


料筒和螺杆組成了(le)擠壓係統。和螺杆一樣,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,料筒還有將熱量傳給物料(liào)或將熱量從物料中傳走的作用。料筒上(shàng)還要設置(zhì)加熱冷卻係統,安裝機頭。此外,料筒上要開加料(liào)口。而加料口的幾何形狀及其位置的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,對擠出(chū)過程有很大影響,設計或(huò)選擇料(liào)筒(tǒng)時都要考慮到上(shàng)述因素。
一、料筒結構
就料筒的整體(tǐ)結構來分,有整體料筒和組合料筒。
(一(yī))、整體料筒
是在整體坯料上加工出來(lái)的(de)。這種結構容易保證(zhèng)較高(gāo)的製造精度和裝配精度(dù),也(yě)可以簡化裝(zhuāng)配工作,便於(yú)加熱冷卻係統的設置和(hé)裝(zhuāng)拆,而且熱量沿軸(zhóu)向分布比較均(jun1)勻,自然這種料(liào)筒要求較(jiào)高的加工(gōng)製造條件。
(二)、組合料筒
是指一根料筒是由幾個料筒段組合(hé)起來的。實驗性擠出機和排氣式擠出機多用組合料筒。前者是為了便於改變料(liào)筒長度(dù)來適應不向長徑比的螺杆,後者是為了設置排氣段。在一定意義(yì)上說,采用組合料筒(tǒng)有利於就地取材和加工,對中(zhōng)小型廠是有利(lì)的。但(dàn)實際上組(zǔ)合料筒對加工精度要求很高。組合料(liào)筒各料筒段多用法蘭螺栓(shuān)聯接在一起。這樣就破壞了料筒(tǒng)加熱的均勻(yún)性,增加了熱損失。也不便於加熱冷卻係統(tǒng)的設置和維(wéi)修。
(三)雙金屬(shǔ)料筒
為了既能滿(mǎn)足料筒對材質的要(yào)求,又能節省(shěng)貴重(chóng)材料,不少料筒在一般碳素鋼或(huò)鑄(zhù)鋼的基體內(nèi)部鑲一合金鋼襯套(tào)。襯套磨損後可以拆出加以更換、襯套和料筒要配合好,要保證整個料筒壁(bì)上熱傳導不受(shòu)影響;料筒和襯套間既不能有相(xiàng)對運動,又要能方便地拆出,這就(jiù)要選擇合(hé)適的配合(hé)精度,有的工廠采用配合。
(四)IKV料筒
1、料筒加料段內壁開設縱(zòng)向溝(gōu)槽
為了提高固體輸送率,由固體輸送理論知,一種(zhǒng)方法就是增加料筒表麵的摩(mó)擦係(xì)數,還(hái)有一種方法就是增加加料(liào)口處的物料通過垂直於螺杆軸線的橫截麵的麵積。在(zài)料筒加料段內壁開設縱向溝(gōu)槽和將加料段靠近加料口處的一段料筒(tǒng)內壁做成錐形就是這兩種方法的具體化。
在料(liào)筒加料段(duàn)處開縱(zòng)向溝(gōu)槽或加工出錐度的具(jù)體結構如下:
一般情況下(xià),錐度的長度可取(3~5)D(D為料(liào)筒內徑),加工粉料時,錐度可(kě)以加長到(6—10)D。錐度的大小決定於物料顆粒的直徑和螺(luó)杆直徑。螺杆直徑增加時,錐度要(yào)減少(同時加料段的(de)長(zhǎng)度要相應增加)。
縱向溝槽隻(zhī)能在物料仍然是固體或開始熔融以前的那(nà)一段料筒上開。槽長約(3—5)D,有錐度。
溝槽的數目與螺杆直(zhí)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(tài)多(duō),會導致物料回(huí)流(liú),使輸(shū)送量下降。槽的形狀(zhuàng)可以是長方形的,三角形的,或(huò)其它形(xíng)狀的。橫截麵為長方形的溝(gōu)槽的寬度和深度(dù)與螺杆直徑有關。
2、強製冷卻加料段料筒
為了提(tí)高固體輸送量,還有一種方法(fǎ)。就是冷(lěng)卻加(jiā)料段料(liào)筒,目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點或(huò)熔點以下,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(hòu),輸送(sòng)效率由0.3提(tí)高到0.6.而且擠出量(liàng)對機頭壓力變化的敏感性較(jiào)小。
但這種(zhǒng)係統也有如下缺點(diǎn):強力冷卻會造成(chéng)顯著的能量(liàng)損失;由於在料筒(tǒng)加料段末處可能產生極高的壓力(有的高達800—1500公(gōng)斤/厘米2),有損壞帶有溝槽的薄壁料筒的危(wēi)險;螺杆磨損較大;擠出性能對原料的依賴性較大。此外,在小(xiǎo)型擠出機上采用此結構受到限製。
(五)加料口的形狀和位置
加料口的形狀及其在料筒上的開設位置對加料性能有很(hěn)大影響。加料口應能使物料自由地(dì)地加入料筒而不產生(shēng)架橋,設計時還應(yīng)當考慮到加料口是(shì)否適於(yú)設置加(jiā)料裝置,是否有利於清理,是否便於在此段(duàn)設置冷卻係統。加料口的形狀(俯視)有圓的,方的,也有矩形的(de)。一般情況下多用矩形(xíng)的,其長邊(biān)平行於料筒軸線,長度約為螺杆直徑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,為滿足料筒的(de)工作要求,必(bì)須(xū)由(yóu)的耐高(gāo)溫、耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度的材(cái)料做成。這些材料還應當具有好的機加工性能和熱(rè)處理性能。料筒除了可以用(yòng)45號鋼、40Cr、38CrMoAL外,還可以用鑄鋼和球墨鑄鐵製造。帶襯套的加(jiā)料段可以用鑄鐵製成。
隨著高速擠出和工程塑料的發展,特別是擠出玻璃纖維增強塑料和含有無機填料的塑料時,對料筒(tǒng)的耐磨耐腐蝕能力提出了更(gèng)高的要求。舟山佳誠是(shì)一種新(xīn)穎的(de)耐(nài)磨損、耐(nài)腐蝕材料,目前在國(guó)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(néng)好,澆鑄性能也好,且無澆鑄應力,澆鑄後即使受到彎曲,也不會成鱗片狀(zhuàng)脫落。
將它應用到料筒上是采用這樣的辦(bàn)法:在高溫下將這種粉末狀的Xaloy合金(jīn)和料筒一起加(jiā)熱,由於其熔(róng)dian低,大約在1200℃時即可熔融(róng)成流動狀態,這時使料筒高(gāo)速旋轉(zhuǎn),熔(róng)融的Xaloy產(chǎn)生的巨大離(lí)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(qù)約0.20毫米,即可滿足一般料筒的(de)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(tǒng)很少因強度不足報廢,主要(yào)是由於腐蝕磨(mó)損。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工藝性(xìng)和熱慣性。根據後兩個因素決定的壁厚往往大於按強度條件計算出來的(de)值。由於無成熟的按照料筒傳熱特性計算料筒壁厚的計算方法,因此(cǐ)目前大多根據經驗統計類比決定壁(bì)厚,再進行強度(dù)校(xiào)核。
2、強度計算
料(liào)筒的強度計算按厚壁筒進(jìn)行。
當料筒內鑲有襯套時,相當於“機械零件(jiàn)”中過盈配合中的壓合連接(jiē),這時襯套和(hé)料筒的應力狀態(tài)都比較複(fù)雜,其強度計算也比較複雜。