在橡膠、塑料、食品等工業(yè)領(lǐng)域所使用的生產(chǎn)設(shè)備中廣泛地應(yīng)用著各種類型的擠出螺桿旺矾。變距螺桿由于具有壓縮均勻、壓縮比大夺克、出料連續(xù)性好等優(yōu)點得以優(yōu)先采用宠漩。但由于變距螺桿工藝性較差,利用通用設(shè)備加工困難,導致其應(yīng)用受到一定限制。本文通過工藝分析,以利用懊直、挖掘現(xiàn)有通用設(shè)備潛力為前提,研究并解決了變螺距螺桿的的加工問題。

一火鼻、變距螺桿的結(jié)構(gòu)特點和工藝分析

(一)變距螺桿的數(shù)學方程

圖1變距螺桿示意圖

變距螺桿是相鄰螺距不等的螺桿旱醉。常用的變距螺桿螺距變化規(guī)律如圖1所示。

從圖中看出,螺桿的螺距是按等差級數(shù)規(guī)律漸變排列的穗蚌。若設(shè)螺旋曲線上任意點至起始點的距離為l,則可得變距螺桿螺旋線的數(shù)學方程為

l=nP+n² ΔP

式中:P為基本螺距敬育；ΔP為螺距變化量；n為螺旋線圈數(shù),n=f/2p,fP為螺紋總轉(zhuǎn)角崭守。

將n=f/2p代入方程,得

l=(P/2p)f+(ΔP/4p²)f²

令:A=P/2p,B=ΔP/4p²,再將f=wt代入,則得

l=Awt + Bw²t²

式中:w為螺桿轉(zhuǎn)動的角速度零勃；t為螺桿轉(zhuǎn)過f角所用的時間。

(二)變距螺桿曲線分析

1．位移分析

等距螺桿的數(shù)學方程僅有變距螺桿方程中的第一項,即

l=Awt

曲線上任一動點軸向位移l與時間t是一次關(guān)系浙辫；而變距螺桿l與時間t是二次關(guān)系类菊。

2．速度分析

當螺桿勻速轉(zhuǎn)動時,等距螺桿螺旋線上任意點的軸向速度

v=dl/dt=Aw

式中:A、w均為常數(shù),故v為常數(shù),即等距螺旋線上任意動點的軸向位移速度是恒定的郊檐。而變距螺旋線上任意點的軸向速度

v=dl/dt=Aw+2Bw²t

則說明變速螺旋線上任意動點的軸向速度是時間的函數(shù),是變化的玩捉。

3．加速度分析

等距螺桿軸向加速度a=d²l/dt²=0,變距螺桿軸向加速度a=d²l/dt²=2Bw²,說明等距螺桿螺旋線上任意點軸向加速度為零,而變距螺桿螺旋線上任意點軸向加速度為常數(shù),其速度變化是均勻的。也就是說,變距螺旋線上任意點的軸向位移為勻加(減)速運動茴怀。

(三)成形運動分析

加工等螺距螺桿,只須主軸帶動工件勻速轉(zhuǎn)動,刀具作軸向勻速移動,即可形成等距螺旋線词宴。加工變距螺桿,則一方面須主軸帶動工件勻速轉(zhuǎn)動,一方面須刀具作軸向勻加(減)速移動才能形成變距螺旋線。

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