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)壓(ya)筒是用(yong)于放置已加熱到擠(ji)壓(ya)溫度的坯(pi)料的容器(qi)。擠(ji)壓(ya)時擠(ji)壓(ya)筒內壁承受(shou)著將坯(pi)料擠(ji)壓(ya)成制品全部(bu)變形的徑(jing)向(xiang)壓(ya)力,其(qi)負(fu)荷水平可以達到1000MPa以上。
擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)工作條件是十分嚴(yan)酷的(de)(de)(de)。沿(yan)被加(jia)(jia)熱的(de)(de)(de)擠(ji)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)長(chang)度方向上(shang),周期性的(de)(de)(de)作用有強(qiang)烈的(de)(de)(de)、不均勻的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱和(he)冷卻(que)(que),高溫(wen)坯料(liao)(liao)與擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)(chen)壁之間接觸的(de)(de)(de)高溫(wen)高壓(ya)摩(mo)擦力(li),高的(de)(de)(de)徑向壓(ya)力(li),隨后又沖擊性的(de)(de)(de)下降。同時,冷空氣或水通過擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)孔腔,使其受到強(qiang)烈的(de)(de)(de)冷卻(que)(que)。在所有這些(xie)工作條件下,在擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)中引起(qi)熱超高應力(li)。這種情況在擠(ji)壓(ya)筒(tong)前(qian)端三分之一的(de)(de)(de)內(nei)襯(chen)(chen)(chen)長(chang)度上(shang)顯(xian)得尤其嚴(yan)重(zhong)。由于高溫(wen)變形(xing)金屬的(de)(de)(de)流動,在擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)(chen)前(qian)端的(de)(de)(de)套筒(tong)壁上(shang)引起(qi)強(qiang)烈的(de)(de)(de)熱摩(mo)擦,使其產生磨損或裂紋,導(dao)致內(nei)襯(chen)(chen)(chen)損壞。
早期的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)采用(yong)的(de)都(dou)(dou)是(shi)整體結(jie)構(gou),現在(zai)這種(zhong)結(jie)構(gou)的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)甚至在(zai)小(xiao)噸位的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)上(shang)都(dou)(dou)已被淘汰。目前,現代化的(de)大型擠(ji)壓(ya)機(ji)上(shang)所采用(yong)的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系(xi)統都(dou)(dou)是(shi)由2個(ge)、3個(ge)或更多(duo)的(de)套筒(tong)組成的(de)多(duo)層結(jie)構(gou)擠(ji)壓(ya)筒(tong),并且(qie)在(zai)各層套筒(tong)之(zhi)間都(dou)(dou)帶有一定的(de)過(guo)盈量,以熱裝(zhuang)的(de)方式裝(zhuang)配而成。
采用(yong)過(guo)盈(ying)配(pei)合(he)的(de)(de)多層(ceng)結(jie)構擠壓(ya)筒,使每層(ceng)套筒的(de)(de)結(jie)合(he)面(mian)上都(dou)具(ju)有一定的(de)(de)預(yu)應力。由于(yu)有預(yu)應力的(de)(de)存在,使多層(ceng)結(jie)構的(de)(de)擠壓(ya)筒在承受(shou)擠壓(ya)產生的(de)(de)熱(re)超高應力作用(yong)時(shi)(shi),套筒之間的(de)(de)應力分(fen)布(bu)趨于(yu)均(jun)勻,從(cong)而(er)使擠壓(ya)筒套筒的(de)(de)材料得(de)到(dao)充分(fen)的(de)(de)利用(yong);并且還可以提高熱(re)擠壓(ya)時(shi)(shi)擠壓(ya)筒承受(shou)的(de)(de)單位壓(ya)力,從(cong)而(er)提高擠壓(ya)筒套筒的(de)(de)使用(yong)壽命。
擠(ji)壓筒內(nei)(nei)襯套(tao)的(de)(de)結構形式,包(bao)括內(nei)(nei)襯套(tao)的(de)(de)內(nei)(nei)徑和形狀,內(nei)(nei)襯套(tao)外徑與中套(tao)內(nei)(nei)徑的(de)(de)配合(he);除了過盈配合(he)之(zhi)外,還有多種形式的(de)(de)配合(he),如(ru)圖7-4所示(shi)。擠(ji)壓筒內(nei)(nei)襯套(tao)經熱處(chu)理后,其硬度HRC達到40~45;在不重車的(de)(de)情況下(xia),使用(yong)壽命達到1500~4000次。

除此之外(wai),擠壓(ya)筒(tong)使用時,為了建(jian)立熱(re)擠壓(ya)過程本身所需的熱(re)力學條件,擠壓(ya)筒(tong)的預熱(re)極為重(zhong)要(yao)。擠壓(ya)筒(tong)的預熱(re)可以提高其使用壽(shou)命。
擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)預(yu)熱(re)時(shi)(shi),為(wei)了(le)能(neng)快速地加熱(re),減小熱(re)量損失,在(zai)外(wai)加熱(re)的(de)同(tong)時(shi)(shi),最好能(neng)采用特(te)殊(shu)可換式加熱(re)器來預(yu)熱(re)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)的(de)內部,為(wei)了(le)保持(chi)壓(ya)(ya)人(ren)套(tao)筒(tong)時(shi)(shi)在(zai)套(tao)筒(tong)和擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內產生的(de)預(yu)應力(li),內加熱(re)非常必要。若僅強烈的(de)外(wai)加熱(re),將使(shi)預(yu)應力(li)降低,從而,惡化(hua)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)套(tao)筒(tong)的(de)工作能(neng)力(li)。
一(yi)般對于較大噸(dun)位(wei)的(de)(de)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)的(de)(de)預(yu)熱(re)采用(yong)內置式的(de)(de)加熱(re)元件進(jin)行預(yu)熱(re)(圖7-5和圖7-6),而對于較小的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong),較多的(de)(de)是采用(yong)活動的(de)(de)感應(ying)加熱(re)器(也(ye)有用(yong)熱(re)坯料)直(zhi)接放入(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)內腔(qiang)內進(jin)行預(yu)熱(re)。一(yi)旦擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)開始擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)內襯便處于受熱(re)狀態,不需要加熱(re),而是需要經常進(jin)行冷卻。圖7-5所(suo)示(shi)為俄(e)羅斯制造的(de)(de)63MN(6300t)臥式液壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)帶(dai)預(yu)熱(re)裝置的(de)(de)三(san)層結構擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong),圖7-6所(suo)示(shi)為德國制造的(de)(de)帶(dai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)測(ce)溫(wen)裝置的(de)(de)60MN(6000t)臥式液壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機三(san)層結構擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)。

一、擠(ji)壓筒-套筒系統的設計(ji)條件
擠壓筒(tong)-套筒(tong)系統(tong)的設計條件(jian)如下:
1. 擠壓(ya)時,擠壓(ya)筒中的內壓(ya)力(li)分布(bu)(bu)是不均(jun)勻(yun)的,其影(ying)響(xiang)因(yin)素很多。但(dan)設(she)計計算時,認為(wei)內應力(li)是均(jun)勻(yun)分布(bu)(bu)的。
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)擠壓簡一套(tao)簡系統(tong)部件時,首(shou)先根據(ju)經(jing)驗數據(ju)確(que)定擠壓簡的(de)(de)主要尺寸(cun)、套(tao)筒的(de)(de)數量及其(qi)近似尺寸(cun),然后對所(suo)選定的(de)(de)系統(tong)進行強(qiang)度驗算(suan)。
4. 工(gong)(gong)藝條件決定(ding)了擠壓機工(gong)(gong)作套筒所需的(de)內徑和擠壓力(li)(li)。此擠壓力(li)(li)為在工(gong)(gong)作套筒內孔截面上建立一定(ding)的(de)單位壓力(li)(li)所必(bi)需的(de)。
5. 擠壓筒外(wai)徑采(cai)用以下關系式確定:

6. 在擠壓筒(tong)-套(tao)筒(tong)系(xi)統計算時(shi),當套(tao)筒(tong)壁(bi)厚增加至一定范圍而對最大應(ying)(ying)(ying)力(li)數值(zhi)的(de)影響很小(xiao)時(shi),為使套(tao)筒(tong)材(cai)料的(de)性能得到充分利用,并(bing)使沿(yan)斷面(mian)上應(ying)(ying)(ying)力(li)較(jiao)均勻地分布,在大壓力(li)的(de)情(qing)況下應(ying)(ying)(ying)采用組合(he)套(tao)筒(tong)。
7. 對于多(duo)層(ceng)結構(gou)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)一(yi)套筒(tong)(tong)系統,可根據其許用(yong)應力(li)與壁厚系數的(de)(de)關系圖表來選擇(ze)合(he)理結構(gou)的(de)(de)多(duo)層(ceng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)。其保(bao)證條(tiao)件是:套筒(tong)(tong)以一(yi)定的(de)(de)公盈裝入多(duo)層(ceng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)中,提(ti)高其承(cheng)受最大壓(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)能力(li),并(bing)在此壓(ya)(ya)(ya)力(li)下,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)一(yi)套筒(tong)(tong)系統內的(de)(de)應力(li)不超過允許值(zhi)。
8. 擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)系統(tong)的(de)(de)強度(du),由擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)材料(liao)在(zai)(zai)工作溫(wen)度(du)下(xia)的(de)(de)屈服極限(xian)(σt)和(he)單(dan)位(wei)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)所(suo)決定。在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)內(nei)表面上的(de)(de)最(zui)大切應(ying)(ying)力(li)不應(ying)(ying)超過這(zhe)個屈服極限(xian)。當(dang)此應(ying)(ying)力(li)大于(yu)或(huo)等于(yu)材料(liao)熱(re)狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)屈服極限(xian),則擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)應(ying)(ying)做(zuo)成2、3或(huo)4層(ceng)。這(zhe)時整(zheng)個系統(tong)的(de)(de)強度(du)就取決于(yu)所(suo)選用(yong)(yong)(yong)材料(liao)在(zai)(zai)熱(re)狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)屈服強度(du)極限(xian)σt、σt'、σt”和(he)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)各(ge)個套(tao)(tao)筒(tong)中產生的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。實踐證明(ming),在(zai)(zai)這(zhe)種情況(kuang)下(xia)套(tao)(tao)筒(tong)的(de)(de)內(nei)、外直(zhi)徑比很(hen)重要。對(dui)所(suo)有(you)套(tao)(tao)筒(tong)來(lai)講,應(ying)(ying)是相等的(de)(de),即如果(guo)d/dx=U,那么U1=U2=U3.對(dui)易擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)金屬用(yong)(yong)(yong)較厚的(de)(de)套(tao)(tao)筒(tong),即U1>U2;而對(dui)難擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)金屬采用(yong)(yong)(yong)較薄的(de)(de)套(tao)(tao)筒(tong),即U1<U2.
在(zai)(zai)(zai)正確(que)選擇切應力時,可正確(que)選擇用以抵消(xiao)主(zhu)應力的熱(re)裝應力。為了(le)安(an)全(quan),各套(tao)簡均在(zai)(zai)(zai)一定的公盈量下進行熱(re)裝,以使每個套(tao)筒的負(fu)荷(he)與材(cai)料熱(re)狀(zhuang)態(tai)下的屈服極限有同樣的比例(li)。在(zai)(zai)(zai)計算時,應采用低于相應材(cai)料在(zai)(zai)(zai)熱(re)狀(zhuang)態(tai)下之(zhi)屈服極限。
為使套筒中的應力趨于(yu)平(ping)緩,采用如下的直(zhi)徑比:

9. 在強(qiang)(qiang)度驗(yan)算(suan)時,因為擠壓筒部件通常是采用(yong)韌性熱強(qiang)(qiang)鋼制造的,因此,最(zui)(zui)近似的是按第(di)三(san)強(qiang)(qiang)度理(li)(li)論(最(zui)(zui)大切應力(li)理(li)(li)論)和第(di)四強(qiang)(qiang)度理(li)(li)論(能量理(li)(li)論)驗(yan)算(suan)。對于整體式(shi)擠壓筒,其危險點(擠壓筒內表面)上(shang)的應力(li)不超過允用(yong)值的情況(kuang)下(xia)其最(zui)(zui)大壓力(li),可按第(di)三(san)強(qiang)(qiang)度理(li)(li)論計(ji)算(suan),也可按第(di)四強(qiang)(qiang)度理(li)(li)論計(ji)算(suan)。
10. 多(duo)層(ceng)(ceng)擠壓筒的極(ji)限應力與(yu)層(ceng)(ceng)數無(wu)關(guan),與(yu)整體式擠壓筒相比(bi),其極(ji)限應力提高2倍。
11. 擠(ji)壓(ya)筒的(de)內部壓(ya)力,在套筒橫(heng)截面(mian)的(de)徑向上產(chan)生(sheng)壓(ya)縮應(ying)力,在切線方向上產(chan)生(sheng)拉伸(shen)應(ying)力。軸向應(ying)力在所有斷(duan)面(mian)中(zhong)是(shi)均勻分布的(de),計算時可忽略不計。
12. 擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)-套(tao)筒(tong)(tong)系統的熱(re)(re)裝配(pei)是在一定(ding)的公盈量下裝入已(yi)加熱(re)(re)到350~400℃溫度的擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)中。已(yi)磨損(sun)套(tao)筒(tong)(tong)的更(geng)換可以在專用的設(she)備上進行(xing),也可采(cai)用專門裝置在擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)上頂(ding)(ding)出(chu)套(tao)筒(tong)(tong)。套(tao)筒(tong)(tong)頂(ding)(ding)出(chu)時,其(qi)壓(ya)(ya)力(li)不允(yun)許(xu)大于3~5MPa(表壓(ya)(ya))。因為套(tao)筒(tong)(tong)頂(ding)(ding)出(chu)后,急劇的卸(xie)壓(ya)(ya)可能引起擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)工作故障,甚至在大壓(ya)(ya)力(li)下會導致擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)損(sun)壞。
13. 在熱(re)裝時(shi),應保(bao)證套(tao)筒(tong)(tong)(tong)和擠壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)材料不會被回火而(er)產生塑性變形,消除套(tao)筒(tong)(tong)(tong)內的(de)(de)原(yuan)始受壓(ya)狀態,減小(xiao)熱(re)裝時(shi)的(de)(de)公盈將會惡化(hua)擠壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)殼體的(de)(de)工作,增加(jia)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)的(de)(de)應力,從而(er)更(geng)難選(xuan)擇(ze)套(tao)筒(tong)(tong)(tong)的(de)(de)材料。因此,過盈選(xuan)擇(ze)不當可使(shi)擠壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)使(shi)用壽(shou)命降低。
過(guo)盈(ying)量一般為筒徑的0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠壓機在各(ge)套筒上(shang)的公(gong)盈(ying)量均為0.2%(與(yu)德(de)國(guo) Schloemann公(gong)司的31.5MN(3150t)擠壓機相同(tong))。
原上海異形鋼管(guan)廠的經驗認為(wei),過(guo)盈(ying)量為(wei)筒徑的0.15%(約為(wei)0.7~1.2mm)較為(wei)合適。
14. 在(zai)(zai)確定了多層擠(ji)壓筒由套筒熱(re)裝和擠(ji)壓力(li)(li)所(suo)產生的應力(li)(li)之后(hou),在(zai)(zai)選(xuan)擇套筒和擠(ji)壓筒的材料時(shi),還要(yao)考慮附加(jia)應力(li)(li)的存在(zai)(zai)。附加(jia)應力(li)(li)由以下因(yin)素產生: a. 擠(ji)壓時,套筒(tong)與熱(re)鋼坯(pi)接(jie)觸(chu)導致(zhi)擠(ji)壓筒(tong)一套筒(tong)系統的溫升;b. 壓力沿(yan)擠(ji)壓筒(tong)長度上傳遞的不均勻性;c. 金(jin)屬與套筒(tong)壁的熱(re)摩擦(ca)。
根據以上因素對(dui)擠(ji)壓筒(tong)一(yi)套(tao)筒(tong)系統中應力產生的影響,應提出其(qi)修正值。
二、擠(ji)壓(ya)筒內襯(chen)的使用(yong)條件(jian)
擠壓筒(tong)(tong)內(nei)襯(chen)是多層擠壓筒(tong)(tong)一(yi)套(tao)筒(tong)(tong)系統(tong)中(zhong)的(de)易損件,其壽命一(yi)般為1500~4000次/只。擠壓筒(tong)(tong)內(nei)襯(chen)的(de)使用條(tiao)件如下:
1. 擠(ji)壓時(shi),金屬(shu)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓下以400mm/s的(de)(de)(de)(de)(de)速度滑(hua)動,即使(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)良好的(de)(de)(de)(de)(de)潤滑(hua)條件下,內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)襯內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)表面(mian)在(zai)(zai)1.5mm深度的(de)(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)被加熱(re)到650~700℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)。尤(you)其是在(zai)(zai)靠近擠(ji)壓模一端的(de)(de)(de)(de)(de)200~300mm的(de)(de)(de)(de)(de)長度上(shang),擠(ji)壓筒內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)襯的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)表面(mian)遭受(shou)到最強烈的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)摩擦,引起最嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)損,會形(xing)成(cheng)縱向劃道、內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)壁溝槽和表面(mian)粗(cu)糙及(ji)龜裂,進而(er)導致內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)襯的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)廢(fei)。