Pode substituir apenas os elementos usados do parafuso em vez do conjunto completo?

Quando vários elementos de parafuso apresentam desgaste visível, muitas fábricas de extrusão enfrentam a mesma questão:

Em muitos casos, a substituição apenas dos elementos críticos da zona de desgaste é tecnicamente possível e economicamente razoável. As extrusoras de parafuso duplo geralmente usam elementos de parafuso modulares instalados em eixos estriados, permitindo que elementos de transporte individuais, blocos de amassamento, elementos de mistura e elementos reversos sejam removidos e substituídos.

Contudo, a substituição parcial não é simplesmente uma questão de identificar o componente mais visivelmente danificado e instalar um novo.

A condição dos elementos restantes do parafuso, corpo, estrias do eixo, comprimento cumulativo da montagem e configuração completa do parafuso devem ser avaliados. A mistura inadequada de elementos novos e desgastados pode causar transporte instável, distribuição anormal de carga, baixo desempenho de mistura ou danos prematuros aos elementos de substituição.

Este artigo explica quando a substituição parcial é adequada, quando uma seção maior ou um conjunto completo de parafusos deve ser substituído e o que deve ser inspecionado antes de solicitar elementos de parafuso de reposição.

O desgaste raramente é distribuído uniformemente ao longo de todo o conjunto de parafusos.

Diferentes seções de uma extrusora de rosca dupla executam funções diferentes e experimentam diferentes níveis de pressão, cisalhamento, temperatura e enchimento de material.

As áreas comuns de alto desgaste incluem:

• Zonas de alimentação e transporte de sólidos

• Zonas de fusão

• Seções de amassamento e dispersão

• Elementos de transporte reverso ou de aumento de pressão

• Seções de alimentação lateral

• Zonas de composição de alto preenchimento

• Seções que processam fibra de vidro, minerais ou pigmentos abrasivos

• Áreas expostas a aditivos corrosivos

• Elementos localizados antes dos componentes restritivos a jusante

Por exemplo, um elemento de transporte em uma seção de baixa pressão pode permanecer dentro de uma condição aceitável enquanto os blocos de amassamento em uma zona de alto cisalhamento ficam severamente desgastados.

Esse padrão de desgaste irregular é um dos motivos pelos quais os elementos modulares de parafuso são vantajosos. Pode ser possível substituir a seção de alto desgaste sem descartar todos os elementos do eixo.

A substituição parcial pode ser adequada quando as seguintes condições forem atendidas.

Se a inspeção dimensional confirmar que apenas um número limitado de elementos está excessivamente desgastado, esses elementos poderão ser substituídos individualmente ou como um grupo funcional.

Exemplos típicos incluem:

• Vários elementos de transporte desgastados perto da zona de alimentação

• Um grupo de blocos de amassamento desgastados na seção de fusão

• Um elemento reverso danificado

• Desgaste severo em torno da posição de alimentação lateral

• Corrosão local em uma seção de processamento

É importante substituir de acordo com a zona funcional e não apenas de acordo com a aparência de um componente.

Se um bloco de amassar estiver muito desgastado, os blocos de amassar adjacentes também poderão ter perdido parte da sua geometria original. A substituição de todo o grupo de amassamento pode, portanto, ser mais apropriada do que a substituição de apenas um disco ou elemento.

Elementos que parecem aceitáveis ​​ainda devem ser medidos.

A inspeção visual por si só pode não revelar:

• Redução gradual do diâmetro externo

• Desgaste irregular do lóbulo

• Desgaste da face final

• Frouxidão de spline

• Deformação localizada do perfil

• Pequenas rachaduras ao redor do furo interno

Os elementos restantes devem ser comparados com desenhos originais, dimensões de peças novas, registros históricos de inspeção ou áreas de referência não desgastadas.

A substituição parcial é mais confiável quando a diferença dimensional entre os elementos novos e os existentes permanece dentro de uma faixa aceitável de engenharia.

