Валы шнеков двухшнековых экструдеров

Что вал должен выдерживать

Три нагрузки приходят на одну и ту же сталь одновременно. Крутящий момент привода, который меняет знак при каждом пуске шнеков против заполненного цилиндра. Изгиб, если вал не идеально соосен каналу цилиндра или витки не самозачищающиеся. И фреттинг — малые колебательные перемещения между шлицем вала и отверстием элемента, которые медленно превращают плотную посадку в свободную.

Большинство валов ломается в работе не от перегрузки, а от усталости, начавшейся в концентраторе напряжений, который никто не проверял: обычно в основании шлица или в переходе сечения у муфты.

Где ломаются валы

• Усталость при кручении в основании шлица. Трещина начинается в галтели и растёт по сечению. Машина работает нормально, пока не перестанет. Нужны лупа и пенетрант, а не беглый взгляд.
• Фреттинг-коррозия между валом и отверстием элемента. Красно-бурая окисная паста в посадке и вал, который больше не держит элемент. Самая частая проблема, которую обычно принимают за износ элементов.
• Износ и задиры на шейках под подшипники и уплотнения. Обычно это смазка или центровка, а не материал, но именно это решает, можно ли вал использовать повторно.

Геометрия шлица: что прислать

Эвольвентный шлиц по DIN 5480 задаётся числом зубьев, модулем, углом профиля и классом посадки. Полного обозначения достаточно, чтобы нарезать вал, не видя оригинала. Если обозначения нет, старый вал лучше большинства чертежей: мы измеряем толщину зуба, наружный и внутренний диаметры и саму эвольвенту.

Не считайте, что две машины одной модели имеют одинаковый шлиц. Производители меняли форму шлица между поколениями одной серии, и внешне идентичный вал может отличаться на десятые доли по боковой поверхности зуба.

Вал, элементы или и то и другое

Ставить новый комплект элементов на вал с изношенным шлицем — выбрасывать элементы: новый комплект начнёт фреттинговать и разболтается за месяцы. Порядок решения:

1. Измерить шлиц: толщину зуба по делительной линии и посадку по новому отверстию элемента.
2. Проверить биение по всей длине. Погнутый вал изнашивает элементы и цилиндр с одной стороны.
3. Осмотреть шейки на задиры, а основание шлица — пенетрантом на трещины.
4. Если не прошёл любой из трёх пунктов — менять вал вместе с элементами. Если все три прошли — использовать повторно и записать измерение.

Как проверить вал перед заказом

• Толщина зуба по делительной линии, в трёх местах по окружности.
• Посадка на новый элемент — покачать элемент на валу; щуп надёжнее руки.
• Биение в центрах, на шейках и в середине пролёта.
• Трещины в основании шлица, пенетрант, с обоих концов.
• Прямолинейность всего узла: вал, прямой сам по себе, под нагрузкой может перекоситься.