螺杆的设计组合计算共58页文档
螺杆设计组合计算
螺杆挤出机的输送机理相同，如果螺槽纵横向皆封闭，其输送为正位移输送； 如果螺槽纵横向有一定开放，则会丧失一部分正位移输送能力，但会加大混 合作用。
双螺杆挤出机的用途
非啮合双螺杆挤出机主要应用于反应挤出、熔剂法或乳液法制取聚合物、
着色、玻璃纤维增强以及热熔体粘接剂的准备工序，广泛应用于熔剂含 量高达50％，每小时需干燥4500-6750kg物料的情况下。
设计螺杆元件时：
根据双螺杆几何学和加工体系所需的混合 能力、输送能力进行设计。
啮合同向双螺杆元件的设计
输送元件
包括正向螺纹元件和反向螺纹元件，设计 时需考虑螺纹头数、螺旋方向、导程、元件 的轴向长度。
啮合同向双螺杆元件的设计
剪切元件
主要指捏合盘元件，一般成对、成串使用。 设计时应考虑头数、厚度等。在应用时考虑错列 角的大小和方向、捏合盘的个数、捏合块的轴向 长度等。
啮合异向双螺杆挤出机的输送机理：啮合异向双螺杆挤出机可通过设计使这
种双螺杆实现不同程度的正位移输送。螺槽纵横向封闭越好，正位移输送特 性越强。只有全啮合、螺槽纵横向完全封闭，才能实现完全的正位移输送。
啮合同向双螺杆挤出机的输送机理：啮合同向双螺杆挤出机可以设计成螺
槽全啮合横向封闭的，但纵向不能封闭，否则螺杆会啮合不上，会发生 干涉。也就是必须将螺槽宽度设计得大于螺棱宽度，在纵向留下一定的 通道。通道的大小由使用目的而定。纵向开放得越大，正位移输送能力 丧失得越多，而摩擦拖曳和粘性拖曳的作用越大。因此啮合同向双螺杆 挤出机的输送机理介于单螺杆挤出机和纵横向皆封闭的啮合异向双螺杆 挤出机之间：有正位移输送，也有摩擦、粘性拖曳输送。
啮合同向双螺杆元件的组合设计
螺杆和螺母设计计算
1螺杆和螺母的设计计算(F=58KN,H=250mm )1.1螺旋副的计算1.1.1螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。
梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。
故选梯形螺纹。
1.1.2选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40、45、55等。
选45钢。
1.1.3计算根据国家规定ϕ=1.2~2.5，取ϕ=1.4（梯形螺纹）；螺纹牙的工作高度h=0.5P ；查教材表2-4-9，[p ]取21Mp a故，d 2≥[]p h FP ϕπ = []p P FP πϕ5.0 =6310214.114.35.01058⨯⨯⨯⨯⨯≈35.45mm 查机械制图附表2-3，d 取40m m ，mm 5.362取d ，P=7mm螺母高度mm d H 63.4945.354.12'=⨯==ϕ，'H 取50mm 螺母的螺纹工作圈数14.7750'===P H z ，所以z 取7圈 螺纹牙的工作高度3.5mm 70.5=0.5P =h =⨯根据教材（2-4-36）的校核式[]p hzd F p ≤=2π []p MPa hz d F p ≤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--66.207105.3105.3614.310583332π ，满足条件1.1.4自锁验算自锁条件是≤λρv ，式中：λ为螺纹升角；ρϖ为螺旋⎬副当量摩擦角，ρv =arcta n v f ，当螺旋副材料为钢对青铜时取v f =0.09（为保证自锁，螺纹升角至少要比当量摩擦角小1°~1.5°）λ=arcta n (nP / πd 2)=arcta n （1⨯7/3.14⨯36.5）≈3.5°ρv =arcta n 0.09≈5.14°故，λ=3.5°<ρv -1°，所以满足自锁条件1.2螺杆的计算1.2.1螺杆强度螺旋千斤顶工作时，螺杆受轴向压力F 和转矩T 的作用，应根据第四强度理论对其强度进行校核。
螺旋起重器 豆丁网
