


料筒和螺杆組成(chéng)了(le)擠壓係統。和螺杆一樣,料筒也是在高(gāo)壓、高溫、嚴重(chóng)的磨損、一定的腐蝕條件下工作(zuò)的。在擠出過程中,料筒還有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(hái)要設置加熱冷卻係統,安裝機頭。此外,料筒上要(yào)開加料口。而加料口的幾何(hé)形狀及其位置的(de)選定對加料性能的影響很大。料筒內表麵的光潔度、加料段內壁開設溝(gōu)槽等(děng),對擠出過程有很大影(yǐng)響,設計或選擇料筒時都要考慮到(dào)上述因素。
一、料筒結構
就料筒的整體結構(gòu)來分,有整體料筒和組合料筒。
(一)、整體料筒
是在整體坯料上加工出來的(de)。這種結構容易保證較高的製造精度和裝(zhuāng)配精度,也可以簡化裝配工作,便於加熱冷卻(què)係統的設置和裝拆,而且熱量沿軸(zhóu)向分布比較(jiào)均(jun1)勻,自然這種料(liào)筒(tǒng)要求(qiú)較高的加工製造條件。
(二)、組合料筒
是指一根料筒是由幾個料筒段(duàn)組合起來的。實驗(yàn)性擠(jǐ)出機和排氣(qì)式擠出機多用組合料筒。前者是為了便於改變料筒長度(dù)來適應不向長徑比的螺杆,後者(zhě)是為了設置排氣段。在一定意義上說(shuō),采(cǎi)用組合料筒有利於就地取材和加(jiā)工,對中小型廠是有利的。但實際上組合料筒對加工精(jīng)度要求(qiú)很高。組合料筒各料筒段多用法蘭螺栓聯接在一起。這樣就破壞了料筒(tǒng)加熱的均勻性,增加了熱損失。也不便於加熱(rè)冷卻係統的(de)設置和維修。
(三)雙金屬料筒
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(tàn)素(sù)鋼或鑄鋼的基體內部鑲一合金鋼襯套。襯套磨損後(hòu)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(bì)上熱傳(chuán)導不受影響;料(liào)筒和襯套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,有的工廠采(cǎi)用配合。
(四)IKV料筒
1、料筒加料段(duàn)內壁開設縱向溝槽
為了提高固體輸(shū)送率,由固體輸送理論知,一種方法就是增加料筒表(biǎo)麵的摩擦係(xì)數,還有一種方法就是增加(jiā)加料口處的物料通過(guò)垂(chuí)直於螺杆軸線的橫截麵的麵積。在料筒加料(liào)段內壁開設縱(zòng)向(xiàng)溝槽和將加料段靠近加料口處的一段(duàn)料(liào)筒內壁做成錐形就是(shì)這兩種方法的具(jù)體化。
在料筒加料段處(chù)開縱向溝槽或加工出錐度的具體結構如下:
一(yī)般情況下,錐度的長度可取(3~5)D(D為料筒(tǒng)內(nèi)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的直徑和螺杆直徑。螺杆直徑增加時,錐度要減少(shǎo)(同時加(jiā)料段(duàn)的長度要相應增加)。
縱(zòng)向溝槽(cáo)隻能在物料仍然是固(gù)體或開始熔融以前的(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介紹,相當於螺杆直徑(厘米)的十分(fèn)之一左右,槽數太多,會導致物料回流,使輸送量(liàng)下降。槽(cáo)的形狀可以是長方形的,三角形的,或其它形狀(zhuàng)的。橫截麵為長方形的溝槽的寬度和深度與(yǔ)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,還有一種方法。就是冷卻加料段料筒,目的(de)是(shì)使被輸(shū)送的物料的溫度保持(chí)在(zài)軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)以下,避免熔膜出現,以保持物料的固體摩擦性質(zhì)。
采用上述方法後,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量損失;由於在料(liào)筒加料段末處(chù)可能產生極高的壓力(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(dà);擠出性能對原料的依賴性較大。此外,在小型擠出(chū)機(jī)上采用此結構受到(dào)限製。
(五)加料口的形狀(zhuàng)和位置
加料口的形狀及(jí)其在料筒上的開設位置對加(jiā)料性能有很大影響。加料口應能使物料自由地(dì)地加入料筒而不產生架橋,設計時還(hái)應當(dāng)考慮到加料口是否適於設置加料裝置,是否(fǒu)有利於(yú)清理,是否便於(yú)在此段設置冷卻係統。加料口的形狀(俯(fǔ)視)有圓的,方的,也有(yǒu)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(wéi)螺杆直徑1.5—2倍。
二(èr)、料筒材料及強度計算
(一)、料筒材(cái)料
正像螺杆一樣,為滿足料(liào)筒的工作(zuò)要(yào)求,必須由的耐高溫、耐磨(mó)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熱(rè)處理(lǐ)性能。料筒除了可以用45號鋼(gāng)、40Cr、38CrMoAL外,還(hái)可(kě)以用(yòng)鑄(zhù)鋼和球墨鑄鐵製造。帶襯套的加料段可以用鑄鐵製成。
隨(suí)著高速擠出和工程塑料的發展,特別是擠出玻璃纖維增(zēng)強(qiáng)塑料和含有無機填(tián)料的塑料時,對料筒(tǒng)的耐磨(mó)耐(nài)腐蝕(shí)能力提出了(le)更高的(de)要求。舟山佳誠是一種新穎的耐磨損、耐腐蝕材料,目(mù)前在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。這種材料熔dian低,堅硬,與鋼(gāng)有很(hěn)好的熔(róng)接性,機加工性能好(hǎo),澆鑄性能也好,且無澆(jiāo)鑄應力(lì),澆鑄後即使受到彎曲,也不(bú)會成鱗片狀脫落。
將它應用到料(liào)筒上是采用這(zhè)樣的辦法:在高溫下將這種粉末狀(zhuàng)的(de)Xaloy合金(jīn)和(hé)料筒一起加熱,由於其熔dian低,大約在1200℃時即可熔(róng)融成流動狀態,這(zhè)時(shí)使料筒高速旋轉,熔(róng)融的Xaloy產(chǎn)生的巨大離心力便使之澆鑄在紅熱的料筒內壁上(shàng),其厚(hòu)度約為2毫米(mǐ),冷卻後用衍磨的方法磨去約0.20毫米,即可(kě)滿足一般(bān)料筒的要求。硬度值(zhí)可達Rc58—64,在482℃時,硬度無明顯下(xià)降,耐腐蝕能力比(bǐ)滲氮鋼大12倍。
(二)、料筒壁厚的決定及強度計算:
1、料筒壁厚的決定
料筒很少因強度不足報廢,主要是由於腐蝕磨損。料筒壁厚的決(jué)定,除了考慮強度(dù)外,更多的是考慮料筒結構(gòu)的工藝性和熱慣性。根據後兩個因(yīn)素決定(dìng)的壁厚往往(wǎng)大於按強度條件計算出來(lái)的值。由於無成熟的按照料筒傳熱特性計(jì)算料筒壁(bì)厚的計算方法,因此目前大多根據經驗統計類比決定壁(bì)厚,再進行強度校核。
2、強度計算
料筒(tǒng)的強(qiáng)度計算按厚壁筒進行。
當(dāng)料筒內鑲有襯套時,相當於“機械零件”中(zhōng)過盈(yíng)配合中的壓合連接,這時襯套(tào)和料筒的應力狀態(tài)都比較複雜,其強(qiáng)度計算也比較複雜。