Antecedentes do projeto
Os plásticos reforçados com fibra de vidro exigem grandes requisitos aos elementos de parafuso da extrusora de parafuso de dois parafusos.
Durante a composição contínua, as fibras de vidro entram em contacto repetidamente com os elementos transportadores, blocos de amassamento e outros componentes de mistura.esta ação abrasiva pode gradualmente usar os voos parafuso, bordas e superfícies de trabalho, especialmente em zonas de transporte e mistura de grande carga.
Neste projeto, o cliente estava a operar uma linha de composição de parafusos duplos para plásticos de engenharia reforçados com fibra de vidro.vários elementos de parafuso apresentaram desgaste perceptível e o cliente planejou substituir os componentes desgastados, mantendo o eixo existente e elementos reutilizáveis.
O principal desafio não era simplesmente fabricar novos elementos de parafuso. As peças de substituição também tinham de corresponder com precisão à configuração de parafuso existente, ao spline do eixo e aos elementos vizinhos.
O problema: desgaste localizado em zonas críticas de processamento
Após a remoção do conjunto de parafusos, verificou-se que o desgaste se concentrava principalmente em várias secções de transporte e mistura.
Os sinais típicos incluem:
- Diâmetro externo reduzido nos voos dos parafusos
- Arrancos arredondados em superfícies de trabalho usadas
- Desgaste desigual entre elementos diferentes
- Marcas visíveis de abrasão causadas pelo processamento de fibras de vidro
- Aumentar a distância entre os elementos de parafuso e o cano
Essas alterações podem parecer graduais, mas podem afetar o comportamento de processamento do conjunto completo de parafusos.
No caso das zonas de mistura, as superfícies de amolação desgastadas também podem alterar as condições de cisalhamento e de troca de materiais.
Por este motivo, a decisão de substituição baseou-se tanto no estado dos elementos individuais como na sua posição na configuração completa da parafuso.
Por que não substituir o conjunto completo de parafusos?
A extrusora de parafuso duplo usava um projeto de parafuso modular, permitindo que elementos individuais fossem removidos do eixo espinhado.
Após a inspecção, nem todos os elementos tinham atingido o mesmo nível de desgaste.
Alguns elementos ainda eram adequados para uso contínuo, enquanto vários componentes nas zonas de maior desgaste precisavam de substituição.
A substituição apenas das secções afetadas ofereceu várias vantagens:
- Menor custo das peças sobressalentes
- Redução da substituição desnecessária de componentes utilizáveis
- Planeamento de manutenção mais fácil
- Manutenção da configuração de parafuso existente
- Tempo de preparação mais curto em comparação com a substituição do conjunto completo
No entanto, a substituição parcial requer um controlo dimensional preciso.
Um novo elemento não pode ser simplesmente instalado ao lado de um elemento fortemente desgastado sem verificar a diferença na geometria e na condição da montagem.
Inspecção dimensional dos elementos existentes
Antes da fabricação das peças de substituição, os elementos desgastados foram medidos e comparados com os componentes de parafuso restantes.
A inspecção concentrou-se em:
- Diâmetro externo do parafuso
- Comprimento do elemento
- Geometria de voo
- Direção e direção do parafuso
- Estrutura de blocos de engessamento
- Perfil interno do spline
- Dimensões da face final
- Posição dentro do arranjo completo do parafuso
No caso de amostras gastas, as dimensões medidas nem sempre podem ser consideradas como as dimensões originais do projecto.
As áreas mais severamente desgastadas podem já ter perdido parte do seu perfil original.dimensões do eixo e disposição geral do parafuso.
Isto é especialmente importante para os projetos de substituição de OEM em que o desenho de fabrico original não esteja disponível.
Compatibilidade com a configuração de eixo e parafuso existente
O spline interno é uma das interfaces mais importantes num sistema de parafusos modulares.
Os elementos de parafuso de substituição devem deslizar-se correctamente sobre o eixo existente, mantendo uma transmissão de binário fiável.
Por conseguinte, verificaram-se os seguintes elementos:
- Geometria interna do spline
- Perfil e dimensões dos dentes
- Condição de perforação do elemento
- Ajuste axial
- Contato com a face final
- Compatibilidade com elementos adjacentes
A disposição dos parafusos foi também registada antes da produção final, de modo a que os elementos de substituição pudessem ser instalados nas suas posições funcionais originais.
Para a composição reforçada com fibras de vidro, isto é particularmente importante nas zonas de amassamento e de transição, onde a alteração da geometria ou da sequência pode alterar a dispersão,Distribuição da fibra e tempo de residência do material.
Seleção de materiais para uso de fibras de vidro
Os compostos reforçados com fibra de vidro criam um desgaste significativamente mais abrasivo do que muitos polímeros não preenchidos.
Por conseguinte, a selecção dos materiais deve ter em conta:
- Teor de fibras de vidro
- Tipo de polímero
- Velocidade do parafuso
- Pressão local
- Intensidade de mistura
- Vida útil exigida
- Posição de desgaste dentro da configuração do parafuso
Para aplicações de alto desgaste, podem ser considerados aços de ferramenta endurecidos ou materiais de metalurgia em pó adequados, dependendo das condições de funcionamento.
O objetivo não é simplesmente selecionar o material com a maior dureza.
A resistência ao desgaste, a resistência, a estabilidade dimensional e a compatibilidade com o ambiente de processamento devem ser consideradas em conjunto.
As diferentes zonas de parafusos podem também exigir diferentes estratégias de material.podem apresentar condições de desgaste diferentes de uma secção transportadora de pressão relativamente baixa.
Fabricação dos elementos de parafuso de substituição
Após a confirmação das dimensões e especificações dos materiais exigidos, os elementos de substituição foram fabricados para corresponderem aos equipamentos existentes.
O processo de fabrico concentrou-se em vários pontos críticos:
- Processamento de perfis de parafuso com precisão
- Comprimento de elemento consistente
- Fabricação a partir de matérias têxteis
- Tratamento térmico controlado
- Precisão da face final
- Finalização de superfícies
- Inspecção dimensional antes da entrega
Para as peças de substituição, a coerência com o conjunto de parafusos existente é tão importante como as dimensões do componente individual.
Mesmo um elemento corretamente fabricado pode causar problemas de montagem se o seu comprimento cumulativo, ajuste do spline ou transição com elementos vizinhos estiverem incorretos.
Inspecção final antes da entrega
Antes da expedição, os elementos de parafuso de substituição foram verificados quanto à compatibilidade das dimensões e do conjunto.
A inspecção incluiu:
- Diâmetro exterior
- Comprimento total
- Espinha interna
- Geometria da face final
- Condição da superfície
- Consistência do perfil
- Compatibilidade com a interface do eixo especificada
O objectivo era assegurar que o cliente pudesse substituir os componentes desgastados sem alterar a configuração do eixo ou do parafuso existente.
Resultado
Os elementos de parafuso desgastados foram substituídos nas zonas de desgaste elevado identificadas, enquanto os elementos reutilizáveis permaneceram em serviço.
Isto permitiu ao cliente manter a configuração de parafuso modular existente, substituindo os componentes mais afetados pela abrasão da fibra de vidro.
Para este tipo de projecto de manutenção, o principal valor da substituição parcial não é simplesmente o menor custo dos componentes.
Uma substituição bem sucedida depende também de:
- Identificação correta da zona de desgaste real
- Reconstrução precisa das dimensões usadas
- Seleção adequada de materiais
- Compatibilidade confiável do spline
- Combinação correta com elementos existentes
- Inspecção da condição do cano e do eixo
Se estes fatores forem ignorados, os novos elementos de parafuso podem não restaurar a condição de funcionamento esperada ou podem desgastar-se prematuramente.
O que deve ser verificado antes de substituir elementos de parafuso em aplicações de fibra de vidro?
Para as instalações de extrusão que processam materiais reforçados com fibras de vidro, é útil a seguinte informação antes de encomendar elementos de substituição:
- Marca e modelo da extrusora
- Diâmetro do parafuso
- Configuração completa do parafuso
- Posição dos elementos desgastados
- Fotos dos elementos de parafuso removidos
- Desenhos existentes, se disponíveis
- Amostragens utilizadas
- Dimensões do spline do eixo
- Polímero transformado
- Teor de fibras de vidro
- Material do elemento de parafuso existente
- Condições de funcionamento
- Condição de desgaste do cano
Quando os desenhos originais não estiverem disponíveis, as amostras utilizadas podem muitas vezes ser avaliadas juntamente com o eixo, os elementos adjacentes e a configuração completa do parafuso.
Conclusão
A composição reforçada com fibra de vidro pode causar desgaste abrasivo concentrado nas secções de transporte, amassamento e mistura de uma extrusora de parafusos duplos.
Quando o desgaste for limitado a áreas específicas, pode não ser necessário substituir o conjunto completo de parafusos.
Identificando as zonas de desgaste reais, reconstruindo a geometria original e combinando com precisão os elementos de substituição com a disposição existente do eixo e parafuso,Os componentes desgastados podem muitas vezes ser substituídos individualmente ou por secção funcional.
Para os elementos de parafuso de substituição OEM, os desenhos são úteis, mas nem sempre essenciais.Configuração de parafusos e informações de processamento também podem fornecer a base para uma avaliação de engenharia.
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