目录一、设计任务 (4)二、设计内容 (4)1..螺杆的设计与计算 (4)1.1.螺杆螺纹类型的选择 (4)1.2.选取螺杆材料 (4)1.3.确定螺杆直径 (4)1.4.自锁验算 (5)1.5.螺杆强度计算 (6)1.6.稳定性计算 (6)2.螺母设计与计算 (8)2.1选取螺母材料 (8)2.2.确定螺母高度及螺纹工作圈数 (8)2.3校核螺纹牙强度 (9)3.托杯的设计与计算 (11)4.手柄的设计与计算 (13)4.1.选取手柄材料 (13)4.2.手柄长度 (14)4.3.手柄直径 (15)5.底座的设计与计算 (15)6.其他 (17)7.画装备图 (18)一设计任务设计一个起重器Q=38KN ，最大起重高度L=160 mm 螺旋起重器。
二设计内容1.螺杆的设计与计算 1.1螺杆螺纹类型的选择由于梯形螺纹的工艺性能好，牙根强度高，对中性好，故选用梯形螺纹较好。
1.2选取螺杆材料螺杆材料选取45号钢，s σ选取355MPa 。
1.3.确定螺杆直径1.3.1.按耐磨性计算初选螺纹的内径，因选用梯形螺纹螺母兼作支承，故取φ=2.5；螺母材料为铸铝青铜，故取[]p =15MPa 。
根据2d ≥0.8[]P Fφ=0.825.47155.238000=⨯mm1.3.2根据螺杆抗压强度初选螺纹的内径，根据第四强度理论求出威危险截面的应力，()[]στσσ≤+=22ca 3但对于中小尺寸的螺杆可以近似地认为()[]，，对于传力螺旋为螺杆稳定性安全系数面面积。
为螺杆螺纹段的危险截式中，，所以上式可简化为0.5~5.3.4A A A Q3.13.1336.0221s 22ca ====≤=≈+=≈S S mm d Ss πσσσστσστ对于传动螺旋，S=2.5~4.0，对于精密螺杆或水平螺杆，S>4,故可以选用S=5。
mm77.2935514.33800053.14SQ3.14d s1≈⨯⨯⨯⨯=⨯≥πσ 根据以上因素综合考虑，确定螺杆直径，比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果可知，确定直径的选定应与抗压强度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796-2005选定螺杆尺寸参数，螺杆外径d=38mm ；螺纹内径1d =30mm ；螺纹中径2d =34.5mm 。
螺杆组合
一、螺杆组合基本常识1. 挤出机螺杆分两大部分,就是芯轴和螺纹套;芯轴--不同型号机台有所不同,主要是直径,键槽(有单键和花键等)- 如早期螺杆一般是单键实验室30/40机70/72机等,目前75机一般是花键;2. 螺纹元件分类:从作用分两类–输送元件和剪切元件;即通常说的输送块和剪切块; 双螺杆我认为有两层意思:其一是螺杆是两根,另外实际包括了输送螺纹是双头的,就是同一根螺杆有两道螺纹; a 输送块根据作用分正反两种;输送块种类主要是从导程(绕一圈的轴向长度)和元件长度(元件轴向长度)来分;如72/36就可以代表这种输送元件,72是指导程,36是元件长度,单位mm ; 75机主要有96/96 72/72 56/56 72/3256/28 72/36L 56/28L 72机40/30机等原理基本一样, 输送有特殊的元件单头螺纹元件,和KS元件3. 剪切元件实际就是通常说的捏合块,由单个的剪切块捏合在一起,片数不定,一般5/7片;单片厚度不一; 主要是以各单片捏合的角度来确定规格型号;同样也分正反两种,比如进口莱鼒机的部分剪切块就全是单片,可根据实际情况进行微调组合; 剪切块举例: 450/5/56L中450指捏合角度,5是片数,56是长度L 指左向,一般正向的不标明; 通常75机还有900/5/56 300/7/72 450/5/36 600/5/56的基本很少用了;可以根据要求采购;象30机只有450/5/28 900/5/28 两种特殊剪切元件有新齿型盘;厚度很小的剪切块,薄的左向剪切块,还有新到的拉伸流块;4. 