浅析挤压机抽螺杆方法

梁琨　朱兴平　王立华

摘 要：一线挤压机PU-73701抽螺杆过程中，根据日本厂家提供的设备随机资料和抽螺杆工装，分阶段对挤压机进行抽螺杆作业，但是在实际的抽螺杆过程中，分析认为挤压机运转时间较长，第一次进行抽螺杆作业，螺杆的筒体中存有大量的聚丙烯树脂，并且在2013年5月份，三四段筒体处振动突然增大，同时有间歇性异常声响，之后从挤压机换网器中发现有少量铁屑，认为筒体或螺杆已经发生了磨损。针对这些问题，对比聚丙烯的物理性质，认为通过加热的方法可以使聚丙烯在高温的环境下融化，降低抽螺杆阻力，最终将挤压机的筒体加热至150℃，在高温的环境下进行挤压机的抽螺杆工作。

关键词：挤压机；双螺杆；专用工具；筒体；螺杆头

引言

作为挤压机组的核心部件，双螺杆挤压机对挤压造粒系统起着重要的作用，在一线挤压机抽螺杆过程中，通过加热的方法，验证了高温下抽螺杆的实效性和可操作性，提高了工作效率，对整体的挤压机检修进度有所提高。

1 挤压机结构原理

一线挤压机厂家是日本JSW公司，挤压机选用同向双螺杆挤压机，型号为CMP308，设计能力为32t/h。

1.1 挤压机的实际应用

当今国际上，最早出现的是单螺杆挤压机，随着聚合物加工业的发展，双螺杆挤压机已经出现和发展起来。20世纪30年代，双螺杆挤压机首先在意大利研制成功，第二次世界大战前后，双螺杆挤压机发展较快，现代的双螺杆挤压机是在20世纪60年代末和70年代初发展起来的。

与西方国家相比，挤压机在我国开始应用的比较晚，随着不断的引进国外先进技术，到20世纪90年代初，我国的双螺杆挤压机设计制造发展很快，并形成了双螺杆挤压机制造热现象，一年内可以生产几百台套，对国内的挤压机发展起到了相当大的推动作用，但是我国的挤压机制造技术与国外生产的挤压机相比较还是有一定的差距。

1.2 同向双螺杆的工作原理

同向双螺杆挤压机采用双头螺纹型，其优点是反应体积最大，输入的剪切功最小，在挤压机运行中，大部分的混合效果是由安装在螺杆上的捏合块获得的，捏合块和螺旋输送段的尺寸相同，捏合块具有螺旋的特性，它们是通过改变捏合块的轴向厚度和两相邻捏合块间的错位角而实现的。

同向旋转的捏合块可以为物料提供独特的压缩/膨胀混合效果，当轴旋转时，物料先膨胀，然后再被压缩，受到轴向力而被挤压。

2 螺杆的拆卸流程

第一次抽螺杆的难度较大，加上螺杆本体的磨损，以及筒体内杂物的积累等很多不确定因素的影响，必须对出现的问题进行及时的判断、解决，保证螺杆的顺利抽出。

2.1 抽螺杆的前期准备

针对挤压机的工作特点，挤压机经过长时间的运转，在腔室中已经存有大量的聚丙烯树脂和其他杂质的混合物，造成抽螺杆工作的难度加大，为了提高检修的工作效率，避免因抽螺杆环节出现问题而影响挤压机的检修进度，所以，必须做好前期的准备工作。

作为一套整体的传动设备，挤压机准备停车时，通过开车单元用最低速使聚丙烯树脂最大限度的清理，保证筒体内的聚丙烯树脂的残存量为最小值。随后断开开车阀、换网器、模头、水室及切粒机所有管线，全开节流阀，移除开车阀筒体连接段，在混炼筒体上安装临时支撑腿以保持模头车架的稳定性，分别把模头、水室的车架移至轨道远端，并用锁紧螺栓固定，以便为抽出螺杆提供足够的空间。

在挤压机螺杆与减速箱的连接处，移除螺杆联轴节段的保护罩，从减速箱的输入轴手动盘动螺杆旋转，使螺纹段的顶部在水平位置，这样即使在移动过程中由于重力作用导致螺杆弯曲也不会接触到筒体的筒壁，转动螺杆使螺杆胫处的直线标记朝上，移除螺杆侧联轴节的螺母，拆除螺杆处的ABC密封，装上筒体末端专用保护工具，以保护筒体的边缘。

2.2 抽螺杆的操作要领

在拆除螺杆头部的螺栓（左旋）和螺栓盖时，由于南侧的螺栓在拆卸过程中发生高温粘死，造成螺栓难以拆除，影响了抽螺杆的进度，随后对螺杆头部进行加热，将螺栓拆下，但是在拆卸螺栓的过程中，对螺栓的作用力较大，导致螺杆头部的固定螺帽发生松动，复位时需要对头部的螺帽用专用液压拉伸器进行紧固，恢复原有尺寸，保证螺帽的正常紧力值。

安装好螺杆头部专用工具，螺杆胫处放置托辊支撑并调节其高度，准备好地锚倒链、钢丝绳开始抽螺杆，倒链的拉力必须与螺杆的中心线和标高一致，并在抽拉过程中经常用塞尺和水平仪测量螺杆是否水平，防止螺杆进行斜拉，损坏了螺杆和筒体内壁，造成螺杆和腔室的损伤。

在高温的环境下进行抽螺杆作业，当有3m的螺杆从筒体里拉出时，装上专用螺杆提拉器并起吊螺杆以避免螺杆在重力的作用下变形，也便于螺杆保持水平，从第一个提拉器6m处安装另外一个螺杆提拉器，随后在两个螺杆提拉器的提升下，整体拉出双螺杆。当螺杆从筒体里拉出时，把螺杆放在挤压机厂房的平地上，让螺杆进行自然冷却。

3 螺杆检查、测量、修复过程

螺杆从筒体内抽出后，螺杆上粘连着很多的黏稠状的聚丙烯树脂，发现双螺杆的三、四段发生了严重的磨损，磨损痕迹比较明显，对螺杆本体的尺寸有所影响，随后由日本厂家对双螺杆进行标记，测量所有螺杆段的尺寸。

3.1 螺杆的检查部位

螺杆抽出后，在常温下进行自然冷却，对螺杆本体上粘连的聚丙烯树脂进行清理。

螺杆的检查部位主要有三处，第一，螺杆花键齿检查，将螺杆输入部位花键上的润滑脂清理干净，检查花键上所有配合齿是否有变形、裂纹、磨损等现象。第二，螺杆本体的检查，作为本次拆检的主要工作内容，在螺杆抽出后，就发现了螺杆三四段处有磨损的痕迹，随后由日本厂家对整段螺杆进行了标记，标记的过程如下。第三，螺杆端部的检查，螺杆的头部螺帽对整个螺杆的连接段进行紧固，在本次拆卸螺杆头部螺栓时，南侧的螺杆螺栓由于前期安装时的问题，造成螺栓拆卸时的粘死，随后对螺栓外壳处进行加热，强制将螺栓拆下，但是在螺栓拆卸的过程中，造成了螺栓内部的螺帽发生了松动，间接的造成整个螺杆连接段的紧力值发生变化，所以必须对螺帽进行重新的预紧，保证螺杆连接段的紧力。

根据螺杆外径的设备参数，螺杆的原始设计尺寸为308.00mm，但在最终的加工过程中，螺杆本体的加工尺寸大于原始的设计尺寸，并且最终的加工尺寸作为日本生产厂家的内部机密，未向生产厂提供相应的数据标准。

在螺杆抽出后，由日本厂家对螺杆的外径进行测量后得到数据，从测量的结果中可以看出螺杆的外径都发生了相应的磨损，磨损的尺寸与原始的加工尺寸对比得出的上述数据，其中可以发现二、三、四、五段的螺杆磨损尺寸比较大，最终，由日本厂家提出磨损尺寸结果：最大部位的磨损尺寸为1.7mm左右，不影响挤压机的正常运转和生产，最后由生产厂决定对螺杆不进行更换，直接回装。

3.2 磨损部位的修复方法

根据前期挤压机运行时的振动部位，对螺杆和三四段筒体进行检查，发现筒体内部的磨损比较轻微，不影响挤压机的工作效率，但是挤压机的螺杆磨损比较严重，磨损的尺寸比较大，由日本厂家对螺杆的磨损部位进行测量结束后，厂家要求用锉刀、油石对磨损部位的高点进行锉平、磨光，确保两螺杆运行时相互之间不发生摩擦，保证机组的稳定运行和生产。

4 螺杆回装、复位、确认环节

对挤压机筒体和螺杆进行最终的回装确认，检查螺杆、筒体清理干净，螺杆表面的毛刺已经打磨光滑，筒体内的聚丙烯树脂完全清理，具备回装时的条件。

4.1 螺杆的回装条件

在回装螺杆之前，确认所有部件位置正确，并清理干净、修复，联轴节部分无任何残留树脂及杂物，在回装前在联轴节的花键上涂上大量的润滑脂，手动转动减速箱输入轴使输出轴上的标记朝上，检查确认减速箱输出轴末端的间距环已定位（注意间距环的左旋与右旋螺纹直径是不一样的），在减速箱的输出轴上装上轴螺母、半环及联轴节套O型环，重新确认两个减速箱输出轴的直线标记和两轴套的位置都为上，确认在轴胫上断面的钻孔径及标记的左、右螺杆记号。

4.2 螺杆的复位过程

所有零部件确认可以回装时，提起螺杆并放置到提拉器的下半部上，确认两螺杆的直线标记都朝上，末端平齐，用规板定位两螺杆花键的相对位置，以确定两螺杆之间的螺纹间距，组装另一半的提拉器并紧固螺栓，安装筒体护板。

在螺杆的螺纹表面涂上大量的凡士林，提起螺杆调整提拉器间距，水平对中的移进筒体孔内，缓慢水平地移动螺杆，特别在螺杆底部与护板接近的地方一定要小心，当其中一提拉器靠近筒体时，移除提拉器并尽可能远的移动螺杆至全长的1/2（4.6M），安装螺杆夹紧器，并用双倒链平衡拉紧螺杆头部到螺杆驱动端的连轴节，并始终注意与护板之间的接触，当螺杆胫端从密封室突出时，必须在螺杆连接到驱动端前分别装上密封组件的压盖，在组装螺杆连轴套之前在轴胫处安装联轴节螺母和O型圈，安装螺杆辊子支撑并调整两螺杆的中心与减速箱的中心线一致，确认螺杆和轴套上的记号都在两侧相应的位置，并用指定的油脂涂抹花键齿上，紧固螺杆和联轴节套，如果推进时卡涩，通过手动稍微调整减速箱输入轴的角度同时调整螺杆的中心标高以便能滑入联轴节键，在两轴都已经连上并螺顶都已在最底部以后紧固螺母。

4.3 螺杆的最终确认

螺杆联轴节螺母与轴套距离（表1）。

检查联轴节尺寸和螺杆位置与拆卸时相符，联轴节螺母互不脱开，两螺杆的末端平齐，如果以上有任何一个数据与指定的不一致则需要重新连接联轴节，移除联轴节两侧的连接螺母、所有的半环，然后在每个轴套上装上注脂的喷嘴，清理溢出的油脂，手动盘动减速箱以确认螺杆无卡涩的转动。

5 结束语

一线挤压机抽螺杆作业，是生产厂投产以来的第一次大修，在抽螺杆过程中，吸取了前期一线挤压机更换模板的教训（在更换模板时，将挤压机的筒体温度降到常温，在拆卸模板螺栓时，由于螺栓孔内粘有聚丙烯树脂，导致模板上的螺栓粘死，造成最后用电钻将螺栓破坏，影响了检修进度并损坏了设备）。

本次挤压机抽螺杆工作，在做好安全防护措施的前提下，直接对高温（150℃）下的挤压机进行抽螺杆，使挤压机筒体内的聚丙烯树脂在高温下润滑，降低了抽螺杆阻力，确保了挤压机螺杆的顺利抽出和检修工作的按期完成，为后期挤压机抽螺杆检修工作积累了经验。

参考文献

[1]龚志民.机泵维修钳工（第一版）[M].中国石化出版社，2010，5.

[2]厂家提供终板资料[Z].