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摘要：本文主要针对单螺杆反应挤出装备中的重要部件——螺杆，来阐述挤出机容易出现的故障以及相关检修方法和注意事项。
关键字：单螺旋 挤出机 塑料挤出机
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-375-01
单螺杆挤出机是塑料挤出装备中最常使用的一种类型，它在高温高压下运送原材料，进行塑化和挤出，在单螺杆挤出机当中，螺杆和机筒是挤出工作最核心的部分，因此对它们的性能要求较高。螺杆是细长轴类，直线度高、截形复杂，加工时容易受到切削应力、热应力等而变形，而机筒对直线度的要求也较高，所以使用和维修中，有很多需要注意的地方。下面主要针对挤出机的螺杆的故障产生原因，来分析单螺杆挤出机故障检修中应该重点关注的地方。
一、挤出装备的设计和安装控制
要做好设备的日常故障检修，就要理解设备工作原理和安装与使用中容易出现问题的地方，在遇到故障时，才能第一时间找出问题所在。
（一）螺杆的结构和设计要求
螺杆的塑化能力受到转速和机筒温度的影响较大，此外螺杆的压力与温度，也会对其功能产生影响。单螺杆挤出机主要用来加工PVC塑料，其基本结构图如图一所示：
图一：螺杆基本结构图
螺杆的长径比非常重要，一般取值在20—30范围内是比较合理。如果螺杆的长度太长，会容易变形，使得其与料筒的配合间隙不平整，使螺杆和机筒发生刮磨，从而影响挤出机的使用。螺杆在设计好以后，还要进行强度校对，如果计算结果不好，还要修改螺杆的部分参数。
（二）安装时的同轴度控制
由于单螺杆挤出机的减速箱、料斗座、机筒法兰的断面和止口在对接以后会因为形状和累积的误差，从而造成三件的中心没有处在一条直线上，影响机筒、螺杆的精度以及造成使用中的磨损，引起故障。所以在设备的装配时，要让减速箱的输出轴、料斗座、机筒中心实现同轴度控制，加强安装工艺的精度。
二、单螺杆反应挤出装备的故障
（一）螺杆重力造成的径向扭曲
在引起螺杆径向挠曲的原因当中，作用于螺杆的重力是造成这种情况最明显的一个原因。当长径比增大时，螺杆、机筒间的聚合物因为要防止螺杆和机筒进行接触，所以起到了很大的支承作用，所需的支承力为了能抵消螺杆的下垂，也会在长径比增加时相应的增加。
（二）周边径向压力导致的故障
环绕螺杆的径向压力如果分布不均，会使得螺杆上存在很大的不均匀应力分布，从而造成螺杆的径向挠曲。径向压力分布中，即使微小的压力差，也会在螺杆上引起相当大的径向反作用力，致使螺杆严重磨损。明显的压力峰出现部位，一般是压缩段的末端，这是由于压缩比较高，引起固体床堵塞，从而造成螺杆的局部压力峰。
（三）热变形导致的故障
1.在使用挤出机时，应该先预加热到充分热平衡才能工作，如果在加温没有达到热平衡就开车使用，会出现非常严重的故障，机筒螺杆之间也会有较大磨损，一般预热时间是3个小时以上。
2.如果加热温度不均匀，就会引起机筒变形。因為热量一般都是从下往上流动的，所以上方的温度会偏高，鼓风冷却设备也是由下往上鼓风，会导致上下侧更大的温度差，使机筒的变形更加严重。在机筒周边安装温度测控装置，当温差在加热中达到一定限值，就不再加热，鼓风装置采用上吹风结构，减速机与电机也最好使用分离活动托架，从而让机筒能够在工作时自由伸缩，避免严重变形。
三、螺杆的维修
（一）螺杆扭断的维修
