


料筒和螺杆(gǎn)組成了擠壓係統。和螺杆一樣,料筒也是在高壓、高(gāo)溫、嚴(yán)重的磨損、一(yī)定的(de)腐蝕條件下(xià)工作的。在擠出過程(chéng)中,料(liào)筒還(hái)有將熱量傳給物料或將熱量從物料中傳走的作用。料筒上還要設置加熱冷卻係統,安裝機(jī)頭(tóu)。此外,料筒上要開加料口。而加料口的(de)幾何形狀及(jí)其位置的選定對加料(liào)性(xìng)能的影響很(hěn)大。料筒內表麵的光潔(jié)度(dù)、加料段內壁(bì)開設溝槽等,對擠出(chū)過程有(yǒu)很大影響,設計(jì)或選擇料筒時都要考慮到上述因素。
一、料筒結構
就料筒的(de)整體結構來分(fèn),有(yǒu)整體料筒和組合料(liào)筒。
(一)、整體料筒
是在整體坯料上加工出(chū)來的。這種結構容易保證較高(gāo)的製造(zào)精度和裝配精(jīng)度,也可(kě)以簡(jiǎn)化裝配工作,便於加熱冷卻係統的設置和裝拆,而且熱量(liàng)沿軸向分布比(bǐ)較均勻,自然這種料筒要求(qiú)較高的加工(gōng)製造條件。
(二)、組合料筒
是(shì)指(zhǐ)一根料(liào)筒(tǒng)是由幾個料筒段組(zǔ)合起來的。實驗(yàn)性擠(jǐ)出機(jī)和排氣式擠出機多(duō)用組合料(liào)筒。前者是為了便於改變料筒長(zhǎng)度來(lái)適應不向長徑比的螺杆,後者是為了設置排氣段。在一定(dìng)意義上(shàng)說,采用組合料筒有利於就地取材和加工,對中小型(xíng)廠是有利(lì)的(de)。但實際上組合料筒對加(jiā)工(gōng)精度要求很高(gāo)。組合料(liào)筒(tǒng)各料筒段多用法蘭螺栓聯接在一起。這樣就破壞了料筒(tǒng)加熱的均(jun1)勻性,增加了(le)熱損失。也不便於(yú)加熱冷卻係統的設置和維修。
(三)雙金屬(shǔ)料筒
為了既能滿(mǎn)足(zú)料筒對材(cái)質的要求,又能節省貴重材料,不少料筒在一般碳(tàn)素(sù)鋼或(huò)鑄鋼(gāng)的基體內部鑲一合金鋼襯套。襯套磨損後可以拆出加以更換、襯套(tào)和料筒要配合好,要保證整個料筒壁上熱傳導不受影響(xiǎng);料筒和襯套間(jiān)既不能有相對(duì)運動,又要能方便地拆出,這就要選擇合適的配(pèi)合精(jīng)度,有的工廠(chǎng)采用配合。
(四)IKV料筒
1、料筒加料段內壁(bì)開設縱向溝槽
為了提高固(gù)體輸送率(lǜ),由固體輸(shū)送理論知,一(yī)種方法就是增加(jiā)料筒表麵的摩擦係數(shù),還有一種方法就是(shì)增(zēng)加(jiā)加(jiā)料口處的物料通過垂直(zhí)於螺杆軸線的橫截(jié)麵的麵積。在料筒加料段內壁開設縱向溝槽和將加料段(duàn)靠近加料口處的(de)一段料筒內壁做成錐形就(jiù)是這兩種方法的具體化(huà)。
在料筒加料段處開縱向溝槽或加工出錐度的具(jù)體結構如下:
一般情況下,錐度的長度可取(3~5)D(D為料筒內徑),加工粉料時,錐度可以加(jiā)長到(6—10)D。錐度的大小決定於物料顆粒的直徑和螺(luó)杆直徑。螺杆直徑增加(jiā)時,錐度要減少(同時加(jiā)料(liào)段的長度要相應增(zēng)加)。
縱向(xiàng)溝槽隻能在物(wù)料仍然(rán)是固體或開始熔融以前的那一段料筒上(shàng)開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝槽的數目與螺杆(gǎn)直(zhí)徑有關,據IKV介紹,相當於螺杆直(zhí)徑(厘米)的(de)十分之一左右,槽數太多(duō),會導致物料回流,使輸送量(liàng)下降。槽的形狀可以是長方形的(de),三角形的,或其(qí)它形狀的。橫截麵(miàn)為長方形的溝槽的(de)寬度和深度與螺杆直徑有關。
2、強製冷卻加料段料筒
