Tornillo (Pinyin: luógǎn, inglés: tornillo): un cilindro con ranuras en espiral cortadas en la superficie exterior o un cono con ranuras en espiral cónicas cortadas en la superficie exterior. El tornillo tiene diferentes cabezas. La cabeza como la de la imagen se llama tornillo hexagonal externo. Hay otros, como tornillos planos grandes, tornillos con hexágono interior, etc. Introducción básica Nombre chino: Tornillo Nombre extranjero: tornillo Fórmula de relación de aspecto: L/D Resistencia a altas temperaturas: Sí Resistencia al desgaste: Alta resistencia al desgaste Material: Metal Requisitos de materiales, materiales de uso común, tratamiento térmico, revisión, fuerza del tornillo Situación, otras situaciones, uso del tornillo, principio de diseño, proceso de renovación, causas de desgaste, precauciones de mantenimiento, segmentación del tornillo extrusor, relación de compresión, relación longitud-diámetro L/D, los requisitos del material se pueden conocer a partir del proceso de extrusión, el tornillo funciona a alta temperatura , cierta corrosión, desgaste fuerte y alto torque, por lo tanto, el tornillo debe: 1) Resistente a altas temperaturas y no deformarse bajo altas temperaturas 2) Resistente al desgaste y larga vida útil 3) Resistente a la corrosión, el material es corrosivo; ) Alta resistencia, puede soportar un gran torque y alta velocidad; 5) Buen rendimiento de corte 6) Pequeña tensión residual y pequeña deformación térmica después del tratamiento térmico. Materiales de tornillo de uso común Actualmente, los materiales de tornillo de uso común en mi país incluyen acero No. 45, 40Cr, acero amoniacal, 38CrMOAl, aleaciones de alta temperatura, etc. 1) El acero No. 45 es barato y tiene un buen rendimiento de procesamiento, pero poca resistencia al desgaste y a la corrosión. Tratamiento térmico: temple y revenido HB220-270, temple de alta frecuencia HRC45--48 2) El rendimiento del 40Cr es mejor que el del acero No. 45, pero a menudo se recubre con una capa de cromo para mejorar su corrosión y. resistencia al desgaste. Sin embargo, los requisitos para la capa de cromado son relativamente altos. Si la capa de cromado es demasiado delgada, se desgastará fácilmente y si es demasiado gruesa, se desprenderá fácilmente después de despegarse, lo que acelerará la corrosión. rara vez se utiliza. Tratamiento térmico: HB220-270 templado y revenido, acero nitrurado cromado duro HRC>553), 38CrMoAl tienen excelentes propiedades integrales y se utilizan ampliamente. Generalmente, la capa de nitruro alcanza 0,4-0,6 mm. Sin embargo, este material tiene baja resistencia a la corrosión por cloruro de hidrógeno y es caro. 4) Los materiales de aleación de alta temperatura son mejores que otros materiales. Este material no requiere recubrimiento y se utiliza principalmente para producir tornillos sin halógenos para máquinas de moldeo por inyección. Este material tiene una alta resistencia a la oxidación y la corrosión. tratamiento y templado HB220-270, nitruración HRC> 65 En el extranjero, se utiliza un recubrimiento de carburo de titanio para mejorar la resistencia a la corrosión de la superficie del tornillo, pero según los informes, su resistencia al desgaste no es lo suficientemente buena. Los países extranjeros han tomado una serie de medidas para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión de los tornillos. Una forma es utilizar acero aleado altamente resistente al desgaste y a la corrosión. Como 34CrAlNi, 31CrMo12, etc. También existe un método para rociar la aleación Xaloy sobre la superficie del tornillo. Esta aleación Xaloy tiene alta resistencia al desgaste y a la corrosión. Descripción general del tornillo Cuando el tornillo y el eje principal de la caja reductora se combinan con una superficie cilíndrica más larga, el tornillo se puede utilizar como una viga en voladizo con un extremo fijo. El estado de tensión del tornillo durante el proceso de extrusión se puede simplificar como se muestra en la figura: Estado de tensión del tornillo 1) peso propio G; 2) par M requerido para superar la resistencia del material 3) fuerza axial P generada por la presión del material. Los tornillos generalmente se desechan debido al desgaste a largo plazo y el espacio entre el tornillo y el cilindro es demasiado grande para permitir una extrusión normal. Sin embargo, también hay ejemplos de daños causados por una tensión de trabajo que excede el límite de resistencia debido a un diseño inadecuado o. operación. Por lo tanto, el tornillo también debe cumplir ciertos requisitos de resistencia. 4) La sección peligrosa del tornillo generalmente se encuentra en el diámetro de raíz de rosca más pequeño en la sección de alimentación. Según la mecánica de materiales, para materiales plásticos, la tensión compuesta se calcula utilizando la tercera teoría de resistencia, y sus condiciones de resistencia son: Otras situaciones del tornillo 1) Para la situación donde la cola del tornillo y el eje principal de la caja reductora están en una conexión flotante, dado que el tornillo flota en el cilindro, el propio peso del tornillo. La tensión de flexión causada es igual a cero, por lo que se calcula únicamente en base a la tensión de compresión y la tensión de corte del tornillo. 