机筒螺杆的材质要求及强度计算

发布日期:2017-10-24 11:22:32
摘要:机筒螺杆在塑料行业占有一定的地位,因为机筒螺杆在挤出过程中,能使产品出产率达到更高效。也就因为这个,此产品备受各行业人员的喜爱。
机筒螺杆
 
 
机筒螺杆在塑料行业占有一定的地位,因为机筒螺杆在挤出过程中,能使产品出产率达到更高效。也就因为这个,此产品备受各行业人员的喜爱。此外,机筒螺杆对其材质也有一定的要求,以及它的强度计算又是怎样的?接下来我们一起探讨一下机筒螺杆的材质要求及强度计算,希望能够帮助到大家选择到更好的产品!
 
1、对材质的要求
 
我们由挤出工作过程可知,螺杆是在高温、一定的腐蚀、强烈磨损以及大扭矩下进行作业的,因而,机筒螺杆有必要满足以下几个要求:
 
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,可接受大扭矩,高转速;5)具有良好的切削加工功能;6)热处理后残余应力小,热变形小等。
 
2、常用材料及热处理方式
 
如今在我国最常用且常见的的机筒螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢以及38CrMOAl等。下面一一介绍这几种材料的性能要求,如下:
 
1)45号钢比较便宜,性价比也高,加工功能也好,唯一的不足便是:耐磨耐腐蚀功能差。热处理:调质HB220—270,高频淬火HRC45--48。
 
2)40Cr的功能强于45号钢,但是我们要经常往上面镀上一层铬,以此来提升其耐腐蚀耐磨损的能力。但是它对镀铬层要求较高,镀层太薄容易被磨损,太厚则易剥落,剥落后反而加快它的腐蚀,因此目前用的也比较少。热处理方式为:调质HB220—270,镀硬铬HRC>55。
 
3)氮化钢、38CrMoAl的综合功能相对来说比较优异,它们的应用功能也比较广泛。一般氮化层达0.4—0.6毫米。但是这种材料抵抗氯化氢腐蚀的能力比较低,而且价格还比较贵。它的热处理方式:调质HB220—270,渗氮HRC>65。
 
现如今,国外使用碳化钛涂层的办法来提升螺杆外表的耐腐蚀能力,但是根据报道可知,其耐磨损的能力还不够好。近年来国外在提升螺杆的耐磨耐腐蚀能力方面采纳了一系列办法。有一种办法是选用高度耐磨耐腐蚀合金钢。如34CrAlNi,、31CrMo12等。还有一种便是采纳在螺杆外表喷涂Xaloy合金的办法,这种Xaloy合金还具有高的耐磨耐蚀功能。
 
机筒螺杆的强度核算
 
当螺杆与减速箱主轴用较长的圆柱面配合时,能够将螺杆作一端固定的悬臂梁。螺杆在挤出过程中的受力状况可简化如下:
 
1、螺杆受力状况
 
1)自重G;2)战胜物料阻力所需的扭矩M;3)物料压力发生的轴向力P。
 
螺杆一般是因为长时间磨损,螺杆与料筒的空隙过大而不能正常挤出而作废,但也有因设计或操作不妥发生的作业应力超越强度极限而破坏的例子。因而,螺杆也应满足必定的强度要求。
 
4)螺杆的危险断面一般在加料段螺纹根径最小处。
 
依据资料力学可知,对塑性材料,复合应力用第三强度理论核算,其强度条件为:
 
2、强度核算
 
3、其它状况
 
1)关于螺杆尾部与减速箱主轴成起浮联接的状况,因为螺杆在料筒中起浮,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核算。
 
2)因为螺杆自重引起的弯曲应力很小(螺杆周围充溢物料),即使在前一种状况下,也可省略不计,因而这两种办法实际上是一样的。
 
3)也有按纯扭来估算螺杆直径的。
 
以上就是机筒螺杆的材质要求及强度计算,可见要想机筒螺杆工作效率高,唯一的办法便是选择合适材质的螺杆产品,因此也体现了机筒螺杆材质要求的重中之重。