


料筒和螺杆組成了擠壓係統。和螺(luó)杆(gǎn)一樣,料筒也是在高壓、高溫、嚴重的磨損、一定的腐蝕條件(jiàn)下工作的。在(zài)擠出過程中,料筒(tǒng)還有將熱量傳給(gěi)物(wù)料或將熱量從(cóng)物料中(zhōng)傳走(zǒu)的作用。料筒上還要設置加熱冷卻係統,安裝機頭。此(cǐ)外(wài),料筒上要開加料口。而(ér)加料口的幾何形狀及其位置的選定對加(jiā)料性能的影響很大。料筒內表麵的光潔度(dù)、加料段內壁開設(shè)溝槽等,對擠出過程有很大影響,設計或選擇料筒時(shí)都要考慮到上述因素。
一、料筒結構(gòu)
就料筒的整體結構來分,有整體料筒和組合料筒。
(一)、整體料筒
是在整(zhěng)體坯料上加工出來的。這種結構容(róng)易保證較高的製造精度和裝配精度(dù),也可以簡(jiǎn)化裝配(pèi)工作,便(biàn)於加熱冷卻(què)係統的設置和裝拆,而且熱量沿軸向分(fèn)布比較均勻,自然這種料筒要求較高的加(jiā)工製造(zào)條件。
(二)、組合料筒
是指一根料筒是由幾(jǐ)個料筒段組合起來的。實驗性擠(jǐ)出機和排氣式擠出機(jī)多用組合料筒。前者是為了(le)便(biàn)於改變料筒長度來適應不向長徑比的螺(luó)杆,後者是為了設置排氣段。在一定意義上說,采用組合料筒有利(lì)於就地取材和加工,對中小型廠是有利的。但實際上組合料筒對加工精度要求很高。組合料筒各料筒段多用法(fǎ)蘭螺栓聯接在一起。這(zhè)樣就破壞了料(liào)筒加熱(rè)的均勻性(xìng),增加(jiā)了熱(rè)損失。也不便於加熱冷卻係統的設置和維修。
(三)雙(shuāng)金屬料筒
為了既能滿足料筒對材質的要求,又能節省貴重材料,不少料筒在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內部鑲一合金鋼襯套(tào)。襯(chèn)套磨損後可以拆出加以更換、襯套和料筒(tǒng)要配合好(hǎo),要保證整個料筒壁上熱傳導不受影響;料(liào)筒和襯套(tào)間既不能有相對運動,又要能方便地拆出,這(zhè)就要選擇合適的配合精度,有的工廠(chǎng)采用配合。
(四)IKV料筒(tǒng)
1、料筒加料段內壁開設縱向溝槽
為了提高固體(tǐ)輸(shū)送率,由固體輸送理(lǐ)論知,一種方法就(jiù)是增加料筒表麵的摩擦係數,還有(yǒu)一種方法就是增加加料口處的(de)物料通過垂直(zhí)於螺杆軸線(xiàn)的橫截麵的麵積。在料筒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筒內壁做成錐(zhuī)形就是(shì)這兩種方法的具(jù)體化。
在料筒加料段處開縱向溝槽或加工出錐度的具體結構如下:
一般情況下,錐度的長(zhǎng)度可取(3~5)D(D為料筒內徑),加工粉料時,錐度可以加長到(6—10)D。錐度的大小決定於物料顆粒(lì)的(de)直徑和螺杆直徑。螺杆直徑增加時(shí),錐度要減少(同時加料(liào)段的長度要相應增加)。
縱向溝槽隻能在物(wù)料仍然是固體或開始熔融以前(qián)的那一段料筒上開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝(gōu)槽的數目與螺杆(gǎn)直徑有關,據IKV介紹,相當於螺杆直徑(厘米)的十分之一左右,槽數太多,會導致物料(liào)回流,使(shǐ)輸送量下降。槽的形狀可以是長方形的,三角形(xíng)的,或其它形狀的。橫(héng)截(jié)麵為長方形的溝槽(cáo)的(de)寬度和深度與螺杆直(zhí)徑有關。
2、強製冷卻加料段料筒(tǒng)
