每班能生产 5,000 个单位,但现在即使设置相同,也难以达到 4,000 个单位,那么螺杆的泵送性能可能不如预期。

2. 熔体温度异常升高

听起来有些违反直觉,但磨损的螺杆通常会导致更高的熔体温度。当螺杆螺槽与料筒壁之间的间隙增大时,聚合物在向后泄漏时会经历过度的“剪切”。这种不受控制的剪切会产生摩擦生热。您可能会注意到机器消耗更多功率来维持温度,或者熔体出来的温度远高于控制器上的设定点。

3. 外观产品缺陷

您成品件的质量直接反映了螺杆的健康状况。以下是磨损和撕裂带来的一些常见问题:
  • 当磨损的金属部件产生凹坑并困住塑料时,会出现黑点或条纹。被困住的塑料会降解并污染材料。
  • 如果螺杆磨损,会导致颜色混合不佳,从而产生颜色不一致或大理石纹。
  • 气泡和缩痕出现是因为磨损导致压力不均,从而困住空气或阻止良好填充,导致表面缺陷。

4. 回料和背压不一致

如果螺杆回抽时间不同,或者难以保持背压稳定,那么螺杆和料筒之间的密封可能存在问题。如果问题很严重,螺杆在注射时甚至可能转动不正常,因为它无法保持压力将物料向前推。
注塑机螺杆的显示

如何通过目视检查确认磨损

虽然运行迹象能提供线索,但只有通过目视和物理检查才能确认损坏程度。这需要将螺杆从料筒中取出——这项工作应在计划停机期间或性能降至临界低点时进行。

1. 检查螺杆螺槽

螺杆的“螺纹”是螺旋状的脊。在健康的螺杆中,螺纹的顶部(棱边)应该是平坦的,边缘相对锋利。随着磨损的进展,这些边缘会变得圆润——就像一支锋利的铅笔变钝一样。您可能会在螺纹的推力面上看到“冲蚀”痕迹或抛光痕迹。如果螺纹宽度明显变窄,螺杆输送物料的能力将大大降低。

2. 检查涂层分层

许多坚固的螺杆都有硬质涂层,例如镀铬,以防止其磨损。仔细观察螺杆,特别是其形状和尺寸发生变化的地方。检查涂层是否正在剥落、有小孔或有碎裂。如果下面的金属暴露出来,它会磨损得更快。

3. 测量径向间隙

判断磨损最科学的方法是测量螺杆与料筒之间的间隙。每台机器都有原始设计规格来规定此间隙。行业内的普遍经验法则是,一旦间隙达到原始设计公差的四倍,螺杆就不再被认为有效,应予以更换或重建。例如,如果原始间隙为 0.002 英寸,而现在为 0.008 英寸,那么您的生产力可能已受到严重影响。

导致螺杆磨损的原因是什么?

了解磨损背后的“原因”有助于采取预防措施。通常,磨损可分为三类:

1. 加工磨蚀性材料

这是导致快速降解的最常见原因。用玻璃纤维、碳纤维或矿物质(如碳酸钙)增强的塑料就像液体砂纸。这些坚硬、锋利的颗粒会磨损金属表面。在生产填充玻璃的汽车零部件时,标准的氮化螺杆在加工未填充聚乙烯时可能只能使用其寿命的一小部分。

2. 金属与金属接触(粘附)

在高压和高温下,螺杆实际上会发生偏转并接触料筒壁。这通常发生在塑料熔化的过渡区域。如果机器未正确对齐,或者料筒弯曲,金属与金属之间的摩擦会“咬伤”表面,每次螺杆旋转时都会撕下微小的钢屑。

3. 化学腐蚀

某些聚合物,例如PVC或阻燃添加剂,在过热时会释放腐蚀性酸(如盐酸)。这些酸会腐蚀金属结构,导致表面出现点蚀和强度下降,使其更容易受到机械磨损的影响。
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磨损对生产和质量的影响

忽视注塑机中磨损的螺杆,其后果可能远远超出单纯的维护问题。它会扰乱你的整个业务。
  • 金钱损失:磨损的螺杆会使机器更费力地工作,需要消耗更多电力才能完成相同的工作。将这笔额外的电费与产量可能下降10-20%结合起来,突然之间,这根糟糕的螺杆每个月就会让你损失很多钱。
  • 高报废率:不稳定的熔体质量会导致零件“不合格”。如果你正在为医疗或航空航天零件运行高产量生产线,报废率的飙升不仅仅是材料的浪费——它还会危及你的认证和客户信任。
  • 连锁反应损坏:磨损的螺杆经常会损坏料筒。如果等到太晚才处理螺杆问题,您可能会发现料筒已被刮伤或“蛋形化”(磨损成椭圆形),这将需要更昂贵的更换两个部件。

结论

及早发现螺杆磨损可以避免您面临严重的生产问题。密切关注您的日常数据——周期时间、熔体温度和废品率——以便在磨损恶化之前发现迹象。
如果您发现任何异常,请亲自检查并测量间隙。修理螺杆或更换一个新、更坚固的螺杆。妥善处理这个问题可以确保您的工厂顺利运行,产品质量良好,机器状态良好。

常见问题解答

1. 何时必须更换螺杆?
通常,如果螺杆与料筒之间的径向间隙超过原始规格的四倍,或者由于熔体不一致导致废品率增加超过 5%,则需要更换。如果看到金属表面有明显的点蚀或“擦伤”,则需要立即采取行动。
2. 所有塑料都会导致螺杆磨损吗?
所有材料都会在一定程度上造成磨损,但像原生聚丙烯 (PP) 或聚苯乙烯 (PS) 这样的“干净”树脂非常温和。造成磨损的主要罪魁祸首是填充玻璃的树脂、回收材料(可能含有污染物)以及像 PVC 或某些阻燃剂这样的腐蚀性材料。
3. 重建磨损的螺杆是否具有成本效益?
重新加工(重飞)螺杆可以是一种比购买新螺杆更具成本效益的替代方案,通常成本为新零件的 40-60%。然而,这取决于损坏的程度。如果基材(根部)严重腐蚀或螺杆变形,则完全更换通常是更安全、更耐用的投资。

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