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注塑機(jī)料筒的重要知識(shí)
????????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(guò)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(kāi)加料口。而加料口的幾何形狀及其位置的選定對(duì)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(kāi)設(shè)溝槽等，對(duì)擠出過(guò)程有很大影響，設(shè)計(jì)或選擇料筒時(shí)都要考慮到上述因素。
????????一、料筒結(jié)構(gòu)
????????就料筒的整體結(jié)構(gòu)來(lái)分，有整體料筒和組合料筒。
????????（一）、整體料筒
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????????是在整體坯料上加工出來(lái)的。這種結(jié)構(gòu)容易保證較高的制造精度和裝配精度，也可以簡(jiǎn)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，自然這種料筒要求較高的加工制造條件。
????????（二）、組合料筒
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????????是指一根料筒是由幾個(gè)料筒段組合起來(lái)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(zhǎng)度來(lái)適應(yīng)不向長(zhǎng)徑比的螺桿，后者是為了設(shè)置排氣段。在一定意義上說(shuō)，采用組合料筒有利于就地取材和加工，對(duì)中小型廠是有利的。但實(shí)際上組合料筒對(duì)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。
????????（三）雙金屬料筒
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????????為了既能滿(mǎn)足料筒對(duì)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(gè)料筒壁上熱傳導(dǎo)不受影響;料筒和襯套間既不能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又要能方便地拆出，這就要選擇合適的配合精度，有的工廠采用 配合。
????????（四）IKV料筒
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????????1、料筒加料段內(nèi)壁開(kāi)設(shè)縱向溝槽
????????為了提高固體輸送率，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(guò)垂直于螺桿軸線的橫截面的面積。在料筒加料段內(nèi)壁開(kāi)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。
????????據(jù)有關(guān)資料介紹，在料筒加料段處開(kāi)縱向溝槽或加工出錐度的具體結(jié)構(gòu)如下：
????????一般情況下，錐度的長(zhǎng)度可取(3～5)D(D為料筒內(nèi)徑)，加工粉料時(shí)，錐度可以加長(zhǎng)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(shí)，錐度要減少(同時(shí)加料段的長(zhǎng)度要相應(yīng)增加)。
????????縱向溝槽只能在物料仍然是固體或開(kāi)始熔融以前的那一段料筒上開(kāi)。槽長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致物料回流，使輸送量下降。槽的形狀可以是長(zhǎng)方形的，三角形的，或其它形狀的。橫截面為長(zhǎng)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(jiàn)表3-7。
????????2、強(qiáng)制冷卻加料段料筒
????????為了提高固體輸送量，還有一種方法。就是冷卻加料段料筒，目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點(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(duì)機(jī)頭壓力變化的敏感性較小。
????????但這種系統(tǒng)也有如下缺點(diǎn)：強(qiáng)力冷卻會(huì)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)800—1500公斤/厘米2)，有損壞帶有溝槽的薄壁料筒的危險(xiǎn);螺桿磨損較大;擠出性能對(duì)原料的依賴(lài)性較大。此外，在小型擠出機(jī)上采用此結(jié)構(gòu)受到限制。
????????（五）加料口的形狀和位置
????????加料口的形狀及其在料筒上的開(kāi)設(shè)位置對(duì)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(jì)時(shí)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(zhǎng)邊平行于料筒軸線，長(zhǎng)度約為螺桿直徑1.5—2倍。
????????二、料筒材料及強(qiáng)度計(jì)算
????????（一）、料筒材料
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????????正象螺桿一樣，為滿(mǎn)足料筒的工作要求，必須由優(yōu)質(zhì)的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度的材料做成。這些材料還應(yīng)當(dāng)具有好的機(jī)加工性能和熱處理性能。料筒除了可以用45號(hào)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。
????????近年來(lái)。隨著高速擠出和工程塑料的發(fā)展，特別是擠出玻璃纖維增強(qiáng)塑料和含有無(wú)機(jī)填料的塑料時(shí)，對(duì)料筒的耐磨耐腐蝕能力提出了更高的要求。由美、比等國(guó)發(fā)展起來(lái)的Xaloy合金是一種新穎的耐磨損、耐腐蝕材料，目前在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。這種材料熔點(diǎn)低，堅(jiān)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(wú)澆鑄應(yīng)力，澆鑄后即使受到彎曲，也不會(huì)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狀的Xaloy合金和料筒一起加熱，由于其熔點(diǎn)低，大約在1200℃時(shí)即可熔融成流動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)使料筒高速旋轉(zhuǎn)，熔融的Xaloy產(chǎn)生的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2毫米，冷卻后用衍磨的方法磨去約0.20毫米，即可滿(mǎn)足一般料筒的要求。
????????據(jù)報(bào)導(dǎo)，比利時(shí)生產(chǎn)的一種 Xaloy合金，硬度值可達(dá)Rc58—64，在482℃時(shí)，硬度無(wú)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(qiáng)度計(jì)算：
????????1、料筒壁厚的決定
????????料筒很少因強(qiáng)度不足報(bào)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(gè)因素決定的壁厚往往大于按強(qiáng)度條件計(jì)算出來(lái)的值。由于無(wú)成熟的按照料筒傳熱特性計(jì)算料筒壁厚的計(jì)算方法，因此目前大多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)類(lèi)比決定壁厚，再進(jìn)行強(qiáng)度校核
????????2、強(qiáng)度計(jì)算
????????料筒的強(qiáng)度計(jì)算按厚壁筒進(jìn)行。此處不再進(jìn)行討論
????????注意：當(dāng)料筒是脆性材料時(shí)，可用第一強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算。
????????當(dāng)料筒為塑性材料時(shí)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算。
????????當(dāng)料筒內(nèi)鑲有襯套時(shí)，相當(dāng)于“機(jī)械零件”中過(guò)盈配合中的壓合連接，這時(shí)襯套和料筒的應(yīng)力狀態(tài)都比較復(fù)雜，其強(qiáng)度計(jì)算也比較復(fù)雜。