输送元件的大致作用,在螺杆组合整体效果看,单个的元件效果体现不明显,一般需要在特定的临近组合条件下才会有其真实的体现,具体比如同样90度剪切块在单独输送块之间和在后面连续90度90度/90度>>90度---90度; 一般来说,输送块96/96是目前最大导程输送,在物料未完全熔融输送能力最强(相对的,有新的KS元件等) 所以一般在下料口采用大导程元件,而在熔融状态下输送效率比小导程低(暂时无理论支持),在玻纤口真空口等需要降低压力的地方用大导程元件有很大优势,有效防止返料(当然还与熔融状况有关),72/72 56/56是目前使用比较多的一种元件,普通输送,配合对熔体进行适当压缩等, 该类元件主要起输送作用,新概念:输送能力,输送效率;涉及物料流动状态在挤出机内,靠摩擦拉伸往前流动,有一种说法:螺杆越光滑,螺筒越粗糙,熔体输送能力越强; 总体判定所有输送元件都是半充满状态; 反输送螺纹作用就不是简单相反,稳定并降低后段压力,但和降低单位时间产量没有直接联系;降低机头压力有很大优势,PBT大量采用;5. 剪切块,一般来说,角度越大剪切能力越强,厚剪切块剪切能力强于薄剪切块;正向剪切块除90度剪切块外,都有剪切和输送两个作用同时进行,有一个输送角度,一般剪切块厚度对剪切热影响很大,如: 450/5/56 ~~ 3 * 450/5/36 ;厚有利于通过剪切热加强塑化分散;反向剪切实际同时有反输送和剪切的作用,作用相当于正向剪切加左向输送块连接,但实际作用能力远小于后者;6. 固定流道理论,做两个极端假设,其一某一组合全部采用单一输送块56/56; 另一采用单一剪切块300/7/72 两个效果应该差别不大; 物料在其中容易形成固定流道,状态变化动力不足;但如果叉开,可能变成一套合格组合;原则就是不断打破这种固定流道平衡;实例:90号组合,修改原意就是封死玻纤口平衡分布剪切块,提高单位时间产量; 去掉前面左向剪切一个结果PP洗机料都不融,高冲也有大量白点;刘晴原改31号组合也类似,为提高输送压缩段输送能力,提高单位时间产量,前段全部使用96/96输送,结果80%以上粒料出来;当时是考虑53等组合剪切靠后有利于提高班产; 现用的90-75-C组合就是再次更改挤出机型的机械设计参数，ZSK型挤出机或任意同向旋转双螺杆挤出机的几何参数限定为3个，1. 啮合处间隙；2. 内外直径比（OD/ID）；3. 比扭矩（功率/容积比，即用扭矩/中心距的三次方（M/a3）表示）。
螺栓设计计算公式
M
1 2 3 4
M
N1 N2 N3 N4
y1 y2 中 和 轴 受压区
N1
M y1
2 y i i 1 n
N tb
3、偏心拉力作用下
N
1 2 3 4 N1 N2
e
y1 N3 N4 y2 中 和 轴
N M=N·e
M作用下
N作用下
N N M y1 b N1 N 1M n Nt n n 2 yi
b v
N
b t
0.8 P
V
1 2 3 4
V
N1 N2 y1 N3 N4 y2 中 和 轴 N作用下 V作用下
N M
N M=N·e
M作用下
2、采用高强度螺栓承压型连接时 单个螺栓所受的剪力：
N v1
单个螺栓所受的最大拉力： N t 1
螺栓的强度计算公式：
N v1 Nb v N t1 Nb t
M=Ve
Nv Nt 1 Nb Nb v t
2
2
( 3 59)
Nv N
b c
( 3 60)
高强度螺栓连接计算
高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 按受力特征的不同高强度螺栓分为两类：
摩擦型高强度螺栓—通过板件间摩擦力传递内力， 破坏准则为克服摩擦力；
螺栓设计计算公式
普通螺栓抗剪连接
N/2
N
N/2
破坏形式
（1）螺栓杆被剪坏 N 栓杆较细而板件较厚时 （2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时 （3）板件被拉断 N 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。
N
N
螺栓组联接的设计计算(精)
螺纹联接的安全系数S
受载类型
静载荷
变载荷
松螺栓联接
1.2~1.7
受轴
向及
横向 紧 载荷 螺 的普 栓 通螺 联 栓联 接接
不考虑预 紧力的简 化计算
考虑预紧 力的计算
d
碳钢 合金 钢
M6~ M16 5~4
5.7~5
M16~ M30 4~2.5
5~3.4
M30~ M60 2.5~2
3.4~3
d/mm
F0
F0
c2 c1 c2
Fa
K 0.2~0.6 0.6~1 1.5~1.8
3）强度计算
1.3F πd12 4
[ ]
性能等级5.6 s 300MPa
查安全系数 S=1.5
[ ] s 300 200MPa
S 1.5
d1
4 1.3F
π[ ]
41.311446 9.7mm π 200
对承受横向载荷较大的普通螺栓组，可采用 卸载装置承受横向载荷，螺栓起联接作用。
F
F
三、受转矩的紧螺栓组联接
1. 普通螺栓联接
M12，4.6级 控制预紧力
摩擦 原理
r1= r3 =r6=r8=270mm
r2= r7 =225mm
r4= r5 =r9=r10=167mm
最大转矩T ？
受力分析
F0
F0
10
防滑条件 F0 f ri CT 1
F0 f F0 f
■强度计算 1.3F0 [ ]
πd12 4
F0
F0
F0
F0 f F0 f
F0 f
F0 f
螺杆设计
4.主要技术参数的设计:①螺杆直径:原螺杆直径是150mm,最大生产PE料为9770克,要生产出18000克PE料,螺杆直径(ф)为:ф2:1502=18000:9770ф2=41453ф=203.6(mm)取整后为205mm.②注射压力原螺杆直径为205mm后,注射压力(F)为:F=1640x(1502/2502)=878kgf/cm2该参数达到生产地台板的要求.5.设计限制:( 1 )由于注射座油缸长度的限制,螺杆料筒只能加长 2 0 0 mm 普通螺杆的长径比为 1 6 —2 0 ，原螺杆的长径比为 1 7 ． 8 5 ，现在增大了螺杆的直径，螺杆长度不能相应增长，按原来的长径比17.85计算，要增长 9 8 1 mm，现只能增长 2 00 mm，因此新螺杆的长径比减少了，只达到 1 4 ，会影响到螺杆的塑化效果。
( 2 )由于塑化液压马达的限制，螺杆尾部直径不能大于 1 3 0 mm由于使用原来的塑化马达，不能改变油马达的轴孔尺寸，螺杆尾部直径不能大于1 30 m m，所以螺杆强度大大地削弱了，螺杆很容易被扭断。
( 3 )由于注射座安装料筒的孔径的限制,料筒尾部直径不能大于 3 0 0 mm 由于使用原来的注射座，不能改变注射座的安装孔,料筒的尾部直径不能大于 3 00 mm，因此螺杆的危险断面直径只有 3 1 5 m m，螺杆壁厚只有 5 5 m m，注射时容易破裂。
6. 螺杆各段参数的设计①长径比和分段原螺杆设计参数为：直径150 ，螺杆总长3738 ，螺纹长度为2678 ，长径比为17.85，新螺杆设计参数为：直径 205 ，因受注射座油缸长度的限制，螺杆只加长 2 0 0 mm，所以螺杆总长3938，螺纹长度为2878，长径比为 1 4 。
我公司主要生产的原料为 P E、 P P 、 A B S，为能都生产以上材料，决定采用通用型螺杆，通用型螺杆设计分段为：加料段为 4 5—5 0 ％，压缩段为 2 0 3 0 ％，均化段为 2 0—3 0 ％。
螺杆桩理论计算 文档
螺杆桩单桩承载力计算4.1 一般规定4.1.1 螺杆桩单桩承载力值以静载试验为准，施工前如无当地经验和数据应先打试桩确定单桩承载力。
4.1.2 采用现场静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不应少于总桩数的1%，且不应少于3根，工程总桩数在50根以内时不应少于2根；并相应做动力测试。
4.2 理论计算4.2.1 由于螺杆桩是由直杆段，螺纹段和桩端三部分构成。
因此，计算需分段进行。
4.2.2 直杆段侧阻力Qsk 1计算：直杆段螺杆桩侧阻力Q sk 1是由桩土之间的摩阻力实现的。
所以，计算方法与传统直线型灌注桩相同。
即：i sik sk l q u Q∑=1（4.2.2）式中：Q sk 1——直杆段桩的极限侧阻力标准值（KPa ），可按表4.2.2取值； u ——桩身周长（m ）；l i ——桩的直杆段穿越第i 层土的厚度（m ）。
4.2.3 螺纹段侧阻力Q sk 2计算：1 螺纹段的侧阻力Q sk 2是由桩的螺牙与土的机械咬合作用力通过桩孔侧壁土的抗剪强度体现的，与直杆段桩的受力机理截然不同，建议按下式计算：i si sk l u Q∑=τ2（4.2.3-1）式中：τsi——桩的螺纹段第i 层土抗剪强度值（KPa ）。
2 土层抗剪强度τsi的确定方法根据室内土工试验指标按下式计算 砂类土 i i i sik ϕστtan = （4.2.3-2）粘性土i i i i sik c ϕστtan += （4.2.3-3）式中：i σ——剪切滑动石上的法向应力（KPa ），可按表4.2.3取值；i c ——第i 层土的粘聚力（KPa ）；i ϕ——第i 层土的内摩擦角（º）。
4.2.4 桩端阻力计算：由于螺杆桩在成孔过程中对孔底有挤土作用，加之管内泵压混凝土有较高的压力，作用机理相似预制桩。
计算式如下：p pk pkA q Q= （4.2.4-1）式中：pk q —极限端阻力标准值（KPa ），可按表4.2.2取值；p A —桩端面积（m 2）。
对拉螺杆计算方法螺杆计算
对拉螺杆计算方法螺杆计算
对拉螺杆定义方法
可以有两种方法快速计算：
对拉螺杆屈指可数的是墙，首先说先怎么计算墙的
，方法1、你可以利用墙的模板，模板总量除以2再除以对拉螺杆的半径，但这个仍未考虑到当墙体拐
角，不足600的墙不设置对拉螺杆，所以不是很准确。
方法2：可以利用，钢
筋剪力墙中拉筋来计算，首先，把墙体柱暗柱，用墙体代替，然
后删除不满足对拉螺杆间距的墙体，
再到钢筋墙体属性中把拉筋间距改成对拉螺杆的间距。
计算，统
计根数。
二、柱：同样可以利用上述方法，1、先用搜索命令找到，满足设
置对拉螺杆的木架，再用
excel 表设置计算公式，自动统计根数。
2、利用钢筋柱里面拉筋，设置好间距，层高，再计算，统
计根数
三、梁：1、到土建报表中所树状表中，找到梁模板，帅选满足设
置对
拉螺杆梁，不满足删除，用模板中的长度除以对拉螺杆间距，满
足设置两根时再乘以几。
2、还是利
用钢筋，在梁腰筋中有设置拉筋，统计时，先到钢筋梁表格法中，查看满足
设置对拉拉螺杆的梁，记录，计算后，用查找命令搜索上述梁，记得关键字是单构件查看钢筋下搜索，再统
计拉筋，即对拉螺杆。
螺栓设计和计算
式中：
-1tc
——螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限，MPa ，
-1tc
值见表
——试件的材料特性，即循环应力中平均应力的折算系数，对于碳素钢， =0.1—0.2，对于合金钢， =0.2—0.3；
——拉压疲劳强度综合影响系数，如忽略加工方法的影响，则 Kσ=kσ/ σ，Kσ 此处 为有效应力集中系数，见表 S ——安全系数。
或
（5-24）
图:受横向载荷的螺栓组联接 式中： f——接合面间的摩擦系数，见下表； i——接合面数（图中，i=2）；
Ks——防滑系数，Ks=1.1～1.3。 由式（5-24）求得预紧力 Qp，然后按式（5-14）校核螺栓的强度。
联接接合面间的摩擦系数 被联接件 钢或铸铁零件 接合面的表面状态 干燥的加工表面 摩擦系数 f 0．10-0.16 0．06-0．10 0．30-0．35 0．35-0．40 0．45-0．55 0．40-0．45
图 1 凸台与沉头座的应用 的应用
图 2 斜面垫圈
2. 螺栓组联接的受力分析 1)．受横向载荷的螺栓组联接 2)．受转矩的螺栓组联接 3).受轴向载荷的螺栓组联接 4)．受倾覆力矩的螺栓组联接 进行螺栓组联接受力分析的目的是，根据联接的结构和受载情况，求出受力最大的 螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。 为了简化计算，在分析螺栓组联接的受力时，假设所有螺栓的材料，直径，长度和 预紧力均相同；螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合；受载后联接接合面仍保持为平 面。下面针对几种典型的受载情况，分别加以讨论。 1)受横向载荷的螺栓组联接 图所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作用线与螺栓轴线垂 直，并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时（图 a）。 靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷； 当采用铰制孔用螺栓联接时 （图 b） ， 靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。 虽然两者的传力方式不同， 但计算时可近似地认为，