


料筒和螺杆組成(chéng)了擠壓係統。和螺杆一(yī)樣,料筒也(yě)是在高壓、高溫、嚴重的磨損、一定的腐蝕條(tiáo)件下(xià)工作的。在擠出過程中,料(liào)筒還有(yǒu)將熱量傳給物料或將熱量從物料中傳(chuán)走的作用。料筒上還要設置加熱冷卻係統,安裝機頭。此外,料筒上要開加料口。而加料口的幾何形狀及其位(wèi)置的選定對加料性能的影響很大。料筒內表(biǎo)麵的(de)光潔度、加料段內壁(bì)開設溝槽等(děng),對擠出過(guò)程有很(hěn)大影響,設(shè)計或選擇料筒時(shí)都要考慮到上述因素。
一、料筒結構
就料筒(tǒng)的整(zhěng)體結構來分,有整體料筒和組合料筒。
(一)、整體料筒
是在(zài)整(zhěng)體坯料上加工出(chū)來的。這種結構容易保證(zhèng)較高的製造精度和裝配精度,也可以簡化裝配工(gōng)作(zuò),便於加熱冷卻係統的設置和裝拆(chāi),而且熱量沿軸向分布比較均勻,自然這種料筒要求較高的加工製造條件。
(二)、組合料筒
是(shì)指一根料筒是由幾個料(liào)筒段組合起來的。實驗(yàn)性擠出機和(hé)排(pái)氣式擠出機多用組合料筒。前者是為了便於改(gǎi)變料筒長(zhǎng)度來適應不向長(zhǎng)徑比的螺杆(gǎn),後者是為了設(shè)置排氣段。在一定(dìng)意義上(shàng)說(shuō),采(cǎi)用組(zǔ)合料(liào)筒有利於就地(dì)取材和加工(gōng),對中小型廠是有利的。但實際上(shàng)組合料筒對加工精度要求很(hěn)高。組合料筒各料筒段多用法(fǎ)蘭螺栓聯接在一起。這樣就破壞了料筒加熱的均勻性,增加了熱損失。也不便於加(jiā)熱冷卻係統的設置和維(wéi)修。
(三)雙金屬料(liào)筒
為了既能滿足料筒對材質的要求,又(yòu)能節省貴重材料,不少料筒在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲一合金鋼襯套。襯套磨損後可以拆出加(jiā)以(yǐ)更換、襯套和(hé)料筒要配合好,要(yào)保證整個料筒壁上熱傳導不受影響;料(liào)筒和襯套間既(jì)不能有相對運動,又要能方(fāng)便地拆出,這就要選(xuǎn)擇合適的配合(hé)精度,有的(de)工廠采用配合。
(四)IKV料筒
1、料筒加料段內(nèi)壁開設縱向溝槽
為了提高固體輸送率,由(yóu)固體輸送理論知(zhī),一種方法(fǎ)就是增加料筒表麵的摩擦係數,還有一種方(fāng)法就是增加加料(liào)口處的物料通過垂直於螺杆(gǎn)軸線的橫截麵的麵積。在料筒加料段內壁開設縱向溝槽和(hé)將加料段靠近(jìn)加料口處的一段料筒內壁做成錐形就是(shì)這兩種方法的具體化。
在料筒(tǒng)加(jiā)料段處開縱向(xiàng)溝槽或加工出錐度的具體結構如下(xià):
一般情況下(xià),錐度的長度可取(3~5)D(D為料筒內徑),加工粉料時,錐(zhuī)度可以加長到(6—10)D。錐度的大小決定於物(wù)料顆粒的直(zhí)徑和螺杆直徑。螺杆直徑增加時,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(néng)在物(wù)料仍(réng)然是固體或開始熔融以前的那(nà)一(yī)段料筒上開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝槽(cáo)的數目與螺杆直徑有關,據IKV介紹(shào),相當於螺杆直徑(厘米)的十(shí)分之一左右,槽數太多,會(huì)導致物料回流,使輸送量下降。槽的形(xíng)狀可以是長方形的,三角形的,或其它形狀的。橫截麵為長(zhǎng)方(fāng)形的溝槽的寬度和深度與螺杆直徑有關。
2、強製冷卻加料段料筒
為了(le)提高固體輸送(sòng)量,還有一種(zhǒng)方法。就是冷卻加料段料筒,目(mù)的是使被輸送(sòng)的物料的(de)溫度保持在軟化點或熔點以下(xià),避免熔膜出現,以保持物料的固體摩擦性(xìng)質。
采用上述(shù)方法後,輸送效率由0.3提高到0.6.而且擠出量對(duì)機頭壓(yā)力變化的敏感性較(jiào)小。
但這種係統也有如下缺點:強力冷卻會造成顯著的能(néng)量損失;由於在料(liào)筒加(jiā)料段末處可能產生極高的壓力(有(yǒu)的高(gāo)達800—1500公斤/厘米2),有(yǒu)損壞帶(dài)有溝槽的薄壁(bì)料筒的危險;螺(luó)杆磨損較大;擠出性能對原料的(de)依(yī)賴性(xìng)較大。此外,在小型擠出機上采用此結構受到限製。
(五)加料口(kǒu)的形(xíng)狀和位置
加料口的形狀及其在料筒上的開設位置對(duì)加料(liào)性(xìng)能(néng)有很大影響。加料口(kǒu)應能使物料自由地地加入料筒而不產生(shēng)架橋,設計時還應當考慮到加料口是否適於設(shè)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(tǒng)。加料(liào)口的形狀(俯(fǔ)視)有圓的,方的,也有矩形的。一般情況下多用(yòng)矩形的,其長邊平行於料筒軸線,長度(dù)約(yuē)為螺杆直徑1.5—2倍。
二、料筒材料及強度計算
(一)、料筒(tǒng)材料
正像螺杆一樣,為滿足(zú)料筒的工(gōng)作要求,必須由的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度的材料做(zuò)成。這些材料還應(yīng)當具(jù)有好的機加工性能和熱處理性能。料筒除了(le)可以用45號鋼、40Cr、38CrMoAL外,還可以用鑄(zhù)鋼和球墨鑄鐵製(zhì)造。帶襯套的加(jiā)料(liào)段可以用鑄鐵製成。
隨著高速擠出和工程塑料的發展,特(tè)別是(shì)擠出玻璃纖維增強塑料和含有無機填料的(de)塑料時,對料筒的耐磨(mó)耐(nài)腐蝕能力提出了更高的要求。舟山佳誠是一種(zhǒng)新穎的耐磨損、耐腐蝕材料,目前在國外得到廣泛應用。這種(zhǒng)材料熔dian低,堅硬,與鋼(gāng)有很好(hǎo)的熔接性(xìng),機加工性能好,澆鑄性能(néng)也好,且無澆鑄應力,澆鑄後即使受到彎曲(qǔ),也(yě)不(bú)會成鱗片狀脫落(luò)。
將它應用到料筒上是采用這樣的辦法:在高溫(wēn)下將這種粉末狀的Xaloy合金和料(liào)筒一起加熱,由於其熔dian低,大約在(zài)1200℃時即可熔融(róng)成流動狀態,這時使料筒高速旋轉,熔融的Xaloy產生的(de)巨大離心力便使之(zhī)澆鑄在紅熱的料筒內壁上(shàng),其(qí)厚度約為2毫(háo)米,冷(lěng)卻後用衍(yǎn)磨的方法磨去約0.20毫米,即可滿足一(yī)般料筒的要求。硬度值可達Rc58—64,在482℃時,硬度無明顯下降(jiàng),耐腐蝕能力比滲氮鋼大12倍。
(二(èr))、料筒壁厚的決定及強度計算:
1、料筒壁厚的決(jué)定
料筒很少因強度不足(zú)報廢,主要是由於(yú)腐蝕磨損。料筒壁厚的決定,除了考慮強度外(wài),更多的是考慮(lǜ)料筒結構(gòu)的工藝性和熱慣性。根(gēn)據後兩個因素決定的壁厚往往大於按強度(dù)條件計算(suàn)出來的值。由於(yú)無(wú)成熟的按照料筒傳熱特性計算料筒壁厚的計算方法,因(yīn)此目前大多根據(jù)經驗統計類比決定壁厚,再進行強度校核。
2、強度計算
料筒的(de)強度(dù)計算按(àn)厚壁(bì)筒進行。
當料筒內鑲有襯套時,相當於“機械零件”中過盈配合中的壓合連(lián)接(jiē),這時襯套和料筒的應力狀態都比較(jiào)複雜,其強度計算也比(bǐ)較複雜。