為了提高固體輸送量,還有一(yī)種方法。就是冷卻加料(liào)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,避免熔膜出現,以保持物料的固體摩擦性(xìng)質。
采用上述方法(fǎ)後,輸送效率(lǜ)由0.3提高到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點:強力(lì)冷卻會造成(chéng)顯著的能量損失(shī);由於在料筒加料段末處可能產生極高的壓力(有的高達(dá)800—1500公斤/厘米2),有損壞帶有溝(gōu)槽的薄壁料筒(tǒng)的危險;螺杆磨損較大;擠出(chū)性能對原料的依賴(lài)性較大。此外,在小型擠出機上采用此結構受到(dào)限(xiàn)製。
(五(wǔ))加料口的形狀和位置
加(jiā)料口的形狀及其(qí)在料筒上(shàng)的開設位置對加(jiā)料性能有很大(dà)影響。加料口應能使物料自由(yóu)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(shì)否便於在此段設置冷卻(què)係統。加料口的形狀(俯視)有圓(yuán)的,方的(de),也有矩形的。一(yī)般情況下多用矩形的,其長邊(biān)平行於料筒軸線,長度約為螺杆直徑1.5—2倍(bèi)。
二、料筒材料及強度計算
(一)、料筒材料
正像螺(luó)杆一樣,為滿足料筒的工作要求,必須由(yóu)的耐高溫、耐磨損、耐腐(fǔ)蝕、高強度的材料做(zuò)成(chéng)。這些材料還應當具有好的機加工性能和熱處理性能。料筒除了可以用45號鋼、40Cr、38CrMoAL外,還可以用鑄鋼和球墨鑄鐵製造。帶(dài)襯(chèn)套的加料段可以用鑄鐵製成。
隨著高速擠出和工程塑料的(de)發(fā)展,特別是擠出玻璃纖(xiān)維增強塑料和含有無機填料的塑料(liào)時,對料筒的耐磨耐腐蝕能力提(tí)出了更高的要求。舟山佳誠是一種新(xīn)穎的耐磨損、耐(nài)腐蝕(shí)材料,目前在國外得到(dào)廣泛(fàn)應用。這種材(cái)料熔dian低,堅硬,與鋼有很好的(de)熔接性(xìng),機加工性能好,澆鑄性能也好,且無澆(jiāo)鑄應力,澆鑄後(hòu)即使受到彎曲,也不會成(chéng)鱗(lín)片狀(zhuàng)脫落。
將它應用到料筒上是采用這樣的辦法:在高溫下將這種粉(fěn)末狀的Xaloy合金和料(liào)筒一起加熱,由於其熔(róng)dian低,大約(yuē)在1200℃時即可(kě)熔融(róng)成流動狀態,這時使料筒高速旋轉,熔融(róng)的Xaloy產生的巨大離心(xīn)力(lì)便使之澆(jiāo)鑄在紅熱的料筒內壁上(shàng),其(qí)厚度約為2毫(háo)米(mǐ),冷(lěng)卻後(hòu)用衍磨的方法磨去約0.20毫米(mǐ),即可滿足(zú)一般料筒的要求。硬度值可達Rc58—64,在482℃時,硬度無明顯下降,耐腐蝕(shí)能(néng)力比滲氮鋼大12倍。
(二)、料(liào)筒壁厚的決定及強度計算(suàn):
1、料筒壁厚(hòu)的決定(dìng)
料筒很少因強度不足報廢,主要是由於(yú)腐蝕磨(mó)損。料筒壁(bì)厚的決定,除了考慮強度外,更多的是考慮(lǜ)料筒結構的工藝性和熱慣性。根據後兩(liǎng)個因素決定的壁厚往往(wǎng)大於按強度條件計算出來的值。由於無成熟的按照料筒傳熱(rè)特性計(jì)算料筒壁厚的計算方法,因(yīn)此目前(qián)大多(duō)根據(jù)經驗統計類比決(jué)定壁厚,再進行強(qiáng)度校核。
2、強度計算
料筒的強(qiáng)度計算按厚壁筒進行。
當料筒內鑲有襯(chèn)套時,相當於“機(jī)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(jiào)複雜,其強(qiáng)度計算也比較(jiào)複雜。