淺析擠壓機(jī)抽螺桿方法

梁琨　朱興平　王立華

摘 要：一線擠壓機(jī)PU-73701抽螺桿過程中，根據(jù)日本廠家提供的設(shè)備隨機(jī)資料和抽螺桿工裝，分階段對(duì)擠壓機(jī)進(jìn)行抽螺桿作業(yè)，但是在實(shí)際的抽螺桿過程中，分析認(rèn)為擠壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長，第一次進(jìn)行抽螺桿作業(yè)，螺桿的筒體中存有大量的聚丙烯樹脂，并且在2013年5月份，三四段筒體處振動(dòng)突然增大，同時(shí)有間歇性異常聲響，之后從擠壓機(jī)換網(wǎng)器中發(fā)現(xiàn)有少量鐵屑，認(rèn)為筒體或螺桿已經(jīng)發(fā)生了磨損。針對(duì)這些問題，對(duì)比聚丙烯的物理性質(zhì)，認(rèn)為通過加熱的方法可以使聚丙烯在高溫的環(huán)境下融化，降低抽螺桿阻力，最終將擠壓機(jī)的筒體加熱至150℃，在高溫的環(huán)境下進(jìn)行擠壓機(jī)的抽螺桿工作。

關(guān)鍵詞：擠壓機(jī)；雙螺桿；專用工具；筒體；螺桿頭

引言

作為擠壓機(jī)組的核心部件，雙螺桿擠壓機(jī)對(duì)擠壓造粒系統(tǒng)起著重要的作用，在一線擠壓機(jī)抽螺桿過程中，通過加熱的方法，驗(yàn)證了高溫下抽螺桿的實(shí)效性和可操作性，提高了工作效率，對(duì)整體的擠壓機(jī)檢修進(jìn)度有所提高。

1 擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)原理

一線擠壓機(jī)廠家是日本JSW公司，擠壓機(jī)選用同向雙螺桿擠壓機(jī)，型號(hào)為CMP308，設(shè)計(jì)能力為32t/h。

1.1 擠壓機(jī)的實(shí)際應(yīng)用

當(dāng)今國際上，最早出現(xiàn)的是單螺桿擠壓機(jī)，隨著聚合物加工業(yè)的發(fā)展，雙螺桿擠壓機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)和發(fā)展起來。20世紀(jì)30年代，雙螺桿擠壓機(jī)首先在意大利研制成功，第二次世界大戰(zhàn)前后，雙螺桿擠壓機(jī)發(fā)展較快，現(xiàn)代的雙螺桿擠壓機(jī)是在20世紀(jì)60年代末和70年代初發(fā)展起來的。

與西方國家相比，擠壓機(jī)在我國開始應(yīng)用的比較晚，隨著不斷的引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，到20世紀(jì)90年代初，我國的雙螺桿擠壓機(jī)設(shè)計(jì)制造發(fā)展很快，并形成了雙螺桿擠壓機(jī)制造熱現(xiàn)象，一年內(nèi)可以生產(chǎn)幾百臺(tái)套，對(duì)國內(nèi)的擠壓機(jī)發(fā)展起到了相當(dāng)大的推動(dòng)作用，但是我國的擠壓機(jī)制造技術(shù)與國外生產(chǎn)的擠壓機(jī)相比較還是有一定的差距。

1.2 同向雙螺桿的工作原理

同向雙螺桿擠壓機(jī)采用雙頭螺紋型，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)體積最大，輸入的剪切功最小，在擠壓機(jī)運(yùn)行中，大部分的混合效果是由安裝在螺桿上的捏合塊獲得的，捏合塊和螺旋輸送段的尺寸相同，捏合塊具有螺旋的特性，它們是通過改變捏合塊的軸向厚度和兩相鄰捏合塊間的錯(cuò)位角而實(shí)現(xiàn)的。

同向旋轉(zhuǎn)的捏合塊可以為物料提供獨(dú)特的壓縮/膨脹混合效果，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料先膨脹，然后再被壓縮，受到軸向力而被擠壓。

2 螺桿的拆卸流程

第一次抽螺桿的難度較大，加上螺桿本體的磨損，以及筒體內(nèi)雜物的積累等很多不確定因素的影響，必須對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)的判斷、解決，保證螺桿的順利抽出。

2.1 抽螺桿的前期準(zhǔn)備

針對(duì)擠壓機(jī)的工作特點(diǎn)，擠壓機(jī)經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，在腔室中已經(jīng)存有大量的聚丙烯樹脂和其他雜質(zhì)的混合物，造成抽螺桿工作的難度加大，為了提高檢修的工作效率，避免因抽螺桿環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而影響擠壓機(jī)的檢修進(jìn)度，所以，必須做好前期的準(zhǔn)備工作。

作為一套整體的傳動(dòng)設(shè)備，擠壓機(jī)準(zhǔn)備停車時(shí)，通過開車單元用最低速使聚丙烯樹脂最大限度的清理，保證筒體內(nèi)的聚丙烯樹脂的殘存量為最小值。隨后斷開開車閥、換網(wǎng)器、模頭、水室及切粒機(jī)所有管線，全開節(jié)流閥，移除開車閥筒體連接段，在混煉筒體上安裝臨時(shí)支撐腿以保持模頭車架的穩(wěn)定性，分別把模頭、水室的車架移至軌道遠(yuǎn)端，并用鎖緊螺栓固定，以便為抽出螺桿提供足夠的空間。

在擠壓機(jī)螺桿與減速箱的連接處，移除螺桿聯(lián)軸節(jié)段的保護(hù)罩，從減速箱的輸入軸手動(dòng)盤動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，使螺紋段的頂部在水平位置，這樣即使在移動(dòng)過程中由于重力作用導(dǎo)致螺桿彎曲也不會(huì)接觸到筒體的筒壁，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿使螺桿脛處的直線標(biāo)記朝上，移除螺桿側(cè)聯(lián)軸節(jié)的螺母，拆除螺桿處的ABC密封，裝上筒體末端專用保護(hù)工具，以保護(hù)筒體的邊緣。

2.2 抽螺桿的操作要領(lǐng)

在拆除螺桿頭部的螺栓（左旋）和螺栓蓋時(shí)，由于南側(cè)的螺栓在拆卸過程中發(fā)生高溫粘死，造成螺栓難以拆除，影響了抽螺桿的進(jìn)度，隨后對(duì)螺桿頭部進(jìn)行加熱，將螺栓拆下，但是在拆卸螺栓的過程中，對(duì)螺栓的作用力較大，導(dǎo)致螺桿頭部的固定螺帽發(fā)生松動(dòng)，復(fù)位時(shí)需要對(duì)頭部的螺帽用專用液壓拉伸器進(jìn)行緊固，恢復(fù)原有尺寸，保證螺帽的正常緊力值。

安裝好螺桿頭部專用工具，螺桿脛處放置托輥支撐并調(diào)節(jié)其高度，準(zhǔn)備好地錨倒鏈、鋼絲繩開始抽螺桿，倒鏈的拉力必須與螺桿的中心線和標(biāo)高一致，并在抽拉過程中經(jīng)常用塞尺和水平儀測量螺桿是否水平，防止螺桿進(jìn)行斜拉，損壞了螺桿和筒體內(nèi)壁，造成螺桿和腔室的損傷。

在高溫的環(huán)境下進(jìn)行抽螺桿作業(yè)，當(dāng)有3m的螺桿從筒體里拉出時(shí)，裝上專用螺桿提拉器并起吊螺桿以避免螺桿在重力的作用下變形，也便于螺桿保持水平，從第一個(gè)提拉器6m處安裝另外一個(gè)螺桿提拉器，隨后在兩個(gè)螺桿提拉器的提升下，整體拉出雙螺桿。當(dāng)螺桿從筒體里拉出時(shí)，把螺桿放在擠壓機(jī)廠房的平地上，讓螺桿進(jìn)行自然冷卻。

3 螺桿檢查、測量、修復(fù)過程

螺桿從筒體內(nèi)抽出后，螺桿上粘連著很多的黏稠狀的聚丙烯樹脂，發(fā)現(xiàn)雙螺桿的三、四段發(fā)生了嚴(yán)重的磨損，磨損痕跡比較明顯，對(duì)螺桿本體的尺寸有所影響，隨后由日本廠家對(duì)雙螺桿進(jìn)行標(biāo)記，測量所有螺桿段的尺寸。

3.1 螺桿的檢查部位

螺桿抽出后，在常溫下進(jìn)行自然冷卻，對(duì)螺桿本體上粘連的聚丙烯樹脂進(jìn)行清理。

螺桿的檢查部位主要有三處，第一，螺桿花鍵齒檢查，將螺桿輸入部位花鍵上的潤滑脂清理干凈，檢查花鍵上所有配合齒是否有變形、裂紋、磨損等現(xiàn)象。第二，螺桿本體的檢查，作為本次拆檢的主要工作內(nèi)容，在螺桿抽出后，就發(fā)現(xiàn)了螺桿三四段處有磨損的痕跡，隨后由日本廠家對(duì)整段螺桿進(jìn)行了標(biāo)記，標(biāo)記的過程如下。第三，螺桿端部的檢查，螺桿的頭部螺帽對(duì)整個(gè)螺桿的連接段進(jìn)行緊固，在本次拆卸螺桿頭部螺栓時(shí)，南側(cè)的螺桿螺栓由于前期安裝時(shí)的問題，造成螺栓拆卸時(shí)的粘死，隨后對(duì)螺栓外殼處進(jìn)行加熱，強(qiáng)制將螺栓拆下，但是在螺栓拆卸的過程中，造成了螺栓內(nèi)部的螺帽發(fā)生了松動(dòng)，間接的造成整個(gè)螺桿連接段的緊力值發(fā)生變化，所以必須對(duì)螺帽進(jìn)行重新的預(yù)緊，保證螺桿連接段的緊力。

根據(jù)螺桿外徑的設(shè)備參數(shù)，螺桿的原始設(shè)計(jì)尺寸為308.00mm，但在最終的加工過程中，螺桿本體的加工尺寸大于原始的設(shè)計(jì)尺寸，并且最終的加工尺寸作為日本生產(chǎn)廠家的內(nèi)部機(jī)密，未向生產(chǎn)廠提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

在螺桿抽出后，由日本廠家對(duì)螺桿的外徑進(jìn)行測量后得到數(shù)據(jù)，從測量的結(jié)果中可以看出螺桿的外徑都發(fā)生了相應(yīng)的磨損，磨損的尺寸與原始的加工尺寸對(duì)比得出的上述數(shù)據(jù)，其中可以發(fā)現(xiàn)二、三、四、五段的螺桿磨損尺寸比較大，最終，由日本廠家提出磨損尺寸結(jié)果：最大部位的磨損尺寸為1.7mm左右，不影響擠壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)，最后由生產(chǎn)廠決定對(duì)螺桿不進(jìn)行更換，直接回裝。

3.2 磨損部位的修復(fù)方法

根據(jù)前期擠壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)部位，對(duì)螺桿和三四段筒體進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)筒體內(nèi)部的磨損比較輕微，不影響擠壓機(jī)的工作效率，但是擠壓機(jī)的螺桿磨損比較嚴(yán)重，磨損的尺寸比較大，由日本廠家對(duì)螺桿的磨損部位進(jìn)行測量結(jié)束后，廠家要求用銼刀、油石對(duì)磨損部位的高點(diǎn)進(jìn)行銼平、磨光，確保兩螺桿運(yùn)行時(shí)相互之間不發(fā)生摩擦，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和生產(chǎn)。

4 螺桿回裝、復(fù)位、確認(rèn)環(huán)節(jié)

對(duì)擠壓機(jī)筒體和螺桿進(jìn)行最終的回裝確認(rèn)，檢查螺桿、筒體清理干凈，螺桿表面的毛刺已經(jīng)打磨光滑，筒體內(nèi)的聚丙烯樹脂完全清理，具備回裝時(shí)的條件。

4.1 螺桿的回裝條件

在回裝螺桿之前，確認(rèn)所有部件位置正確，并清理干凈、修復(fù)，聯(lián)軸節(jié)部分無任何殘留樹脂及雜物，在回裝前在聯(lián)軸節(jié)的花鍵上涂上大量的潤滑脂，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)減速箱輸入軸使輸出軸上的標(biāo)記朝上，檢查確認(rèn)減速箱輸出軸末端的間距環(huán)已定位（注意間距環(huán)的左旋與右旋螺紋直徑是不一樣的），在減速箱的輸出軸上裝上軸螺母、半環(huán)及聯(lián)軸節(jié)套O型環(huán)，重新確認(rèn)兩個(gè)減速箱輸出軸的直線標(biāo)記和兩軸套的位置都為上，確認(rèn)在軸脛上斷面的鉆孔徑及標(biāo)記的左、右螺桿記號(hào)。

