現(xiàn)代塑料擠出機(jī)廣泛采用組合型螺桿、分配混合型螺桿，以及在螺桿上加屏障物或銷釘?shù)龋愿纳扑芑?，提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量。螺桿和機(jī)筒這兩個(gè)零件的組合質(zhì)量，對物料的塑化、制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，都有重要影響。它們的質(zhì)量與兩個(gè)零件的制造精度、裝配間隙有關(guān)。當(dāng)兩零件磨損嚴(yán)重、擠出機(jī)的產(chǎn)量下降時(shí)，就應(yīng)該安排對螺桿、機(jī)筒的維修。
螺桿是在較高的負(fù)荷應(yīng)力下運(yùn)轉(zhuǎn)，但運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低，故它是在高應(yīng)力和較低的交變頻率作用下運(yùn)行。每一次啟動運(yùn)行都會產(chǎn)生一定量的塑性應(yīng)變。螺桿每一次受到硬物阻礙也會產(chǎn)生一定塑性變形，這種塑性變形對螺桿的損害要比啟動時(shí)嚴(yán)重得多，再加上由于螺桿長時(shí)間受到擠壓、摩擦造成的塑性應(yīng)變，在反復(fù)塑性應(yīng)變作用下，螺桿內(nèi)部損傷積累到一定程度便形成裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到臨界尺寸，螺桿剩余斷面不足以承受螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致突然脆性斷裂。
擠出機(jī)螺桿斷裂的原因分析：
2.1螺桿宏觀斷口原因分析
從宏觀斷口形貌分析，螺桿斷裂屬低周疲勞破壞。斷面上可明顯看到有三個(gè)區(qū)域：疲勞裂紋源；疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)；瞬時(shí)斷裂區(qū)。疲勞裂紋源可發(fā)生在應(yīng)力集中的螺桿齒根、表面龜裂處以及內(nèi)部夾雜物處。螺桿疲勞裂紋源很小，是疲勞裂紋的核心區(qū)。從照片可清楚看到，螺桿疲勞裂紋在螺桿根部應(yīng)力集中處，缺陷螺桿根部周長度為12mm，軸向的寬度達(dá)3mm，深度大于2mm，總面超過20mm2，但不到斷口面積的10%。滲氮硬化層龜裂。疲勞裂紋在該區(qū)緩慢擴(kuò)展，最初斷口表面由于受到反復(fù)交變應(yīng)力的作用，被摩擦得較為平滑、光亮，然后出現(xiàn)貝殼紋花樣。貝殼紋大體上垂直于裂紋的擴(kuò)展方向，向整個(gè)空心圓周推進(jìn)。殼紋（疲勞弧線）之間的間距大小不等。在大小不等的交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，裂紋擴(kuò)展過程不連續(xù)變化所留下的宏觀痕跡，是由擠出機(jī)的開車、停車、硬物阻礙螺桿等載荷改變所造成的。通常疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)面積占斷口面積的98%，符合疲勞裂紋的基本特征。當(dāng)圓周兩邊殼紋（疲勞弧線）接近相切，裂紋擴(kuò)展到凈斷面的應(yīng)力達(dá)到螺桿的斷裂應(yīng)力時(shí)，螺桿被切斷。斷面有明顯的臺階，這部分的面積約占整個(gè)斷口面積的1%。
2.2螺桿微觀斷口原因分析
對螺桿斷口的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū)進(jìn)行掃描電子顯微鏡形貌分析。
2.2.1疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)斷口微觀形貌分析
疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)的整個(gè)斷面是疲勞裂紋擴(kuò)展的結(jié)果。通?？汕宄乜吹狡跅l紋呈方向性連續(xù)或斷續(xù)分布，帶臺階的疲勞條紋平行于裂紋前緣而延伸，疲勞條紋垂直于裂紋的擴(kuò)展方向。這些都是破壞過程中裂紋擴(kuò)展的微觀痕跡。
一個(gè)疲勞條紋對應(yīng)著一個(gè)應(yīng)力循環(huán)。螺桿斷口的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)的疲勞條紋基本都是脆性條紋，條紋之間的間隔相當(dāng)于一個(gè)應(yīng)力循環(huán)擴(kuò)展的長度。由斷口表面向內(nèi)部擴(kuò)展的細(xì)小裂紋，稱為二次裂紋，二次裂紋由一次裂紋發(fā)展成的孔洞缺陷。
2.2.2瞬間斷裂區(qū)斷口微觀開貌分析
瞬間斷裂區(qū)為脆性解理斷口，斷面上可見解理臺階、河流花樣、解理舌頭和二次裂紋，找不到韌窩。
擠出機(jī)螺桿的修復(fù)：
扭斷的螺桿要根據(jù)機(jī)筒的實(shí)際內(nèi)徑來考慮，按與機(jī)筒的正常間隙給出新螺桿的外徑偏差進(jìn)行制造。磨損螺桿直徑縮小的螺紋表面經(jīng)處理后，熱噴涂耐磨合金，然后再經(jīng)磨削加工至尺寸。這種方法一般有專業(yè)噴涂廠加工修復(fù)，費(fèi)用還比較低。在磨損螺桿的螺紋部分堆焊耐磨合金。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。專業(yè)堆焊廠對這種加工的費(fèi)用很高，除特殊要求的螺桿，一般很少采用。修復(fù)螺桿也可用表面鍍硬鉻方法，鉻也是耐磨和抗腐蝕的金屬，但硬的鉻層比較容易脫落。
機(jī)筒的內(nèi)表面硬度高于螺桿，它的損壞要比螺桿來得晚。機(jī)筒的報(bào)廢就是內(nèi)徑直徑由于時(shí)間磨損而增大。它的修復(fù)方法如下：因磨損增加直徑的機(jī)筒，如果還有一定的滲氮層時(shí)，可把機(jī)筒內(nèi)孔直接進(jìn)行鏜孔，研磨至一個(gè)新的直徑尺寸，然后按此直徑配制新螺桿。機(jī)筒內(nèi)徑經(jīng)機(jī)加工修整重新澆鑄合金，厚度在1～2mm間，然后精加工至尺寸。一般情況下機(jī)筒的均化段磨損較快，可將此段（取5～7D長）經(jīng)鏜孔修整，再配一個(gè)滲氮合金鋼襯套，內(nèi)孔直徑參照螺桿直徑，留在正常配合間隙，進(jìn)行加工配制。在這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，螺桿和機(jī)筒這兩個(gè)重要零件，一個(gè)是細(xì)長的螺紋桿，一個(gè)是直徑比較小而長的孔，它們的機(jī)械加工和熱處理工藝都比較復(fù)雜，精度的保證都比較困難。所以，對這兩個(gè)零件的磨損后是修復(fù)還是更換新件，一定要從經(jīng)濟(jì)角度全面分析。如果修理費(fèi)用比換新螺桿費(fèi)用低些，就決定修，這不一定是正確的選擇，修理費(fèi)用與更新費(fèi)用的比較，只是一個(gè)方面。另外還要看修理費(fèi)用與修理后使用螺桿時(shí)間與更新費(fèi)用和更新螺桿使用時(shí)間的比值。
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