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螺桿材料及強(qiáng)度計(jì)算
發(fā)布時(shí)間：2019-02-21 08:21:13
（一）螺桿材料
1、對(duì)材質(zhì)的要求
由擠出過(guò)程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強(qiáng)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(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。
2、常用材料及熱處理
目前我國(guó)常用的螺桿材料有45號(hào)鋼、40Cr、氨化鋼、38CrMOAl等。
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，目前已較少應(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。
熱處理：調(diào)質(zhì)HB220—270，滲氮HRC＞65
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。近年來(lái)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（詳見(jiàn)料筒部分）。
（二）螺桿的強(qiáng)度計(jì)算
當(dāng)螺桿與減速箱主軸用較長(zhǎng)的圓柱面配合時(shí)，可以將螺桿作一端固定的懸臂梁。螺桿在擠出過(guò)程中的受力狀態(tài)可簡(jiǎn)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(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zui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、強(qiáng)度計(jì)算
3、其它情況
1）對(duì)于螺桿尾部與減速箱主軸成浮動(dòng)聯(lián)接的情況，由于螺桿在料筒中浮動(dòng)，螺桿自重引起的彎曲應(yīng)力等于零，故只按螺桿受壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力來(lái)計(jì)算。
2）由于螺桿自重引起的彎曲應(yīng)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(jì)，因此這兩種方法實(shí)際上是一樣的。
3）也有按純扭來(lái)估算螺桿直徑的。