因(yin)此,一般在(zai)(zai)設計(ji)多(duo)層擠(ji)壓簡一套簡系統的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構時(shi)。應(ying)該(gai)考慮(lv)到擠(ji)壓筒的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)襯套筒可以允許調(diao)頭使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)。因(yin)為(wei)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)經驗表明,在(zai)(zai)進料端的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓筒內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)襯的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)表面(mian)沒有發(fa)生磨(mo)損。
另(ling)外,當內襯壓入(ru)不(bu)良或(huo)者由于中套和內襯磨損,公(gong)盈消(xiao)失(shi),會形(xing)成內襯縱向裂(lie)紋。大部分縱向裂(lie)紋的發生都在內襯壓出以(yi)(yi)后(hou),即公(gong)盈已經消(xiao)失(shi)之時。這種情況限(xian)制了內襯修復(fu)的可能(neng)性。作為預防的辦法,可以(yi)(yi)在內襯壓出以(yi)(yi)后(hou),立即在500℃溫度下進行退(tui)火4~5h,以(yi)(yi)消(xiao)除應(ying)力。
2. 國外的(de)使用經驗已經證明,采(cai)用離心澆注的(de)空心坯來制(zhi)造擠壓筒的(de)內(nei)襯,是最(zui)合理的(de)工藝。因(yin)為在其制(zhi)造過(guo)程中消耗最(zui)少(shao),成(cheng)本最(zui)低(di)。
采用(yong)離心澆注空心坯作擠(ji)壓筒內(nei)襯時,其機械加工(gong)的余量,對(dui)外徑而言約(yue)為10~15mm,對(dui)內(nei)徑而言應不少于20~25mm.內(nei)襯粗加工(gong)以(yi)后(hou)再經(jing)熱處理(淬火后(hou)高溫回火)。
專(zhuan)門(men)的研究確(que)定,鍛造的擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯(chen)和(he)離心澆注(zhu)的擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯(chen),其使用壽(shou)命(ming)相(xiang)同。在(zai)各種工作(zuo)條件下的實際使用,證明(ming)均可以達到1500~4000次/只的使用壽(shou)命(ming)指標。
三、臥(wo)式擠(ji)(ji)壓機的擠(ji)(ji)壓筒一套筒系(xi)統的計算(suan)
80MN(8000t)擠壓機擠壓筒的結構(gou)(帶預(yu)熱器)如(ru)圖7-7所(suo)示。

計(ji)算(suan)時,按作用有內外(wai)壓力的多層厚壁圓(yuan)筒強度計(ji)算(suan)的方法進行。
假(jia)設:(1)沿擠壓筒長度上單位壓應力(li)不(bu)變,且與擠壓墊(dian)上的單位壓力(li)相等;(2)軸向(xiang)壓應力(li)不(bu)大,計算時(shi)可忽略不(bu)計;(3)所有的組成套筒經受(shou)均勻的熱制度的作用(yong);(4)內孔(kong)在加熱器的作用(yong)下對套筒外內表面應力(li)和變形(xing)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:

在強度(du)驗算(suan)時,因(yin)為擠壓筒部件通(tong)常是采(cai)用韌性熱強鋼制造,且其受力條件為二(er)向的(de)(de)(de)平面(mian)應力狀態。因(yin)此(ci),對于整體式擠壓筒,在內(nei)表面(mian)危險(xian)點上的(de)(de)(de)應力不超過允(yun)許(xu)值的(de)(de)(de)情(qing)況下,其最大壓應力,可(ke)按(an)第三強度(du)理論和第四強度(du)理論來計算(suan)。
按照第(di)四強度理論計算時(shi)的等(deng)效應力為:


可見,多層(ceng)擠(ji)壓(ya)筒的內應力(li)絕對(dui)值始終小(xiao)于許用應力(li)絕對(dui)值。且擠(ji)壓(ya)筒的裝配次序(圖7-7)為:裝好擠(ji)壓(ya)筒殼體(ti)(將套筒2嵌(qian)入(ru)套筒1中(zhong)),然后,在由套筒1和2所組成的擠(ji)壓(ya)筒殼體(ti)中(zhong)嵌(qian)入(ru)內套筒3。
按式(7-8)確(que)定(ding)最(zui)大單位力(li),為了便于計算(suan),列表(biao)7-2.


第3套筒(內(nei)套筒)的內(nei)應(ying)力(li)(li),即為在(zai)對每個(ge)(ge)套筒所選擇許用應(ying)力(li)(li)情況下,所求的整個(ge)(ge)擠(ji)壓(ya)筒的最大單位工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)(li)(對應(ying)表(biao)7-2第17行(xing))。
按式(7-10)確定(ding)擠壓(ya)筒(tong)的(de)內應力(li),并與列入(ru)表7-2第17行的(de)式(7-8)確定(ding)的(de)單位壓(ya)力(li)相比較得:



