Выравнивание линии экструзии: Как проверить и скорректировать точность центровки от фильеры до резака

Выравнивание линии экструзии - Геометрическая точность осевой линии от выхода фильеры до каждого последующего узла - одна из самых малозаметных причин постоянных дефектов продукции на линии экструзии пластмасс.

Если труба или профиль продолжают гнуться в одном и том же направлении, если толщина стенки с одной стороны остается больше, или если колодки для отвода всегда изнашиваются неравномерно, большинство заводов начинают с регулировки температуры, скорости вращения шнека, уровня вакуума или скорости отвода. Иногда это помогает. Но если физическая центральная линия линии уже смещена, регулировка процесса может компенсировать ее лишь в незначительной степени. Первопричина кроется в геометрических, а не в тепловых параметрах.

Небольшое смещение не обязательно должно выглядеть драматично, чтобы создать реальные проблемы. Отклонение на 1-2 мм на одном участке может показаться безобидным при локальном рассмотрении. Но как только это смещение прикладывает постоянную боковую силу на протяжении нескольких метров расстояния охлаждения и вытягивания, эффект накапливается и становится заметным в продукте. Линия может продолжать работать, но она работает со встроенным механическим смещением, которое не может полностью устранить никакая настройка параметров.

Это руководство объясняет, почему выравнивание экструзионной линии Как различные виды несоосности влияют на качество продукции и износ оборудования, какие инструменты можно использовать для проверки соосности и как поэтапно корректировать точность осевой линии от штампа до фрезы.

Почему выравнивание имеет большее значение, чем думает большинство операторов

Дисбаланс - это не то же самое, что сломанная машина. Это более тонкий процесс.

Перекос заключается в приложении небольшой, но постоянной поперечной или угловой силы к продукту, который все еще мягкий, все еще стабилизируется или все еще направляется в оборудование для последующей обработки. Это усилие может начинаться вблизи штампа, на участке калибровки или на входе в транспортное средство. Где бы она ни начиналась, результат один и тот же: продукт больше не может двигаться через линию по истинной осевой линии.

Изгиб и скручивание изделий

Наиболее очевидным результатом плохого выравнивания является изгиб, изгиб или скручивание изделия.

Если оборудование, расположенное ниже по потоку, смещено от центральной линии фильеры, продукт отклоняется от своей естественной траектории. При экструзии труб это часто проявляется в виде последовательного изгиба в одну сторону. При экструзии профилей это может проявляться в виде изгиба, скручивания или формы, которая отказывается оставаться прямой после охлаждения.

Это особенно важно вблизи калибровочной секции. В этой точке расплав уже вышел из фильеры, но еще не полностью стабилизировался. Даже небольшая ошибка в направлении - всего 0,5 мм - может повлиять на форму по всей длине потока.

Эксцентриситет и овальность толщины стенки

Проблемы с выравниванием могут также создавать дефекты размеров, а не только видимый изгиб.

Если тяга не отцентрирована относительно матрицы, изделие может неравномерно растягиваться при выходе из нее. Это приводит к тому, что одна сторона растягивается больше, чем другая, особенно когда продукт еще горячий и нестабильный по размерам. При производстве труб плохое выравнивание входа в калибровочную гильзу приводит к неравномерному контакту со стенкой гильзы, что вызывает овальность или постоянную неравномерность толщины стенки.

Когда такое случается, операторы часто сначала проверяют параметры процесса. Но если направление эксцентриситета всегда одинаково - всегда тяжелее слева или всегда овальное в одной и той же ориентации - геометрию линии необходимо проверять прежде, чем что-либо еще. Это тесно связано с проблемами толщины стенок, обсуждавшимися в разделе Отклонение толщины стенок при экструзии: Причины, диагностика и способы устранения.

Ускоренный износ оборудования

Несоответствие не только влияет на продукт. Оно сокращает срок службы оборудования.

Калибровочная втулка изнашивается больше с одной стороны. Неравномерный контакт и неравномерный износ отводящих ремней или накладок. Зажимы куттера перестают правильно центрировать продукт. Как только возникает такая картина износа, изношенный компонент ухудшает центровку, а ухудшение центровки еще больше ускоряет износ. Это самоподдерживающийся цикл: небольшая ошибка в настройке превращается в долгосрочную проблему технического обслуживания, которую все труднее устранить.

Распространенные схемы смещения и их причины

Чтобы диагностировать проблемы с центровкой, нужно мыслить шаблонами. Разные типы несоосности вызывают разные симптомы продукта.

Горизонтальное смещение

Горизонтальное смещение означает, что одна станция расположена слишком далеко влево или вправо относительно истинного центра линии.

Как правило, это приводит к тому, что изделие постоянно изгибается в одну сторону. В трубах и тюбингах это также может привести к дисбалансу толщины стенок слева и справа. Поскольку продукт направляется не по центру, на линии возникает устойчивый боковой перекос, который проявляется в виде повторяющегося дефекта направления.

Вертикальное смещение

Вертикальное смещение означает, что одна из станций расположена слишком высоко или слишком низко относительно осевой линии.

Это может привести к выгибанию продукта вверх или провисанию вниз, особенно если продукт остается мягким в течение длительного времени охлаждения. Это также может проявляться в виде неравномерного износа верхних или нижних контактных поверхностей оттяжки.

Вертикальное смещение - самый простой тип, который можно пропустить. Разницу в высоте в 1-2 мм трудно определить на глаз, особенно на длинных линиях. Сбоку линия может выглядеть визуально прямой, но при этом быть вертикально неправильной настолько, что это повлияет на прямолинейность изделия.

Угловое смещение (рысканье и тангаж)

Угловое смещение отличается от простого смещения. Центр оборудования может находиться в правильном месте, но сам станок обращен не в ту сторону.

Чаще всего это происходит при выгрузке. Точка входа может находиться рядом с осевой линией, но если направление вытягивания немного рыскает (поворачивается по горизонтали) или наклоняется (наклоняется по вертикали) относительно траектории движения продукта, продукт входит под кручением или боковой нагрузкой. Это может привести к скручиванию, спиральной маркировке или изгибу, которые трудно объяснить с помощью обычных переменных процесса.

Комбинированное смещение

На реальных предприятиях перекос в одну сторону встречается редко. Скорее всего, линия может быть немного левее, немного ниже и немного под углом одновременно.

Именно поэтому визуальное восприятие само по себе ненадежно для работы по формальному выравниванию. Симптом продукта отражает совокупный эффект нескольких мелких ошибок, а не одной большой очевидной. Чтобы определить, какая станция виновата, нужны измерения, а не наблюдения.

Инструменты для проверки выравнивания экструзионной линии

Выбор инструмента зависит от длины линии, требуемой точности, а также от того, выполняете ли вы обычную проверку или полную коррекцию.

Основные инструменты для регулярной проверки

Для повседневного обслуживания и линий общей длиной менее 15 метров достаточно базовых инструментов для большинства практических проверок центровки.

A отвес устанавливает вертикальную привязку на каждой станции. A точный спиртовой уровень (чувствительность 0,02 мм/м или выше) проверяет уровень каждой рамы станка перед началом регулировки осевой линии, поскольку регулировка осевой линии станка, который не выровнен, не имеет смысла. A натянутая струна или рояльную проволоку можно проложить от центра матрицы через последующие станции, чтобы создать физическую опорную центральную линию.

Для метода строчной строки:

• Используйте тонкую, нерастяжимую леску - лучше всего рояльную проволоку (диаметром 0,3-0,5 мм).
• Обеспечьте постоянное натяжение с помощью небольшого груза или подпружиненного анкера на дальнем конце
• Держите линию точно на высоте центра штампа - при необходимости используйте отмеренный отрезок.
• Проверьте положение центра каждой станции относительно этой линии с помощью линейки или штангенциркуля

Этот метод недорог, широко распространен и эффективен для многих линий. Его основным ограничением является точность на расстоянии: на линиях длиной более 15 метров провисание струны и вибрация затрудняют поддержание точности ниже ±1 мм.

Системы лазерного выравнивания

Для длинных линий, высокоточных изделий, новых установок или повторяющихся проблем, которые не поддаются объяснениям, необходимо использовать система лазерной центровки лучший выбор.

Лазерные инструменты сохраняют точность на расстоянии - обычно ±0,1 мм/м или выше - и могут обнаруживать смещения, которые невозможно определить с помощью струнной линии. Они особенно полезны на линиях экструзии труб длиной более 15 метров, на линиях, производящих продукцию с жесткими допусками на размеры, или когда линия продолжает демонстрировать изгиб или эксцентриситет после того, как были исчерпаны обычные технологические корректировки.

Лазерная система необходима не для каждой коррекции. Но при вводе в эксплуатацию новой линии, ежегодной проверке всей линии или постоянных необъяснимых проблемах с геометрией она является правильным инструментом.

Пошаговая процедура выравнивания экструзионной линии

Выравнивание должно выполняться в последовательности от штампа наружу. Если точка отсчета неверна, все последующие корректировки теряют смысл.

Шаг 1: Определите центр выхода штампа

Центр выхода штампа является точкой отсчета для всей линии. Важность этой точки отсчета восходит к сам ствол экструдера - Если центровка между стволом и коробкой передач нарушена, центр штампа наследует эту ошибку.

Прежде чем проверять все, что находится ниже, убедитесь, что сама матрица установлена правильно:

• Убедитесь, что матрица центрирована на адаптере ствола (проверьте равномерность зазора вокруг фланца).
• Приложите спиртовой уровень к торцу штампа, чтобы убедиться, что он расположен ровно (для трубных штампов) или правильно ориентирован (для профильных штампов).
• Отметьте истинный геометрический центр выходного отверстия штампа - для трубных штампов это центр кольцевого зазора; для профильных штампов используйте центральную часть отверстия канала потока

Все остальные станции будут привязаны к этой точке. Если матрица установлена не по центру или наклонена, все последующее выравнивание унаследует эту ошибку.

Шаг 2: Проведите контрольную осевую линию

После того как центр штампа установлен, создайте контрольную линию.

Установите струнную линию или лазер на точной высоте и в положении центра штампа, протянув ее через все последующие станции. Эта линия представляет собой геометрическую траекторию, по которой должно двигаться изделие.

Цель проста: нижестоящее оборудование выравнивается по этому эталону - не по краю пола, не по стене и не по визуальной оценке.

Шаг 3: Выравнивание вакуумного калибровочного резервуара

Вакуумный калибровочный резервуар является наиболее критичной станцией для выравнивания, поскольку он расположен ближе всего к фильере, где продукт еще мягкий и наиболее чувствителен к боковому усилию.

Отрегулируйте высоту и боковое положение резервуара так, чтобы центры входа и выхода совпадали с эталоном. Большинство калибровочных баков имеют регулируемые ножки для выравнивания и винты для боковой регулировки - используйте их с небольшим шагом, сверяясь с эталоном после каждой регулировки.

Внимание: не думайте, что центр рамы бака и центр калибровочной втулки совпадают. Гильза находится внутри резервуара и может быть смещена относительно рамы. Проверьте фактический рабочий центр гильзы или калибровочной оснастки - это то, с чем контактирует продукт, а не корпус резервуара.

Если изделие попадает в секцию калибровки со смещенным центром, сразу же возникают проблемы с размерами и изгибом. Для более широкой диагностики проблем калибровки и охлаждения на базе станции см. Устранение неисправностей экструзии по станциям.

Шаг 4: Выравнивание охлаждающих баков

После калибровочного бака проверьте все охлаждающие баки и промежуточные точки опоры.

Каждый резервуар должен направлять продукт по одной и той же центральной линии. Ролики, направляющие и точки опоры не должны заставлять продукт менять направление между станциями. Обратите особое внимание на переходы между резервуарами - изменение направления при переходе от одного резервуара к другому может быть незаметно при рассмотрении каждого резервуара в отдельности, но оно все равно оказывает боковое усилие на продукт.

Если путь продукта проходит через секцию охлаждения небольшим зигзагом, изгиб будет развиваться по всей длине нисходящего потока, даже если каждый отдельный резервуар кажется выровненным, если смотреть на него отдельно.

Шаг 5: Выровняйте оттяжку

Стяжка должна быть правильно отцентрирована, но одного положения в центре недостаточно.

Направление тяги также должно соответствовать фактической траектории движения продукта. Выравнивание по центру, но с небольшим поворотом (рысканьем) может привести к боковой нагрузке или скручиванию продукта. Это одна из самых распространенных ошибок выравнивания на практике.

Проверьте три вещи:

• Высота по центру - средняя точка между верхним и нижним ремнями или накладками должна соответствовать высоте контрольной линии
• Положение слева направо - продукт должен входить по центру между ремнями, а не смещаться в одну сторону
• Направление входа - продукт должен входить прямо в отвод, а не перенаправляться в последний момент ремнями или колодками. Если продукту приходится “искать дорогу внутрь”, выравнивание не является правильным.

Шаг 6: Выравнивание фрезы

Фреза должна следовать той же центральной линии.

Его центр должен совпадать с траекторией движения изделия, а плоскость реза должна быть перпендикулярна оси изделия. Если резак смещен, результатом может быть рез под углом, плохое центрирование зажима или неравномерное представление конца реза.

Иногда проблема с куттером рассматривается как проблема только куттера. Но если выравнивание вверх по потоку выполнено неправильно, фреза может оказаться первой станцией, где накопленная ошибка становится очевидной.

Шаг 7: Окончательная проверка

После регулировки проверьте линию с обоих концов.

Полезно обратное визирование: встаньте на нижнем конце и посмотрите назад через станции в сторону штампа. Проверьте, действительно ли оборудование находится на одной прямой траектории. Если используется лазерная система, убедитесь, что все цели находятся в пределах допустимых значений.

Затем запустите изделие и наблюдайте за результатом. Выравнивание не является полностью проверенным, пока линия не производит прямой, стабильный по размерам продукт без встроенного смещения направления. Измерьте толщину стенки в нескольких точках по окружности (для труб) или проверьте прямолинейность профиля на длине 1-2 метра, чтобы подтвердить улучшение.

Когда перестраиваться

Полное выравнивание не обязательно проводить каждый день. Но следующие сигналы означают, что ее следует проверить:

• Постоянный изгиб в одном направлении которые не могут быть исправлены с помощью обычной технологической корректировки
• Эксцентриситет толщины стены с фиксированной ориентацией - всегда тяжелее на одной стороне, не случайно
• Неравномерный износ на отбойных площадках, калибровочных втулках или режущих зажимах - постоянно хуже с одной стороны
• Оборудование было перемещено - для ремонта, перемещения или работ на полу вблизи базы установки
• Осадка пола - часто встречается на старых предприятиях, особенно на длинных линиях. Бетонные полы могут неравномерно оседать с годами, постепенно смещая положение станков
• Замена матрицы или калибровочной втулки - замена матрицы или втулки может сместить рабочую осевую линию настолько, что потребуется повторная проверка
• Ежегодная плановая проверка - включите проверку полного цикла центровки в программу ежегодного технического обслуживания, а не только устранение аварийных неисправностей

Это напрямую связано с более широким Контрольный перечень работ по обслуживанию экструзионной линии, в котором выравнивание линий рекомендовано для ежегодной проверки.

Распространенные ошибки при выравнивании

Выравнивание центральных точек, но игнорирование направления. Станция может казаться центрированной, но при этом быть немного повернутой относительно истинной траектории линии. Положение по центру и направление направления - это две разные проверки.

Проверяет горизонталь, но игнорирует вертикаль. Небольшие погрешности в высоте трудно определить на глаз, но все же они достаточно велики, чтобы повлиять на изделие. Всегда проверяйте обе плоскости.

Предполагаемое направление изгиба изделия напрямую определяет место несоосности. Поведение продукта зависит не только от направления, но и от того, в каком месте линии возникла ошибка. Изгиб влево не обязательно означает, что самая левая станция ошибается - он может быть вызван смещением в калибровочном резервуаре, которое распространяется вниз по течению.

