螺桿機筒常見材料及強度計算
2023-11-13
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螺桿材料
1、對材質(zhì)的要求
由擠出過程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強烈磨損、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；
3）耐腐蝕，物料具有腐蝕性；
4）高強度，可承受大扭矩，高轉(zhuǎn)速；
5）具有良好的切削加工性能；
6）熱處理后殘余應力小，熱變形小等。
2、常用材料及熱處理
目前我國常用的螺桿材料有45號鋼、40Cr、氨化鋼、38CrMOAl等。
1）45號鋼便宜，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HR45--48
2）40Cr的性能優(yōu)于45號鋼，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，應用比較廣泛。一般氮化層達0．4—0．6毫米。但這種材料抵抗氯化氫腐蝕的能力低，且價格較高。
熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，滲氮HRC＞65
國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)報道，其耐磨損能力還不夠好。近年來國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）。
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。
螺桿一般是因長期磨損，螺桿與料筒的間隙過大不能正常擠出而報廢，但也有因設計或操作不當產(chǎn)生的工作應力超過強度而破壞的例子。因此，螺桿也應滿足一定的強度要求。
4）螺桿的危險斷面一般在加料段螺紋根徑較小處。
根據(jù)材料力學可知，對塑性材料，復合應力用第三強度理論計算，其強度條件為：
2、強度計算
3、其它情況
1）對于螺桿尾部與減速箱主軸成浮動聯(lián)接的情況，由于螺桿在料筒中浮動，螺桿自重引起的彎曲應力等于零，故只按螺桿受壓應力和剪切應力來計算。
2）由于螺桿自重引起的彎曲應力很?。輻U周圍充滿物料），即使在前一種情況下，也可略去不計，因此這兩種方法實際上是一樣的。
1、對材質(zhì)的要求
由擠出過程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強烈磨損、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；
3）耐腐蝕，物料具有腐蝕性；
4）高強度，可承受大扭矩，高轉(zhuǎn)速；
5）具有良好的切削加工性能；
6）熱處理后殘余應力小，熱變形小等。
2、常用材料及熱處理
目前我國常用的螺桿材料有45號鋼、40Cr、氨化鋼、38CrMOAl等。
1）45號鋼便宜，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HR45--48
2）40Cr的性能優(yōu)于45號鋼，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，應用比較廣泛。一般氮化層達0．4—0．6毫米。但這種材料抵抗氯化氫腐蝕的能力低，且價格較高。
熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，滲氮HRC＞65
國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)報道，其耐磨損能力還不夠好。近年來國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）。
螺桿的強度計算
當螺桿與減速箱主軸用較長的圓柱面配合時，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。
螺桿一般是因長期磨損，螺桿與料筒的間隙過大不能正常擠出而報廢，但也有因設計或操作不當產(chǎn)生的工作應力超過強度而破壞的例子。因此，螺桿也應滿足一定的強度要求。
4）螺桿的危險斷面一般在加料段螺紋根徑較小處。
根據(jù)材料力學可知，對塑性材料，復合應力用第三強度理論計算，其強度條件為：
2、強度計算
3、其它情況
1）對于螺桿尾部與減速箱主軸成浮動聯(lián)接的情況，由于螺桿在料筒中浮動，螺桿自重引起的彎曲應力等于零，故只按螺桿受壓應力和剪切應力來計算。
2）由于螺桿自重引起的彎曲應力很?。輻U周圍充滿物料），即使在前一種情況下，也可略去不計，因此這兩種方法實際上是一樣的。
3）也有按純扭來估算螺桿直徑的。
部分資料來源于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請與我們公司聯(lián)系，電話：13580828702；
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