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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。

英制螺紋外徑是以英寸為單位,(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徑讀數(shù)常帶不規(guī)則的小數(shù)。

英制螺距是用每英寸含多少個(gè)牙表示。把卡尺定在25.4毫米,把一個(gè)尺尖對(duì)齊螺紋牙尖,另一個(gè)尺尖如對(duì)齊螺紋牙尖就是英制螺紋,如對(duì)不齊螺紋牙尖應(yīng)該是公制螺紋。

測(cè)量螺距時(shí)最好把螺紋的牙尖倒印在白粉筆上,粉筆上的印比較清晰,便于測(cè)量。測(cè)公制螺距應(yīng)該測(cè)量一段長(zhǎng)度,如10,15,20,毫米等等,數(shù)一下含多少牙,算出螺距。

用英寸為單位規(guī)定螺紋規(guī)格的為英制螺紋,如:G1"。 用公制單位毫米規(guī)定螺紋規(guī)格的為公制螺紋,如:M30。

英制是一英寸(2.54厘米)內(nèi)有多少牙來(lái)定的,一般是55度角。公制是兩牙尖的間距是多少M(fèi)M來(lái)定的螺距,一般是60度角。

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,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。

4、高溫合金材料優(yōu)于其它材料,該材料不用鍍層,主要用于注塑機(jī)生無(wú)鹵螺桿,該材料抗氧化耐腐蝕性能高,熱處理hra55`60。

國(guó)外有用碳化鈦涂層的方法來(lái)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。

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。

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(zhǎng)期磨損,螺桿與料筒的間隙過(guò)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(guò)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最小處。

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、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、也有按扭矩來(lái)估算螺桿直徑的。

螺桿廣泛應(yīng)用于加工中心,CNC機(jī)器,數(shù)控車床,注塑機(jī),線切割,磨床,銑床,慢走絲,快走絲,PCB鉆孔機(jī),精雕機(jī),雕銑機(jī),火花放電機(jī),咬齒機(jī),刨床,大型立車龍門銑等等。

如果這些銷釘是在設(shè)置在熔融區(qū),銷釘可將固體床打碎,破壞兩相流動(dòng),把固、液相攪在一起,使末溶固相碎塊與已容物料的接觸面積加大,促進(jìn)熔融。如果銷釘是設(shè)置在熔體輸送區(qū),則其主要作用是分割料流,增加界面,改變料流的方向,使流束重新排列。多次分流、匯合,改變流動(dòng)方向,使熔體組分與溫度均化。

混合段均為設(shè)置在普通螺桿均化段末端的向內(nèi)開(kāi)槽結(jié)構(gòu),其外徑與螺桿外徑相等。溝槽分為若干組,每組之間是物料的匯合區(qū)。物料被溝槽分割,到匯合區(qū)匯會(huì),再分割、匯合,其原理是銷釘式類似的。

分離型螺桿的特點(diǎn)是熔融段上除了有原來(lái)的一條螺絲紋(稱為主螺桿)外,還附加了一條螺紋(稱為附加螺紋),其外徑略小于主螺紋外徑,主副紋的導(dǎo)程不同,副螺紋自加料段末端開(kāi)始(并在此與加料段相聯(lián)),經(jīng)過(guò)幾個(gè)螺紋后,逐漸與均化段的主螺紋相交。

這種螺桿的螺槽深度和螺紋導(dǎo)程從加料段開(kāi)始至均化末端都是逐步變化的,既螺紋導(dǎo)程從寬逐漸變窄,螺槽深度由深度逐漸變淺,可使物料得到最大的壓縮。

2、磨損螺桿直徑縮小的螺紋表面經(jīng)處理后,熱噴涂耐磨碳化鎢合金,然后再經(jīng)磨削加工至尺寸。

3、在磨損螺桿的螺紋部分堆焊耐磨碳化鎢合金。根據(jù)螺桿磨損的程度堆焊1~2mm厚,然后磨削加工螺桿至尺寸。這種耐磨碳化鎢合金由C、Cr、Vi、Co、W和B等材料組成,增加螺桿的抗磨損和耐腐蝕的能力。

4、修復(fù)螺桿底徑作電鍍硬鉻處理方法,鉻也是耐磨和抗腐蝕的金屬,但硬的鉻層比較容易脫落。

2、轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)校得當(dāng)。由于部分塑料加有強(qiáng)化劑,如玻璃纖維、礦物質(zhì)或其他填充料。這些物質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑這些塑料時(shí),如果用高的轉(zhuǎn)速成,則在提高對(duì)塑料的剪切力的同時(shí),亦將令強(qiáng)化相應(yīng)地產(chǎn)生更多被撕碎的纖維,被撕碎的纖維含有鋒利末端,令磨損力大為增加。無(wú)機(jī)礦物質(zhì)在金屬表面高速滑行時(shí),其刮削作用也不小。所以轉(zhuǎn)速不宜調(diào)得太高。

3、螺桿在機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),物料與二者的摩擦,使螺桿與機(jī)筒的工作表面逐漸磨損:螺桿直徑逐漸縮小,機(jī)筒的內(nèi)孔直徑逐漸加大。這樣,螺桿與機(jī)筒的配合直徑間隙,隨著二者的逐漸磨損而一點(diǎn)點(diǎn)加大�？墒�,由于機(jī)筒前面機(jī)頭和分流板的阻力沒(méi)有改變,這就增加了被擠塑物料前進(jìn)時(shí)的漏流量,即物料從直徑間隙處向進(jìn)料方向流動(dòng)量增加。結(jié)果使塑膠機(jī)械生產(chǎn)量下降。這種現(xiàn)象又使物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間增加,造成物料分解。如果是聚氯乙烯,分解產(chǎn)生的氯化氫氣體加強(qiáng)了對(duì)螺桿和機(jī)筒的腐蝕。

4、 物料中如有碳酸鈣和玻璃纖維等填充料,能加快螺桿和機(jī)筒的磨損。

5、 由于物料沒(méi)有塑化均勻,或是有金屬異物混入料中,使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩力突然增加,這種扭矩超出螺桿的強(qiáng)度極限,使螺桿扭斷。這是一種非常規(guī)事故損壞。

2、防止金屬碎片及雜物落入料斗,若加工回收料,便需加上磁性料斗以防止鐵屑等進(jìn)入料筒。

3、使用防涎時(shí)要確定料筒內(nèi)塑料完全熔融,以免螺桿后退時(shí)損壞傳動(dòng)系統(tǒng)零件。

4、使用新塑料時(shí),應(yīng)把螺桿的余料清洗干凈。

5、當(dāng)熔融塑料溫度正常但又不斷發(fā)現(xiàn)熔融塑料出現(xiàn)黑點(diǎn)或變色時(shí),應(yīng)檢查膠螺.

6、在加工時(shí),盡量使物料塑化均勻,不要讓金屬異物混入料中,減少螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩力。

螺桿是由螺紋和圓柱體組成的。螺桿沿中心線有長(zhǎng)孔,可通冷卻水。螺桿的尾部裝在止推軸承內(nèi),避免擠橡時(shí)產(chǎn)生反作用力把螺桿推出。

螺桿的直徑比機(jī)身的鋼套內(nèi)徑稍小,即螺桿的直徑與鋼套內(nèi)表面要有間隙,其間隙一般控制在螺桿直徑的0.002~0.004倍。間隙太小會(huì)造成螺桿"掃膛",產(chǎn)生磨損,甚至產(chǎn)生卡死螺桿的現(xiàn)象;間隙太大膠料回流影響擠出量,生產(chǎn)效率低,還會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。

螺桿的螺紋特性

螺紋深度與設(shè)備生產(chǎn)能力有直接關(guān)系,螺紋深度大,在一定壓力下,擠出膠料多。但膠料塑化困難,螺桿強(qiáng)度也差。螺桿螺紋深度一般控制在螺桿直徑的0.18~0.25倍。螺紋的推進(jìn)面應(yīng)該垂直于螺桿的軸線,而推進(jìn)面的相對(duì)面應(yīng)該有一定的斜度。相鄰螺紋的軸向距離稱為螺距,橡膠擠出機(jī)螺桿一般為等距不等深雙頭螺紋螺桿。螺距之間的容積計(jì)算如下:

tgФ=L/πD

F=h(πD tgФ-e)式中:Ф——螺桿推進(jìn)面的相對(duì)面的斜度

L——螺距

D——螺桿直徑

e——螺紋頂峰寬度

F——螺距之間的容積

螺紋頂峰寬度一般取0.07~0.1倍螺桿直徑,其中小規(guī)格擠橡機(jī)的螺桿可取較大值,而大規(guī)格擠橡機(jī)的螺桿可取較小值,螺紋頂峰寬度不能取得太小,取得太小頂峰處強(qiáng)度太小;取得太大,將減小螺紋容積。影響產(chǎn)量,并因摩擦生熱引起膠料焦燒。螺紋的距離一般等于或稍大于螺桿直徑。

螺桿的頭部有三種形狀:平形、半圓形及圓錐形�，F(xiàn)常用的是圓錐形螺桿。

螺桿的長(zhǎng)徑比

螺桿的長(zhǎng)徑比是螺桿的長(zhǎng)度L與螺桿的直徑D之比。螺桿長(zhǎng)徑比大,也就是螺桿工作部分長(zhǎng),膠料塑化好,混合均勻,膠料受壓力大,產(chǎn)品質(zhì)量好。但螺桿長(zhǎng)易引起膠料焦燒,螺桿加工困難,增加擠出功率。用于熱喂料擠橡機(jī)的螺桿一般取長(zhǎng)徑比4~6倍,用于冷喂料擠橡機(jī)的螺桿一般取長(zhǎng)徑比8~12倍。

螺桿的壓縮比

螺桿進(jìn)料端第一個(gè)螺距的容積與出料端最后一個(gè)螺距的容積之比,稱為螺桿壓縮比。壓縮比計(jì)算公式如下:

(S1-e)(D-h1)h1

I = ————————-

(S2-e)(D-h2)h2

式中:S1——螺桿進(jìn)料端第一個(gè)螺距mm

S2——螺桿出料端最后一個(gè)螺距mm

h1——螺桿進(jìn)料端螺槽深度mm

h2——螺桿出料端螺槽深度mm

D——螺桿直徑mm

e——螺紋頂峰寬度mm

螺桿壓縮比可以用以下幾種方法得到:

1、 螺距變化,螺槽深度不變;

2、 螺槽深度化,螺距不變;

3、 螺距和螺槽深度都變化。

電線電纜廠大都采用等距不等深螺桿。其壓縮比計(jì)算公式如下:

I = h1/h2

壓縮比大小對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響,壓縮比大,膠料緊密度高,表面光滑。壓縮比太大則膠料對(duì)螺桿的反作用也大,螺桿容易被折斷。擠橡機(jī)螺桿壓縮比一般控制在

1.3:1到1.6:1。

還有一種螺桿是分離型螺桿。這種螺桿是在螺桿的中段增加一條附加螺紋。螺桿共分三段:加料段、熔融段、計(jì)量段。有附加螺紋的中段是熔融段,加料段是指螺桿進(jìn)料處到附加螺紋的起點(diǎn)部分,計(jì)量段是指螺桿頭部到附加螺紋的終點(diǎn)的部分。

螺桿的材料

螺桿必須耐熱、耐磨、耐磨蝕。因此在加工螺桿時(shí)要進(jìn)行熱處理,表面鍍鉻或滲氮。常用的材料有45#鋼或鉻鉬鋁合金鋼等。

擠出機(jī)螺桿的分段

物料在擠出機(jī)螺桿中的運(yùn)動(dòng)是分為三段研究的,因而螺桿的設(shè)計(jì)也往往分段進(jìn)行。由于各段是連續(xù)通道,所以在實(shí)際生產(chǎn)中,只要能滿足要求,并不是非把螺桿分成三段不可,實(shí)際上有的螺桿只有兩段,有的還不分段。例如擠出尼龍這一類結(jié)晶性好的材料時(shí),只有加料段和均化段,一般的螺桿擠出軟聚氯乙烯塑料的螺桿,可以采用全部壓縮段,而不必分成加料段和均化段。

螺桿的分段式從經(jīng)驗(yàn)得到的,主要決定于物料的性質(zhì)。加料段長(zhǎng)度可以從0至占螺桿全長(zhǎng)的75%,大體說(shuō)來(lái)擠出結(jié)晶性聚合物時(shí)最長(zhǎng),硬性無(wú)定型聚合物次之,軟性無(wú)定型聚合物最短。壓縮段長(zhǎng)度通常占螺桿全長(zhǎng)的50%,當(dāng)然象上述尼龍和軟聚氯乙烯塑料例外。擠出聚乙烯時(shí)均化段長(zhǎng)度可取全長(zhǎng)的20一25%。但對(duì)某些熱敏性材料(如聚氯乙烯),物料在這一段不宜停留過(guò)長(zhǎng),可以不要均化段。有些高速擠出機(jī)均化段長(zhǎng)度竟取50%。

壓縮比

各種塑料所要求的擠出機(jī)壓縮比并不是固定不變的,可以有一個(gè)范圍。原料不同,要求的壓縮比也不一樣。例如擠出軟聚氯乙烯塑料時(shí),如果是粒狀料,螺桿壓縮比常取2.5-3,如果是粉狀混合料,壓縮比可取4 ~ 5。螺桿壓縮比的選擇,可參考表4。

壓縮比的取得,可以用以下幾種方法得到:

(1)螺距變化(等深不等距)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于壓縮比較大時(shí)不影響螺桿強(qiáng)度,缺點(diǎn)是螺桿加工困難,接近螺桿端部時(shí)螺旋角太小使料流不能暢通,容易產(chǎn)生窩料。

(2)螺槽深度變化(等距不等深)。它的優(yōu)點(diǎn)是加工制造容易,物料與機(jī)筒接觸面積大,傳熱效果好。缺點(diǎn)是強(qiáng)度削弱大,在使用長(zhǎng)螺桿和大壓縮比時(shí)特別要注意。

(3)螺距和螺槽深度都變化(不等距不等深)。如果設(shè)計(jì)得當(dāng),這種螺桿可以獲得最大的優(yōu)點(diǎn)和最小的缺點(diǎn)。 實(shí)際生產(chǎn)中主要從加工制造方便考慮,等距不等深螺桿應(yīng)用最多。

長(zhǎng)徑比L/D

塑料擠出機(jī)擠出成型用塑料品種較多,一根螺桿不可能成型所有的塑料。應(yīng)根據(jù)原料特性,并盡可能考慮各種原料的共性來(lái)設(shè)計(jì)螺桿,使一根螺桿能同時(shí)擠出幾種塑料,這在工業(yè)生產(chǎn)上是有經(jīng)濟(jì)意義的。螺桿后端的反螺紋起防止漏料的作用。

螺桿長(zhǎng)徑比L/D,螺桿直徑D指螺桿螺紋的外徑。螺桿有效長(zhǎng)度L指螺桿工作部分長(zhǎng)度,如圖3-14所示。有效長(zhǎng)度和螺桿總長(zhǎng)不同。長(zhǎng)徑比就是螺桿有效長(zhǎng)與直徑的比值。早期的拚出機(jī)螺桿的一長(zhǎng)徑比較小,只有12-16。隨著塑料成型加工工業(yè)的發(fā)展,擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比逐漸增大,目前常用的為15、20、25,最大可達(dá)43。

增加長(zhǎng)徑比有如下好處,

1、螺桿加壓充分,制品的物理機(jī)械性能均可提高。

2、物料塑化好,制品外觀質(zhì)量較好。

3、擠出量提高20-40%。同時(shí),長(zhǎng)徑比大的螺桿特性曲線斜率小,較平坦,擠出量穩(wěn)定。

4、有利于粉料成型,如聚氯乙烯粉料擠管。

但增加長(zhǎng)徑比使螺桿的制造和螺桿與機(jī)筒的裝配變得困難。因此,長(zhǎng)徑比不能無(wú)限制增大。