Сценарии неправильной эксплуатации и профилактические меры для шнеков экструдера (включая экстренные меры при внезапных отключениях электроэнергии)

Шнек экструдера является основным компонентом. Неправильная эксплуатация может привести к износу, деформации, поломке винтов и даже к простою оборудования и несчастным случаям. В сочетании со сценариями производства экструзионных труб из ПВХ/ТПУ добавлены аварийные процедуры при нестабильном электроснабжении потребителей и внезапных отключениях электроэнергии , а также улучшены распространенные ошибки в работе и соответствующие профилактические решения следующим образом:

I. Сценарии неправильной эксплуатации и профилактические меры перед запуском

1. Запуск непосредственно с новыми материалами без очистки остатков материалов в цилиндре/шнеке.

• Проявление неправильной эксплуатации : без очистки материалов, разложившихся при высокой температуре, и посторонних предметов (таких как металлическая стружка, агломераты), оставшихся от предыдущего серийного производства, новые материалы (например, гранулы ПВХ) добавляются непосредственно при запуске, что приводит к заклиниванию и износу во время вращения шнека.

• Опасности : Между винтом и внутренней стенкой цилиндра возникает сухое трение, которое легко повредит покрытие винта или приведет к серьезному изгибу винта и царапинам на корпусе.

• Превентивные меры

1. После каждой замены материала/останова необходимо выполнить процедуру очистки бочки : во-первых, промыть бочку и завинтить переходными материалами (такими как ПЭВП), чтобы удалить остатки материалов; если остаточные материалы обуглились, винт необходимо разобрать для очистки вручную (используйте медные щетки и скребки и избегайте использования щеток из стальной проволоки, чтобы поцарапать поверхность винта).

2. Перед запуском проверьте бункер на отсутствие посторонних предметов и установите магнитные рамы и сетки для фильтрации металлических примесей и агломерированных материалов.

2. Запуск вслепую без проверки зазора между винтом и стволом

• Проявление неправильной эксплуатации : Соосность не проверяется после установки винта или зазор становится слишком большим/слишком малым из-за износа винта после длительного использования, но запуск осуществляется без регулировки.

• Опасности : Слишком маленький зазор приведет к трению между винтом и стволом; чрезмерно большой зазор приведет к неравномерной пластификации материалов и легкой вибрационной деформации шнека.

• Превентивные меры

1. После установки новой машины или демонтажа шнека с помощью щупа определите радиальный зазор между шнеком и цилиндром и убедитесь, что он соответствует требованиям, указанным в руководстве по оборудованию (обычно зазор экструдеров ПВХ составляет от 0,3 до 0,8 мм).

2. Регулярно проверяйте прямолинейность винта; если степень изгиба превышает 0,1 мм/м, необходима выпрямляющая обработка.

3. Запуск шнека напрямую без предварительного подогрева или с недостаточным предварительным подогревом.

• Неправильная эксплуатация. Проявление : Принудительное вращение шнека, когда температура цилиндра не достигает заданного значения (например, температура экструзии ПВХ колеблется от 160 до 190 ℃).

• Опасности : При низких температурах вязкость материала высока, что приводит к резкому увеличению сопротивления вращению шнека, что может привести к перегрузке двигателя, разрушению шнека под действием чрезмерного крутящего момента, а также слеживанию материала и закупорке цилиндра.

• Превентивные меры

1. Строго соблюдайте процедуру предварительного нагрева : Постепенно нагревайте в соответствии с сегментированными настройками температуры цилиндра (секция подачи, секция сжатия, секция гомогенизации). После достижения заданной температуры изолируйте на 20–30 минут , чтобы обеспечить равномерную температуру ствола и шнека.

2. После завершения предварительного нагрева сначала вручную покачайте винт, чтобы проверить его на заклинивание, а затем запустите его на низкой скорости.

II. Сценарии неправильной эксплуатации и профилактические меры во время эксплуатации

1. Резкое увеличение/уменьшение скорости шнека и частая аварийная остановка/запуск.

• Проявление неправильной эксплуатации : во время производства скорость шнека внезапно меняется с низкой на высокую для достижения производительности; или шнек сразу останавливается в случае незначительного засорения материала.

• Опасности : Внезапное увеличение скорости вызовет резкие изменения напряжения в винте и ударных нагрузок, что в конечном итоге может привести к усталостному разрушению винта; Аварийная остановка приведет к мгновенной остановке материалов в стволе, которые склонны к разложению и карбонизации при высоких температурах, а при повторном запуске шнек заклинит.

• Превентивные меры

1. При регулировке скорости винта увеличивайте/уменьшайте ее постепенно, каждый раз в диапазоне регулировки не более 5 об/мин, чтобы избежать резких изменений скорости.

2. В случае незначительного засорения материала сначала уменьшите скорость и увеличьте температуру цилиндра, затем медленно вращайте шнек, чтобы выгрузить застрявший материал после того, как материал размягчится; строго запрещено останавливаться непосредственно. Если необходимо выключение, сначала уменьшите скорость шнека до 0, затем выключите двигатель и вручную поверните шнек, чтобы одновременно удалить остатки материалов.

2. Холостой ход шнека из-за прерывания подачи

• Неправильная эксплуатация Проявление : В бункере не хватает материалов, и он не пополняется вовремя, что приводит к работе шнека на холостом ходу и сухому трению о внутреннюю стенку бочки; или посторонние предметы блокируют входное отверстие во время принудительной подачи, вызывая холостой ход шнека.

• Опасности : Сухое трение быстро изнашивает износостойкие слои шнека и цилиндра, а тепло, выделяемое на холостом ходу, вызывает перегрев и разрушение остаточных материалов в цилиндре.

• Превентивные меры

1. Установите датчик уровня , чтобы автоматически сигнализировать и снижать скорость шнека или останавливать машину, когда в бункере не хватает материалов.

2. Регулярно проверяйте устройство подачи (например, шнековый питатель), чтобы обеспечить равномерную и стабильную подачу; Запрещается забрасывать крупные куски материала во входное отверстие.

3. Избыточное давление и превышение крутящего момента.

• Проявление неправильной эксплуатации : Слепое увеличение скорости шнека или противодавления для улучшения производительности экструзии, в результате чего крутящий момент шнека превышает номинальное значение; или принудительная работа шнека без своевременного устранения засора формы.

• Опасности : Длительная эксплуатация винта с превышением крутящего момента приведет к усталостной деформации и разрушению, а также к одновременному повреждению двигателя и редуктора.

• Превентивные меры

1. Установите на оборудование устройство контроля крутящего момента , установите верхний предел крутящего момента (обычно не более 80% от номинального крутящего момента) и автоматически подавайте сигнал тревоги и останавливайтесь при превышении предела.

2. Регулярно проверяйте бегунок формы, своевременно очищайте скопившиеся материалы и обугленные слои во избежание засорения формы; при регулировке противодавления увеличивайте его постепенно и фиксируйте параметры после наблюдения за стабильностью давления головки.

4. Принуждение к непрерывному производству в аномальных условиях

• Проявление неправильной эксплуатации : Во время экструзии, когда возникают аномалии, такие как плохая пластификация материалов (например, пригоревшие материалы, пузыри), аномальный шум шнека и вибрация, производство продолжается без проверки остановки.

• Опасности : Аномальный шум и вибрация обычно являются предвестниками заклинивания и изгиба винта, а принудительное производство усугубит повреждение оборудования.

• Превентивные меры

1. Составьте СОП по проверке работы и проверяйте состояние работы шнека каждые 30 минут: прислушивайтесь к ненормальному шуму, прикасайтесь, чтобы проверить, является ли вибрация ствола нормальной, и наблюдайте, соответствует ли внешний вид экструдированных материалов.

2. Немедленно остановите машину при обнаружении отклонений, устраните причины неисправности (например, проблемы с материалом, износ винтов, засорение формы и т. д.) и перезапустите только после устранения неисправностей.

5. Аварийное реагирование и предотвращение ошибок в работе при нестабильном электроснабжении и внезапных отключениях электроэнергии.

(1) Основные риски внезапных отключений электроэнергии

(2) Правильные действия в случае внезапного отключения электроэнергии

(3) Стандартные процедуры перезапуска после возобновления подачи питания (во избежание ошибок в работе)

1. Осмотр и подготовка :

• Очистите бункер от остатков материалов и снова добавьте новые материалы (во избежание попадания посторонних предметов во время отключения электроэнергии);

• Вручную поверните винт (или покачайте ручное проворачивающее устройство), чтобы убедиться в отсутствии заклинивания винта;

• Проверьте, в порядке ли электрическая система (двигатель, преобразователь частоты, регулятор температуры).

2. Предварительный нагрев и повышение температуры :

• Установите температуру каждой секции цилиндра в соответствии с требованиями процесса экструзии ПВХ/ТПУ и постепенно нагревайте секцию за секцией (секция подачи → секция сжатия → секция гомогенизации);

• После достижения заданной температуры изолируйте в течение 30–40 минут (на 10 минут дольше, чем обычное время изоляции при запуске), чтобы убедиться, что остаточные материалы в цилиндре полностью размягчились.

