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注塑机 料筒的重要知识
作者:润商客服    发布于:2018-11-05 17:27:14    文字:【】【】【
摘要:料筒和 螺杆组成了挤压系统。和螺杆一样,料筒也是在高压、高温、严重的磨损、一定的 腐蚀条件下工作的。在挤出过程中,料筒还 有将热量传给物料或将热量从物料中传走的作用。

      料筒和 螺杆组成了挤压系统。和螺杆一样,料筒也是在高压、高温、严重的磨损、一定的 腐蚀条件下工作的。在挤出过程中,料筒还 有将热量传给物料或将热量从物料中传走的作用。料筒上 还要设置加热冷却系统,安装机头。此外,料筒上要开加料口。而加料 口的几何形状及其位置的选定对加料性能的影响很大。料筒内表面的光洁度、加料段 内壁开设沟槽等,对挤出 过程有很大影响,设计或 选择料筒时都要考虑到上述因素。

      一、料筒结构

      就料筒 的整体结构来分,有整体 料筒和组合料筒。

      (一)、整体料筒

      是在整 体坯料上加工出来的。这种结 构容易保证较高的制造精度和装配精度,也可以简化装配工作,便于加 热冷却系统的设置和装拆,而且热 量沿轴向分布比较均匀,自然这 种料筒要求较高的加工制造条件。

      (二)、组合料筒

      是指一 根料筒是由几个料筒段组合起来的。实验性 挤出机和排气式挤出机多用组合料筒。前者是 为了便于改变料筒长度来适应不向长径比的螺杆,后者是 为了设置排气段。在一定意义上说,采用组 合料筒有利于就地取材和加工,对中小型厂是有利的。但实际 上组合料筒对加工精度要求很高。组合料 筒各料筒段多用法兰螺栓联接在一起。这样就 破坏了料筒加热的均匀性,增加了热损失。也不便 于加热冷却系统的设置和维修。

      (三)双金属料筒

      为了既 能满足料筒对材质的要求,又能节省贵重材料,不少料 筒在一般碳素钢或铸钢的基体内部镶一合金钢衬套。衬套磨 损后可以拆出加以更换、衬套和料筒要配合好,要保证 整个料筒壁上热传导不受影响;料筒和 衬套间既不能有相对运动,又要能方便地拆出,这就要 选择合适的配合精度,有的工厂采用 配合。

      (四)IKV料筒

      1、料筒加 料段内壁开设纵向沟槽

      为了提高固体输送率,由固体输送理论知,一种方 法就是增加料筒表面的摩擦系数,还有一 种方法就是增加加料口处的物料通过垂直于螺杆轴线的横截面的面积。在料筒加 料段内壁开设纵向沟槽和将加料段靠近加料口处的一段料筒内壁做成锥形就是这两种方法的具体化。

      据有关资料介绍,在料筒 加料段处开纵向沟槽或加工出锥度的具体结构如下:

      一般情况下,锥度的长度可取(3~5)D(D为料筒内径),加工粉料时,锥度可以加长到(6—10)D。锥度的 大小决定于物料颗粒的直径和螺杆直径。螺杆直径增加时,锥度要减少(同时加 料段的长度要相应增加)。

      纵向沟 槽只能在物料仍然是固体或开始熔融以前的那一段料筒上开。槽长约(3—5)D,有锥度。

      沟槽的 数目与螺杆直径有关,据IKV介绍,相当于螺杆直径(厘米)的十分之一左右,槽数太多,会导致物料回流,使输送量下降。槽的形 状可以是长方形的,三角形的,或其它形状的。横截面 为长方形的沟槽的宽度和深度与螺杆直径有关,具体数值可参见表3-7。

      2、强制冷却加料段料筒

      为了提高固体输送量,还有一种方法。就是冷却加料段料筒,目的是 使被输送的物料的温度保持在软化点或熔点以下,避免熔膜出现,以保持 物料的固体摩擦性质。

      采用上述方法后,输送效率由0.3提高到0.6.而且挤 出量对机头压力变化的敏感性较小。

      但这种 系统也有如下缺点:强力冷 却会造成显著的能量损失;由于在 料筒加料段末处可能产生极高的压力(有的高达800—1500公斤/厘米2),有损坏 带有沟槽的薄壁料筒的危险;螺杆磨损较大;挤出性 能对原料的依赖性较大。此外,在小型 挤出机上采用此结构受到限制。

      (五)加料口的形状和位置

      加料口 的形状及其在料筒上的开设位置对加料性能有很大影响。加料口 应能使物料自由地高效地加入料筒而不产生架桥,设计时 还应当考虑到加料口是否适于设置加料装置,是否有利于清理,是否便 于在此段设置冷却系统。加料口的形状(俯视)有圆的,方的,也有矩形的。一般情 况下多用矩形的,其长边 平行于料筒轴线,长度约为螺杆直径1.5—2倍。

      二、料筒材料及强度计算

      (一)、料筒材料

      正象螺杆一样,为满足 料筒的工作要求,必须由优质的耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度的材料做成。这些材 料还应当具有好的机加工性能和热处理性能。料筒除了可以用45号钢、40Cr、38CrMoAL外,还可以 用铸钢和球墨铸铁制造。带衬套 的加料段可以用优质铸铁制成。

      近年来。随着高 速挤出和工程塑料的发展,特别是 挤出玻璃纤维增强塑料和含有无机填料的塑料时,对料筒 的耐磨耐腐蚀能力提出了更高的要求。由美、比等国发展起来的Xaloy合金是 一种新颖的耐磨损、耐腐蚀材料,目前在 国外得到广泛应用。这种材料熔点低,坚硬,与钢有很好的熔接性,机加工性能好,浇铸性能也好,且无浇铸应力,浇铸后即使受到弯曲,也不会成鳞片状脱落。

      将它应 用到料筒上是采用这样的办法:在高温 下将这种粉末状的Xaloy合金和料筒一起加热,由于其熔点低,大约在1200℃时即可 熔融成流动状态,这时使料筒高速旋转,熔融的Xaloy产生的 巨大离心力便使之浇铸在红热的料筒内壁上,其厚度约为2毫米,冷却后 用衍磨的方法磨去约0.20毫米,即可满 足一般料筒的要求。

      据报导,比利时生产的一种 Xaloy合金,硬度值可达Rc58—64,在482℃时,硬度无明显下降,耐腐蚀 能力比渗氮钢大12倍。

      (二)、料筒壁 厚的决定及强度计算:

      1、料筒壁厚的决定

      料筒很 少因强度不足报废,主要是由于腐蚀磨损。料筒壁厚的决定,除了考虑强度外,更多的 是考虑料筒结构的工艺性和热惯性。根据后 两个因素决定的壁厚往往大于按强度条件计算出来的值。由于无 成熟的按照料筒传热特性计算料筒壁厚的计算方法,因此目 前大多根据经验统计类比决定壁厚,再进行强度校核

      2、强度计算

      料筒的 强度计算按厚壁筒进行。此处不再进行讨论

      注意:当料筒是脆性材料时,可用第 一强度理论进行计算。

      当料筒 为塑性材料时用第四强度理论进行计算。

      当料筒内镶有衬套时,相当于“机械零件”中过盈 配合中的压合连接,这时衬 套和料筒的应力状态都比较复杂,其强度 计算也比较复杂。

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