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(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)是用(yong)于(yu)放(fang)置已加熱到擠(ji)(ji)(ji)壓溫(wen)度(du)的坯料的容器。擠(ji)(ji)(ji)壓時擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內壁(bi)承受著將坯料擠(ji)(ji)(ji)壓成制品全部(bu)變形(xing)的徑向(xiang)壓力,其負荷水平可以(yi)達到1000MPa以(yi)上。


  擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)的(de)工(gong)作條(tiao)件是十分嚴(yan)酷的(de)。沿被加熱(re)(re)的(de)擠(ji)(ji)(ji)筒(tong)(tong)(tong)內(nei)襯的(de)長度(du)方向上,周期性(xing)(xing)的(de)作用有強烈(lie)的(de)、不均勻的(de)加熱(re)(re)和冷卻(que),高(gao)溫坯料(liao)與擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)內(nei)襯壁(bi)之(zhi)間接觸的(de)高(gao)溫高(gao)壓(ya)摩擦力(li),高(gao)的(de)徑(jing)向壓(ya)力(li),隨(sui)后又(you)沖擊性(xing)(xing)的(de)下(xia)降(jiang)。同(tong)時(shi),冷空氣或(huo)水通過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)內(nei)襯的(de)孔腔(qiang),使(shi)其(qi)(qi)受(shou)到強烈(lie)的(de)冷卻(que)。在(zai)所(suo)有這(zhe)些工(gong)作條(tiao)件下(xia),在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)的(de)材料(liao)中(zhong)引(yin)起(qi)熱(re)(re)超高(gao)應力(li)。這(zhe)種情況(kuang)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)前(qian)端三分之(zhi)一的(de)內(nei)襯長度(du)上顯得尤其(qi)(qi)嚴(yan)重。由(you)于高(gao)溫變形金屬的(de)流動,在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)內(nei)襯前(qian)端的(de)套筒(tong)(tong)(tong)壁(bi)上引(yin)起(qi)強烈(lie)的(de)熱(re)(re)摩擦,使(shi)其(qi)(qi)產生磨損或(huo)裂(lie)紋,導致內(nei)襯損壞。


  早期的(de)擠(ji)壓(ya)筒采用的(de)都(dou)是整體結(jie)構,現(xian)在(zai)(zai)這種(zhong)結(jie)構的(de)擠(ji)壓(ya)筒甚至在(zai)(zai)小(xiao)噸位的(de)擠(ji)壓(ya)機上(shang)都(dou)已被淘汰。目前,現(xian)代化(hua)的(de)大型擠(ji)壓(ya)機上(shang)所采用的(de)擠(ji)壓(ya)筒一套筒系統(tong)都(dou)是由2個(ge)(ge)、3個(ge)(ge)或更多的(de)套筒組成(cheng)的(de)多層結(jie)構擠(ji)壓(ya)筒,并(bing)且在(zai)(zai)各(ge)層套筒之間都(dou)帶有(you)一定的(de)過盈量,以熱裝的(de)方式裝配而成(cheng)。


  采(cai)用(yong)過盈配合的(de)(de)(de)(de)(de)多層結(jie)構擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong),使(shi)(shi)每層套(tao)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合面上都(dou)具有(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)應(ying)(ying)力。由于有(you)預(yu)應(ying)(ying)力的(de)(de)(de)(de)(de)存在,使(shi)(shi)多層結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)在承(cheng)受擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)熱超高應(ying)(ying)力作用(yong)時,套(tao)筒(tong)(tong)之間的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力分(fen)布(bu)趨于均勻,從(cong)而(er)使(shi)(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)套(tao)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)材料得到充(chong)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong);并(bing)且還(huan)可以(yi)提高熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)單位壓(ya)(ya)力,從(cong)而(er)提高擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)套(tao)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。


  擠(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)內(nei)襯(chen)(chen)套(tao)(tao)的(de)(de)結構形(xing)式,包括(kuo)內(nei)襯(chen)(chen)套(tao)(tao)的(de)(de)內(nei)徑和(he)形(xing)狀,內(nei)襯(chen)(chen)套(tao)(tao)外徑與中套(tao)(tao)內(nei)徑的(de)(de)配合;除(chu)了過(guo)盈配合之(zhi)外,還有多種形(xing)式的(de)(de)配合,如(ru)圖(tu)7-4所示。擠(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)內(nei)襯(chen)(chen)套(tao)(tao)經(jing)熱處(chu)理后,其硬度(du)HRC達(da)(da)到(dao)40~45;在不(bu)重車的(de)(de)情況下,使用壽命達(da)(da)到(dao)1500~4000次。