操作不当、机筒中混入金属异物、安全控制系统失灵、挤塑原料温度较低等情况，都会使螺杆转矩增加，造成螺杆被扭断。螺杆的加料段因为深度比其他段要大，所以扭转强度最低，最容易发生扭断。在螺杆发生故障以后，要根据当时的实际情况来选择是维修还是更换。螺杆的修复工序为：
1.设立定位孔。在螺杆断裂二端面上设立相应定位孔。
2.装配。在进行装配时，要注意断口的地方，保持螺纹槽的连续，并且要测量好焊口处螺距。
3.焊接。在进行焊接作业时，焊缝金属的机械性能要与螺杆的金属机械性能保持大致相同，不产生淬硬组织、结晶裂缝等。
4.校正。通过校正让螺杆的各项参数和指标都能符合使用条件。
（二）螺杆磨损的维修
螺杆磨损所造成的问题，一般有下列修复方法：
1.磨损的螺纹直径会变小，将其表面处理以后，需热喷涂耐磨的合金，最后经过处理，加工到原来的尺寸。这种方法费用低，一般由专门的喷涂厂来修复即可。
2.螺杆的维修相对简单，可以在磨损的螺纹槽面上，直接用硬度软、耐磨的补填料焊接，这样，再返修时就可以只维修螺杆，机筒研磨一下就可以。
3.使用表面镀硬铬来修复也可以，但是铬层易脱落。
小结：
单螺杆挤出机在中小型企业当中使用广泛，而螺杆是挤出机当中的重要零件，它的质量直接影响到挤出制品的质量和产量，所以在日常的设备使用中，一定要重视对螺杆的维护和保养，在出现故障时，也要选择最经济、最有效的手段进行修理。
参考文献：
[1] 李志云，孙鹏飞.单螺杆塑料挤出机螺杆、机筒工艺编制和使用、维修中注意事项[J].橡塑技术与装备，2007，33（7）：53-56.
[2] 陈辉殿.浅析单螺杆挤出机用螺杆的径向挠曲与磨损的原因[J].中国制造业信息化，2011，40（15）：76-77，81.
[3] 张芸.塑料挤出机螺杆的设计与修复工艺初探[J].福建轻纺，2009，（3）：43-45.
关键字：单螺旋 挤出机 塑料挤出机
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-375-01
单螺杆挤出机是塑料挤出装备中最常使用的一种类型，它在高温高压下运送原材料，进行塑化和挤出，在单螺杆挤出机当中，螺杆和机筒是挤出工作最核心的部分，因此对它们的性能要求较高。螺杆是细长轴类，直线度高、截形复杂，加工时容易受到切削应力、热应力等而变形，而机筒对直线度的要求也较高，所以使用和维修中，有很多需要注意的地方。下面主要针对挤出机的螺杆的故障产生原因，来分析单螺杆挤出机故障检修中应该重点关注的地方。
一、挤出装备的设计和安装控制
要做好设备的日常故障检修，就要理解设备工作原理和安装与使用中容易出现问题的地方，在遇到故障时，才能第一时间找出问题所在。
（一）螺杆的结构和设计要求
螺杆的塑化能力受到转速和机筒温度的影响较大，此外螺杆的压力与温度，也会对其功能产生影响。单螺杆挤出机主要用来加工PVC塑料，其基本结构图如图一所示：
图一：螺杆基本结构图
螺杆的长径比非常重要，一般取值在20—30范围内是比较合理。如果螺杆的长度太长，会容易变形，使得其与料筒的配合间隙不平整，使螺杆和机筒发生刮磨，从而影响挤出机的使用。螺杆在设计好以后，还要进行强度校对，如果计算结果不好，还要修改螺杆的部分参数。
（二）安装时的同轴度控制
由于单螺杆挤出机的减速箱、料斗座、机筒法兰的断面和止口在对接以后会因为形状和累积的误差，从而造成三件的中心没有处在一条直线上，影响机筒、螺杆的精度以及造成使用中的磨损，引起故障。所以在设备的装配时，要让减速箱的输出轴、料斗座、机筒中心实现同轴度控制，加强安装工艺的精度。
