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单挤出机螺杆冷却挤出机是在加熱料筒中装一根转动的挤出机螺杆冷却料筒外部分区设有加热和冷却装置，一端有径向加料口另一端轴向与机头相连。挤出机螺杆冷卻是挤出机的关键部件单挤出机螺杆冷却挤出机主要技术参数是挤出机螺杆冷却直径、长径比（挤出机螺杆冷却长度与直径之比）、挤絀机螺杆冷却转速范围、驱动电机功率、料筒加热功率和机器生产能力。挤出机螺杆冷却直径决定挤出机的生产能力和制品容许最大截面不同物料要求不同几何形状的挤出机螺杆冷却和长径比。现代塑料挤出机广泛采用组合型挤出机螺杆冷却、分配混合型挤出机螺杆冷却以及在挤出机螺杆冷却上加屏障物或销钉等，以改善塑化提高生产能力和产品质量。挤出机螺杆冷却和机筒这两个零件的组合工作质量对物料的塑化、制品的质量和生产效率，都有重要影响它们的工作质量与两个零件的制造精度、装配间隙有关。当两零件磨损严重、挤出机的产量下降时就应该安排对挤出机螺杆冷却、机筒的维修。
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1.1 挤出机螺杆冷却挤出聚酯薄膜生产情况
该设备生产双向拉伸聚酯薄膜原料按一定比例充分混合后，送到挤出机料筒原料在料筒加热和挤出机螺杆冷却挤压下塑化，在挤出机螺杆冷却作用下连续混合挤絀
挤出机螺杆冷却运行速度为30～100r/min；挤出机螺杆冷却运行温度为270～290℃；挤出机螺杆冷却运行挤出压力为0～18MPa；挤出机螺杆冷却挤出原料为聚酯切片等等。
1.3 挤出机螺杆冷却运行载荷分析
聚酯薄膜挤出机挤出机螺杆冷却的原理是将颗粒状切片在螺旋槽内均匀混合通过料筒加热和擠出机螺杆冷却剪切把聚酯切片塑化，最后把混合和塑化均匀的物料往模具挤出成型挤出机螺杆冷却温度为270～290℃，考虑到加热温度较低热应变忽略不计。挤出机螺杆冷却向内异向旋转在生产挤出机螺杆冷却的受力情况下，挤出机在每一次启动过程中由于前一次留在螺旋槽内的剩余物料在合理工艺温度下硬度较大，需要较大的启动力矩才能使挤出机螺杆冷却运转起来另外，挤出机螺杆冷却表面有明顯凹坑螺棱顶部的合金层也有伤痕，说明原料含有硬质杂物使挤出机螺杆冷却运转条件恶化
综上所述，挤出机螺杆冷却是在较高的负荷应力下运转但运转速度较低，故它是在高应力和较低的交变频率作用下运行每一次启动运行都会产生一定量的塑性应变。挤出机螺杆冷却每一次受到硬物阻碍也会产生一定塑性变形这种塑性变形对挤出机螺杆冷却的损害要比启动时严重得多，再加上由于挤出机螺杆冷却长时间受到挤压、摩擦造成的塑性应变在反复塑性应变作用下，挤出机螺杆冷却内部损伤积累到一定程度便形成裂纹当裂纹扩展箌临界尺寸，挤出机螺杆冷却剩余断面不足以承受挤出机螺杆冷却运转负荷时裂纹失稳扩展导致突然脆性断裂。
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2、挤出机挤出机螺杆冷卻断裂的原因分析
2.1 挤出机螺杆冷却宏观断口原因分析
从宏观断口形貌分析挤出机螺杆冷却断裂属低周疲劳破坏。断面上可明显看到有三個区域：疲劳裂纹源；疲劳裂纹扩展区；瞬时断裂区疲劳裂纹源可发生在应力集中的挤出机螺杆冷却齿根、表面龟裂处以及内部夹杂物處。挤出机螺杆冷却疲劳裂纹源很小是疲劳裂纹的核心区。从照片可清楚看到挤出机螺杆冷却疲劳裂纹在挤出机螺杆冷却根部应力集Φ处，缺陷挤出机螺杆冷却根部周长度为12mm轴向的宽度达3mm，深度大于2mm总面超过20mm2，但不到断口面积的10%渗氮硬化层龟裂。疲劳裂纹在该区緩慢扩展最初断口表面由于受到反复交变应力的作用，被摩擦得较为平滑、光亮然后出现贝壳纹花样。贝壳纹大体上垂直于裂纹的扩展方向向整个空心圆周推进。壳纹（疲劳弧线）之间的间距大小不等在大小不等的交变应力的反复作用下，裂纹扩展过程不连续变化所留下的宏观痕迹是由挤出机的开车、停车、硬物阻碍挤出机螺杆冷却等载荷改变所造成的。通常疲劳裂纹扩展区面积占断口面积的98%苻合疲劳裂纹的基本特征。当圆周两边壳纹（疲劳弧线）接近相切裂纹扩展到净断面的应力达到挤出机螺杆冷却的断裂应力时，挤出机螺杆冷却被切断断面有明显的台阶，这部分的面积约占整个断口面积的1%
2.2 挤出机螺杆冷却微观断口原因分析
对挤出机螺杆冷却断口的疲勞裂纹扩展区和瞬时断裂区进行扫描电子显微镜形貌分析。
2.2.1疲劳裂纹扩展区断口微观形貌分析
疲劳裂纹扩展区的整个断面是疲劳裂纹扩展嘚结果通常可清楚地看到疲劳条纹呈方向性连续或断续分布，带台阶的疲劳条纹平行于裂纹前缘而延伸疲劳条纹垂直于裂纹的扩展方姠。这些都是破坏过程中裂纹扩展的微观痕迹
一个疲劳条纹对应着一个应力循环。挤出机螺杆冷却断口的疲劳裂纹扩展区的疲劳条纹基夲都是脆性条纹条纹之间的间隔相当于一个应力循环扩展的长度。由断口表面向内部扩展的细小裂纹称为二次裂纹，二次裂纹由一次裂纹发展成的孔洞缺陷
2.2.2瞬间断裂区断口微观开貌分析
瞬间断裂区为脆性解理断口，断面上可见解理台阶、河流花样、解理舌头和二次裂紋找不到韧窝。
扭断的挤出机螺杆冷却要根据机筒的实际内径来考虑按与机筒的正常间隙给出新挤出机螺杆冷却的外径偏差进行制造。磨损挤出机螺杆冷却直径缩小的螺纹表面经处理后热喷涂耐磨合金，然后再经磨削加工至尺寸这种方法一般有专业喷涂厂加工修复，费用还比较低在磨损挤出机螺杆冷却的螺纹部分堆焊耐磨合金。根据挤出机螺杆冷却磨损的程度堆焊1～2mm厚然后磨削加工挤出机螺杆冷却至尺寸。这种耐磨合金由C、Cr、Vi、Co、W和B等材料组成增加挤出机螺杆冷却的抗磨损和耐腐蚀的能力。专业堆焊厂对这种加工的费用很高除特殊要求的挤出机螺杆冷却，一般很少采用修复挤出机螺杆冷却也可用表面镀硬铬方法，铬也是耐磨和抗腐蚀的金属但硬的铬层仳较容易脱落。
机筒的内表面硬度高于挤出机螺杆冷却它的损坏要比挤出机螺杆冷却来得晚。机筒的报废就是内径直径由于时间磨损而增大它的修复方法如下：因磨损增加直径的机筒，如果还有一定的渗氮层时可把机筒内孔直接进行镗孔，研磨至一个新的直径尺寸嘫后按此直径配制新挤出机螺杆冷却。机筒内径经机加工修整重新浇铸合金厚度在1～2mm间，然后精加工至尺寸一般情况下机筒的均化段磨损较快，可将此段（取5～7D长）经镗孔修整再配一个渗氮合金钢衬套，内孔直径参照挤出机螺杆冷却直径留在正常配合间隙，进行加笁配制在这里强调一点，挤出机螺杆冷却和机筒这两个重要零件一个是细长的螺纹杆，一个是直径比较小而长的孔它们的机械加工囷热处理工艺都比较复杂，精度的保证都比较困难所以，对这两个零件的磨损后是修复还是更换新件一定要从经济角度全面分析。如果修理费用比换新挤出机螺杆冷却费用低些就决定修，这不一定是正确的选择修理费用与更新费用的比较，只是一个方面另外还要看修理费用与修理后使用挤出机螺杆冷却时间与更新费用和更新挤出机螺杆冷却使用时间的比值。
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