螺桿機(jī)筒常見材料及強(qiáng)度計(jì)算

2022

03-16

08:20:02

 188

來源：舟山市金豐塑料機(jī)械有限公司

　　1、對(duì)材質(zhì)的要求

　　由擠出過程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強(qiáng)烈磨損、大扭矩下工作的，因此，螺桿必須：

　　1)耐高溫，高溫下不變形；

　　2)耐磨損，壽命長(zhǎng)；

　　3)耐腐蝕，物料具有腐蝕性；

　　4)高強(qiáng)度，可承受大扭矩，高轉(zhuǎn)速；

　　5)具有良好的切削加工性能；

　　6)熱處理后殘余應(yīng)力小，熱變形小等。

　　2、常用材料及熱處理

　　目前我國(guó)常用的螺桿材料有45號(hào)鋼、40Cr、氨化鋼、38CrMOAl等。

　　1)45號(hào)鋼便宜，加工性能好，但耐磨耐腐蝕性能差。

　　熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，高頻淬火HRC45--48

　　2)40Cr的性能優(yōu)于45號(hào)鋼，但往往要鍍上一層鉻，以提高其耐腐蝕耐磨損的能力。但對(duì)鍍鉻層要求較高，鍍層太薄易于磨損，太厚則易剝落，剝落后反而加速腐蝕，目前已較少應(yīng)用。

　　熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，鍍硬鉻HRC>55

　　3)氮化鋼、38CrMoAl綜合性能比較優(yōu)異，應(yīng)用比較廣泛。一般氮化層達(dá)0.4—0.6毫米。但這種材料抵抗氯化氫腐蝕的能力低，且價(jià)格較高。

　　熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，滲氮HRC>65

　　國(guó)外有用碳化鈦涂層的方法來提高螺桿表面的耐腐蝕能力，但據(jù)報(bào)道，其耐磨損能力還不夠好。近年來國(guó)外在提高螺桿的耐磨耐腐蝕能力方面采取了一系列措施。一種辦法是采用高度耐磨耐腐蝕合金鋼。如34CrAlNi，、31CrMo12等。還有采取在螺桿表面噴涂Xaloy合金的方法。這種Xaloy合金具有高的耐磨耐蝕性能(詳見料筒部分)。

　　螺桿的強(qiáng)度計(jì)算

　　當(dāng)螺桿與減速箱主軸用較長(zhǎng)的圓柱面配合時(shí)，可以將螺桿作一端固定的懸臂梁。螺桿在擠出過程中的受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化如圖所示的情況：

　　1、螺桿受力情況

　　1)自重G；

　　2)克服物料阻力所需的扭矩M；

　　3)物料壓力產(chǎn)生的軸向力P。

　　螺桿一般是因*磨損，螺桿與料筒的間隙過大不能正常擠出而報(bào)廢，但也有因設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)產(chǎn)生的工作應(yīng)力超過強(qiáng)度極限而破壞的例子。因此，螺桿也應(yīng)滿足一定的強(qiáng)度要求。

　　4)螺桿的危險(xiǎn)斷面一般在加料段螺紋根徑小處。

　　根據(jù)材料力學(xué)可知，對(duì)塑性材料，復(fù)合應(yīng)力用第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其強(qiáng)度條件為：

　　2、強(qiáng)度計(jì)算

　　3、其它情況

　　1)對(duì)于螺桿尾部與減速箱主軸成浮動(dòng)聯(lián)接的情況，由于螺桿在料筒中浮動(dòng)，螺桿自重引起的彎曲應(yīng)力等于零，故只按螺桿受壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力來計(jì)算。

　　2)由于螺桿自重引起的彎曲應(yīng)力很小(螺桿周圍充滿物料)，即使在前一種情況下，也可略去不計(jì)，因此這兩種方法實(shí)際上是一樣的。

　　3)也有按純扭來估算螺桿直徑的。

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