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螺杆

补充:0  浏览:4666  发布时间:2012-12-17
  利用本身的螺纹传递运动或动力的杆状机械零件。
  螺杆(拼音:luógǎn,英文:screw):外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥。螺杆具有不同的头,像图片中的头叫外六角螺杆。还有其他,例如大扁螺杆、内六角螺丝等等。
  对材质的要求
  由挤出过程可知,螺杆是在高温、一定腐蚀、强烈磨损、大扭矩下工作的,因此,螺杆必须:
  1)耐高温,高温下不变形;
  2)耐磨损,寿命长;
  3)耐腐蚀,物料具有腐蚀性;
  4)高强度,可承受大扭矩,高转速;
  5)具有良好的切削加工性能;
  6)热处理后残余应力小,热变形小等。
  常用材料
  目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢、38CrMOAl,高温合金等。
  1)45号钢便宜,加工性能好,但耐磨耐腐蚀性能差。
  热处理:调质HB220—270,高频淬火HRC45--48
  2)40Cr的性能优于45号钢,但往往要镀上一层铬,以提高其耐腐蚀耐磨损的能力。但对镀铬层要求较高,镀层太薄易于磨损,太厚则易剥落,剥落后反而加速腐蚀,目前已较少应用。
  热处理:调质HB220—270,镀硬铬HRC>55
  3)氮化钢、38CrMoAl综合性能比较优异,应用比较广泛。一般氮化层达 0.4—0.6毫米。但这种材料抵抗氯化氢腐蚀的能力低,且价格较高。
  4)高温合金材料优于其它材料,该材料不用镀层,主要用于注塑机生无卤螺杆,该材料抗氧化耐腐蚀性能高,热处理hra55`60.
  热处理
  调质HB220—270,渗氮HRC>65
  国外有用碳化钛涂层的方法来提高螺杆表面的耐腐蚀能力,但据报道,其耐磨损能力还不够好。近年来国外在提高螺杆的耐磨耐腐蚀能力方面采取了一系列措施。一种办法是采用高度耐磨耐腐蚀合金钢。如34CrAlNi,、31CrMo12等。还有采取在螺杆表面喷涂Xaloy合金的方法。这种Xaloy合金具有高的耐磨耐蚀性能。
  规格
  公制螺纹外径是以毫米为单位,如6,8,10,12,18,20毫米等等螺距也是以毫米为单位,如0.5,0.75,1,1.5,2,3,等等
  英制螺纹外径是以英寸为单位,(每英寸等于25.4毫米)如3/16,5/8,1/4,1/2,等等所以用公制卡尺量外径读数常带不规则的小数。
  英制螺距是用每英寸含多少个牙表示。把卡尺定在25.4毫米,把一个尺尖对齐螺纹牙尖,另一个尺尖如对齐螺纹牙尖就是英制螺纹,如对不齐螺纹牙尖应该是公制螺纹。
  测量螺距时最好把螺纹的牙尖倒印在白粉笔上,粉笔上的印比较清晰,便于测量。测公制螺距应该测量一段长度,如10,15,20,毫米等等,数一下含多少牙,算出螺距。
  用英寸为单位规定螺纹规格的为英制螺纹,如:G1"。 用公制单位毫米规定螺纹规格的为公制螺纹,如:M30。
  英制是一英寸(2.54厘米)内有多少牙来定的,一般是55度角。公制是两牙尖的间距是多少MM来定的螺距,一般是60度角。
  综述
  当螺杆与减速箱主轴用较长的圆柱面配合时,可以将螺杆作一端固定的悬臂梁。螺杆在挤出过程中的受力状态可简化如图所示的情况:
  螺杆受力情况
  1)自重G;
  2)克服物料阻力所需的扭矩 M;
  3)物料压力产生的轴向力P。螺杆一般是因长期磨损,螺杆与料筒的间隙过大不能正常挤出而报废,但也有因设计或操作不当产生的工作应力超过强度极限而破坏的例子。因此,螺杆也应满足一定的强度要求。
  4)螺杆的危险断面一般在加料段螺纹根径最小处。
  根据材料力学可知,对塑性材料,复合应力用第三强度理论计算,其强度条件为:
  其他情况 
  1)对于螺杆尾部与减速箱主轴成浮动联接的情况,由于螺杆在料筒中浮动,螺杆自重引起的弯曲应力等于零,故只按螺杆受压应力和剪切应力来计算。
  2)由于螺杆自重引起的弯曲应力很小(螺杆周围充满物料),即使在前一种情况下,也可略去不计,因此这两种方法实际上是一样的。
  3)也有按扭矩来估算螺杆直径的。
  螺杆的用处
  多用于塑料成型设备,如塑料型材挤出机,注塑机等。螺杆和机筒是塑料成型设备的核心部件。是加热挤出塑化的部分。是塑料机械的核心。
  设计原理
  销钉螺杆的主体部分是普通的螺杆,销钉可设置在螺杆的熔融段或计量段的落槽内或计量段末无螺槽的光滑圆柱形表面。销钉按一定的排列方式设置,可疏密程度不等,数量不等。圆柱形的销钉是将销钉装配到螺杆的孔中形成的;方形或菱形销钉是直接在螺杆上铣销形成的。
  如果这些销钉是在设置在熔融区,销钉可将固体床打碎,破坏两相流动,把固、液相搅在一起,使末溶固相碎块与已容物料的接触面积加大,促进熔融。如果销钉是设置在熔体输送区,则其主要作用是分割料流,增加界面,改变料流的方向,使流束重新排列。多次分流、汇合,改变流动方向,使熔体组分与温度均化。
  混合段均为设置在普通螺杆均化段末端的向内开槽结构,其外径与螺杆外径相等。沟槽分为若干组,每组之间是物料的汇合区。物料被沟槽分割,到汇合区汇会,再分割、汇合,其原理是销钉式类似的。
  分离型螺杆的特点是熔融段上除了有原来的一条螺丝纹(称为主螺杆)外,还附加了一条螺纹(称为附加螺纹),其外径略小于主螺纹外径,主副纹的导程不同,副螺纹自加料段末端开始(并在此与加料段相联),经过几个螺纹后,逐渐与均化段的主螺纹相交。
  这种螺杆的螺槽深度和螺纹导程从加料段开始至均化末端都是逐步变化的,既螺纹导程从宽逐渐变窄,螺槽深度由深度逐渐变浅,可使物料得到最大的压缩。
  翻新工艺
  1、 扭断的螺杆要根据机筒的实际内径来考虑,按与机筒的正常间隙给出新螺杆的外径偏差进行制造。
  2、 磨损螺杆直径缩小的螺纹表面经处理后,热喷涂耐磨碳化钨合金,然后再经磨削加工至尺寸。
  3、 在磨损螺杆的螺纹部分堆焊耐磨碳化钨合金。根据螺杆磨损的程度堆焊1~2mm厚,然后磨削加工螺杆至尺寸。这种耐磨碳化钨合金由C、Cr、Vi、Co、W和B等材料组成,增加螺杆的抗磨损和耐腐蚀的能力。
  4、 修复螺杆底径作电镀硬铬处理方法,铬也是耐磨和抗腐蚀的金属,但硬的铬层比较容易脱落。
  磨损原因
  1、每种塑料,都有一个理想塑化的加工温度范围,应该控制料筒加工温度,使之接近这个温度范围。粒状塑料从料斗进入料筒,首先会到达加料段,在加料段必然会出现干性磨擦,当这些塑料受热不足,熔融不均时,很易造成料筒内壁及螺杆表面磨损增大。同样,在压缩段和均化段,如果塑料的熔融状态紊乱不均,也会造成磨损增快。
  2、转速应调校得当。由于部分塑料加有强化剂,如玻璃纤维、矿物质或其他填充料。这些物质对金属材质的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑这些塑料时,如果用高的转速成,则在提高对塑料的剪切力的同时,亦将令强化相应地产生更多被撕碎的纤维,被撕碎的纤维含有锋利末端,令磨损力大为增加。无机矿物质在金属表面高速滑行时,其刮削作用也不小。所以转速不宜调得太高。
  3、螺杆在机筒内转动,物料与二者的摩擦,使螺杆与机筒的工作表面逐渐磨损:螺杆直径逐渐缩小,机筒的内孔直径逐渐加大。这样,螺杆与机筒的配合直径间隙,随着二者的逐渐磨损而一点点加大。可是,由于机筒前面机头和分流板的阻力没有改变,这就增加了被挤塑物料前进时的漏流量,即物料从直径间隙处向进料方向流动量增加。结果使塑胶机械生产量下降。这种现象又使物料在机筒内停留时间增加,造成物料分解。如果是聚氯乙烯,分解产生的氯化氢气体加强了对螺杆和机筒的腐蚀。
  4、 物料中如有碳酸钙和玻璃纤维等填充料,能加快螺杆和机筒的磨损。
  5、 由于物料没有塑化均匀,或是有金属异物混入料中,使螺杆转动扭矩力突然增加,这种扭矩超出螺杆的强度极限,使螺杆扭断。这是一种非常规事故损坏。
  维护注意事项
  1、螺杆未达到预调温度时,切勿启动机器。
  2、防止金属碎片及杂物落入料斗,若加工回收料,便需加上磁性料斗以防止铁屑等进入料筒。
  3、使用防涎时要确定料筒内塑料完全熔融,以免螺杆后退时损坏传动系统零件。
  4、使用新塑料时,应把螺杆的余料清洗干净。
  5、当熔融塑料温度正常但又不断发现熔融塑料出现黑点或变色时,应检查胶螺.
  6、在加工时,尽量使物料塑化均匀,不要让金属异物混入料中,减少螺杆转动扭矩力。

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