Невозможность заблокировать машины после регулировки. Если выравнивающие ножки, прижимные болты или фиксаторы не закреплены должным образом, вибрация и нормальная работа постепенно выведут машину из положения. Исправление будет недолгим.

Выравнивание по полу или стене, а не по центру штампа. Заводские полы не бывают идеально ровными или прямыми. Ориентиром всегда должен быть центр выхода штампа, а не какая-либо особенность здания.

Заключение

Выравнивание линии экструзии Это одна из тех задач технического обслуживания, которая позволяет решить застарелые проблемы без изменения одной технологической уставки.

Многие повторяющиеся проблемы, связанные с изгибом, эксцентриситетом и неравномерным износом, возникают не из-за температурного профиля или скорости вращения шнека. Они начинаются на полу, в физическом взаимодействии между штампом и последующими станциями.

Когда линия геометрически правильная, оптимизация процесса приобретает смысл. Когда линия геометрически неправильная, корректировка процесса может компенсировать ее лишь в незначительной степени - и эта компенсация создает свои собственные вторичные проблемы.

Если на вашей экструзионной линии наблюдается постоянный изгиб, эксцентриситет в фиксированном направлении или повторяющийся неравномерный износ низа, перед дальнейшим устранением неполадок необходимо проверить центровку линии. Для получения структурированного подхода к диагностике производственных проблем см. Устранение неисправностей при экструзии пластмасс руководство. Если вам нужна практическая помощь в выравнивании, свяжитесь с нашей командой инженеров.

Часто задаваемые вопросы

Q1: Насколько точным должно быть выравнивание экструзионной линии?

Для большинства линий экструзии труб и профилей цель состоит в том, чтобы каждый узел находился в пределах ±0,5 мм от базовой осевой линии в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Линии, производящие продукцию с жесткими допусками на размеры - например, медицинские трубки или оптические профили, - могут потребовать более жесткого контроля. На длинных линиях (20 с лишним метров последующего оборудования) даже ±0,5 мм на станцию могут накапливаться, поэтому постоянная точность на каждой станции имеет большее значение, чем совершенство на любой отдельной.

Q2: Можно ли проверить выравнивание во время работы линии?

Во время работы линии можно провести полезные наблюдения - проследить, как продукт попадает в калибровочный резервуар, поступает ли он на прямую, правильно ли центрируются зажимы куттера. Эти наблюдения помогут определить, какую станцию следует исследовать. Но официальные измерения и корректировки должны проводиться при остановленной линии, чтобы можно было точно установить эталонные инструменты и безопасно отрегулировать машины.

Q3: Сколько времени занимает полное выравнивание линии?

Для типичной линии экструзии труб или профилей с 4-6 последующими станциями полная проверка и корректировка с помощью струнной линии занимает примерно 2-4 часа. Использование лазерной системы быстрее на этапе измерения, но может потребовать аналогичного времени для физической корректировки. Быстрая визуальная проверка и точечные измерения на наиболее важных станциях (калибровочный резервуар и отвод) могут быть выполнены менее чем за час.

Q4: Влияет ли состояние пола на выравнивание линии экструзии?

Да, значительно. Бетонные полы со временем оседают, особенно на предприятиях с тяжелым оборудованием или там, где грунт не полностью уплотнен. На 20-метровой линии неравномерное оседание всего в несколько миллиметров может привести к ощутимому отклонению от осевой линии. После любого ремонта пола, шлифовки или строительства вблизи линии необходимо повторно проверить выравнивание.

Q5: Нужно ли выполнять выравнивание после замены калибровочной втулки или матрицы?

Да - или, по крайней мере, проверьте выравнивание на этом участке перед возобновлением производства. Новая матрица может иметь несколько иную геометрию крепления, чем старая. Новая калибровочная втулка может по-другому располагаться в резервуаре. Эти изменения могут сместить рабочую осевую линию настолько, что это повлияет на прямолинейность изделия и распределение толщины стенок.