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如何提高锥形双螺杆挤出机的使用寿命

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       相对于普通单螺杆挤出机和平行双螺杆挤出机而言,异向锥形双螺杆挤出机(以下简称“锥双”)具有其独特的加料面积大,压缩比大,螺杆在纵向和横向对物料的剪切和混合效率更高,塑化能力更优异的特点,因此其特别适用于以高钙填充的PVC粉料为原料生产塑胶异型材的产品。

       然而随之而来的问题是,锥形双螺杆挤出机的机筒螺杆因挤出机的高效率生产能力而遭遇到的糟糕的使用寿命问题。那些粒度不小、硬度较高的无机物碳酸钙和钛白粉以一个比较高的,甚至达到150%的比例加入,掺夹有不少杂质的回收塑胶也往往被用作为主要原料..,机筒和螺杆在与这些物料的固相摩擦中日益难以为继;为了得到更优越的塑化能力,物料由超锥设计的挤出机大的入料口向更小的挤出端推进,更加剧了这个固相干摩擦,导致机筒小孔端和螺杆小直径段磨损尤为严重;由于螺杆承受的背压比普通单螺杆挤出机和平行双螺杆挤出机更大,而为了在锥双机筒中物料能在较短的移动距离内取得优越的塑化能力,特殊设计的螺杆螺旋角,螺距,啮合间隙等,又加重了螺杆承受的剪切磨损;而当分配箱中的推力轴承因不堪重负而可能存在的稍许磨损,也将导致螺杆的螺棱侧面甚至在轴向与相邻螺棱侧面摩擦,则就更是雪上加霜了;我们还必须提到PVC在塑化过程中释放的氯离子对机筒螺杆的腐蚀,等等...,这些都是导致锥形双螺杆挤出机的核心部件使用寿命更为严峻的不可或视的因素。

       如何提高锥形双螺杆挤出机的使用寿命?这里先针对锥双机筒来分析对策,旨在抛砖引玉吧。

       国内普通锥双机筒均采用渗氮钢38CrMoAl来制造,问题是这个钢材经过一般气体渗氮后的硬度存在梯度大,有效硬度层浅等缺陷。例如上述材料经气体渗氮后的标准氮化层硬度为950~1020HV,厚度为0.40~0.70mm,而且即使这个非常有限的硬度也随着氮离子的受阻而由材料表面向材料内部呈梯度逐渐下降,因此工件的耐磨损性能非常有限。尤其在应用于锥双机筒的时候,面对上面所述的锥双挤出机的特定工况条件,渗氮锥双机筒的使用寿命就显得捉襟见肘而勉为其难了。

       下图是举例国外用户的型号为MASS 55的锥双机筒,该机筒由三段机筒体组成。在小孔段和中间段机筒中分别衬入有一个由上海原元康公司研制,硬度达58~64HRC的高铬铸铁Ω101A 合金内衬套,称之为“衬套式机筒”。

       高铬铸铁Ω101A合金是应德国Werner & Pfleiderer(GMBH)公司要求而研发,对应德方材料编号为1.2292.2,与该公司代号为043的同向平行双螺杆组合机筒椭圆内衬套制造专用材料相平行,德方具体材料名称为G-X 250CrV25,又称为GP 27M。Ω101A合金材料中因比例较高的碳化硅,碳化锰,碳化铬等不同种类的微细碳化物硬质相颗粒均匀地分布于铁的基材中,因此具有较高的抗磨损性能。高铬铸铁Ω101A主要成份及经过淬火硬化后的硬度如下表:

Fe

C

    Cr

Si

   Mn

   Mo

    V

硬度Hardness

Bal

  2.0~2.8

22.0~28.0

 0.5~1.5

 0.3~1.0

 0.5~1.0

 0.4~0.8

  HRC 58~64

衬套式锥双机筒的另一个优势是一旦内衬套被磨损,用户可以自行方便地更换新的衬套。相对于锥双机筒体而言,内衬套的成本仍然有限,因此以上衬套式机筒不失为用户的一种性价比较高的选择方案。       由于高铬铸铁Ω101A材料中的铬含量达到25%左右,因此该合金同时也具有优良的抗腐蚀性能,非常适合于锥双挤出机更多被用于高钙填充的PVC粉料生产的工况条件,对抗文中所提到的PVC释放的氯离子的腐蚀。

       上海原元康机械设备有限公司/ 总工程师办公室

 

 

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