擠出成型設(shè)備(精)

擠出成型設(shè)備(精)第一頁，共20頁。料筒的設(shè)計1.5料筒料筒和螺桿組成了擠壓系統(tǒng)。和螺桿一樣，料筒也是在高壓、高溫、嚴(yán)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或?qū)崃繌奈锪现袀髯叩淖饔?。料筒上還要設(shè)置加熱冷卻系統(tǒng)，安裝機(jī)頭。此外，料筒上要開加料口。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(nèi)表面的光潔度、加料段內(nèi)壁開設(shè)溝槽等，對擠出過程有很大影響。設(shè)計或選擇料筒時都要考慮到上述因素。第二頁，共20頁。料筒的設(shè)計料筒第三頁，共20頁。料筒的設(shè)計1、料筒結(jié)構(gòu)料筒的結(jié)構(gòu)分為，整體料筒和組合料筒。1）整體料筒在整體坯料上加工出來的。這種結(jié)構(gòu)容易保證較高的制造精度和裝配精度，也可簡化裝配工作，便于加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和裝拆，而且熱量沿軸向分布比較均勻，但這種料筒要求較高的加工制造條件。第四頁，共20頁。料筒的設(shè)計2）組合料筒是指一根料筒是由幾個料筒段組合起來的。實(shí)驗(yàn)性擠出機(jī)和排氣式擠出機(jī)多用組合料筒。前者是為了便于改變料筒長度來適應(yīng)不向長徑比的螺桿，后者是為了設(shè)置排氣段。但實(shí)際上組合料筒對加工精度要求很高。組合料筒各料筒段多用法蘭螺栓聯(lián)接在一起。這樣就破壞了料筒加熱的均勻性，增加了熱損失。也不便于加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和維修。第五頁，共20頁。料筒的設(shè)計3）雙金屬料筒為了既能滿足料筒對材質(zhì)的要求，又能節(jié)省貴重材料，不少料筒在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲一合金鋼襯套。襯套磨損后可以拆出加以更換。襯套和料筒要配合好，要保證整個料筒壁上熱傳導(dǎo)不受影響；料筒和襯套間既不能有相對運(yùn)動，又要能方便地拆出，這就要選擇合適的配合精度。第六頁，共20頁。料筒的設(shè)計雙金屬料筒圖第七頁，共20頁。料筒的設(shè)計4）IKV料筒a、料筒加料段內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽為了提高固體輸送效率，由固體輸送理論知，一種方法就是增加料筒表面的摩擦系數(shù)，還有一種方法就是增加加料口處的物料通過垂直于螺桿軸線的橫截面的面積。在料筒加料段內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽和將加料段靠近加料口處的一段料筒內(nèi)壁做成錐形就是這兩種方法的具體化。第八頁，共20頁。料筒的設(shè)計在料筒加料段處開縱向溝槽或加工出錐度的具體結(jié)構(gòu)如下：

第九頁，共20頁。料筒的設(shè)計錐度的長度可?。?～5）D（D為料筒內(nèi)徑），加工粉料時，錐度可以加長到（6—10）D。錐度的大小決定于物料顆粒的直徑和螺桿直徑。螺桿直徑增加時，錐度要減少（同時加料段的長度要相應(yīng)增加）?？v向溝槽只能在物料仍然是固體或開始熔融以前的那一段料筒上開。槽長約（3—5）D，有錐度。溝槽的數(shù)目與螺桿直徑有關(guān)，據(jù)IKV介紹，相當(dāng)于螺桿直徑（厘米）的十分之一左右，槽數(shù)太多，會導(dǎo)致物料回流，使輸送量下降。槽的形狀可以是長方形，三角形，或其它形狀的。橫截面為長方形的溝槽的寬度和深度與螺桿直徑有關(guān)，具體數(shù)值可參見下表。第十頁，共20頁。料筒的設(shè)計國內(nèi)現(xiàn)有擠出機(jī)上有的也開有縱向溝槽，但具體形狀和尺寸與表不盡相同。方形溝槽的推薦數(shù)據(jù)：螺桿直徑溝槽數(shù)目槽寬b槽深45483606839081041201210415016104第十一頁，共20頁。料筒的設(shè)計

b、強(qiáng)制冷卻加料段料筒為了提高固體輸送效率，可冷卻加料段料筒，目的是使被輸送的物料溫度保持在軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)以下，避免熔膜出現(xiàn)，以保持物料的固體摩擦性質(zhì)。采用上述方法后，輸送效率由0.3提高到0.6。而且擠出量對機(jī)頭壓力變化的敏感性較小。第十二頁，共20頁。料筒的設(shè)計缺點(diǎn)：強(qiáng)力冷卻會造成顯著的能量損失；由于在料筒加料段末處可能產(chǎn)生極高的壓力（有的高達(dá)80—150MPa），有損壞帶有溝槽的薄壁料筒的危險；螺桿磨損較大；擠出性能對原料的依賴性較大。此外，在小型擠出機(jī)上采用此結(jié)構(gòu)受到限制。第十三頁，共20頁。料筒的設(shè)計5）加料口的形狀和位置加料口的形狀及其在料筒上的開設(shè)位置對加料性能有很大影響。加料口應(yīng)能使物料自由地高效地加入料筒而不產(chǎn)生架橋，設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)考慮到加料口是否適于設(shè)置加料裝置，是否有利于清理，是否便于在此段設(shè)置冷卻系統(tǒng)。加料口的形狀（俯視）有圓的，方的，也有矩形的。一般情況下多用矩形的，其長邊平行于料筒軸線，長度約為螺桿直徑1.5--2倍。圓形加料口主要用于設(shè)置機(jī)械攪拌器強(qiáng)制加料的場合。下圖畫出了常用加料口之?dāng)嗝嫘螤睢?/p>

第十四頁，共20頁。料筒的設(shè)計加料口之?dāng)嗝嫘螤钇渲衋多見于早年的擠出機(jī)，適于帶狀料，不適于粒料和粉料。以f用得最成功，其一壁垂直地與料筒圓柱面相交，另一壁下方傾斜45°，加料口的中心線與螺桿軸線錯開1／4料筒直徑。

第十五頁，共20頁。料筒的設(shè)計2、料筒材料及強(qiáng)度計算1）料筒材料正象螺桿一樣，為滿足料筒的工作要求，料筒材料必須滿足如下要求：耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度、良好的機(jī)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制造。帶襯套的加料段可以用優(yōu)質(zhì)鑄鐵制成。

Xaloy合金是一種新穎的耐磨損、耐腐蝕材料，目前在國外得到廣泛應(yīng)用。第十六頁，共20頁。料筒的設(shè)計這種材料熔點(diǎn)低，堅硬，與鋼有很好的熔接性，機(jī)加工性能好，澆鑄性能也好，且無澆鑄應(yīng)力，澆鑄后即使受到彎曲，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：將粉末狀的Xaloy合金和料筒一起加熱，由于其熔點(diǎn)低，大約在1200℃時即可熔融成流動狀態(tài)，這時使料筒高速旋轉(zhuǎn)，巨大離心力便使之澆鑄在紅熱的料筒內(nèi)壁上，其厚度約為2mm，冷卻后用衍磨的方法磨去約0.2mm，即可滿足一般料筒的要求。比利時生產(chǎn)的Xaloy合金，硬度可達(dá)Rc58—64，482℃時，硬度無明顯下降，耐腐蝕能力比滲氮鋼大12倍。第十七頁，共20頁。料筒的設(shè)計2)料筒壁厚的決定及強(qiáng)度計算：a、料筒壁厚的決定料筒很少因強(qiáng)度不足報廢，主要是由于腐蝕磨損。料筒壁厚的決定，除了考慮強(qiáng)度外，更多的是考慮料筒結(jié)構(gòu)的工藝性和熱慣性。根據(jù)后兩個因素決定的壁厚往往大于按強(qiáng)度條件計算出來的值。由于無成熟的按照料筒傳熱特性計算料筒壁厚的計算方法，因此目前大多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計類比決定壁厚，再進(jìn)行強(qiáng)度校核。

第十八頁，共20頁。料筒的設(shè)計我國各塑料機(jī)械廠生產(chǎn)擠