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。


  擠壓筒(tong)是用于放置已加熱到擠壓溫度的坯料(liao)的容器。擠壓時擠壓筒(tong)內壁承受著將坯料(liao)擠壓成制品全部變形的徑(jing)向壓力(li),其負荷(he)水平可以達到1000MPa以上。


  擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒的(de)(de)(de)工作(zuo)條件是十分嚴(yan)酷的(de)(de)(de)。沿被(bei)加(jia)熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)筒內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)長(chang)度方向上(shang),周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)有強(qiang)烈的(de)(de)(de)、不均(jun)勻的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)(re)和(he)冷卻,高(gao)溫坯料與擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)(nei)襯(chen)壁之間接觸的(de)(de)(de)高(gao)溫高(gao)壓(ya)(ya)(ya)摩擦力(li),高(gao)的(de)(de)(de)徑向壓(ya)(ya)(ya)力(li),隨后(hou)又沖擊性(xing)的(de)(de)(de)下(xia)降。同時,冷空氣(qi)或水通過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)孔腔(qiang),使(shi)其(qi)受(shou)到強(qiang)烈的(de)(de)(de)冷卻。在(zai)所有這些(xie)工作(zuo)條件下(xia),在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒的(de)(de)(de)材(cai)料中引起熱(re)(re)(re)超高(gao)應力(li)。這種情況在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒前端三分之一的(de)(de)(de)內(nei)(nei)襯(chen)長(chang)度上(shang)顯(xian)得尤(you)其(qi)嚴(yan)重。由于(yu)高(gao)溫變(bian)形金屬的(de)(de)(de)流動,在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)(nei)襯(chen)前端的(de)(de)(de)套(tao)筒壁上(shang)引起強(qiang)烈的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)摩擦,使(shi)其(qi)產生(sheng)磨損(sun)或裂紋,導致內(nei)(nei)襯(chen)損(sun)壞(huai)。


  早期的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)采用的(de)(de)(de)都(dou)是整體結(jie)構(gou),現在這(zhe)種結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)甚至在小噸位的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)上都(dou)已被淘汰(tai)。目前,現代化的(de)(de)(de)大型擠(ji)壓(ya)機(ji)上所采用的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)一套(tao)筒(tong)系統(tong)都(dou)是由2個、3個或更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)套(tao)筒(tong)組成(cheng)的(de)(de)(de)多(duo)層結(jie)構(gou)擠(ji)壓(ya)筒(tong),并且在各層套(tao)筒(tong)之間都(dou)帶有一定的(de)(de)(de)過盈(ying)量,以熱裝的(de)(de)(de)方式(shi)裝配而成(cheng)。


  采用(yong)過盈配合的(de)多層(ceng)結(jie)(jie)構擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong),使每層(ceng)套筒(tong)的(de)結(jie)(jie)合面上都(dou)具(ju)有(you)一定(ding)的(de)預應(ying)力(li)。由于有(you)預應(ying)力(li)的(de)存(cun)在(zai),使多層(ceng)結(jie)(jie)構的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)在(zai)承(cheng)受(shou)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)產(chan)生的(de)熱超高應(ying)力(li)作用(yong)時,套筒(tong)之(zhi)間的(de)應(ying)力(li)分布趨于均勻,從而使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)套筒(tong)的(de)材(cai)料(liao)得到充分的(de)利用(yong);并且還可以(yi)提(ti)高熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)承(cheng)受(shou)的(de)單位壓(ya)(ya)力(li),從而提(ti)高擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)套筒(tong)的(de)使用(yong)壽命(ming)。


  擠壓(ya)筒(tong)內襯套的結構形(xing)式,包括內襯套的內徑和形(xing)狀,內襯套外(wai)徑與中套內徑的配(pei)(pei)合(he);除了過(guo)盈配(pei)(pei)合(he)之外(wai),還有多種形(xing)式的配(pei)(pei)合(he),如圖7-4所示。擠壓(ya)筒(tong)內襯套經熱處理(li)后,其(qi)硬(ying)度HRC達到40~45;在不重車的情況(kuang)下,使用壽命達到1500~4000次。


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  除此之外,擠(ji)壓(ya)筒使用時,為了(le)建立(li)熱擠(ji)壓(ya)過程本(ben)身所需的(de)熱力(li)學條(tiao)件,擠(ji)壓(ya)筒的(de)預(yu)熱極為重要(yao)。擠(ji)壓(ya)筒的(de)預(yu)熱可以提高其使用壽(shou)命。


  擠壓(ya)筒(tong)(tong)預(yu)熱(re)(re)時(shi),為了能(neng)快速地加(jia)(jia)熱(re)(re),減小熱(re)(re)量損(sun)失,在外加(jia)(jia)熱(re)(re)的(de)同時(shi),最好能(neng)采用特殊可換式加(jia)(jia)熱(re)(re)器來(lai)預(yu)熱(re)(re)擠壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)內部,為了保持壓(ya)人套筒(tong)(tong)時(shi)在套筒(tong)(tong)和(he)擠壓(ya)筒(tong)(tong)內產生的(de)預(yu)應(ying)力(li),內加(jia)(jia)熱(re)(re)非常必(bi)要。若僅(jin)強(qiang)烈的(de)外加(jia)(jia)熱(re)(re),將使(shi)預(yu)應(ying)力(li)降低,從而(er),惡化擠壓(ya)筒(tong)(tong)套筒(tong)(tong)的(de)工作(zuo)能(neng)力(li)。


  一般對于較(jiao)大噸位的(de)(de)臥(wo)式(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)(de)預(yu)(yu)熱(re)(re)采(cai)用內置(zhi)(zhi)式(shi)的(de)(de)加熱(re)(re)元(yuan)件進(jin)(jin)行預(yu)(yu)熱(re)(re)(圖7-5和圖7-6),而對于較(jiao)小的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong),較(jiao)多的(de)(de)是采(cai)用活動的(de)(de)感應加熱(re)(re)器(也有用熱(re)(re)坯料)直接放入擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內腔(qiang)內進(jin)(jin)行預(yu)(yu)熱(re)(re)。一旦擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓開始擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內襯便處(chu)于受(shou)熱(re)(re)狀(zhuang)態,不需要(yao)加熱(re)(re),而是需要(yao)經常進(jin)(jin)行冷(leng)卻(que)。圖7-5所(suo)示為俄羅斯制造(zao)的(de)(de)63MN(6300t)臥(wo)式(shi)液壓擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)的(de)(de)帶預(yu)(yu)熱(re)(re)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)三層結構(gou)(gou)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong),圖7-6所(suo)示為德國制造(zao)的(de)(de)帶擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)測溫裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)60MN(6000t)臥(wo)式(shi)液壓擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)三層結構(gou)(gou)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)。


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一、擠壓(ya)筒-套筒系統的(de)設(she)計條件


 擠壓筒-套筒系統的設計條件如下:


  1. 擠(ji)壓時(shi),擠(ji)壓筒中(zhong)的(de)內壓力分布是(shi)不均(jun)(jun)勻的(de),其(qi)影響因素(su)很多。但設計(ji)計(ji)算時(shi),認為內應力是(shi)均(jun)(jun)勻分布的(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)擠壓(ya)簡一套簡系(xi)統(tong)部件時,首先(xian)根(gen)據經(jing)驗(yan)數(shu)(shu)據確定擠壓(ya)簡的主要(yao)尺寸、套筒的數(shu)(shu)量及其近似尺寸,然后對所(suo)選定的系(xi)統(tong)進行(xing)強度驗(yan)算(suan)。


  4. 工(gong)藝(yi)條件決定(ding)了擠壓機工(gong)作套(tao)筒所(suo)需(xu)的內徑和擠壓力。此擠壓力為在工(gong)作套(tao)筒內孔截面上(shang)建立一(yi)定(ding)的單(dan)位壓力所(suo)必(bi)需(xu)的。


  5. 擠壓筒外(wai)徑采用以下關系式確(que)定:


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  6. 在擠壓筒(tong)-套(tao)筒(tong)系統(tong)計(ji)算(suan)時,當套(tao)筒(tong)壁(bi)厚增加至一定范(fan)圍(wei)而對最(zui)大應(ying)力數值的(de)影響很小時,為(wei)使套(tao)筒(tong)材料的(de)性能得到充分(fen)利用(yong),并使沿(yan)斷面(mian)上應(ying)力較均勻(yun)地(di)分(fen)布,在大壓力的(de)情(qing)況下應(ying)采用(yong)組合套(tao)筒(tong)。


  7. 對于多層結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)系(xi)統,可(ke)根據其許(xu)用應力(li)與壁厚系(xi)數的(de)(de)(de)關系(xi)圖表(biao)來選擇合理結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)多層擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)。其保(bao)證條件是(shi):套(tao)(tao)筒(tong)以一定的(de)(de)(de)公盈裝入多層擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)中,提高(gao)其承(cheng)受(shou)最大壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)(de)能(neng)力(li),并在此(ci)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)下,擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)系(xi)統內的(de)(de)(de)應力(li)不超過允許(xu)值。


  8. 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)一套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)系統的(de)(de)(de)強度(du),由擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)材料在工作溫度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)屈服極限(xian)(xian)(σt)和單位擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力所(suo)決定。在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)一套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)內(nei)表(biao)面上的(de)(de)(de)最大(da)切應力不應超過這個屈服極限(xian)(xian)。當此應力大(da)于或(huo)等于材料熱狀態下(xia)(xia)的(de)(de)(de)屈服極限(xian)(xian),則擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)應做成2、3或(huo)4層。這時整個系統的(de)(de)(de)強度(du)就取(qu)決于所(suo)選用(yong)材料在熱狀態下(xia)(xia)的(de)(de)(de)屈服強度(du)極限(xian)(xian)σt、σt'、σt”和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)各個套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)中產生的(de)(de)(de)應力。實踐證明,在這種情況下(xia)(xia)套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)內(nei)、外直徑比很(hen)重要。對所(suo)有套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong)來講,應是相等的(de)(de)(de),即如果d/dx=U,那么U1=U2=U3.對易擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)用(yong)較厚的(de)(de)(de)套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong),即U1>U2;而對難擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)采(cai)用(yong)較薄的(de)(de)(de)套(tao)(tao)(tao)筒(tong)(tong)(tong)(tong),即U1<U2.


  在(zai)(zai)(zai)正(zheng)確(que)選擇切應(ying)(ying)力時(shi),可(ke)正(zheng)確(que)選擇用以(yi)抵消主應(ying)(ying)力的(de)(de)(de)熱(re)裝應(ying)(ying)力。為了安(an)全(quan),各套(tao)(tao)簡均(jun)在(zai)(zai)(zai)一定的(de)(de)(de)公盈量下(xia)進行熱(re)裝,以(yi)使每個(ge)套(tao)(tao)筒(tong)的(de)(de)(de)負荷與材(cai)料熱(re)狀態下(xia)的(de)(de)(de)屈服極限有同樣的(de)(de)(de)比例。在(zai)(zai)(zai)計算時(shi),應(ying)(ying)采用低于(yu)相應(ying)(ying)材(cai)料在(zai)(zai)(zai)熱(re)狀態下(xia)之屈服極限。


為使套筒中的應力(li)趨于平緩,采用如下的直(zhi)徑比:


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 9. 在強(qiang)度(du)驗算(suan)(suan)時,因(yin)為擠壓(ya)筒部件通常是采用(yong)韌性熱強(qiang)鋼(gang)制造(zao)的(de),因(yin)此,最(zui)(zui)近似的(de)是按第三強(qiang)度(du)理(li)論(lun)(lun)(最(zui)(zui)大切(qie)應力理(li)論(lun)(lun))和第四(si)(si)強(qiang)度(du)理(li)論(lun)(lun)(能量(liang)理(li)論(lun)(lun))驗算(suan)(suan)。對于整體式擠壓(ya)筒,其(qi)危(wei)險點(dian)(擠壓(ya)筒內(nei)表面)上(shang)的(de)應力不(bu)超過允用(yong)值的(de)情況下其(qi)最(zui)(zui)大壓(ya)力,可按第三強(qiang)度(du)理(li)論(lun)(lun)計算(suan)(suan),也可按第四(si)(si)強(qiang)度(du)理(li)論(lun)(lun)計算(suan)(suan)。


 10. 多(duo)層(ceng)擠壓(ya)(ya)筒的極限(xian)應(ying)力與層(ceng)數無關,與整(zheng)體式擠壓(ya)(ya)筒相比,其極限(xian)應(ying)力提(ti)高2倍。


 11. 擠壓筒的(de)內部壓力,在套筒橫截面(mian)的(de)徑向(xiang)上產生(sheng)(sheng)壓縮(suo)應力,在切線(xian)方向(xiang)上產生(sheng)(sheng)拉伸應力。軸向(xiang)應力在所(suo)有斷面(mian)中(zhong)是均勻分布(bu)的(de),計算時可忽略不(bu)計。


 12. 擠(ji)壓(ya)(ya)筒-套(tao)筒系統的熱(re)裝配(pei)是在一定的公盈(ying)量下裝入已加熱(re)到350~400℃溫度(du)的擠(ji)壓(ya)(ya)筒中(zhong)。已磨損套(tao)筒的更換(huan)可以(yi)在專用的設備上進行,也(ye)可采用專門裝置(zhi)在擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)上頂出(chu)套(tao)筒。套(tao)筒頂出(chu)時,其(qi)壓(ya)(ya)力不(bu)允(yun)許大于3~5MPa(表壓(ya)(ya))。因為套(tao)筒頂出(chu)后,急劇的卸壓(ya)(ya)可能引起擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)工(gong)作故障,甚(shen)至在大壓(ya)(ya)力下會(hui)導致擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)損壞(huai)。


 13. 在熱裝(zhuang)時,應保證套筒(tong)(tong)和擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)材(cai)料(liao)(liao)不會被回火而產生塑性(xing)變形,消除(chu)套筒(tong)(tong)內(nei)的(de)(de)(de)原始受壓(ya)狀態,減小熱裝(zhuang)時的(de)(de)(de)公(gong)盈將會惡(e)化(hua)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)殼體的(de)(de)(de)工作,增(zeng)加套筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)應力(li),從(cong)而更難選(xuan)(xuan)擇套筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)。因此,過(guo)盈選(xuan)(xuan)擇不當可使擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)使用壽命(ming)降低。


 過盈量一般(ban)為(wei)筒徑的(de)0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠壓機(ji)在各套筒上(shang)的(de)公盈量均為(wei)0.2%(與德(de)國 Schloemann公司(si)的(de)31.5MN(3150t)擠壓機(ji)相(xiang)同)。


  原上(shang)海異形鋼管廠的(de)經(jing)驗認為,過盈量為筒徑的(de)0.15%(約為0.7~1.2mm)較為合適(shi)。


14. 在確定了多層(ceng)擠壓筒由套(tao)筒熱裝和(he)擠壓力(li)所(suo)產生的(de)應力(li)之后,在選(xuan)擇套(tao)筒和(he)擠壓筒的(de)材料時,還(huan)要(yao)考慮附加應力(li)的(de)存在。附加應力(li)由以下因素產生: a. 擠(ji)壓(ya)時(shi),套筒與熱鋼坯接觸導致擠(ji)壓(ya)筒一套筒系統的(de)溫(wen)升;b. 壓(ya)力沿擠(ji)壓(ya)筒長(chang)度上傳遞的(de)不均勻性;c. 金屬與套筒壁的(de)熱摩擦。


根據(ju)以(yi)上因素對擠壓筒一套(tao)筒系統中應力產生的影響,應提出(chu)其修正值(zhi)。


二、擠壓筒內(nei)襯的使用條件


擠(ji)壓筒(tong)內襯(chen)是多層擠(ji)壓筒(tong)一套筒(tong)系統中(zhong)的(de)易損件,其壽命一般為1500~4000次/只。擠(ji)壓筒(tong)內襯(chen)的(de)使用(yong)條件如下:


 1. 擠(ji)壓(ya)時,金屬(shu)在(zai)(zai)高溫(wen)高壓(ya)下(xia)以400mm/s的(de)(de)(de)(de)速度滑動(dong),即使在(zai)(zai)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)潤滑條件下(xia),內(nei)(nei)襯(chen)內(nei)(nei)表(biao)面在(zai)(zai)1.5mm深度的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)(nei)被加熱到(dao)650~700℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)。尤其(qi)是在(zai)(zai)靠近(jin)擠(ji)壓(ya)模一(yi)端(duan)的(de)(de)(de)(de)200~300mm的(de)(de)(de)(de)長(chang)度上,擠(ji)壓(ya)筒內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)表(biao)面遭受到(dao)最(zui)強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)熱摩擦,引起(qi)最(zui)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)磨損,會形成縱(zong)向劃(hua)道(dao)、內(nei)(nei)壁溝槽(cao)和(he)表(biao)面粗糙及龜裂,進(jin)而導致內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)(de)報廢。因(yin)此(ci),一(yi)般(ban)在(zai)(zai)設計多層擠(ji)壓(ya)簡(jian)一(yi)套簡(jian)系統的(de)(de)(de)(de)結構時。應該考慮到(dao)擠(ji)壓(ya)筒的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)襯(chen)套筒可以允許(xu)調頭使用。因(yin)為使用經驗表(biao)明(ming),在(zai)(zai)進(jin)料端(duan)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒內(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)表(biao)面沒(mei)有發生磨損。


另外,當內襯(chen)壓(ya)入不良或(huo)者由(you)于中套(tao)和內襯(chen)磨(mo)損,公盈消失,會形成內襯(chen)縱(zong)向裂紋。大部(bu)分縱(zong)向裂紋的(de)發(fa)生(sheng)都在(zai)內襯(chen)壓(ya)出以(yi)(yi)后(hou),即(ji)公盈已經(jing)消失之時。這種情況限制了內襯(chen)修復的(de)可能性。作為預防的(de)辦(ban)法,可以(yi)(yi)在(zai)內襯(chen)壓(ya)出以(yi)(yi)后(hou),立即(ji)在(zai)500℃溫度下進行退(tui)火4~5h,以(yi)(yi)消除(chu)應力。


 2. 國外的(de)使用經驗已經證(zheng)明,采用離心澆注(zhu)的(de)空心坯來制(zhi)造擠(ji)壓筒(tong)的(de)內(nei)襯,是最合理(li)的(de)工藝。因為在(zai)其制(zhi)造過程中消(xiao)耗最少,成本最低。


  采用離(li)心澆注空心坯作(zuo)擠壓筒內(nei)襯時,其機械加工的余量,對(dui)外徑(jing)而言約為10~15mm,對(dui)內(nei)徑(jing)而言應不少(shao)于(yu)20~25mm.內(nei)襯粗加工以(yi)后(hou)再(zai)經(jing)熱處理(淬火(huo)(huo)后(hou)高溫回火(huo)(huo))。


  專門的研究確定,鍛造的擠壓(ya)(ya)筒內襯(chen)和(he)離(li)心澆(jiao)注的擠壓(ya)(ya)筒內襯(chen),其使用壽(shou)命(ming)相(xiang)同。在各種工作條件(jian)下(xia)的實(shi)際使用,證明(ming)均可以(yi)達到(dao)1500~4000次/只的使用壽(shou)命(ming)指標。


三(san)、臥式擠(ji)壓機(ji)的擠(ji)壓筒一套(tao)筒系統(tong)的計算


 80MN(8000t)擠壓機擠壓筒的(de)結(jie)構(帶預熱器)如(ru)圖(tu)7-7所示。


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  計(ji)算時,按作用(yong)有內外壓力(li)的多層厚壁圓筒強度計(ji)算的方法(fa)進行。


  假(jia)設:(1)沿擠壓(ya)(ya)筒長度上(shang)(shang)單位壓(ya)(ya)應力(li)不變,且(qie)與擠壓(ya)(ya)墊(dian)上(shang)(shang)的(de)(de)單位壓(ya)(ya)力(li)相(xiang)等;(2)軸向壓(ya)(ya)應力(li)不大,計(ji)算時可忽略不計(ji);(3)所有的(de)(de)組成套(tao)筒經(jing)受均勻(yun)的(de)(de)熱制度的(de)(de)作(zuo)用;(4)內孔在加熱器的(de)(de)作(zuo)用下對套(tao)筒外內表面應力(li)和變形無影響。


 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(qiang)度驗(yan)算時,因(yin)為擠壓筒部件(jian)通(tong)常是采用韌性熱強(qiang)鋼制造,且(qie)其(qi)受力條(tiao)件(jian)為二(er)向(xiang)的平面應力狀態。因(yin)此,對于(yu)整體式擠壓筒,在內表面危險點上(shang)的應力不(bu)超過允許值(zhi)的情況(kuang)下,其(qi)最(zui)大壓應力,可按(an)第三強(qiang)度理論和(he)第四(si)強(qiang)度理論來計算。


按照(zhao)第四強度理論計算(suan)時的等效應力為:


式 3.jpg


式 9.jpg

可(ke)見,多層擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的內應(ying)力絕對值(zhi)(zhi)始終小于(yu)許用(yong)應(ying)力絕對值(zhi)(zhi)。且擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的裝配(pei)次序(圖7-7)為:裝好(hao)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)殼體(ti)(將套(tao)筒(tong)(tong)2嵌入(ru)套(tao)筒(tong)(tong)1中),然(ran)后,在由套(tao)筒(tong)(tong)1和2所(suo)組成的擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)殼體(ti)中嵌入(ru)內套(tao)筒(tong)(tong)3。


按式(7-8)確定最(zui)大單位力(li),為了便于計算,列表7-2.





第3套(tao)(tao)筒(內套(tao)(tao)筒)的內應力,即為在對每(mei)個套(tao)(tao)筒所(suo)選擇許(xu)用應力情況下,所(suo)求的整(zheng)個擠壓筒的最大單位工(gong)作壓力(對應表(biao)7-2第17行)。


按(an)式(7-10)確定擠壓筒的內(nei)應(ying)力(li),并與列入表(biao)7-2第17行的式(7-8)確定的單位壓力(li)相比較得: