正確的機筒支架對于擠出機的運行至關重要

文/ 本刊編譯自Plastics Technology（作者Jim Frankland）

便于擠出機的機筒發生膨脹和收縮的支架可以避免校準問題，因此要定期對它進行檢查，尤其是在磨損嚴重時。只有這樣，才能確保擠出機運行正常。

溫度的升高會引起幾乎所有的材料發生熱膨脹，熱膨脹是因為材料分子的動能增加從而引發分子間距的擴大而導致的，膨脹的程度被稱為熱膨脹系數。在膨脹過程中，固體材料通常會保持其形狀的精確性而只發生尺寸的簡單變化。沒有什么能阻止熱膨脹的發生，因為它發生在分子水平上，試圖抑制它通常是徒勞的。因此，在擠出機尤其是大型擠出機中，這可能是一個大問題。

雖然擠出機中的每一個部件都會隨著溫度的升高而發生尺寸的變化，但螺桿和機筒卻是最關鍵的部件，因為它們受熱而發生尺寸變化的程度通常是最高的。由于螺桿和機筒的材質基本相同，所以它們的膨脹是緊密匹配的，不會造成任何問題。但是，在設計和使用擠出機時，必須考慮到它們的膨脹問題。

由于分子結構的變化，鋼的熱膨脹系數是0.00000611～0.00000694 in.（1 in.=2.54 cm），而碳素鋼通常是0.00000645 in.（1 in.=2.54 cm），這似乎并不很大——溫度每變化一度，只有645 萬分之一英寸的膨脹。

但是，如果一個直徑8 in.（20.32 cm）、長240 in.（609.6 cm）的螺桿在平均溫度升高400 °F（約204.4 ℃）后，其長度就會增 加0.619 in.（約1.57 cm，即240×400 × 0.00000645）。為了適應這一膨脹，會引發大約5/8 in.（約1.58 cm）的移動而沒有什么可以阻止它：這可能是下游設備向前移動，也可能是擠出機向后移動，或者更加糟糕的是，如果一切都是固定好的，螺桿會發生彎曲以適應長度的變化。

如果機筒不能直線膨脹，它就會彎曲，這是由許多嚴重的磨損問題導致的。當機筒彎曲時，螺桿會在每次旋轉時隨著機筒筒體的彎曲而彎曲，這會給運行帶來極大的壓力，導致螺桿和機筒材料磨損，而且磨損迅速。即使是非常大的螺桿，最終也會因反復的反向彎曲而斷裂。

因此首先要考慮的是，是否能允許擠出機向后移動來適應熱膨脹，或者配置可以自由向前移動的下游設備。如果這樣做了但仍然遇到熱膨脹問題，很可能是因為機筒支架不允許機筒隨著它的加熱和冷卻而自由地向前和向后滑動。當機筒不能自由滑動時，膨脹力會非常強大，以至于將支架推倒。取決于機筒長度、運行溫度以及支架的設計，這會導致不同程度的偏差。

機筒支架只是一個支撐機筒重量的基座，用于消除自然下垂并糾正任何輕微的側向偏差。雖然它不是一個能讓機筒保持平直的裝置，但機筒必須從一開始就保持平直，這樣才能確保螺桿運行正常。

最壞的情況是，將機筒牢牢地夾緊在一個環狀或圈狀的套管里，然后用螺栓固定到支架上，這種裝置可能會阻止任何移動，即使環與機筒之間最初可能存在間隙，但因腐蝕而增加的摩擦力再結合機筒的重量，通常會阻止滑動。圖1 所示的支架處于正常狀態，它使機筒保持平直；圖2所示的支架阻止了機筒的滑動，導致支架被推倒，機筒彎曲。

擠出機冷卻時，可以通過在支架上放一個水平儀來檢查支架是否處于正常狀態，然后在完全加熱后再檢查一遍，看看它是否傾斜。也可以檢查每個支撐點處機筒上的滑痕，看看在此支撐點處的支架上的移動是否與計算出的膨脹量成正比，如圖3 所示。

當有不止一個支架時，問題可能會更加嚴重。如果每個支架都允許機筒有不同程度的滑動，會使機筒扭曲成復雜的曲度，這比逐漸變彎更糟糕，如圖4 所示。

在計算由機筒不平直引起螺桿和機筒磨損而產生的總成本時，因更換部件、停機和生產效率的降低而帶來的損失會比諸如喪失驅動或減速器這樣的災難性損失更大。因此，在擠出機的整體維護保養中，對支架的維護保養是重要的一個方面，但即使是最有經驗的操作人員，也難以做到在糾正成本低的時候想到這一點。