淺析擠壓機抽螺桿方法

梁琨　朱興平　王立華

摘 要：一線擠壓機PU-73701抽螺桿過程中，根據日本廠家提供的設備隨機資料和抽螺桿工裝，分階段對擠壓機進行抽螺桿作業，但是在實際的抽螺桿過程中，分析認為擠壓機運轉時間較長，第一次進行抽螺桿作業，螺桿的筒體中存有大量的聚丙烯樹脂，并且在2013年5月份，三四段筒體處振動突然增大，同時有間歇性異常聲響，之后從擠壓機換網器中發現有少量鐵屑，認為筒體或螺桿已經發生了磨損。針對這些問題，對比聚丙烯的物理性質，認為通過加熱的方法可以使聚丙烯在高溫的環境下融化，降低抽螺桿阻力，最終將擠壓機的筒體加熱至150℃，在高溫的環境下進行擠壓機的抽螺桿工作。

關鍵詞：擠壓機；雙螺桿；專用工具；筒體；螺桿頭

引言

作為擠壓機組的核心部件，雙螺桿擠壓機對擠壓造粒系統起著重要的作用，在一線擠壓機抽螺桿過程中，通過加熱的方法，驗證了高溫下抽螺桿的實效性和可操作性，提高了工作效率，對整體的擠壓機檢修進度有所提高。

1 擠壓機結構原理

一線擠壓機廠家是日本JSW公司，擠壓機選用同向雙螺桿擠壓機，型號為CMP308，設計能力為32t/h。

1.1 擠壓機的實際應用

當今國際上，最早出現的是單螺桿擠壓機，隨著聚合物加工業的發展，雙螺桿擠壓機已經出現和發展起來。20世紀30年代，雙螺桿擠壓機首先在意大利研制成功，第二次世界大戰前后，雙螺桿擠壓機發展較快，現代的雙螺桿擠壓機是在20世紀60年代末和70年代初發展起來的。

與西方國家相比，擠壓機在我國開始應用的比較晚，隨著不斷的引進國外先進技術，到20世紀90年代初，我國的雙螺桿擠壓機設計制造發展很快，并形成了雙螺桿擠壓機制造熱現象，一年內可以生產幾百臺套，對國內的擠壓機發展起到了相當大的推動作用，但是我國的擠壓機制造技術與國外生產的擠壓機相比較還是有一定的差距。

1.2 同向雙螺桿的工作原理

同向雙螺桿擠壓機采用雙頭螺紋型，其優點是反應體積最大，輸入的剪切功最小，在擠壓機運行中，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位角而實現的。

同向旋轉的捏合塊可以為物料提供獨特的壓縮/膨脹混合效果，當軸旋轉時，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，以及筒體內雜物的積累等很多不確定因素的影響，必須對出現的問題進行及時的判斷、解決，保證螺桿的順利抽出。

2.1 抽螺桿的前期準備

針對擠壓機的工作特點，擠壓機經過長時間的運轉，在腔室中已經存有大量的聚丙烯樹脂和其他雜質的混合物，造成抽螺桿工作的難度加大，為了提高檢修的工作效率，避免因抽螺桿環節出現問題而影響擠壓機的檢修進度，所以，必須做好前期的準備工作。

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

在擠壓機螺桿與減速箱的連接處，移除螺桿聯軸節段的保護罩，從減速箱的輸入軸手動盤動螺桿旋轉，使螺紋段的頂部在水平位置，這樣即使在移動過程中由于重力作用導致螺桿彎曲也不會接觸到筒體的筒壁，轉動螺桿使螺桿脛處的直線標記朝上，移除螺桿側聯軸節的螺母，拆除螺桿處的ABC密封，裝上筒體末端專用保護工具，以保護筒體的邊緣。

2.2 抽螺桿的操作要領

在拆除螺桿頭部的螺栓（左旋）和螺栓蓋時，由于南側的螺栓在拆卸過程中發生高溫粘死，造成螺栓難以拆除，影響了抽螺桿的進度，隨后對螺桿頭部進行加熱，將螺栓拆下，但是在拆卸螺栓的過程中，對螺栓的作用力較大，導致螺桿頭部的固定螺帽發生松動，復位時需要對頭部的螺帽用專用液壓拉伸器進行緊固，恢復原有尺寸，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節其高度，準備好地錨倒鏈、鋼絲繩開始抽螺桿，倒鏈的拉力必須與螺桿的中心線和標高一致，并在抽拉過程中經常用塞尺和水平儀測量螺桿是否水平，防止螺桿進行斜拉，損壞了螺桿和筒體內壁，造成螺桿和腔室的損傷。

在高溫的環境下進行抽螺桿作業，當有3m的螺桿從筒體里拉出時，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，從第一個提拉器6m處安裝另外一個螺桿提拉器，隨后在兩個螺桿提拉器的提升下，整體拉出雙螺桿。當螺桿從筒體里拉出時，把螺桿放在擠壓機廠房的平地上，讓螺桿進行自然冷卻。

3 螺桿檢查、測量、修復過程

螺桿從筒體內抽出后，螺桿上粘連著很多的黏稠狀的聚丙烯樹脂，發現雙螺桿的三、四段發生了嚴重的磨損，磨損痕跡比較明顯，對螺桿本體的尺寸有所影響，隨后由日本廠家對雙螺桿進行標記，測量所有螺桿段的尺寸。

3.1 螺桿的檢查部位

螺桿抽出后，在常溫下進行自然冷卻，對螺桿本體上粘連的聚丙烯樹脂進行清理。

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、磨損等現象。第二，螺桿本體的檢查，作為本次拆檢的主要工作內容，在螺桿抽出后，就發現了螺桿三四段處有磨損的痕跡，隨后由日本廠家對整段螺桿進行了標記，標記的過程如下。第三，螺桿端部的檢查，螺桿的頭部螺帽對整個螺桿的連接段進行緊固，在本次拆卸螺桿頭部螺栓時，南側的螺桿螺栓由于前期安裝時的問題，造成螺栓拆卸時的粘死，隨后對螺栓外殼處進行加熱，強制將螺栓拆下，但是在螺栓拆卸的過程中，造成了螺栓內部的螺帽發生了松動，間接的造成整個螺桿連接段的緊力值發生變化，所以必須對螺帽進行重新的預緊，保證螺桿連接段的緊力。

根據螺桿外徑的設備參數，螺桿的原始設計尺寸為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計尺寸，并且最終的加工尺寸作為日本生產廠家的內部機密，未向生產廠提供相應的數據標準。

在螺桿抽出后，由日本廠家對螺桿的外徑進行測量后得到數據，從測量的結果中可以看出螺桿的外徑都發生了相應的磨損，磨損的尺寸與原始的加工尺寸對比得出的上述數據，其中可以發現二、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果：最大部位的磨損尺寸為1.7mm左右，不影響擠壓機的正常運轉和生產，最后由生產廠決定對螺桿不進行更換，直接回裝。

3.2 磨損部位的修復方法

根據前期擠壓機運行時的振動部位，對螺桿和三四段筒體進行檢查，發現筒體內部的磨損比較輕微，不影響擠壓機的工作效率，但是擠壓機的螺桿磨損比較嚴重，磨損的尺寸比較大，由日本廠家對螺桿的磨損部位進行測量結束后，廠家要求用銼刀、油石對磨損部位的高點進行銼平、磨光，確保兩螺桿運行時相互之間不發生摩擦，保證機組的穩定運行和生產。

4 螺桿回裝、復位、確認環節

對擠壓機筒體和螺桿進行最終的回裝確認，檢查螺桿、筒體清理干凈，螺桿表面的毛刺已經打磨光滑，筒體內的聚丙烯樹脂完全清理，具備回裝時的條件。

4.1 螺桿的回裝條件

在回裝螺桿之前，確認所有部件位置正確，并清理干凈、修復，聯軸節部分無任何殘留樹脂及雜物，在回裝前在聯軸節的花鍵上涂上大量的潤滑脂，手動轉動減速箱輸入軸使輸出軸上的標記朝上，檢查確認減速箱輸出軸末端的間距環已定位（注意間距環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、半環及聯軸節套O型環，重新確認兩個減速箱輸出軸的直線標記和兩軸套的位置都為上，確認在軸脛上斷面的鉆孔徑及標記的左、右螺桿記號。

4.2 螺桿的復位過程

所有零部件確認可以回裝時，提起螺桿并放置到提拉器的下半部上，確認兩螺桿的直線標記都朝上，末端平齊，用規板定位兩螺桿花鍵的相對位置，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，安裝筒體護板。

在螺桿的螺紋表面涂上大量的凡士林，提起螺桿調整提拉器間距，水平對中的移進筒體孔內，緩慢水平地移動螺桿，特別在螺桿底部與護板接近的地方一定要小心，當其中一提拉器靠近筒體時，移除提拉器并盡可能遠的移動螺桿至全長的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動端的連軸節，并始終注意與護板之間的接觸，當螺桿脛端從密封室突出時，必須在螺桿連接到驅動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軸節螺母和O型圈，安裝螺桿輥子支撐并調整兩螺桿的中心與減速箱的中心線一致，確認螺桿和軸套上的記號都在兩側相應的位置，并用指定的油脂涂抹花鍵齒上，緊固螺桿和聯軸節套，如果推進時卡澀，通過手動稍微調整減速箱輸入軸的角度同時調整螺桿的中心標高以便能滑入聯軸節鍵，在兩軸都已經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

螺桿聯軸節螺母與軸套距離（表1）。

檢查聯軸節尺寸和螺桿位置與拆卸時相符，聯軸節螺母互不脫開，兩螺桿的末端平齊，如果以上有任何一個數據與指定的不一致則需要重新連接聯軸節，移除聯軸節兩側的連接螺母、所有的半環，然后在每個軸套上裝上注脂的噴嘴，清理溢出的油脂，手動盤動減速箱以確認螺桿無卡澀的轉動。

5 結束語

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

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

參考文獻

[1]龔志民.機泵維修鉗工（第一版）[M].中國石化出版社，2010，5.

[2]廠家提供終板資料[Z].