Cauzele ruperii bruște a șurubului în timpul funcționării extruderului granulator WPC

Cauzele ruperii bruște a șurubului în timpul funcționării extruderului granulator WPC

Cauzele ruperii bruște în timpul funcționării blocului filetat cu dublu șurub paralel (bloc de compresie/bloc de transport)

Extruderul de granulare Yongte WPC este echipat cu un extruder paralel cu două șuruburi, în care șuruburile constau dintr-un arbore central și blocuri filetate modulare. Materialele blocurilor filetate selectate sunt WR4 sau WR7, care asigură o rezistență excelentă la uzură și coroziune; în consecință, șuruburile prezintă o durabilitate remarcabilă în aceste condiții de funcționare. În timpul producției, totuși, blocurile filetate sunt supuse continuu la tensiuni combinate de forfecare, compresie și frecare. Dacă apare vreo anomalie în aceste procese, aceasta poate induce o rupere bruscă a blocurilor filetate, provocând direct oprirea liniei de producție și ducând la pierderi considerabile de timpi de nefuncționare și costuri de întreținere pentru întreprindere. Următoarele secțiuni analizează în mod sistematic cauzele potențiale ale defecțiunilor bruște de rupere în blocurile filetate ale extruderelor cu două șuruburi paralele.

Ruptura componentelor filetate cu dublu șurub paralel ale extruderului granulator WPC reprezintă un mod de rupere fragilă; este rareori cauzată de un singur factor, cum ar fi suprasarcina instantanee, ci mai degrabă rezultă din efectele combinate ale defectelor materialelor, concentrarea tensiunilor și sarcinile de șoc operaționale. Aceste cauze pot fi clasificate în patru mari categorii: materialul în sine, procesele de prelucrare și asamblare, condiții de fabricație și operare și defecțiuni ale echipamentelor.

Diferențe: Fractura implică de obicei piese fragmentate cu o suprafață de fractură fragilă și fără deformare plastică semnificativă; uzura se manifestă ca subțiere treptată; defecțiunea de torsiune este de obicei cauzată de depășirea limitei admisibile de cuplu pentru șurub.

1, Materiale și defecte de tratament termic

1. Tratamentul termic a eșuat

 Stratul nitrurat este prea gros, rezultând fragilitate mare; materialul de bază nu are o temperare suficientă, lăsând tensiuni interne reziduale; la expunerea la căldura de funcționare, aceste tensiuni sunt eliberate, ducând la rupere directă;

 Fisura de călire: Micro-fisurile au fost generate în timpul procesului de călire a semifabricatului; aceste fisuri nu au fost depistate in timpul inspectiei in fabrica, dar s-au propagat in timpul functionarii, ducand la o fractura instantanee.

2. Incluziunea materiei prime, porozitatea sau cavitățile: incluziunile interne sau cavitățile de contracție din piesele forjate sau turnate constituie defecte inerente. În condiții normale de funcționare, stresul este concentrat la aceste locuri de defecte; orice fluctuație poate face ca aceste defecte să se rupă instantaneu.

3. Selecția incorectă a materialului: o formulare cu conținut ridicat de umplutură (fibră de sticlă, carbonat de calciu, negru de fum) a fost utilizată în mod eronat cu oțel nitrurat obișnuit; s-a aplicat o formulare cu rezistență ridicată la coroziune pe oțel prelucrat la cald fără molibden, rezultând erodarea substratului și formarea de micro-fisuri.

Extruderul de granulare Yongte WPC echipează șurub și butoi de înaltă calitate, astfel încât să nu se deterioreze din cauza materialelor și a defectelor de tratament termic. materialul nostru șurub este WR4, WR4 este un material aliaj de înaltă performanță rezistent la uzură, utilizat în principal în fabricarea componentelor cheie ale echipamentelor industriale, în special în extrudere cu două șuruburi, componente de amestecare și alte domenii. În plus, WR4 poate întări și mai mult proprietățile suprafeței prin nitrurarea suprafeței sau prin procesul de pulverizare cu carbură de tungsten pentru a forma un strat rezistent la uzură cu grosimea de 0,1 ~ 0,3 mm, cu duritate de până la HV1200 ~ 1500, care este potrivit pentru prelucrarea materiilor prime care conțin materiale de umplutură cu duritate ridicată (cum ar fi pulberea de cuarț și pulbere metalică).

2, Ansamblu mecanic și analiză a tensiunilor structurale

1. Preîncărcare axială excesivă: Blocul filetat este asigurat cu o piuliță de blocare; dacă preîncărcarea este setată prea mare, blocul filetat este supus unei presiuni statice ridicate continue; la încălzire, efectul de dilatare termică se suprapune acestei stări, determinând efortul de compresiune internă să depășească limita de rupere a materialului.

Jocul axial dintre șuruburile duble este critic: dacă jocul este prea mic, șuruburile se vor extinde din cauza căldurii, provocând comprimarea și fracturarea fețelor de capăt ale blocurilor filetate.

2. Concentrarea tensiunii în canapea/găurii interioare: Colțurile ascuțite sau fileurile excesiv de mici ale canalului de cheie al găurii interioare constituie puncte de concentrare a tensiunii; o potrivire prea strânsă a cheii poate induce micro-crăpături la crestătura căii, care apoi continuă să se propage.

3. Suprafața de îmbinare filetată este neuniformă sau conține obiecte străine; suprafața de capăt poate avea bavuri, așchii de fier sau resturi de material; după asamblare, contactul punctual local are loc pe suprafața de capăt, rezultând o presiune ridicată localizată în timpul funcționării, care poate duce la fisurarea punctelor de contact.

4. Alinierea slabă a șuruburilor (non-circulare între cele două șuruburi); uzura cuplajului sau carcasa rulmentului; abatere excesivă de coaxialitate între cele două șuruburi paralele; blocurile filetate sunt supuse unor tensiuni periodice de încovoiere alternante, conducând la ruperea prin oboseală.

3, Impactul condiției de funcționare a procesului (ruptură de declanșare instantanee a sarcinii)

1. Pornire la rece / Pornire greu indusă de blocarea materialului: Pe măsură ce materialul din interiorul cilindrului se răcește și se solidifică, șurubul este pornit forțat, rezultând un cuplu instantaneu care depășește cu mult cuplul nominal; acest lucru generează o sarcină de impact uriașă care fracturează direct blocul șurubului – cel mai frecvent scenariu de accident întâlnit la fața locului.

2. Obiecte străine care intră în butoi (de exemplu, obiecte din metal dur); piulițe, garnituri, șuruburi sau unelte metalice care cad în buncăr și se blochează între blocul filetat și butoi, generând un impact compresiv tranzitoriu.

3. Supraîncălzire locală și modificări bruște ale stresului termic: temperatura locală crește brusc și apoi scade rapid; acest ciclu termic alternant induce fisuri de soc termic; în special pentru componentele nitrurate, rezistența la șoc termic este slabă.

4. Umplerea excesivă a materialului sau schimbările bruște de presiune, o creștere bruscă a vitezei de alimentare sau un orificiu de evacuare blocat pot face ca presiunea capului să crească instantaneu, supunând blocul filetat la forțe circumferențiale și axiale semnificative.

4, Acumularea daunelor de oboseală (fisuri ascunse preexistente, debut brusc)

Componenta filetată este supusă unui cuplu alternativ și al tensiunii alternative pe o perioadă îndelungată, determinând propagarea treptată a microfisurilor de pe suprafața sa; aceste daune nu sunt vizibile cu ochiul liber. Cu toate acestea, atunci când fisurile ating o dimensiune critică, ele se propagă brusc fără niciun avertisment prealabil, dând aspectul de „eșec brusc”.

Metodă rapidă de inspecție la fața locului (inspecție vizuală a suprafeței de fractură)

· Suprafața de fractură prezintă fisuri vechi și un model asemănător cochiliei: fractură de oboseală (rezultată din stres alternativ pe termen lung, nu impact instantaneu).

· Secțiuni transversale plate și strălucitoare cu granule casante: fragilitate/crapare indusă de tratament termic în stratul nitrurat

· Suprafața de fractură prezintă deformare la compresiune și zgârieturi metalice; fractură indusă de impactul unui obiect străin.

· Ruptura are originea în locația canalului interior al găurii: concentrarea tensiunii în canalul cheie

Măsuri preventive corespunzătoare

1. Inspecția achizițiilor materiale: efectuați încercări nedistructive și încercări de duritate pe piesele forjate; verifica rapoartele materialelor de calificare; controlați adâncimea stratului de nitrurare pentru componentele nitrurate pentru a preveni formarea straturilor de nitrurare fragile.

2. Asamblare: Controlați strict preîncărcarea axială și verificați coaxialitatea șurubului; curățați bine suprafața de capăt și rotunjiți marginile treptei.

3. Procedura de operare: Nu porniți forțat răcitorul de lichid; asigurați-vă că materialul blocat este încălzit suficient pentru a se topi înainte de a pune în funcțiune unitatea; instalați un magnet buncăr pentru îndepărtarea fierului.

4. Inspecție zilnică: Monitorizați cuplul unității principale și fluctuațiile presiunii capului; efectuați inspecții regulate ale rulmenților axiali pentru a preveni deplasarea axială.