3. Низкоскоростной запуск :

• Сначала покачайте винт (каждый раз начинайте на 1–2 секунды), чтобы проверить, вращается ли винт плавно и нет ли постороннего шума;

• Убедившись в отсутствии отклонений, запустите винт на минимальной скорости (от 5 до 10 об/мин) . После того, как материалы стабильно выгружаются из головки, постепенно увеличивайте скорость до нормальных производственных параметров.

4. Устранение неполадок :

• Наблюдать за внешним видом выдавленных материалов после перезапуска; при появлении подгоревших материалов и черных пятен немедленно остановить машину и промыть ствол переходными материалами;

• Проверьте значение крутящего момента винта; если оно превышает 80% номинального значения, остановите машину, чтобы очистить остаточные затвердевшие материалы.

(4) Меры по предотвращению нестабильного электропитания

1. Установите стабилизаторы напряжения/источники бесперебойного питания (ИБП) : Обеспечьте стабильное электропитание для системы управления экструдером и системы нагрева, чтобы избежать выхода скорости из-под контроля и сбоев контроля температуры, вызванных колебаниями напряжения.

2. Установка защиты от аномального напряжения . Установите верхний и нижний пороговые значения напряжения (например, 380 В±10 %) в преобразователе частоты. Когда напряжение ненормальное, скорость винта автоматически снижается и подается сигнал тревоги, чтобы избежать повреждения винта, вызванного внезапными изменениями нагрузки.

3. Разработайте план действий в случае отключения электроэнергии : проведите специальное обучение операторов, разъясните этапы работы, такие как проворачивание винта вручную и контроль температуры после отключения электроэнергии, чтобы избежать ошибок в работе из-за паники.

   

III. Сценарии неправильной эксплуатации и профилактические меры после остановки

1. Остановка непосредственно при высокой температуре без очистки остатков материалов в шнеке.

• Проявление неправильной эксплуатации : после производства машина останавливается непосредственно без выгрузки высокотемпературных материалов в цилиндр, что приводит к охлаждению и затвердеванию остаточных материалов, что затрудняет запуск машины в следующий раз, а материалы после высокотемпературной деградации будут разъедать винт.

• Опасности : Затвердевшие остатки материала прилипают к винту, что может привести к его заклиниванию при следующем запуске машины; кислотные вещества в разложившихся материалах разъедают покрытие винта.

• Превентивные меры

1. Во время обычного отключения сначала уменьшите скорость шнека, опорожните материал из бочки, а затем остановите машину; в случае длительного простоя перед остановкой промойте его переходными материалами.

2. После аварийного отключения вручную поверните винт, чтобы удалить остатки материалов, или разберите винт для очистки, когда температура цилиндра упадет ниже 100 ℃.

2. Разборка винта без охлаждения

• Неправильная эксплуатация. Проявление : Немедленная разборка шнека, когда температура цилиндра и шнека все еще высока после остановки, что приводит к деформации шнека из-за теплового расширения и сжатия.

• Опасности : После разборки высокотемпературного винта он быстро сжимается под воздействием холодного воздуха, что приводит к деформации изгиба.

• Превентивные меры

1. После выключения подождите, пока температура цилиндра не упадет ниже 50 ℃, прежде чем выполнять операции по разборке винта.

2. Поместите разобранный винт горизонтально на специальный кронштейн и избегайте вертикального подвешивания или штабелирования, чтобы предотвратить изгиб винта.

IV. Характеристики работы персонала и меры управления

1. Предварительное обучение : сформулируйте руководство по эксплуатации шнека экструдера, , добавьте главу об аварийных операциях при внезапных отключениях электроэнергии , проведите профессиональную подготовку операторов, и только те, кто пройдет аттестацию, смогут занять свои должности. Сосредоточьтесь на обучении запуску, остановке, процедурам очистки ствола и методам ненормального обращения.

2. Сформулируйте стандартные рабочие процедуры (СОП) : разъясните каждый этап работы винта (например, время предварительного нагрева, диапазон регулировки скорости, частоту проверок, экстренные действия при отключении электроэнергии), чтобы избежать произвольных ручных операций.

3. Регулярное техническое обслуживание : заведите учет технического обслуживания винтов, регулярно проверяйте износ винтов и отслаивание покрытия. Рекомендуется проводить комплексную проверку экструдеров ПВХ/ТПУ каждые 3–6 месяцев и своевременно заменять шнек при сильном износе.

4. Ремонт и модернизация оборудования : оценка возможности установки стабилизаторов напряжения и источников бесперебойного питания для решения проблемы нестабильного электроснабжения, чтобы уменьшить ущерб оборудованию, вызванный внезапными отключениями электроэнергии.