Não existe um limite de desgaste universal único para todas as extrusoras. A condição aceitável depende do tamanho da máquina, do projeto do parafuso, do furo do cilindro, dos requisitos do processo e da folga original.

Os elementos do parafuso e o cilindro operam como um sistema combinado.

A instalação de novos elementos de parafuso em um cilindro muito desgastado pode não restaurar o desempenho original de transporte, aumento de pressão ou mistura. A folga efetiva pode permanecer excessiva mesmo que o diâmetro externo do parafuso tenha sido restaurado.

Antes da substituição parcial, inspecione:

• Dimensões do furo do cano

• Desgaste em diferentes seções axiais

• Desgaste em diferentes posições circunferenciais

• Pontuação ou ranhuras locais

• Danos por corrosão

• Alinhamento entre seções do cano

Se o cilindro estiver desgastado principalmente na mesma zona dos elementos do parafuso, a substituição apenas dos elementos do parafuso poderá proporcionar uma melhoria limitada.

Os elementos de substituição devem encaixar corretamente no eixo existente.

Verifique o eixo quanto a:

• Desgaste do dente estriado

• Deformação

• Marcas de desgaste

• Rachaduras

• Corrosão

• Frouxidão excessiva

• Seções roscadas danificadas

• Flexão ou desvio anormal

Um novo elemento instalado em uma estria de eixo desgastada pode não distribuir o torque uniformemente. Isto pode levar ao impacto da estria, concentração de tensão local e danos prematuros.

A ranhura interna dos elementos existentes também deve ser inspecionada. Um problema que parece ser o desgaste do perfil externo pode, na verdade, ser acompanhado pela deterioração interna da estria.

Antes de remover o conjunto de parafusos, registre:

• Sequência de elementos

• Direção do elemento

• Ângulo do elemento

• Orientação à esquerda ou à direita

• Posição dos blocos de amassar

• Posição dos elementos reversos

• Posições do espaçador e do anel de vedação

• Comprimento total da montagem

Fotografias, etiquetas numeradas e um desenho de configuração dos parafusos devem ser preparados durante a desmontagem.

A substituição parcial torna-se arriscada quando o arranjo original não pode ser reconstruído. Mesmo que cada elemento se encaixe fisicamente no eixo, uma sequência incorreta pode alterar o transporte, a fusão, a mistura e o desenvolvimento de pressão.

Um elemento de substituição deve corresponder a mais do que o diâmetro externo nominal.

Os principais parâmetros de compatibilidade incluem:

• Diâmetro externo

• Comprimento do elemento

• Tipo de spline interno

• Número de dentes estriados

• Ângulo de pressão ou perfil spline

• Dimensões do furo

• Número de voos de parafuso

• Liderar ou lançar

• Mão do elemento

• Ângulo de amassamento

• Geometria da face final

• Grau do material

• Condição de tratamento térmico

• Comprimento cumulativo da montagem

Dois elementos podem parecer semelhantes, mas ainda assim serem inadequados para instalação em conjunto.

Para projetos de substituição de OEM, desenhos, amostras usadas, dados de eixo e elementos adjacentes são frequentemente usados ​​em conjunto para confirmar a compatibilidade.

O elemento mais gravemente danificado nem sempre é o único que precisa de substituição.

O desgaste pode se desenvolver como uma mudança gradual de perfil em uma seção funcional completa. Os elementos adjacentes podem já estar próximos da sua condição de substituição, mesmo que ainda não apresentem fissuras ou sulcos profundos.

Substituir apenas um elemento pode criar vários problemas.

Um novo elemento tem seu perfil externo restaurado, enquanto os elementos vizinhos já podem ter diâmetro reduzido.

Uma grande diferença pode causar:

• Preenchimento irregular de material

• Mudanças repentinas na resistência ao fluxo

• Concentração de pressão local

• Derretimento instável

• Mistura inconsistente

• Maior desgaste do novo elemento

Isto é especialmente importante nas seções de amassamento e aumento de pressão.

Os blocos de amassar funcionam em grupo.

Os ângulos relativos, a espessura do disco, as folgas e a sequência determinam a intensidade da mistura e as características de transporte.

Substituir um elemento de amassar muito desgastado e ao mesmo tempo manter vários elementos vizinhos muito desgastados pode não restaurar a função de mistura pretendida.

Cada elemento de parafuso contribui para o comprimento completo da montagem.

Desgaste da face final, comprimento de substituição incorreto ou espaçadores inadequados podem criar:

• Folgas axiais

• Pilhas de elementos soltos

• Pré-carga excessiva

• Engate incorreto da porca

• Movimento durante a operação

• Fricção na face final

O comprimento cumulativo deve ser verificado após a substituição parcial.

Se a estria do eixo, a estria do elemento antigo e a estria do novo elemento apresentarem diferentes níveis de desgaste, o torque poderá não ser distribuído uniformemente.

Isto pode aumentar a tensão de contato em um número limitado de dentes estriados e reduzir a vida útil do elemento de substituição e do eixo.

A substituição de uma secção funcional completa é muitas vezes mais adequada do que a substituição de um elemento isolado.

Por exemplo, considere substituir a seção completa quando:

• Vários elementos de transporte adjacentes apresentam desgaste semelhante

• Um grupo de amassamento completo perdeu seu perfil original

• Vários elementos mostram corrosão

• Os diâmetros dos elementos novos e existentes diferem significativamente

• As faces finais do grupo estão danificadas

• Vários splines internos mostram folga

• O problema de produção está associado a uma zona de processo completa

• O desempenho de mixagem original deve ser restaurado com precisão

A substituição do grupo funcional pode proporcionar um melhor equilíbrio entre custo de manutenção e estabilidade do processo.

Os possíveis grupos de substituição incluem:

• Seção de transporte de alimentação

• Seção de fusão

• Grupo de blocos de amassar

• Seção de alimentação lateral

• Seção de elemento reverso

• Seção de descarga de alta pressão

Um conjunto completo de parafusos pode ser recomendado nas seguintes condições.

Se as seções de transporte, fusão, mistura e aumento de pressão estiverem desgastadas, a substituição de elementos individuais poderá proporcionar apenas uma melhoria temporária.

Uma substituição completa pode ser mais econômica do que paralisações repetidas e vários pedidos parciais.

Quando a sequência dos elementos não foi registrada e o arranjo existente já pode ter sido modificado incorretamente, a reprodução de peças individuais pode não resolver o problema do processo.

Nesta situação, a configuração completa deverá ser revista de acordo com:

• Material processado

• Saída necessária

• Conteúdo de preenchimento

• Requisitos de mistura

• Requisitos de ventilação

• Velocidade do parafuso

• Capacidade do motor e da caixa de velocidades

Se os elementos restantes já estiverem próximos do limite de desgaste, a instalação de vários elementos novos pode criar descontinuidade geométrica excessiva.

A substituição do conjunto completo de parafusos pode proporcionar:

• Diâmetro externo

• Liberações

• Condição da superfície

• Propriedades dos materiais

• Transferência de torque

• Desempenho do processo

Se o eixo precisar ser substituído ou reparado, pode ser prático avaliar o conjunto completo de elementos ao mesmo tempo.

As estrias internas desgastadas podem não se encaixar corretamente em um eixo novo e o uso de elementos danificados pode reduzir a vida útil do eixo substituto.

Um conjunto completo de parafusos pode ser necessário quando o cliente muda:

• Tipo de polímero

• Porcentagem de preenchimento

• Conteúdo de fibra de vidro

• Alvo de saída

• Requisito de dispersão

• Requisito de desgaseificação

• Método de alimentação

• Temperatura operacional

Neste caso, a disposição de parafusos existente pode já não ser adequada, mesmo que apenas alguns elementos pareçam desgastados.

