


料筒和螺杆組成了擠壓係統。和螺杆(gǎn)一樣,料筒也是在高壓、高溫、嚴重的磨損、一定的腐蝕條件下工作的。在擠出過程中,料筒還有將熱(rè)量傳給物料或將熱量從物料中傳走的作用。料筒上還(hái)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(hé)形狀及其位置的選(xuǎn)定對加料性能的影響很大。料筒(tǒng)內表(biǎo)麵的光潔度、加料段內壁開設溝槽等,對擠出過(guò)程有很大影響,設(shè)計或選擇料筒時(shí)都要考慮到(dào)上述因素。
一、料筒結(jié)構
就料筒的整體結(jié)構來分,有整體料筒和組合料筒。
(一(yī))、整體料筒
是在整體坯料上(shàng)加工出來的(de)。這種(zhǒng)結構容易(yì)保(bǎo)證較高的(de)製造精度和裝配精度,也(yě)可以(yǐ)簡化裝(zhuāng)配(pèi)工作,便於加(jiā)熱冷卻係統的(de)設置和(hé)裝(zhuāng)拆,而且熱量沿軸(zhóu)向分布(bù)比較均勻,自然這種料筒要求較高的加工製造條件(jiàn)。
(二)、組合料筒
是指一(yī)根料筒是由幾個料筒段(duàn)組合(hé)起來的。實驗性擠出機(jī)和排氣式擠出機多(duō)用組合料筒。前者是為了便於改變料筒(tǒng)長度來適應不向長徑比的螺杆,後者是為了(le)設置排氣段。在(zài)一定意義上說,采用組(zǔ)合料筒有利於就地取材和加工,對中小型廠是有利的。但實際上組合(hé)料筒對加工精(jīng)度(dù)要求(qiú)很高(gāo)。組(zǔ)合(hé)料筒各料筒段(duàn)多(duō)用法蘭螺栓聯接在一起(qǐ)。這(zhè)樣就破壞了料筒(tǒng)加熱的均勻性,增加了熱損失。也不便於加熱冷卻係統的設置和維修。
(三)雙金屬料筒
為了既能滿足料筒對材(cái)質的要求,又能節省貴(guì)重(chóng)材料,不少料筒在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內部鑲(xiāng)一合金鋼襯套。襯套磨損後可以拆出加以(yǐ)更換、襯套和料(liào)筒要配合好,要保證(zhèng)整個料筒壁上熱傳導不受影響;料筒和襯套(tào)間既不能有相對運動,又要能方便地拆出,這就要選擇合適(shì)的配合精度,有的工廠采用配合。
(四)IKV料筒
1、料筒加料段內壁開設(shè)縱向溝槽
為了提高固體輸(shū)送率,由固體(tǐ)輸送理論知(zhī),一種方法就是增加料筒表麵的摩擦係(xì)數,還(hái)有一種方法就是(shì)增加加料口處的物料通過垂直於螺杆軸(zhóu)線的橫截麵的麵積(jī)。在料筒加料段內壁開設縱向(xiàng)溝槽和將加料段(duàn)靠近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(zài)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,錐度的長度可取(3~5)D(D為料筒內徑),加工粉料時,錐度可(kě)以(yǐ)加長到(6—10)D。錐度的大小決定於物料顆粒的直徑和螺杆直徑(jìng)。螺杆直徑增加時,錐(zhuī)度要減少(同時加料段的(de)長度要相(xiàng)應增加)。
縱向溝槽隻能在物料仍然是固體或開(kāi)始(shǐ)熔融以(yǐ)前的(de)那一段料筒上開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝槽的數目與螺杆直徑有關,據IKV介(jiè)紹,相當於螺杆直徑(厘(lí)米)的十分之一左右,槽數太多,會導致物料回流,使輸(shū)送量(liàng)下降。槽的形狀可(kě)以是長方形的,三(sān)角形的,或其(qí)它形狀的。橫截麵為長方形的(de)溝槽的寬度(dù)和深(shēn)度與螺杆直徑有關。
2、強製冷(lěng)卻加料段料筒
為了提高固體輸送量,還有一種方法。就是冷卻加料段(duàn)料筒,目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點(diǎn)或熔點以下,避免熔膜出現,以保持物料的(de)固體摩擦性質(zhì)。
采用上述方法後,輸送效率由0.3提高到0.6.而(ér)且(qiě)擠出量對機(jī)頭壓力變(biàn)化的敏感性較小。
但這種係統也有如下缺點:強力冷卻會造成顯著的能量損(sǔn)失;由於在料筒加料段(duàn)末處可能產生極高的壓力(有的高達800—1500公斤/厘米2),有損壞(huài)帶有(yǒu)溝槽的(de)薄壁料(liào)筒的危險;螺杆磨損較大;擠出(chū)性能對原料的(de)依賴性較大。此(cǐ)外,在小型擠出機上采用此結構受到限製。
(五)加料口的形(xíng)狀(zhuàng)和位置
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。加料口應能使物料自(zì)由地地加入料筒而不產生(shēng)架橋,設計時還應當考(kǎo)慮到(dào)加(jiā)料口是否適於設(shè)置加料裝置,是(shì)否有利於清理,是否便於在此段設置冷(lěng)卻係統。加料口的形(xíng)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,長度約為螺杆直徑(jìng)1.5—2倍。
二(èr)、料筒材料(liào)及強(qiáng)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,必須由的耐高(gāo)溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度的材料做成。這些材料還應當具有好的機加工性能和(hé)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(sù)料(liào)和含有無機填料的塑料時,對料筒的耐磨耐腐蝕能力(lì)提出了更高的要求。舟山佳誠是一種新穎(yǐng)的耐磨損、耐腐蝕材料(liào),目前在國外得到廣泛應用。這種材(cái)料熔dian低(dī),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(wú)澆鑄應力,澆鑄後即使受(shòu)到彎曲,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(mò)狀的Xaloy合金和料筒(tǒng)一起加熱,由於其熔dian低,大約在1200℃時即可熔融成流動狀態,這(zhè)時(shí)使料筒高速旋轉,熔融(róng)的Xaloy產生的巨大離心(xīn)力便使之澆(jiāo)鑄(zhù)在紅熱的料筒內壁上(shàng),其厚度約為2毫(háo)米,冷卻(què)後用衍磨的方法磨去約0.20毫米,即可滿足一般料筒的要求。硬度值可達Rc58—64,在482℃時,硬度無明顯下降,耐(nài)腐蝕能力比滲氮(dàn)鋼大12倍。
(二)、料筒壁厚的決定及強度計算:
1、料(liào)筒壁厚的(de)決定
料筒很少因(yīn)強度不足報廢,主要是由於腐蝕(shí)磨(mó)損。料筒壁厚的決定,除了考慮強度外,更多的是(shì)考慮料筒結構的工藝性和熱慣性。根(gēn)據後兩個因素(sù)決定的壁厚往往大於按強度條件計算出來的值。由於無(wú)成熟的按照料筒傳熱(rè)特(tè)性計算料筒壁厚的計算方法,因此目前大多根據經驗統計類比(bǐ)決定壁厚,再進行強(qiáng)度校核。
2、強度計算
料筒的強度(dù)計算按厚壁筒進行。
當料筒內鑲有襯套時,相(xiàng)當於(yú)“機械零件”中過盈配合中的壓合連(lián)接,這時襯套和料(liào)筒的應力狀態都比較複(fù)雜,其強度計算也比較複雜。