2) Dado que la tensión de flexión causada por el propio peso del tornillo es muy pequeña (el tornillo está lleno de material), puede ignorarse incluso en el primer caso, por lo que los dos métodos son en realidad los mismos. 3) También hay estimaciones del diámetro del tornillo basadas en el torque. El uso de tornillos se utiliza principalmente en equipos de moldeo de plástico, como extrusoras de perfiles de plástico, máquinas de moldeo por inyección, etc. El tornillo y el cilindro son los componentes principales de los equipos de moldeo de plástico. Es la pieza que se calienta, se extruye y se plastifica. Es el núcleo de la maquinaria plástica.
Los tornillos se utilizan ampliamente en centros de mecanizado, máquinas CNC, tornos CNC, máquinas de moldeo por inyección, cortadoras de alambre, amoladoras, fresadoras, marcha lenta de alambre, marcha rápida de alambre, perforadoras de PCB, máquinas de grabado, máquinas de grabado y fresado, máquinas de descarga por chispa, Rectificadoras de engranajes, cepilladoras, tornos verticales grandes, fresadoras de pórtico y otros principios de diseño de tornillos del centro de mecanizado. La parte principal del tornillo de pasador es un tornillo ordinario. El pasador se puede colocar en la sección de fusión del tornillo o en la ranura de caída del. sección de medición o en la ranura lisa sin ranura de tornillo al final de la sección de medición. Los pasadores están colocados en una disposición determinada y pueden variar en densidad y cantidad. Los pasadores cilíndricos se forman ensamblando el pasador en el orificio del tornillo; los pasadores cuadrados o en forma de diamante se forman fresando el pasador directamente sobre el tornillo. Si estos pasadores se colocan en la zona de fusión, los pasadores pueden romper el lecho sólido, destruir el flujo de dos fases, agitar las fases sólida y líquida y aumentar el área de contacto entre los fragmentos de la fase sólida no disueltos y los materiales contenidos. fusión. Si el pasador se coloca en el área de transporte de material fundido, su función principal es dividir el flujo de material, aumentar la interfaz, cambiar la dirección del flujo de material y reorganizar la corriente. Se dividen y fusionan múltiples flujos para cambiar la dirección del flujo y homogeneizar los componentes fundidos y la temperatura. La sección de mezcla es una estructura ranurada hacia adentro ubicada al final de la sección de homogeneización de tornillo común, y su diámetro exterior es igual al diámetro exterior del tornillo. Los surcos se dividen en varios grupos, y entre cada grupo está la zona de confluencia de materiales. Los materiales se dividen por las ranuras, se unen en el área de fusión y luego se dividen y fusionan nuevamente. El principio es similar al del tipo pasador. La característica del tornillo separado es que además de la rosca original (llamada tornillo principal) en la sección de fusión, también hay una rosca adicional (llamada rosca adicional), cuyo diámetro exterior es ligeramente menor que el diámetro exterior del El hilo principal y el hilo principal y auxiliar son diferentes. El hilo secundario comienza desde el final de la sección de alimentación (y se conecta a la sección de alimentación aquí después de varios hilos y se cruza gradualmente con el hilo principal). sección de homogeneización. La profundidad de la ranura del tornillo y el paso de la rosca de este tipo de tornillo cambian gradualmente desde el comienzo de la sección de alimentación hasta el final de la homogeneización. El paso de la rosca se vuelve gradualmente más estrecho desde más ancho, y la profundidad de la ranura del tornillo se vuelve gradualmente más superficial desde la profundidad, lo que puede maximizar. la compresión del material. Proceso de renovación 1. El tornillo torcido debe considerarse de acuerdo con el diámetro interior real del cañón, y la desviación del diámetro exterior del nuevo tornillo debe darse de acuerdo con el espacio normal con el cañón y fabricado. 2. Después de tratar la superficie de la rosca con diámetro reducido del tornillo desgastado, se pulveriza térmicamente la aleación de carburo de tungsteno resistente al desgaste y luego se rectifica al tamaño adecuado. 3. Superponga una aleación de carburo de tungsteno resistente al desgaste en la parte roscada del tornillo desgastado. Dependiendo del grado de desgaste del tornillo, suelde una capa superpuesta con un espesor de 1 a 2 mm y luego esmerile el tornillo al tamaño adecuado. Esta aleación de carburo de tungsteno resistente al desgaste está compuesta de materiales como C, Cr, Vi, Co, W y B, lo que aumenta la resistencia al desgaste y a la corrosión del tornillo. 