二、单螺杆反应挤出装备的故障
（一）螺杆重力造成的径向扭曲
在引起螺杆径向挠曲的原因当中，作用于螺杆的重力是造成这种情况最明显的一个原因。当长径比增大时，螺杆、机筒间的聚合物因为要防止螺杆和机筒进行接触，所以起到了很大的支承作用，所需的支承力为了能抵消螺杆的下垂，也会在长径比增加时相应的增加。
（二）周边径向压力导致的故障
环绕螺杆的径向压力如果分布不均，会使得螺杆上存在很大的不均匀应力分布，从而造成螺杆的径向挠曲。径向压力分布中，即使微小的压力差，也会在螺杆上引起相当大的径向反作用力，致使螺杆严重磨损。明显的压力峰出现部位，一般是压缩段的末端，这是由于压缩比较高，引起固体床堵塞，从而造成螺杆的局部压力峰。
（三）热变形导致的故障
1.在使用挤出机时，应该先预加热到充分热平衡才能工作，如果在加温没有达到热平衡就开车使用，会出现非常严重的故障，机筒螺杆之间也会有较大磨损，一般预热时间是3个小时以上。
2.如果加热温度不均匀，就会引起机筒变形。因為热量一般都是从下往上流动的，所以上方的温度会偏高，鼓风冷却设备也是由下往上鼓风，会导致上下侧更大的温度差，使机筒的变形更加严重。在机筒周边安装温度测控装置，当温差在加热中达到一定限值，就不再加热，鼓风装置采用上吹风结构，减速机与电机也最好使用分离活动托架，从而让机筒能够在工作时自由伸缩，避免严重变形。
三、螺杆的维修
（一）螺杆扭断的维修
操作不当、机筒中混入金属异物、安全控制系统失灵、挤塑原料温度较低等情况，都会使螺杆转矩增加，造成螺杆被扭断。螺杆的加料段因为深度比其他段要大，所以扭转强度最低，最容易发生扭断。在螺杆发生故障以后，要根据当时的实际情况来选择是维修还是更换。螺杆的修复工序为：
1.设立定位孔。在螺杆断裂二端面上设立相应定位孔。
2.装配。在进行装配时，要注意断口的地方，保持螺纹槽的连续，并且要测量好焊口处螺距。
3.焊接。在进行焊接作业时，焊缝金属的机械性能要与螺杆的金属机械性能保持大致相同，不产生淬硬组织、结晶裂缝等。
4.校正。通过校正让螺杆的各项参数和指标都能符合使用条件。
（二）螺杆磨损的维修
螺杆磨损所造成的问题，一般有下列修复方法：
1.磨损的螺纹直径会变小，将其表面处理以后，需热喷涂耐磨的合金，最后经过处理，加工到原来的尺寸。这种方法费用低，一般由专门的喷涂厂来修复即可。
2.螺杆的维修相对简单，可以在磨损的螺纹槽面上，直接用硬度软、耐磨的补填料焊接，这样，再返修时就可以只维修螺杆，机筒研磨一下就可以。
3.使用表面镀硬铬来修复也可以，但是铬层易脱落。
小结：
单螺杆挤出机在中小型企业当中使用广泛，而螺杆是挤出机当中的重要零件，它的质量直接影响到挤出制品的质量和产量，所以在日常的设备使用中，一定要重视对螺杆的维护和保养，在出现故障时，也要选择最经济、最有效的手段进行修理。
参考文献：
[1] 李志云，孙鹏飞.单螺杆塑料挤出机螺杆、机筒工艺编制和使用、维修中注意事项[J].橡塑技术与装备，2007，33（7）：53-56.
[2] 陈辉殿.浅析单螺杆挤出机用螺杆的径向挠曲与磨损的原因[J].中国制造业信息化，2011，40（15）：76-77，81.
[3] 张芸.塑料挤出机螺杆的设计与修复工艺初探[J].福建轻纺，2009，（3）：43-45.