挤出机螺杆材料断裂的原因及修复

发布日期:2017-10-30 09:44:11
摘要:挤出机螺杆是塑料机械行业中的主打产品,可是挤出机螺杆在工作过程中,难免会发生材料断裂的现象,那么针对这一扭断现象,我们要及时地采取修复的措施。
挤出机螺杆
挤出机螺杆是塑料机械行业中的主打产品,可是挤出机螺杆在工作过程中,难免会发生材料断裂的现象,那么针对这一扭断现象,我们要及时地采取修复的措施。那么是什么原因造成挤出机螺杆断裂呢?以及如何修复已经断裂的螺杆呢?接下来针对这两个问题我们来进行详细地探讨,希望能够帮助到大家!
 
1、螺杆工作状况
 
(1)螺杆挤出聚酯薄膜出产状况
 
该设备出产双向拉伸聚酯薄膜,质料按必定份额充沛混合后,送到挤出机料筒,质料在料筒加热和螺杆揉捏下塑化,在螺杆效果下接连混合挤出。
 
(2)螺杆工作参数
 
螺杆工作速度为30~100r/min;螺杆工作温度为270~290℃;螺杆工作挤出压力为0~18MPa;螺杆挤出质料为聚酯切片等等。
 
(3)螺杆工作载荷剖析
 
聚酯薄膜挤出机螺杆的原理是将颗粒状切片在螺旋槽内均匀混合,经过料筒加热和螺杆剪切把聚酯切片塑化,最终把混合和塑化均匀的物料往模具挤出成型。螺杆温度为270~290℃,考虑到加热温度较低,热应变忽略不计。螺杆向内异向旋转,在出产螺杆的受力状况下,挤出机在每一次发动过程中,因为前一次留在螺旋槽内的剩下物料在合理工艺温度下硬度较大,需求较大的发动力矩才能使螺杆工作起来。另外螺杆外表有显着凹坑,螺棱顶部的合金层也有伤痕,此时说明质料含有硬质杂物使螺杆工作条件恶化。
 
综上所述,螺杆是在较高的负荷应力下工作,但工作速度较低,故它是在高应力和较低的交变频率效果下工作。每一次发动工作都会发生必定量的塑性应变。螺杆每一次遭到硬物阻碍也会发生必定塑性变形,这种塑性变形对螺杆的危害要比发动时严峻得多,再加上因为螺杆长期遭到揉捏、摩擦造成的塑性应变,在重复塑性应变效果下,螺杆内部损害堆集到必定程度便形成裂纹,当裂纹扩展到临界尺度,螺杆剩下断面不足以接受螺杆工作负荷时,裂纹失稳扩展导致俄然脆性开裂。
 
2、挤出机螺杆材质断裂的原因分析
 
(1)螺杆微观断口原因剖析
 
从微观断口外观剖析,螺杆断裂现象属于低周疲惫损坏。断面上可显着看到有三个区域:疲惫裂纹源;疲惫裂纹扩展区;瞬时开裂区。疲惫裂纹源可发作在应力会集的螺杆齿根、外表龟裂处以及内部夹杂物处。螺杆疲惫裂纹源很小,是疲惫裂纹的核心区。从相片可清楚看到,螺杆疲惫裂纹在螺杆根部应力会集处,缺点螺杆根部周长度为12mm,轴向的宽度达3mm,深度大于2mm,总面超过20mm2,但不到断口面积的10%。渗氮硬化层龟裂。疲惫裂纹在该区缓慢扩展,开始断口外表因为遭到重复交变应力的效果,被摩擦得较为滑润、亮光,然后呈现贝壳纹花样。贝壳纹大体上垂直于裂纹的扩展方向,向整个空心圆周推动。壳纹(疲惫弧线)之间的距离大小不等。在大小不等的交变应力的重复效果下,裂纹扩展过程不接连变化所留下的微观痕迹,是由挤出机的开车、停车、硬物阻碍螺杆等载荷改动所造成的。一般疲惫裂纹扩展区面积占断口面积的98%,契合疲惫裂纹的根本特征。当圆周两头壳纹(疲惫弧线)接近相切,裂纹扩展到净断面的应力达到螺杆的开裂应力时,螺杆被堵截。断面有显着的台阶,这部分的面积约占整个断口面积的1%。
 
(2)螺杆微观断口原因剖析
 
对螺杆断口的疲惫裂纹扩展区和瞬时开裂区进行扫描电子显微镜外观剖析。
 
① 疲惫裂纹扩展区断口微观描摹剖析
 
疲惫裂纹扩展区的整个断面是疲惫裂纹扩展的成果。一般可清楚地看到疲惫条纹呈方向性接连或断续散布,带台阶的疲惫条纹平行于裂纹前缘而延伸,疲惫条纹垂直于裂纹的扩展方向。这些都是损坏过程中裂纹扩展的微观痕迹。
 
一个疲惫条纹对应着一个应力循环。螺杆断口的疲惫裂纹扩展区的疲惫条纹根本都是脆性条纹,条纹之间的距离相当于一个应力循环扩展的长度。由断口外表向内部扩展的细微裂纹,称为二次裂纹,二次裂纹由一次裂纹开展成的孔洞缺点。
 
② 瞬间开裂区断口微观开貌剖析
 
瞬间开裂区为脆性解理断口,断面上可见解理台阶、河流花样、解理舌头和二次裂纹,找不到韧窝。
 
3、挤出机螺杆断裂的修复
 
扭断的螺杆要依据机筒的实际内径来考虑,按与机筒的正常空隙给出新螺杆的外径偏差进行制造。磨损螺杆直径缩小的螺纹外表经处理后,热喷涂耐磨合金,然后再经磨削加工至尺度。这种办法一般有专业喷涂厂加工修正,费用还比较低。在磨损螺杆的螺纹部分堆焊耐磨合金。依据螺杆磨损的程度堆焊1~2mm厚,然后磨削加工螺杆至尺度。这种耐磨合金由C、Cr、Vi、Co、W和B等资料组成,添加螺杆的抗磨损和耐腐蚀的能力。专业堆焊厂对这种加工的费用很高,除特殊要求的螺杆,一般很少采用。修正螺杆也可用外表镀硬铬办法,铬也是耐磨和抗腐蚀的金属,但硬的铬层比较简单掉落。
 
机筒的内外表硬度高于螺杆,它的损坏要比螺杆来得晚。机筒的作废就是内径直径因为时刻磨损而增大。断裂的挤出机螺杆修复方法如下:
 
因磨损加大直径的机筒,如果还有必定的渗氮层时,可把机筒内孔直接进行镗孔,研磨至一个新的直径尺度,然后按此直径制造新螺杆。机筒内径经机加工修整从头浇铸合金,厚度在1~2mm间,然后精加工至尺度。一般状况下机筒的均化段磨损较快,可将此段(取5~7D长)经镗孔修整,再配一个渗氮合金钢衬套,内孔直径参照螺杆直径,留在正常合作空隙,进行加工制造。在这里着重一点,螺杆和机筒这两个重要零件,一个是细长的螺纹杆,一个是直径比较小而长的孔,它们的机械加工和热处理工艺都比较复杂,精度的确保都比较困难。所以,对这两个零件的磨损后是修正仍是更换新件,必定要从经济角度全面剖析。如果修理费用比换新螺杆费用低些,就决定修,也许这不一定是正确的选择,修理费用与更新费用的比较,仅仅是一个方面。最重要的还要看修修理费用与修理后使用螺杆时间与更新费用和更新螺杆使用时间的比值。