4. Repare el diámetro inferior del tornillo galvanizando con cromo duro. El cromo también es un metal resistente al desgaste y a la corrosión, pero la capa de cromo duro se cae más fácilmente. Causas del desgaste 1. Cada tipo de plástico tiene un rango de temperatura de procesamiento de plastificación ideal. La temperatura de procesamiento del barril debe controlarse para que esté cerca de este rango de temperatura. Cuando el plástico granular ingresa al barril desde la tolva, primero llegará a la sección de alimentación. Inevitablemente se producirá fricción seca en la sección de alimentación. Cuando estos plásticos no se calientan lo suficiente y se derriten de manera desigual, fácilmente causarán un mayor desgaste en la pared interior. el cilindro y la superficie del tornillo. De manera similar, en la sección de compresión y en la sección de homogeneización, si el estado fundido del plástico es desordenado y desigual, también provocará un desgaste acelerado. 2. La velocidad debe ajustarse correctamente. Porque algunos plásticos están reforzados con refuerzos, como fibra de vidrio, minerales u otros rellenos. La fuerza de fricción de estas sustancias sobre materiales metálicos suele ser mucho mayor que la del plástico fundido. Al inyectar estos plásticos, si se utiliza una velocidad alta, mientras se aumenta la fuerza de corte sobre el plástico, el refuerzo también producirá más fibras trituradas. Las fibras trituradas contienen extremos afilados, lo que aumenta considerablemente la resistencia. Cuando los minerales inorgánicos se deslizan a gran velocidad sobre la superficie del metal, su efecto de raspado no es pequeño. Por lo tanto, la velocidad no debe ajustarse demasiado. 3. El tornillo gira en el cilindro y la fricción entre el material y los dos hace que las superficies de trabajo del tornillo y el cilindro se desgasten gradualmente: el diámetro del tornillo disminuye gradualmente y el diámetro del orificio interior del cilindro gradualmente. aumenta. De esta forma, el juego de diámetro coincidente entre el tornillo y el cilindro aumenta poco a poco con el desgaste gradual de ambos. Sin embargo, dado que la resistencia del cabezal de la máquina y la placa divisora delante del cilindro no ha cambiado, esto aumenta el flujo de fuga del material extruido cuando avanza, es decir, el flujo del material desde el espacio de diámetro hasta la alimentación. La dirección aumenta. Como resultado, el volumen de producción de maquinaria plástica disminuyó. Este fenómeno aumenta el tiempo de residencia del material en el barril, provocando que el material se descomponga. Si se trata de cloruro de polivinilo, el gas cloruro de hidrógeno producido por la descomposición intensificará la corrosión del tornillo y el cilindro. 4. Si hay rellenos como carbonato de calcio y fibra de vidrio en el material, puede acelerar el desgaste del tornillo y el cilindro.
5. Debido a que el material no está plastificado uniformemente o hay materias extrañas metálicas mezcladas con el material, la fuerza de torsión de rotación del tornillo aumenta repentinamente. Esta torsión excede el límite de resistencia del tornillo, lo que hace que el tornillo se desenrosque. Este es un tipo de daño por accidente no rutinario. Precauciones de mantenimiento 1. No arranque la máquina cuando el tornillo no haya alcanzado la temperatura preestablecida. 2. Evite que caigan fragmentos de metal y desechos en la tolva. Si se procesan materiales de reciclaje, se debe agregar una tolva magnética para evitar que entren al barril limaduras de hierro, etc. 3. Cuando utilice antisalivación, asegúrese de que el plástico del cilindro esté completamente derretido para evitar dañar las piezas del sistema de transmisión cuando el tornillo retroceda. 4. Cuando utilice plástico nuevo, se debe limpiar el material restante del tornillo. 5. Cuando la temperatura del plástico fundido es normal pero continúa encontrando puntos negros o decoloración en el plástico fundido, debe revisar el tornillo de plástico. 6. Durante el procesamiento, trate de plastificar el material de manera uniforme y no deje que exista materia extraña en el metal. mezcle con el material para reducir la fuerza de rotación del tornillo. Segmentación del tornillo extrusor El movimiento de materiales en el tornillo extrusor se estudia en tres secciones, por lo que el diseño del tornillo muchas veces se realiza por secciones. Dado que cada sección es un canal continuo, en la producción real, siempre que se puedan cumplir los requisitos, el tornillo no tiene que dividirse en tres secciones. De hecho, algunos tornillos solo tienen dos secciones y otros no están divididos en secciones. . Por ejemplo, cuando se extruyen materiales con buena cristalinidad, como el nailon, solo hay una sección de alimentación y una sección de homogeneización. Un tornillo general que extruye plástico de cloruro de polivinilo blando puede utilizar todas las secciones de compresión sin tener que dividirlo en una sección de alimentación y una sección de homogeneización. . El tipo segmentado de tornillo se obtiene por experiencia y está determinado principalmente por las propiedades del material. La longitud de la sección de alimentación puede oscilar entre el 0 y el 75% de la longitud total del tornillo. En términos generales, es la más larga cuando se extruyen polímeros cristalinos, seguida de los polímeros amorfos duros y la más corta para los polímeros amorfos blandos. La longitud de la sección de compresión suele representar el 50% de la longitud total del tornillo, con la excepción de los plásticos de nailon y cloruro de polivinilo blandos mencionados anteriormente. Al extruir polietileno, la longitud de la sección de homogeneización puede ser del 20 al 25% de la longitud total. Sin embargo, para algunos materiales sensibles al calor (como el cloruro de polivinilo), los materiales no deben permanecer en esta sección por mucho tiempo y se puede omitir la sección de homogeneización. La longitud de la sección de homogeneización de algunas extrusoras de alta velocidad es incluso del 50%. Relación de compresión La relación de compresión de la extrusora requerida para varios plásticos no es fija y puede tener un rango. Diferentes materias primas requieren diferentes relaciones de compresión. Por ejemplo, al extruir plástico de cloruro de polivinilo blando, si se trata de un material granular, la relación de compresión del tornillo suele ser de 2,5 a 3. Si se trata de una mezcla en polvo, la relación de compresión puede ser de 4 a 5. Para seleccionar la relación de compresión del tornillo, consulte la Tabla 4. La relación de compresión se puede obtener mediante los siguientes métodos: (1) Cambio de tono (igual profundidad y distancia desigual). La ventaja de esta estructura es que no afecta la resistencia del tornillo cuando la relación de compresión es grande. La desventaja es que es difícil procesar el tornillo y el ángulo de hélice es demasiado pequeño cuando se acerca al extremo del tornillo. que el flujo de material no puede ser fluido y es fácil producir nidos. (2) Cambios en la profundidad de la ranura del tornillo (profundidad equidistante y desigual). Sus ventajas son su fácil procesamiento y fabricación, su gran área de contacto entre el material y el cilindro y su buen efecto de transferencia de calor. La desventaja es que la resistencia se debilita considerablemente, por lo que se debe prestar especial atención al utilizar tornillos largos y relaciones de compresión grandes. (3) Tanto el paso del tornillo como la profundidad de la ranura del tornillo cambian (paso y profundidad desiguales). Si se diseña correctamente, este tornillo puede lograr máximas ventajas y mínimas desventajas. En la producción real, considerando principalmente la conveniencia de procesamiento y fabricación, los tornillos de profundidad equidistantes y desiguales se utilizan con mayor frecuencia. Relación de aspecto L/D Las extrusoras de plástico utilizan muchos tipos de plásticos para el moldeo por extrusión y es imposible moldear todos los plásticos con un solo tornillo. El tornillo debe diseñarse de acuerdo con las características de las materias primas y la consistencia de varias materias primas tanto como sea posible, de modo que un tornillo pueda extruir varios plásticos al mismo tiempo, lo cual es económicamente significativo en la producción industrial. La rosca inversa en el extremo posterior del tornillo evita fugas de material. La relación longitud-diámetro del tornillo L/D y el diámetro del tornillo D se refieren al diámetro exterior de la rosca del tornillo. La longitud efectiva L del tornillo se refiere a la longitud de la parte de trabajo del tornillo, como se muestra en la Figura 3-14. La longitud efectiva es diferente de la longitud total del tornillo. La relación de aspecto es la relación entre la longitud efectiva del tornillo y su diámetro. El diámetro del tornillo de las primeras máquinas ortográficas era relativamente pequeño, sólo 12-16. Con el desarrollo de la industria de procesamiento de moldes de plástico, la relación de aspecto del tornillo extrusor ha aumentado gradualmente. Actualmente, los más utilizados son 15, 20 y 25, y el máximo puede llegar a 43. Aumentar la relación de aspecto tiene los siguientes beneficios: 1. El tornillo está completamente presurizado y se pueden mejorar las propiedades físicas y mecánicas del producto. 2. El material está bien plastificado y la calidad de apariencia del producto es buena. 3. El volumen de extrusión aumenta entre un 20 y un 40%. Al mismo tiempo, la curva característica del tornillo con una gran relación de aspecto tiene una pendiente pequeña y es relativamente plana, y el volumen de extrusión es estable. 4. Propicio para el moldeado de polvo, como la extrusión de polvo de cloruro de polivinilo. Sin embargo, aumentar la relación de aspecto dificulta la fabricación del tornillo y el montaje del tornillo y el cilindro. Por lo tanto, la relación de aspecto no se puede aumentar sin límite.