Se a substituição parcial não restaurar o rendimento, a estabilidade do torque ou a qualidade da dispersão, os elementos restantes do parafuso, a condição do cilindro e a configuração completa do processo deverão ser reavaliados.

Sim, às vezes elementos novos e existentes podem ser usados ​​juntos, mas a combinação deve ser avaliada cuidadosamente.

Os seguintes fatores devem ser verificados:

• Diferença no diâmetro externo

• Diferença na geometria do perfil

• Condição de spline

• Condição da face final

• Compatibilidade de materiais

• Posição na configuração do parafuso

• Sensibilidade do processo

• Desgaste do cano

• Consistência necessária do produto

A mistura de elementos novos e usados ​​é geralmente menos sensível em algumas zonas de transporte de baixa pressão do que em seções de amassamento de alto cisalhamento ou de aumento de pressão.

Para produtos com requisitos rígidos de dispersão, cor ou propriedade, uma pequena diferença geométrica pode ter um efeito maior na estabilidade do processo.

A substituição parcial pode reduzir os custos de peças sobressalentes, mas apenas quando apoiada por dados de inspeção.

Uma estratégia prática de manutenção inclui:

• Registrando as dimensões de novos elementos antes da instalação

• Medição de elementos críticos durante paradas programadas

• Identificando posições repetidas de alto desgaste

• Manter elementos sobressalentes para zonas críticas de processamento

• Armazenando a configuração completa do parafuso

• Registrando horas de operação para cada conjunto de elementos

• Inspecionando o cano e o eixo junto com os elementos

• Rever a seleção do material quando o desgaste ocorre muito rapidamente

• Substituição de elementos por grupo funcional quando necessário

As plantas de extrusão que processam materiais altamente abrasivos podem se beneficiar ao manter elementos de transporte sobressalentes, blocos de amassamento e elementos reversos para zonas conhecidas de alto desgaste.

Para avaliar se apenas os elementos desgastados podem ser substituídos, forneça o máximo possível das seguintes informações:

• Marca e modelo da extrusora

• Diâmetro do parafuso

• Distância central do eixo

• Configuração completa do parafuso

• Posição dos elementos desgastados

• Fotos antes e depois da limpeza

• Medições de diâmetro externo

• Comprimento do elemento

• Detalhes do spline interno

• Condição do eixo

• Medições do furo do cano

• Polímero processado

• Tipo de preenchimento e porcentagem

• Temperatura operacional

• Velocidade de saída e parafuso

• Material do elemento existente

• Horário de funcionamento

• Descrição do problema de produção

• Desenhos ou amostras usadas

Quando os desenhos originais não estão disponíveis, os elementos usados ​​podem muitas vezes ser avaliados juntamente com os dados do eixo, os elementos adjacentes e a disposição completa dos parafusos.

Muitas vezes é possível substituir apenas os elementos de parafuso desgastados em vez de adquirir um conjunto completo de parafusos.

A substituição parcial é mais adequada quando:

• O desgaste é limitado a uma seção específica

• Os elementos restantes são dimensionalmente aceitáveis

• O cano e o eixo estão em boas condições

• O arranjo original dos parafusos é conhecido

• Elementos novos e existentes podem ser combinados corretamente

• O comprimento completo da montagem pode ser mantido

No entanto, substituir apenas o elemento mais visivelmente danificado sem inspecionar todo o sistema pode levar a um desempenho instável ou desgaste prematuro.

O escopo correto da substituição deve ser determinado através de inspeção dimensional, análise de padrões de desgaste e comparação de dados de processo.

Para uma avaliação de engenharia, envie a configuração do parafuso, fotos dos elementos desgastados, dimensões, material processado, desenhos ou amostras utilizadas. O fornecedor substituto pode então avaliar se os elementos individuais, uma seção funcional ou o conjunto completo de parafusos devem ser substituídos.