為了提高固體輸(shū)送量,還有一種方法。就是(shì)冷卻(què)加料段料(liào)筒(tǒng),目的是使(shǐ)被輸(shū)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,以保(bǎo)持物料的固(gù)體摩擦性質。
采用上述方法後,輸送效率由0.3提高到0.6.而(ér)且擠出量對機(jī)頭壓力變化的敏感性較小。
但這種係統也有(yǒu)如(rú)下缺點(diǎn):強力冷卻會(huì)造成顯著的能(néng)量損失(shī);由於在料筒加料段末處可能產生極高的壓力(有的高達800—1500公斤/厘米2),有損(sǔn)壞帶有溝槽(cáo)的薄壁料(liào)筒的危險;螺杆(gǎn)磨損較大;擠出性能對(duì)原料的依賴性較大。此外,在小型擠出機(jī)上采(cǎi)用(yòng)此結構受到限製。
(五)加料口的形狀和位置(zhì)
加料口的形狀及其在料筒上的開設位置對加料性能有很大影響(xiǎng)。加料口應能使物料自由地地加入(rù)料(liào)筒而不產(chǎn)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(qīng)理,是否便於在此段設置冷卻(què)係統。加料口的形狀(俯視)有圓的,方的,也有矩形的。一般情況下多用矩形的,其長邊平行於料筒軸線,長度(dù)約為螺杆直徑1.5—2倍。
二、料筒材料及強度計算
(一)、料筒材料
正像螺杆一樣,為(wéi)滿足料筒的工作要(yào)求,必須由的(de)耐高溫、耐磨損、耐腐(fǔ)蝕、高強度的(de)材料做成(chéng)。這些材料還應(yīng)當具有好(hǎo)的機加工性能和熱處理性能。料筒(tǒng)除了可以(yǐ)用45號鋼、40Cr、38CrMoAL外,還可以(yǐ)用鑄鋼和球墨鑄(zhù)鐵製造。帶襯套的(de)加料段可以用鑄鐵製成。
隨著高(gāo)速擠出和工程塑料的發展,特別是擠出玻璃纖(xiān)維增(zēng)強塑料和含有(yǒu)無機填料的塑(sù)料時,對料筒的(de)耐磨耐腐蝕能力提出了更高的要求。舟山佳(jiā)誠是一種新穎的耐磨損、耐腐蝕(shí)材料(liào),目前在國外得到廣泛(fàn)應用。這種材料熔dian低,堅硬(yìng),與鋼有很好的熔接性,機加工性能好,澆鑄性(xìng)能也好,且無澆鑄應力,澆鑄後即(jí)使受到彎(wān)曲,也不會成鱗片狀脫落。
將它應(yīng)用到料筒上是采用這樣的辦法:在高溫下將這種粉末狀(zhuàng)的(de)Xaloy合金和料筒一起加熱,由於其熔dian低,大約在1200℃時即可熔融成流動狀態,這時(shí)使料筒高速旋轉,熔融的Xaloy產生的巨大離心力便使之澆鑄在紅熱的料筒內壁上,其厚度約為2毫米,冷卻後用衍磨的方法磨(mó)去約0.20毫米,即可滿足(zú)一般(bān)料筒的要求。硬度值可達Rc58—64,在(zài)482℃時,硬度無明顯下降,耐腐蝕能力比滲氮鋼大(dà)12倍。
(二)、料筒壁厚的決定(dìng)及強度計(jì)算:
1、料筒壁厚的決定
料筒很(hěn)少因強度不足報廢,主要是由於(yú)腐蝕磨損(sǔn)。料筒壁厚的決定,除了考慮強度外,更多的是考慮料筒結構的(de)工藝性和熱慣性。根據(jù)後兩個因素決定的壁厚往往大於按強度條件計算出(chū)來的值。由於(yú)無成熟的(de)按照料筒傳熱特性計算料筒壁厚的計算方法,因此(cǐ)目前大多根(gēn)據(jù)經驗統計類比決定壁厚,再進行強度校核。
2、強度計算
料筒(tǒng)的強度計算按厚壁筒進行。
當料筒內鑲有襯套時,相當於“機械零件”中(zhōng)過盈配合中的壓合連接,這時襯套和料筒的應力狀態都比較複雜,其強度計算也比較複雜。