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  除此(ci)之外,擠壓筒(tong)使用(yong)時(shi),為了建立熱擠壓過程本身(shen)所需的(de)熱力學條件,擠壓筒(tong)的(de)預(yu)熱極為重(zhong)要。擠壓筒(tong)的(de)預(yu)熱可以(yi)提高其使用(yong)壽命。


  擠(ji)壓筒(tong)(tong)預(yu)熱(re)(re)(re)(re)時,為了能快速地加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),減小(xiao)熱(re)(re)(re)(re)量損(sun)失,在(zai)外加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)的(de)(de)同時,最好能采用特殊可換式加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)器來預(yu)熱(re)(re)(re)(re)擠(ji)壓筒(tong)(tong)的(de)(de)內部(bu),為了保持壓人套筒(tong)(tong)時在(zai)套筒(tong)(tong)和擠(ji)壓筒(tong)(tong)內產生的(de)(de)預(yu)應力,內加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)非常必(bi)要。若僅強烈的(de)(de)外加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),將使(shi)預(yu)應力降低,從而,惡化擠(ji)壓筒(tong)(tong)套筒(tong)(tong)的(de)(de)工作能力。


  一般對(dui)于較(jiao)大(da)噸位的(de)(de)(de)臥(wo)式擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji),擠(ji)壓(ya)(ya)筒的(de)(de)(de)預(yu)(yu)熱(re)采(cai)用內置式的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)元件(jian)進行預(yu)(yu)熱(re)(圖(tu)7-5和圖(tu)7-6),而對(dui)于較(jiao)小的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)筒,較(jiao)多的(de)(de)(de)是采(cai)用活動的(de)(de)(de)感應加(jia)熱(re)器(qi)(也有用熱(re)坯料)直接放入擠(ji)壓(ya)(ya)筒內腔內進行預(yu)(yu)熱(re)。一旦(dan)擠(ji)壓(ya)(ya)開始擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯便處于受(shou)熱(re)狀態,不需要(yao)加(jia)熱(re),而是需要(yao)經常進行冷卻(que)。圖(tu)7-5所示(shi)為(wei)俄羅斯制造(zao)的(de)(de)(de)63MN(6300t)臥(wo)式液(ye)壓(ya)(ya)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)帶(dai)預(yu)(yu)熱(re)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)三(san)層(ceng)結構擠(ji)壓(ya)(ya)筒,圖(tu)7-6所示(shi)為(wei)德國制造(zao)的(de)(de)(de)帶(dai)擠(ji)壓(ya)(ya)筒測溫裝(zhuang)置的(de)(de)(de)60MN(6000t)臥(wo)式液(ye)壓(ya)(ya)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)三(san)層(ceng)結構擠(ji)壓(ya)(ya)筒。


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一、擠壓(ya)筒-套筒系(xi)統的設計條件


 擠壓筒-套筒系統的(de)設計條件如下:


  1. 擠壓(ya)時,擠壓(ya)筒中的(de)(de)內壓(ya)力分布是不均勻的(de)(de),其影響(xiang)因素很多。但設(she)計計算時,認為(wei)內應力是均勻分布的(de)(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(zai)設計(ji)計(ji)算擠壓簡(jian)一套簡(jian)系統部件時(shi),首先根(gen)據(ju)經驗(yan)數(shu)據(ju)確定(ding)擠壓簡(jian)的主要尺(chi)寸(cun)、套筒的數(shu)量及其近似尺(chi)寸(cun),然后對所選定(ding)的系統進行強度(du)驗(yan)算。


  4. 工藝條(tiao)件決定(ding)了擠(ji)壓(ya)機工作(zuo)套筒所需(xu)的內徑和擠(ji)壓(ya)力(li)(li)。此擠(ji)壓(ya)力(li)(li)為在工作(zuo)套筒內孔截(jie)面上建立一(yi)定(ding)的單位壓(ya)力(li)(li)所必需(xu)的。


  5. 擠壓(ya)筒外徑采用以下關系式確定:


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  6. 在(zai)擠壓筒(tong)-套筒(tong)系(xi)統計算時(shi)(shi),當(dang)套筒(tong)壁厚增加至一定范圍而對最(zui)大應力數值的影響很小時(shi)(shi),為使套筒(tong)材料的性能(neng)得到充(chong)分(fen)利用,并使沿斷面上應力較均勻地分(fen)布,在(zai)大壓力的情況下應采用組合套筒(tong)。


  7. 對(dui)于多(duo)層結構的(de)(de)擠壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系(xi)(xi)統,可根據其(qi)許用應力(li)(li)(li)與壁厚系(xi)(xi)數的(de)(de)關系(xi)(xi)圖(tu)表來(lai)選擇合理結構的(de)(de)多(duo)層擠壓(ya)筒(tong)。其(qi)保(bao)證條件是:套筒(tong)以一定的(de)(de)公盈裝入(ru)多(duo)層擠壓(ya)筒(tong)中(zhong),提高其(qi)承受最(zui)大(da)壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)能力(li)(li)(li),并在此壓(ya)力(li)(li)(li)下,擠壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系(xi)(xi)統內的(de)(de)應力(li)(li)(li)不超過允許值。


  8. 擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)一(yi)套(tao)筒(tong)(tong)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du),由擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)材料在(zai)(zai)(zai)工作溫度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服極(ji)限(xian)(σt)和(he)(he)單位擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)所(suo)決定。在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)一(yi)套(tao)筒(tong)(tong)內(nei)表面上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大切應力(li)不應超過這個屈(qu)服極(ji)限(xian)。當此(ci)應力(li)大于或(huo)等(deng)于材料熱(re)狀(zhuang)態下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服極(ji)限(xian),則擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)應做成(cheng)2、3或(huo)4層。這時(shi)整個系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)就取決于所(suo)選用材料在(zai)(zai)(zai)熱(re)狀(zhuang)態下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)極(ji)限(xian)σt、σt'、σt”和(he)(he)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)各個套(tao)筒(tong)(tong)中產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)。實踐證明,在(zai)(zai)(zai)這種(zhong)情況(kuang)下(xia)(xia)套(tao)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)、外直(zhi)徑比很重(zhong)要。對所(suo)有套(tao)筒(tong)(tong)來講,應是(shi)相等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),即(ji)如果d/dx=U,那么U1=U2=U3.對易擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬用較厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套(tao)筒(tong)(tong),即(ji)U1>U2;而(er)對難擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬采用較薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套(tao)筒(tong)(tong),即(ji)U1<U2.


  在(zai)正(zheng)確選擇切應(ying)(ying)力時,可正(zheng)確選擇用(yong)以(yi)抵消主(zhu)應(ying)(ying)力的熱裝應(ying)(ying)力。為了安(an)全,各套簡均在(zai)一定的公盈量下進行熱裝,以(yi)使每個套筒(tong)的負荷(he)與材(cai)料熱狀態下的屈(qu)服極限(xian)有同(tong)樣的比例。在(zai)計算時,應(ying)(ying)采用(yong)低于(yu)相應(ying)(ying)材(cai)料在(zai)熱狀態下之(zhi)屈(qu)服極限(xian)。


為使套筒中的應力趨于平緩(huan),采用如下的直徑比:


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 9. 在(zai)強(qiang)度驗算(suan)時,因為(wei)擠壓筒部件通常是(shi)采用(yong)(yong)韌性(xing)熱強(qiang)鋼制造的(de),因此(ci),最(zui)近似的(de)是(shi)按第三強(qiang)度理(li)論(lun)(最(zui)大切應力理(li)論(lun))和第四強(qiang)度理(li)論(lun)(能量理(li)論(lun))驗算(suan)。對于整體式擠壓筒,其危險點(dian)(擠壓筒內表面)上的(de)應力不超過允用(yong)(yong)值的(de)情況下(xia)其最(zui)大壓力,可按第三強(qiang)度理(li)論(lun)計(ji)算(suan),也可按第四強(qiang)度理(li)論(lun)計(ji)算(suan)。


 10. 多層(ceng)擠壓筒的極(ji)限(xian)應(ying)力(li)與(yu)層(ceng)數(shu)無(wu)關,與(yu)整體式擠壓筒相比,其極(ji)限(xian)應(ying)力(li)提高(gao)2倍。


 11. 擠(ji)壓筒(tong)的內(nei)部壓力(li),在(zai)套(tao)筒(tong)橫(heng)截面(mian)的徑向(xiang)上(shang)產(chan)(chan)生(sheng)壓縮應(ying)(ying)力(li),在(zai)切(qie)線方向(xiang)上(shang)產(chan)(chan)生(sheng)拉伸應(ying)(ying)力(li)。軸向(xiang)應(ying)(ying)力(li)在(zai)所有斷(duan)面(mian)中是(shi)均(jun)勻分布(bu)的,計(ji)(ji)算時可忽略不計(ji)(ji)。


 12. 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)-套筒(tong)系統的(de)(de)(de)熱(re)裝(zhuang)配是在(zai)(zai)一定的(de)(de)(de)公盈量下(xia)裝(zhuang)入已加熱(re)到(dao)350~400℃溫度的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)中(zhong)。已磨損(sun)套筒(tong)的(de)(de)(de)更換可(ke)以在(zai)(zai)專用的(de)(de)(de)設備上(shang)(shang)進行,也可(ke)采(cai)用專門(men)裝(zhuang)置在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)上(shang)(shang)頂出套筒(tong)。套筒(tong)頂出時(shi),其(qi)壓(ya)(ya)力不允(yun)許大于(yu)3~5MPa(表壓(ya)(ya))。因為(wei)套筒(tong)頂出后(hou),急劇的(de)(de)(de)卸壓(ya)(ya)可(ke)能引(yin)起(qi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)工作故障,甚至(zhi)在(zai)(zai)大壓(ya)(ya)力下(xia)會導(dao)致擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)損(sun)壞。


 13. 在熱(re)裝(zhuang)時(shi),應(ying)保證套(tao)筒和擠(ji)壓(ya)筒材料不(bu)(bu)會被回火(huo)而產生塑性變形,消(xiao)除套(tao)筒內的(de)原始(shi)受壓(ya)狀(zhuang)態,減小熱(re)裝(zhuang)時(shi)的(de)公(gong)盈將會惡化(hua)擠(ji)壓(ya)筒殼體的(de)工作,增加套(tao)筒的(de)應(ying)力,從而更難(nan)選擇套(tao)筒的(de)材料。因此,過盈選擇不(bu)(bu)當(dang)可(ke)使擠(ji)壓(ya)筒使用壽命降(jiang)低。


 過盈量(liang)一般為筒徑(jing)的0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠壓機在各套筒上的公盈量(liang)均為0.2%(與德國(guo) Schloemann公司(si)的31.5MN(3150t)擠壓機相同)。


  原上海異形鋼管廠的經驗認為(wei)(wei),過盈(ying)量為(wei)(wei)筒(tong)徑的0.15%(約為(wei)(wei)0.7~1.2mm)較為(wei)(wei)合(he)適。


14. 在確定了多層擠(ji)壓(ya)(ya)筒由套筒熱裝和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)所(suo)產生的應(ying)力(li)之后,在選(xuan)擇(ze)套筒和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)筒的材料時,還(huan)要(yao)考慮(lv)附加應(ying)力(li)的存在。附加應(ying)力(li)由以下因(yin)素產生: a. 擠壓時(shi),套筒(tong)與(yu)熱鋼(gang)坯(pi)接觸導致擠壓筒(tong)一套筒(tong)系統(tong)的溫(wen)升;b. 壓力沿擠壓筒(tong)長度上傳遞的不均(jun)勻性;c. 金屬與(yu)套筒(tong)壁的熱摩擦。


根據(ju)以上(shang)因素對擠壓(ya)筒一套(tao)筒系統(tong)中(zhong)應(ying)力產生(sheng)的影(ying)響,應(ying)提出其修正值。


二、擠壓筒內襯的使用條件


擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內襯(chen)是(shi)多層擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)一套筒(tong)(tong)系統中的易損件,其壽(shou)命一般為(wei)1500~4000次(ci)/只。擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內襯(chen)的使(shi)用(yong)條件如下(xia):


 1. 擠(ji)壓(ya)時,金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)高(gao)溫高(gao)壓(ya)下以400mm/s的(de)(de)(de)速度(du)滑(hua)(hua)動,即使在(zai)(zai)良好的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)條件下,內(nei)襯(chen)內(nei)表(biao)面在(zai)(zai)1.5mm深度(du)的(de)(de)(de)范圍內(nei)被(bei)加熱到650~700℃的(de)(de)(de)高(gao)溫。尤(you)其是在(zai)(zai)靠近擠(ji)壓(ya)模一(yi)端(duan)的(de)(de)(de)200~300mm的(de)(de)(de)長度(du)上,擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面遭(zao)受到最強(qiang)烈的(de)(de)(de)熱摩擦,引起最嚴重的(de)(de)(de)磨損(sun),會形成縱向劃道、內(nei)壁溝槽和表(biao)面粗(cu)糙及(ji)龜裂,進(jin)(jin)而導(dao)致內(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)報廢。因(yin)此(ci),一(yi)般在(zai)(zai)設計多層擠(ji)壓(ya)簡一(yi)套簡系統的(de)(de)(de)結構時。應該(gai)考慮到擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)內(nei)襯(chen)套筒(tong)可(ke)以允許調頭使用(yong)。因(yin)為(wei)使用(yong)經(jing)驗表(biao)明,在(zai)(zai)進(jin)(jin)料端(duan)的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面沒有發生磨損(sun)。


另外,當內(nei)(nei)襯壓入不良或者由于中套和內(nei)(nei)襯磨損,公盈消(xiao)失(shi),會形成內(nei)(nei)襯縱向裂紋。大部分(fen)縱向裂紋的(de)發生都在(zai)(zai)內(nei)(nei)襯壓出以(yi)后,即公盈已經(jing)消(xiao)失(shi)之時(shi)。這種情(qing)況(kuang)限制了內(nei)(nei)襯修復(fu)的(de)可(ke)能(neng)性。作為預防的(de)辦法(fa),可(ke)以(yi)在(zai)(zai)內(nei)(nei)襯壓出以(yi)后,立即在(zai)(zai)500℃溫(wen)度下進行退火4~5h,以(yi)消(xiao)除應力。


 2. 國外的(de)使(shi)用(yong)經驗已經證明,采用(yong)離心(xin)澆注的(de)空心(xin)坯來制造(zao)擠壓筒(tong)的(de)內(nei)襯,是(shi)最合理的(de)工藝。因為在其制造(zao)過程中(zhong)消耗最少(shao),成本最低。


  采用離心(xin)澆注空心(xin)坯作擠壓筒內襯時,其機械加(jia)工的余量,對外徑而(er)言約(yue)為10~15mm,對內徑而(er)言應不少于20~25mm.內襯粗(cu)加(jia)工以(yi)后再(zai)經熱處理(淬火(huo)后高溫回(hui)火(huo))。


  專門(men)的研究確定,鍛造的擠壓筒內襯和離心澆(jiao)注(zhu)的擠壓筒內襯,其(qi)使(shi)用壽(shou)命(ming)相(xiang)同。在各種工作(zuo)條件下的實際使(shi)用,證明(ming)均可(ke)以(yi)達到1500~4000次/只(zhi)的使(shi)用壽(shou)命(ming)指標。


三(san)、臥(wo)式擠(ji)壓機的(de)(de)擠(ji)壓筒一套筒系統的(de)(de)計算


 80MN(8000t)擠壓(ya)機(ji)擠壓(ya)筒的結構(帶(dai)預熱器)如圖7-7所示。


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  計算(suan)時(shi),按(an)作用(yong)有內外壓力(li)的多(duo)層厚(hou)壁(bi)圓筒強度計算(suan)的方法進行。


  假設:(1)沿(yan)擠(ji)壓(ya)(ya)筒長度上單位(wei)壓(ya)(ya)應(ying)力(li)不(bu)(bu)變,且與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)上的(de)(de)單位(wei)壓(ya)(ya)力(li)相等;(2)軸向壓(ya)(ya)應(ying)力(li)不(bu)(bu)大,計算時可忽略不(bu)(bu)計;(3)所(suo)有(you)的(de)(de)組成套筒經受均勻的(de)(de)熱制(zhi)度的(de)(de)作用(yong);(4)內孔(kong)在加熱器的(de)(de)作用(yong)下(xia)對套筒外內表面應(ying)力(li)和變形(xing)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:


式 1.jpg


 在強度(du)驗算時,因為擠壓筒部(bu)件通常是(shi)采用韌性熱強鋼制造,且其受力(li)條件為二向(xiang)的(de)(de)平面應(ying)力(li)狀態(tai)。因此,對于(yu)整體(ti)式擠壓筒,在內表面危險點上的(de)(de)應(ying)力(li)不超(chao)過允許值的(de)(de)情況下,其最大壓應(ying)力(li),可按第三強度(du)理論和第四強度(du)理論來(lai)計算。


按照第四強(qiang)度理論計算時的等效應(ying)力為:


式 3.jpg


式 9.jpg

可見,多層擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)內(nei)應(ying)力絕對(dui)值始終小(xiao)于許用應(ying)力絕對(dui)值。且擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)裝配次序(圖7-7)為(wei):裝好擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)殼體(將套(tao)(tao)筒(tong)(tong)2嵌入套(tao)(tao)筒(tong)(tong)1中),然后,在由套(tao)(tao)筒(tong)(tong)1和(he)2所組(zu)成的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)殼體中嵌入內(nei)套(tao)(tao)筒(tong)(tong)3。


按式(7-8)確定最大(da)單位力,為了便于計算,列表7-2.





第3套筒(tong)(內套筒(tong))的內應(ying)力,即(ji)為(wei)在對每個套筒(tong)所選(xuan)擇(ze)許用應(ying)力情況下,所求的整個擠壓筒(tong)的最大單位工作(zuo)壓力(對應(ying)表7-2第17行)。


按式(7-10)確定擠壓筒的內應(ying)力,并與列入表7-2第17行的式(7-8)確定的單位壓力相比較得: