


料筒和螺杆組成了擠壓係統(tǒng)。和螺杆一樣,料筒也是在高壓、高溫、嚴重的磨損、一定的腐蝕條件下工作的。在擠出過程中,料筒還(hái)有將熱量傳給物料或將熱量從物(wù)料中傳走的作用。料筒上還要設置加熱冷卻(què)係統,安(ān)裝機頭。此外,料筒上要(yào)開加料口。而加料(liào)口的幾(jǐ)何形狀及其位置的(de)選定對加料性能的影(yǐng)響很大(dà)。料筒內表(biǎo)麵的光潔度、加料(liào)段內壁開設溝槽等,對(duì)擠出過程有很大影響,設計或選擇料筒時都要考慮到上述(shù)因素。
一、料筒結構
就料筒的整(zhěng)體結構來分,有整體料筒和組合料筒。
(一)、整體料(liào)筒
是在(zài)整體坯料上加工出來(lái)的。這種結構(gòu)容易保證較高的製(zhì)造精(jīng)度和裝配精度,也(yě)可以簡化裝配工作,便於加熱冷卻係統的設置和(hé)裝拆,而且熱量沿軸(zhóu)向分布比較(jiào)均勻,自然這種料(liào)筒要求較高的加工製造(zào)條件。
(二)、組合料筒
是指一根料筒是由幾個料筒段組合起來的。實驗性擠出機和排氣式擠出機多用(yòng)組合料筒。前者是為了便於改變料筒(tǒng)長度(dù)來適應不向長徑比的螺杆,後者是為(wéi)了設置排氣段(duàn)。在一定意義上說,采用組合(hé)料筒有利於就地取材和(hé)加工,對中小型廠是有利的。但實際上組合(hé)料筒對加工精度要求很高。組合(hé)料筒各料筒段多(duō)用法蘭螺栓聯接在(zài)一起。這樣就破壞了料筒加熱的均勻性,增加了熱損失。也不便於(yú)加熱冷卻係(xì)統的設置和維修。
(三)雙金屬料筒
為了既能滿足(zú)料筒對材質的(de)要求,又能節省貴重(chóng)材料,不少料筒在一般碳(tàn)素鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲一(yī)合金(jīn)鋼襯套。襯套磨損後可以拆出加以更換、襯(chèn)套和料筒要配合好,要保證(zhèng)整個料筒壁(bì)上熱傳導不受(shòu)影響;料筒和襯套間既不能有相對運(yùn)動,又要能方便地拆出,這就要選擇合適的配合精度,有的工廠采用配合。
(四)IKV料筒
1、料(liào)筒加料段內壁開設縱向溝槽
為了提高固體輸送(sòng)率,由(yóu)固體輸送理論知,一種方(fāng)法就是增加料筒表麵的摩擦係數,還有一種方法就是增加(jiā)加料口處的物料通過(guò)垂直於螺(luó)杆軸(zhóu)線的橫截麵(miàn)的麵積。在料筒(tǒng)加料段內壁開設縱向溝槽和將加料段靠近加料口處的一段料(liào)筒內壁做成錐形就是這兩種方法的具體化。
在料筒加料段處開縱(zòng)向溝槽或加工(gōng)出錐度的具體結構(gòu)如下:
一般情況下,錐(zhuī)度的長度可取(3~5)D(D為料筒內(nèi)徑(jìng)),加工粉料時(shí),錐度可以加長到(dào)(6—10)D。錐度的大小決定於物料顆粒的直徑和(hé)螺杆直徑。螺杆直徑增加時,錐度要減少(同時加料段的長度要相應增(zēng)加(jiā))。
縱向溝槽隻能在物料仍然是固(gù)體或開始熔融以前的那一(yī)段料筒(tǒng)上開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝(gōu)槽(cáo)的數目與螺杆直徑有關,據IKV介紹,相當於螺杆直徑(厘米)的十分之一左右,槽數太(tài)多,會導致物料回流,使輸送量下降。槽的形狀可以是長方形的(de),三角形的,或其它形狀(zhuàng)的。橫截麵為長方形(xíng)的溝(gōu)槽的寬度和深度(dù)與螺杆直徑有關。
2、強製冷卻加料(liào)段(duàn)料筒
為了提高固體(tǐ)輸送量,還有一種方法。就是冷卻加料段料筒,目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點或熔點以下,避免熔膜(mó)出現(xiàn),以保持物(wù)料的固(gù)體摩擦性(xìng)質。
采用上述方(fāng)法後(hòu),輸(shū)送(sòng)效率由0.3提高(gāo)到0.6.而且擠出量對機頭壓力變化的(de)敏感性較小。
但這種係統也有如下缺(quē)點:強力冷卻會造成顯著的能量損失;由於在料筒加料段末處可能(néng)產生極高的壓力(有的高達800—1500公斤/厘米2),有損壞帶有溝槽的薄壁料筒的危險;螺杆磨損較大;擠出性能對原料的依賴性較大。此外,在小型擠出機(jī)上采用此結構受到(dào)限製。
(五)加料口的形狀和位(wèi)置
加料口的形狀及(jí)其(qí)在料筒上的開設位置對加料性能(néng)有(yǒu)很大影響。加料口應能使物料自由地地加入料筒而不產生架橋,設計時還應當考慮到加料口是否適於設置加料裝置,是否有利於清理,是否便於在此段設置冷卻係統。加料口的形狀(俯視)有圓的,方(fāng)的,也有矩形的。一般(bān)情況下多用矩形的(de),其長邊平行於(yú)料筒軸線(xiàn),長度約為螺杆直徑(jìng)1.5—2倍。
二、料筒(tǒng)材料及強度(dù)計算
(一(yī))、料筒材料
正像螺杆一樣(yàng),為滿足料筒的(de)工作要求,必須由(yóu)的耐高溫、耐磨(mó)損(sǔn)、耐腐蝕、高強度的材料做(zuò)成。這些材料(liào)還應當具有(yǒu)好的機加(jiā)工性能和熱處理(lǐ)性能。料筒除了可(kě)以用45號鋼、40Cr、38CrMoAL外,還可以(yǐ)用鑄鋼和球墨鑄鐵製造。帶襯套的加料段可以用鑄鐵製成。
隨著高速(sù)擠出和工程塑料的發展,特別是擠出玻璃纖維增強塑料和含有無機填料的塑料時,對料筒的耐磨耐腐蝕能力提出了更高的要求。舟(zhōu)山佳誠是一種新穎的耐磨損、耐腐蝕材料,目前在國外得到(dào)廣泛應用(yòng)。這種材料熔dian低,堅硬,與鋼有很好的熔接性,機加工性能好,澆鑄性能也好,且無澆鑄應力,澆(jiāo)鑄後即使(shǐ)受到彎曲(qǔ),也不(bú)會成(chéng)鱗片狀脫落。
將它應用到料(liào)筒上是(shì)采用這樣的辦法:在高溫下將這種粉末狀的Xaloy合金和料筒(tǒng)一起加熱,由於其熔dian低,大約在1200℃時即可熔(róng)融成(chéng)流動(dòng)狀態,這時使料(liào)筒高速旋轉,熔(róng)融的Xaloy產生的巨大離心力便使之澆鑄(zhù)在紅熱(rè)的料筒內壁上,其厚度約為2毫(háo)米,冷卻後用衍磨的方法磨(mó)去(qù)約0.20毫米,即可滿足一般料筒的(de)要求。硬度值可達Rc58—64,在482℃時,硬度(dù)無明顯下降,耐(nài)腐蝕能力(lì)比滲氮(dàn)鋼大12倍。
(二)、料筒壁厚的決定及強(qiáng)度計算:
1、料筒壁厚的決定
料筒(tǒng)很少因強度不足報廢,主要是由於腐蝕磨損。料筒壁厚的決定,除了考慮強度外,更多的(de)是(shì)考慮料筒結構的工藝性和熱慣性(xìng)。根據後兩個(gè)因素決定的壁厚往往大於按強度條件(jiàn)計(jì)算出來的值。由於無成熟的按照料(liào)筒傳熱特性計(jì)算料筒壁厚的計算方法,因此目前大多根據(jù)經驗統計類比決定壁厚(hòu),再進行強度校核。
2、強度(dù)計算
料筒的強(qiáng)度計算按厚壁筒進(jìn)行。
當料筒(tǒng)內鑲有襯套時,相當於“機械(xiè)零件”中過盈配(pèi)合中的壓合連接,這時襯套和料(liào)筒的(de)應力狀態(tài)都比較複雜,其強度計算(suàn)也比較複雜。