擠壓筒是不銹鋼管擠壓機組工模具中最大的部件,25~30MN(2500~3000t)擠壓機的擠壓筒一套筒部件的重量達到8~10噸,50MN(5000t)擠壓機擠壓筒重約15t,60MN(6000t)擠壓機的擠壓筒重為20t,80MN(8000t)擠壓機的擠壓筒重40t,而220MN(20000t)擠壓機的擠壓筒重達100t以上。
擠壓(ya)(ya)筒(tong)是用于(yu)放置已加熱到擠壓(ya)(ya)溫度的(de)坯料的(de)容器(qi)。擠壓(ya)(ya)時擠壓(ya)(ya)筒(tong)內壁承受著將坯料擠壓(ya)(ya)成制品全(quan)部變形的(de)徑向壓(ya)(ya)力,其(qi)負荷水平可以(yi)達到1000MPa以(yi)上。
擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)工作條件是(shi)十分嚴酷的(de)(de)。沿被加(jia)熱的(de)(de)擠(ji)筒(tong)內(nei)襯的(de)(de)長度(du)方向上(shang)(shang),周期性(xing)的(de)(de)作用有強(qiang)烈(lie)的(de)(de)、不均勻的(de)(de)加(jia)熱和冷(leng)卻,高(gao)溫(wen)坯料與(yu)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯壁之間接觸的(de)(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)摩(mo)擦(ca)力,高(gao)的(de)(de)徑(jing)向壓(ya)力,隨(sui)后又沖擊性(xing)的(de)(de)下(xia)降。同(tong)時(shi),冷(leng)空氣或水通過擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯的(de)(de)孔腔,使其受到(dao)強(qiang)烈(lie)的(de)(de)冷(leng)卻。在(zai)所有這(zhe)(zhe)些工作條件下(xia),在(zai)擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)材料中引起(qi)熱超高(gao)應力。這(zhe)(zhe)種(zhong)情況在(zai)擠(ji)壓(ya)筒(tong)前(qian)端(duan)三分之一的(de)(de)內(nei)襯長度(du)上(shang)(shang)顯得(de)尤(you)其嚴重。由于(yu)高(gao)溫(wen)變形金(jin)屬的(de)(de)流動,在(zai)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯前(qian)端(duan)的(de)(de)套筒(tong)壁上(shang)(shang)引起(qi)強(qiang)烈(lie)的(de)(de)熱摩(mo)擦(ca),使其產生(sheng)磨損或裂紋,導致內(nei)襯損壞。
早期的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)采用(yong)的(de)都(dou)是整(zheng)體結(jie)構,現在(zai)這種結(jie)構的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)甚至在(zai)小(xiao)噸(dun)位(wei)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)上(shang)(shang)都(dou)已被(bei)淘汰。目(mu)前,現代化的(de)大型擠(ji)壓(ya)機(ji)上(shang)(shang)所采用(yong)的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)一套(tao)筒(tong)(tong)系統都(dou)是由2個、3個或更(geng)多(duo)的(de)套(tao)筒(tong)(tong)組成的(de)多(duo)層結(jie)構擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong),并且在(zai)各層套(tao)筒(tong)(tong)之間都(dou)帶有(you)一定的(de)過盈(ying)量(liang),以熱裝(zhuang)的(de)方(fang)式(shi)裝(zhuang)配而成。
采用過盈配合的(de)(de)多(duo)層(ceng)結構擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong),使(shi)每層(ceng)套筒(tong)的(de)(de)結合面上都具有一定的(de)(de)預(yu)應力(li)(li)。由于有預(yu)應力(li)(li)的(de)(de)存在,使(shi)多(duo)層(ceng)結構的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)在承(cheng)受擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)產生(sheng)的(de)(de)熱超高(gao)(gao)應力(li)(li)作用時(shi)(shi),套筒(tong)之間的(de)(de)應力(li)(li)分布趨于均(jun)勻(yun),從而(er)使(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)套筒(tong)的(de)(de)材料得到充分的(de)(de)利用;并且還可以提(ti)高(gao)(gao)熱擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)承(cheng)受的(de)(de)單位壓(ya)(ya)力(li)(li),從而(er)提(ti)高(gao)(gao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)套筒(tong)的(de)(de)使(shi)用壽命。
擠(ji)壓筒內(nei)(nei)(nei)襯(chen)套(tao)的(de)(de)結(jie)構(gou)形(xing)式,包(bao)括內(nei)(nei)(nei)襯(chen)套(tao)的(de)(de)內(nei)(nei)(nei)徑和形(xing)狀,內(nei)(nei)(nei)襯(chen)套(tao)外(wai)徑與中(zhong)套(tao)內(nei)(nei)(nei)徑的(de)(de)配(pei)合;除了過盈配(pei)合之外(wai),還有多種形(xing)式的(de)(de)配(pei)合,如圖7-4所(suo)示。擠(ji)壓筒內(nei)(nei)(nei)襯(chen)套(tao)經(jing)熱(re)處(chu)理后,其硬度HRC達到40~45;在(zai)不重車的(de)(de)情(qing)況下(xia),使用壽(shou)命達到1500~4000次。

除此之(zhi)外,擠(ji)(ji)壓(ya)筒使用(yong)時,為(wei)了建立熱(re)擠(ji)(ji)壓(ya)過程本身所需的熱(re)力學條件,擠(ji)(ji)壓(ya)筒的預熱(re)極為(wei)重要。擠(ji)(ji)壓(ya)筒的預熱(re)可以(yi)提高其使用(yong)壽命。
擠(ji)壓(ya)筒(tong)預(yu)熱(re)(re)時(shi),為了能(neng)快速地加(jia)熱(re)(re),減小熱(re)(re)量損失,在(zai)外(wai)加(jia)熱(re)(re)的(de)同時(shi),最好(hao)能(neng)采用(yong)特殊可換式加(jia)熱(re)(re)器來預(yu)熱(re)(re)擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)內(nei)部,為了保(bao)持(chi)壓(ya)人套(tao)筒(tong)時(shi)在(zai)套(tao)筒(tong)和(he)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)產生的(de)預(yu)應力(li),內(nei)加(jia)熱(re)(re)非常必要。若僅強烈的(de)外(wai)加(jia)熱(re)(re),將使(shi)預(yu)應力(li)降(jiang)低(di),從而,惡化擠(ji)壓(ya)筒(tong)套(tao)筒(tong)的(de)工作能(neng)力(li)。
一般對于較(jiao)(jiao)大噸(dun)位的(de)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)的(de)預(yu)熱(re)(re)(re)采用內(nei)置(zhi)式的(de)加熱(re)(re)(re)元件進行預(yu)熱(re)(re)(re)(圖(tu)7-5和圖(tu)7-6),而對于較(jiao)(jiao)小的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong),較(jiao)(jiao)多的(de)是采用活動的(de)感(gan)應加熱(re)(re)(re)器(也有(you)用熱(re)(re)(re)坯料(liao))直接放入擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)腔內(nei)進行預(yu)熱(re)(re)(re)。一旦擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)開(kai)始擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯便(bian)處于受熱(re)(re)(re)狀態,不需要加熱(re)(re)(re),而是需要經常進行冷卻。圖(tu)7-5所示(shi)(shi)為俄(e)羅斯制造的(de)63MN(6300t)臥式液(ye)壓(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)帶預(yu)熱(re)(re)(re)裝(zhuang)置(zhi)的(de)三層結(jie)構(gou)(gou)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong),圖(tu)7-6所示(shi)(shi)為德國(guo)制造的(de)帶擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)測溫(wen)裝(zhuang)置(zhi)的(de)60MN(6000t)臥式液(ye)壓(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機三層結(jie)構(gou)(gou)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)。

一、擠壓筒-套筒系統的(de)設(she)計條(tiao)件(jian)
擠壓(ya)筒(tong)(tong)-套(tao)筒(tong)(tong)系統的設計條件如下:
1. 擠壓時,擠壓筒中的(de)內壓力分布是不均勻(yun)的(de),其影響因素很多(duo)。但設計(ji)計(ji)算時,認(ren)為內應力是均勻(yun)分布的(de)。
2. 擠壓時,擠壓筒壁上的單位壓力的大小是很難確定的。在足夠精確的情況下,可以認為其等于(0.5~0.8)p,即作用在擠壓筒壁上的徑向壓力pi,將低于擠壓桿上所施加的壓力p。
擠壓力在金屬中的傳遞是不均勻的,其不同于壓力在液體中的傳遞,因此實際上在計算徑向壓力時,采用pi=(0.5~0.8)p,其中,金屬變形的難易系數(0.5~0.8)與變形金屬在一定壓力下的流動能力有關,即擠壓難變形材料時,該系數取小值。
3. 在設計計算(suan)擠(ji)壓簡(jian)一套簡(jian)系(xi)統部件(jian)時,首先根據經驗數(shu)據確定擠(ji)壓簡(jian)的主要尺(chi)寸、套筒的數(shu)量及(ji)其近似尺(chi)寸,然后對所(suo)選(xuan)定的系(xi)統進行強度驗算(suan)。
4. 工(gong)藝(yi)條件決定了(le)擠壓(ya)(ya)機工(gong)作套筒(tong)所(suo)需的(de)內徑(jing)和擠壓(ya)(ya)力。此擠壓(ya)(ya)力為在(zai)工(gong)作套筒(tong)內孔截面上(shang)建立一定的(de)單位(wei)壓(ya)(ya)力所(suo)必需的(de)。
5. 擠壓筒外徑采用以下關系式確定:

6. 在擠壓筒-套筒系統計算時(shi),當套筒壁厚增加(jia)至一定范圍而對(dui)最大應(ying)力數(shu)值的影響(xiang)很小時(shi),為使(shi)套筒材料的性能得到充分(fen)利用,并使(shi)沿斷(duan)面上應(ying)力較均勻地(di)分(fen)布,在大壓力的情況下(xia)應(ying)采用組合套筒。
7. 對于多層(ceng)結(jie)構的(de)(de)擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)一套筒(tong)(tong)系統,可根據其(qi)許(xu)用應(ying)力(li)(li)與壁厚(hou)系數(shu)的(de)(de)關系圖表來(lai)選擇(ze)合(he)理結(jie)構的(de)(de)多層(ceng)擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)。其(qi)保證條件是:套筒(tong)(tong)以一定的(de)(de)公盈(ying)裝入(ru)多層(ceng)擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)中,提高其(qi)承(cheng)受最(zui)大(da)壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)能力(li)(li),并在此壓(ya)(ya)力(li)(li)下,擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)一套筒(tong)(tong)系統內的(de)(de)應(ying)力(li)(li)不(bu)超過(guo)允許(xu)值。
8. 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)一套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)系統的(de)(de)強度,由(you)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)材(cai)料(liao)在工作溫度下(xia)的(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)極限(σt)和單位擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)所(suo)決(jue)定(ding)。在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)一套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)內表面上的(de)(de)最大切(qie)應(ying)(ying)力(li)不應(ying)(ying)超過這個(ge)(ge)屈(qu)服(fu)(fu)極限。當此應(ying)(ying)力(li)大于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)材(cai)料(liao)熱(re)狀態下(xia)的(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)極限,則(ze)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)應(ying)(ying)做成2、3或(huo)4層。這時整個(ge)(ge)系統的(de)(de)強度就(jiu)取決(jue)于(yu)所(suo)選(xuan)用材(cai)料(liao)在熱(re)狀態下(xia)的(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)強度極限σt、σt'、σt”和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)各(ge)個(ge)(ge)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)中產生(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。實(shi)踐證明,在這種情況下(xia)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)內、外直徑比很重要。對所(suo)有套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)來講,應(ying)(ying)是(shi)相(xiang)等(deng)的(de)(de),即(ji)如(ru)果(guo)d/dx=U,那么(me)U1=U2=U3.對易擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)金屬用較厚的(de)(de)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong),即(ji)U1>U2;而對難(nan)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)金屬采用較薄的(de)(de)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong),即(ji)U1<U2.
在正確(que)選擇切應(ying)力(li)(li)時(shi),可正確(que)選擇用以抵消主應(ying)力(li)(li)的熱裝(zhuang)應(ying)力(li)(li)。為了安全(quan),各套簡(jian)均在一(yi)定的公(gong)盈(ying)量下進(jin)行(xing)熱裝(zhuang),以使每(mei)個套筒的負荷與材料(liao)熱狀(zhuang)態下的屈(qu)服極(ji)(ji)限(xian)有同樣的比例(li)。在計算(suan)時(shi),應(ying)采用低于相應(ying)材料(liao)在熱狀(zhuang)態下之屈(qu)服極(ji)(ji)限(xian)。
為(wei)使套筒中(zhong)的(de)應力趨(qu)于平緩,采用如(ru)下(xia)的(de)直(zhi)徑比:

9. 在強(qiang)度驗算(suan)時,因為(wei)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒部件(jian)通常(chang)是采用(yong)韌性熱強(qiang)鋼制造的,因此,最(zui)近(jin)似的是按第(di)(di)三強(qiang)度理(li)(li)論(lun)(最(zui)大切應(ying)力理(li)(li)論(lun))和(he)第(di)(di)四強(qiang)度理(li)(li)論(lun)(能(neng)量理(li)(li)論(lun))驗算(suan)。對于整體(ti)式擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒,其危(wei)險點(擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內表面)上的應(ying)力不超過允用(yong)值的情況(kuang)下其最(zui)大壓(ya)(ya)(ya)力,可按第(di)(di)三強(qiang)度理(li)(li)論(lun)計算(suan),也(ye)可按第(di)(di)四強(qiang)度理(li)(li)論(lun)計算(suan)。
10. 多層擠(ji)壓筒(tong)的極限應力與(yu)層數(shu)無關,與(yu)整(zheng)體式(shi)擠(ji)壓筒(tong)相比(bi),其極限應力提高2倍。
11. 擠壓筒的(de)內部壓力(li),在套筒橫截面的(de)徑向(xiang)上產生(sheng)壓縮應(ying)力(li),在切線方(fang)向(xiang)上產生(sheng)拉伸應(ying)力(li)。軸(zhou)向(xiang)應(ying)力(li)在所(suo)有斷(duan)面中是均勻(yun)分布的(de),計(ji)算時可忽略不計(ji)。
12. 擠壓(ya)(ya)筒(tong)-套(tao)(tao)筒(tong)系統的(de)熱裝(zhuang)配是在一定的(de)公(gong)盈量(liang)下(xia)(xia)裝(zhuang)入已(yi)加(jia)熱到350~400℃溫度(du)的(de)擠壓(ya)(ya)筒(tong)中。已(yi)磨損(sun)套(tao)(tao)筒(tong)的(de)更換可(ke)以在專(zhuan)用(yong)的(de)設備上進行(xing),也可(ke)采用(yong)專(zhuan)門裝(zhuang)置(zhi)在擠壓(ya)(ya)機(ji)上頂出(chu)套(tao)(tao)筒(tong)。套(tao)(tao)筒(tong)頂出(chu)時(shi),其壓(ya)(ya)力不允許大于3~5MPa(表壓(ya)(ya))。因為套(tao)(tao)筒(tong)頂出(chu)后,急劇的(de)卸(xie)壓(ya)(ya)可(ke)能引起擠壓(ya)(ya)機(ji)工作故障,甚至在大壓(ya)(ya)力下(xia)(xia)會導致擠壓(ya)(ya)機(ji)損(sun)壞(huai)。
13. 在熱裝時,應保證套筒(tong)和擠壓筒(tong)材(cai)料(liao)不會被(bei)回火(huo)而產生塑性變(bian)形,消(xiao)除套筒(tong)內(nei)的(de)原始受壓狀態,減小熱裝時的(de)公盈將會惡(e)化擠壓筒(tong)殼體(ti)的(de)工作,增加套筒(tong)的(de)應力,從而更難選擇套筒(tong)的(de)材(cai)料(liao)。因此,過盈選擇不當可使擠壓筒(tong)使用壽命降低。
過盈(ying)量一般為筒(tong)徑的0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠(ji)壓(ya)(ya)機在各套(tao)筒(tong)上的公(gong)(gong)盈(ying)量均為0.2%(與德國 Schloemann公(gong)(gong)司的31.5MN(3150t)擠(ji)壓(ya)(ya)機相同)。
原上海異(yi)形鋼管廠(chang)的經驗認為(wei),過盈量為(wei)筒徑的0.15%(約為(wei)0.7~1.2mm)較為(wei)合適。
14. 在確定了多層擠壓筒(tong)由套筒(tong)熱裝和擠壓力(li)所(suo)產生(sheng)的(de)應(ying)(ying)力(li)之后,在選擇套筒(tong)和擠壓筒(tong)的(de)材料時,還要考慮(lv)附加(jia)應(ying)(ying)力(li)的(de)存在。附加(jia)應(ying)(ying)力(li)由以下因素產生(sheng): a. 擠壓時,套(tao)筒(tong)(tong)與熱鋼(gang)坯接觸導致擠壓筒(tong)(tong)一(yi)套(tao)筒(tong)(tong)系(xi)統(tong)的溫升;b. 壓力沿擠壓筒(tong)(tong)長度上傳遞的不均勻性;c. 金屬(shu)與套(tao)筒(tong)(tong)壁的熱摩擦。
根據以上因(yin)素對(dui)擠壓筒一套(tao)筒系統(tong)中應力(li)產生(sheng)的影響,應提出其修正值。
二(er)、擠(ji)壓筒內襯的使用條件
擠壓筒內襯是多層(ceng)擠壓筒一套筒系統中的(de)易(yi)損件,其壽命(ming)一般為1500~4000次(ci)/只。擠壓筒內襯的(de)使用條件如下:
1. 擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi),金屬在(zai)(zai)高(gao)溫高(gao)壓(ya)(ya)下以(yi)400mm/s的(de)(de)速度(du)滑動,即使(shi)在(zai)(zai)良好的(de)(de)潤滑條件下,內(nei)(nei)襯(chen)內(nei)(nei)表面(mian)在(zai)(zai)1.5mm深度(du)的(de)(de)范圍內(nei)(nei)被加熱到650~700℃的(de)(de)高(gao)溫。尤其(qi)是在(zai)(zai)靠近擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)一(yi)端的(de)(de)200~300mm的(de)(de)長度(du)上,擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)內(nei)(nei)表面(mian)遭受(shou)到最強烈的(de)(de)熱摩擦,引起最嚴重的(de)(de)磨損,會形成縱向劃(hua)道(dao)、內(nei)(nei)壁溝槽和(he)表面(mian)粗糙及龜(gui)裂,進而導致(zhi)內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)報廢。因此(ci),一(yi)般在(zai)(zai)設計多層擠(ji)壓(ya)(ya)簡一(yi)套(tao)簡系統的(de)(de)結構(gou)時(shi)。應(ying)該考(kao)慮到擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)內(nei)(nei)襯(chen)套(tao)筒(tong)可(ke)以(yi)允許調(diao)頭(tou)使(shi)用。因為使(shi)用經驗表明,在(zai)(zai)進料(liao)端的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)內(nei)(nei)表面(mian)沒有發生磨損。
另(ling)外,當(dang)內(nei)襯壓(ya)(ya)入不良(liang)或(huo)者由于(yu)中(zhong)套和內(nei)襯磨損,公(gong)盈消失,會形成內(nei)襯縱向裂(lie)紋(wen)。大部分縱向裂(lie)紋(wen)的發生(sheng)都(dou)在(zai)內(nei)襯壓(ya)(ya)出以后,即公(gong)盈已(yi)經消失之時。這種情況限制了內(nei)襯修復(fu)的可能(neng)性。作為預防的辦法,可以在(zai)內(nei)襯壓(ya)(ya)出以后,立即在(zai)500℃溫度下進行退火4~5h,以消除應力。
2. 國(guo)外(wai)的(de)使(shi)用經驗已經證明,采用離(li)心澆注(zhu)的(de)空心坯來(lai)制造(zao)擠壓(ya)筒的(de)內襯(chen),是最合理的(de)工藝。因為在其制造(zao)過(guo)程中消耗最少(shao),成本最低(di)。
采用離心(xin)澆注空心(xin)坯作擠壓(ya)筒內襯時,其機械(xie)加工的余量,對外徑而(er)言(yan)約為10~15mm,對內徑而(er)言(yan)應不少于(yu)20~25mm.內襯粗加工以后再經熱處理(淬火后高溫(wen)回火)。
專門的研(yan)究(jiu)確定(ding),鍛(duan)造的擠壓筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)和離心澆注(zhu)的擠壓筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen),其使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)相(xiang)同。在(zai)各種工作條件(jian)下的實際使(shi)(shi)用(yong)(yong),證(zheng)明均可以達到1500~4000次/只(zhi)的使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)指標(biao)。
三(san)、臥式(shi)擠壓(ya)機(ji)的(de)擠壓(ya)筒一套(tao)筒系(xi)統的(de)計算
80MN(8000t)擠(ji)壓(ya)(ya)機擠(ji)壓(ya)(ya)筒的結構(帶預熱器)如(ru)圖7-7所(suo)示。

計算(suan)時(shi),按作用有內外壓力的多(duo)層厚(hou)壁圓筒強度計算(suan)的方法進(jin)行。
假設:(1)沿擠壓(ya)筒長度上(shang)單(dan)位壓(ya)應力不變,且與擠壓(ya)墊上(shang)的(de)單(dan)位壓(ya)力相等;(2)軸向壓(ya)應力不大,計(ji)算時(shi)可忽略不計(ji);(3)所有的(de)組成套筒經(jing)受均勻的(de)熱(re)制度的(de)作(zuo)(zuo)用;(4)內(nei)孔在加熱(re)器(qi)的(de)作(zuo)(zuo)用下對套筒外內(nei)表面應力和(he)變形無影響(xiang)。
按Slame公式確定切向應力σt和徑向應力σr,而軸向力引起的應力σg不計。則:

在強度驗算時,因為擠壓筒(tong)部件通常是采用韌(ren)性熱(re)強鋼制造,且其(qi)受力(li)(li)條件為二向的平面應(ying)力(li)(li)狀態。因此,對于(yu)整體式擠壓筒(tong),在內表面危(wei)險點上的應(ying)力(li)(li)不超過(guo)允許值的情況下,其(qi)最大(da)壓應(ying)力(li)(li),可按第三強度理論和(he)第四強度理論來(lai)計算。
按照第四強(qiang)度理論計算時的等效應力為:


可見(jian),多(duo)層擠壓(ya)筒(tong)的內應(ying)力絕對(dui)值始終小于許用應(ying)力絕對(dui)值。且擠壓(ya)筒(tong)的裝配(pei)次(ci)序(圖(tu)7-7)為:裝好擠壓(ya)筒(tong)殼體(將套(tao)(tao)筒(tong)2嵌入(ru)套(tao)(tao)筒(tong)1中),然(ran)后,在由套(tao)(tao)筒(tong)1和(he)2所組成的擠壓(ya)筒(tong)殼體中嵌入(ru)內套(tao)(tao)筒(tong)3。
按(an)式(7-8)確定最大單位力,為了(le)便(bian)于(yu)計算(suan),列表7-2.


第3套(tao)(tao)筒(內套(tao)(tao)筒)的內應力(li),即為在(zai)對每個(ge)套(tao)(tao)筒所選擇許用應力(li)情況下,所求的整個(ge)擠壓筒的最大單(dan)位工作(zuo)壓力(li)(對應表7-2第17行(xing))。
按式(shi)(shi)(7-10)確定(ding)擠壓筒的內應力,并與列入(ru)表(biao)7-2第17行的式(shi)(shi)(7-8)確定(ding)的單位(wei)壓力相比較得:



