Plastics_12_2_2016

w w w . p l a s t i c s . r u 20 СПЕЦТЕМА/ ПОЛИМЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ В РОССИИ И МИРЕ П Л А С Т И К С № 1 2 / I I ( 1 6 3 ) 2 0 1 6 Как правило, шнек и гильзу изготавлива- ют из одной марки стали, отвечающей требо- ваниямпрочности, характеризующимфунда- мент иерархической структуры надежности металлоконструкции. При выборе материа- ла учитывают качество проката и его цену, а также технологичность при механической и термической обработках. Однако расход ма- териала, трудозатратына изготовлениешнека и гильзы и набор необходимых для этого тех- нологий существенно отличаются. Поэтому гильза дороже шнека (для пленочных экстру- деров с диаметромшнека 45-50 мм примерно в 1,3 раза, для рециклинговых установок с ди- аметромшнека 90-130 мм—в 2 раза и более). Надежность шнеков, в том числе их ре- монтопригодность, ранее уже подробно рассматривалась [2, 3]. В настоящей работе внимание уделяется конструктивным и тех- нологическим особенностям гильз шнековых пар и даны рекомендации по их капитально- му ремонту. Факторы износа гильзы Центральной частью гильзы является тол- стостенный цилиндр, передающий тепло от нагревателей полимеру, транспортируемому шнеком из зоны загрузки твердых частиц (гранул, агломерата, пушонки) с выходом в виде расплава под давлением, достаточным для его продавливания через фильтр и фор- мирования пленки, стренг или погонажных изделий. Толщина стенки цилиндра долж- на быть достаточной для аккумулирования в объеме металла гильзы некоторого рас- ходуемого запаса тепла, обеспечивающего стабильную работу шнековой пары в со- ставе экструдера как обогреваемого насоса. Указанное условие выбора толщины стенки гильзы обычно обеспечивает необходимый запас ее прочности при длительном нагреве и действии следующих эксплуатационных нагрузок: — растягивающая сила, уравновешиваю- щая сжимающее усилие шнека, транспорти- рующего полимер через гильзу; — крутящий момент, максимальный в зоне загрузки, расходуемый на преодоление сопротивления продукта переработке при вращении шнека; — изгибающий момент от нагружения контактным давлением, меняющимся по длине шнековой пары, возрастающий по мере износа. Рабочая поверхность гильзы на порядок больше, чем у шнека (относится примерно как шаг винта к ширине гребня). Соответ- ственно износ гильзы происходит медленнее и зависит от массы шнека. Для шнеков диа- метром 20-80 ммшлицевое соединение с ва- лом привода обеспечивает более точное цен- трирование в гильзе. При этом наибольшего износа гильзы следует ожидать на выходе расплава, а также в центральной части, если длинный и консольно закрепленный шнек прогибается под действием сжимающей силы в пределах кольцевого зазора между рабочими поверхностями. В процессе пере- работки ПВХ к износу трением добавляется износ от коррозии, вызванной хлороводоро- дом, выделяющимся при температуре свыше 170°С и выходящим наружу через отверстия В процессе эксплуатации экструдеров для переработки пластмасс возникает необходимость капитального ремонта шнековой пары с целью восстановления работоспособности, утерянной внезапно в результате аварии (например при заклинивании шнека в гильзе) или с течением времени — от износа рабочих поверхностей шнека и гильзы, а также накопления в них усталостных повреждений [1]. Однако зачастую при ремонте ограничиваются только восстановлением гребня винта у шнека. В то время как объективная оценка ремонтопригодности шнековой пары— наряду с безотказностью и долговечностью— не может быть произведена без анализа накопленных повреждений у комплектующей ее гильзы и условий ее работы в составе экструдера Олег ЛУЦУК, к.т.н., старший научный сотрудник ФГУП «Красноармейский научно- исследовательский институт механизации» (КНИИМ) Надежность гильз экструдеров Фото KraussMaffei