4.2 螺桿的復(fù)位過程

所有零部件確認(rèn)可以回裝時(shí)，提起螺桿并放置到提拉器的下半部上，確認(rèn)兩螺桿的直線標(biāo)記都朝上，末端平齊，用規(guī)板定位兩螺桿花鍵的相對(duì)位置，以確定兩螺桿之間的螺紋間距，組裝另一半的提拉器并緊固螺栓，安裝筒體護(hù)板。

在螺桿的螺紋表面涂上大量的凡士林，提起螺桿調(diào)整提拉器間距，水平對(duì)中的移進(jìn)筒體孔內(nèi)，緩慢水平地移動(dòng)螺桿，特別在螺桿底部與護(hù)板接近的地方一定要小心，當(dāng)其中一提拉器靠近筒體時(shí)，移除提拉器并盡可能遠(yuǎn)的移動(dòng)螺桿至全長的1/2（4.6M），安裝螺桿夾緊器，并用雙倒鏈平衡拉緊螺桿頭部到螺桿驅(qū)動(dòng)端的連軸節(jié)，并始終注意與護(hù)板之間的接觸，當(dāng)螺桿脛端從密封室突出時(shí)，必須在螺桿連接到驅(qū)動(dòng)端前分別裝上密封組件的壓蓋，在組裝螺桿連軸套之前在軸脛處安裝聯(lián)軸節(jié)螺母和O型圈，安裝螺桿輥?zhàn)又尾⒄{(diào)整兩螺桿的中心與減速箱的中心線一致，確認(rèn)螺桿和軸套上的記號(hào)都在兩側(cè)相應(yīng)的位置，并用指定的油脂涂抹花鍵齒上，緊固螺桿和聯(lián)軸節(jié)套，如果推進(jìn)時(shí)卡澀，通過手動(dòng)稍微調(diào)整減速箱輸入軸的角度同時(shí)調(diào)整螺桿的中心標(biāo)高以便能滑入聯(lián)軸節(jié)鍵，在兩軸都已經(jīng)連上并螺頂都已在最底部以后緊固螺母。

4.3 螺桿的最終確認(rèn)

螺桿聯(lián)軸節(jié)螺母與軸套距離（表1）。

檢查聯(lián)軸節(jié)尺寸和螺桿位置與拆卸時(shí)相符，聯(lián)軸節(jié)螺母互不脫開，兩螺桿的末端平齊，如果以上有任何一個(gè)數(shù)據(jù)與指定的不一致則需要重新連接聯(lián)軸節(jié)，移除聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)的連接螺母、所有的半環(huán)，然后在每個(gè)軸套上裝上注脂的噴嘴，清理溢出的油脂，手動(dòng)盤動(dòng)減速箱以確認(rèn)螺桿無卡澀的轉(zhuǎn)動(dòng)。

5 結(jié)束語

一線擠壓機(jī)抽螺桿作業(yè)，是生產(chǎn)廠投產(chǎn)以來的第一次大修，在抽螺桿過程中，吸取了前期一線擠壓機(jī)更換模板的教訓(xùn)（在更換模板時(shí)，將擠壓機(jī)的筒體溫度降到常溫，在拆卸模板螺栓時(shí)，由于螺栓孔內(nèi)粘有聚丙烯樹脂，導(dǎo)致模板上的螺栓粘死，造成最后用電鉆將螺栓破壞，影響了檢修進(jìn)度并損壞了設(shè)備）。

本次擠壓機(jī)抽螺桿工作，在做好安全防護(hù)措施的前提下，直接對(duì)高溫（150℃）下的擠壓機(jī)進(jìn)行抽螺桿，使擠壓機(jī)筒體內(nèi)的聚丙烯樹脂在高溫下潤滑，降低了抽螺桿阻力，確保了擠壓機(jī)螺桿的順利抽出和檢修工作的按期完成，為后期擠壓機(jī)抽螺桿檢修工作積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]龔志民.機(jī)泵維修鉗工（第一版）[M].中國石化出版社，2010，5.

[2]廠家提供終板資料[Z].