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)(tong)是用于放置已(yi)加熱到擠壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)的(de)坯(pi)料(liao)的(de)容器。擠壓(ya)(ya)時擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)內壁承受著(zhu)將坯(pi)料(liao)擠壓(ya)(ya)成制品全部(bu)變(bian)形(xing)的(de)徑向壓(ya)(ya)力,其(qi)負荷水平可以達到1000MPa以上。
擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)工作(zuo)條件是十分嚴(yan)(yan)酷的(de)(de)。沿被加熱的(de)(de)擠(ji)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)的(de)(de)長度(du)方向(xiang)(xiang)上,周期(qi)性(xing)(xing)的(de)(de)作(zuo)用有(you)強烈(lie)的(de)(de)、不均勻的(de)(de)加熱和冷(leng)卻(que),高溫坯料與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)壁(bi)之間接觸(chu)的(de)(de)高溫高壓(ya)(ya)(ya)(ya)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li),高的(de)(de)徑向(xiang)(xiang)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li),隨后(hou)又沖擊性(xing)(xing)的(de)(de)下(xia)降。同時,冷(leng)空(kong)氣或(huo)水通過擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)的(de)(de)孔腔(qiang),使(shi)(shi)其(qi)受(shou)到強烈(lie)的(de)(de)冷(leng)卻(que)。在所有(you)這(zhe)些工作(zuo)條件下(xia),在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)材料中引起熱超高應力(li)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)前(qian)端三分之一的(de)(de)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)長度(du)上顯(xian)得尤(you)其(qi)嚴(yan)(yan)重。由于高溫變(bian)形金屬(shu)的(de)(de)流動,在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)前(qian)端的(de)(de)套(tao)筒(tong)(tong)壁(bi)上引起強烈(lie)的(de)(de)熱摩(mo)(mo)擦(ca),使(shi)(shi)其(qi)產生磨損或(huo)裂紋(wen),導致內(nei)(nei)(nei)襯(chen)(chen)損壞。
早期的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)采用(yong)的(de)都是整體(ti)結(jie)構,現在(zai)這(zhe)種結(jie)構的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)甚至在(zai)小噸位的(de)擠(ji)壓(ya)機上都已被(bei)淘汰。目前,現代化(hua)的(de)大型擠(ji)壓(ya)機上所采用(yong)的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系統都是由2個、3個或更多(duo)的(de)套筒(tong)組成(cheng)的(de)多(duo)層結(jie)構擠(ji)壓(ya)筒(tong),并且在(zai)各層套筒(tong)之間(jian)都帶有一定的(de)過盈量,以熱裝的(de)方(fang)式裝配而成(cheng)。
采(cai)用(yong)(yong)過盈配(pei)合的(de)(de)多層(ceng)結構擠(ji)壓(ya)筒,使每層(ceng)套(tao)筒的(de)(de)結合面上都具有一定的(de)(de)預應(ying)力(li)(li)。由于(yu)有預應(ying)力(li)(li)的(de)(de)存在,使多層(ceng)結構的(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒在承(cheng)受(shou)擠(ji)壓(ya)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)超高應(ying)力(li)(li)作用(yong)(yong)時(shi),套(tao)筒之(zhi)間(jian)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)分(fen)(fen)布趨于(yu)均(jun)勻(yun),從(cong)而使擠(ji)壓(ya)筒套(tao)筒的(de)(de)材料得(de)到充(chong)分(fen)(fen)的(de)(de)利用(yong)(yong);并且還可以提(ti)高熱(re)擠(ji)壓(ya)時(shi)擠(ji)壓(ya)筒承(cheng)受(shou)的(de)(de)單(dan)位壓(ya)力(li)(li),從(cong)而提(ti)高擠(ji)壓(ya)筒套(tao)筒的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命。
擠壓筒內(nei)襯(chen)套的(de)結(jie)構形式(shi),包(bao)括(kuo)內(nei)襯(chen)套的(de)內(nei)徑和(he)形狀,內(nei)襯(chen)套外徑與中套內(nei)徑的(de)配合(he);除了過盈配合(he)之(zhi)外,還有多種(zhong)形式(shi)的(de)配合(he),如圖7-4所示。擠壓筒內(nei)襯(chen)套經熱處理后,其硬度HRC達到(dao)40~45;在不(bu)重車的(de)情況(kuang)下(xia),使用(yong)壽命(ming)達到(dao)1500~4000次。
除此之外,擠(ji)壓筒(tong)使(shi)用(yong)時,為(wei)了(le)建立熱(re)擠(ji)壓過程本(ben)身所需(xu)的(de)熱(re)力學條(tiao)件,擠(ji)壓筒(tong)的(de)預熱(re)極為(wei)重要。擠(ji)壓筒(tong)的(de)預熱(re)可以提高其(qi)使(shi)用(yong)壽命。
擠壓筒(tong)預熱(re)(re)(re)時,為(wei)了(le)能快(kuai)速地加(jia)熱(re)(re)(re),減小熱(re)(re)(re)量損(sun)失,在(zai)外加(jia)熱(re)(re)(re)的同時,最好(hao)能采用特殊可(ke)換式加(jia)熱(re)(re)(re)器來預熱(re)(re)(re)擠壓筒(tong)的內(nei)部,為(wei)了(le)保持(chi)壓人套(tao)(tao)筒(tong)時在(zai)套(tao)(tao)筒(tong)和擠壓筒(tong)內(nei)產生(sheng)的預應力(li),內(nei)加(jia)熱(re)(re)(re)非(fei)常必要。若僅(jin)強烈的外加(jia)熱(re)(re)(re),將使(shi)預應力(li)降低,從(cong)而(er),惡(e)化擠壓筒(tong)套(tao)(tao)筒(tong)的工作能力(li)。
一(yi)(yi)般對(dui)(dui)于較(jiao)大噸(dun)位的(de)(de)(de)臥式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)預(yu)(yu)熱采用內(nei)置式(shi)的(de)(de)(de)加熱元件(jian)進行(xing)預(yu)(yu)熱(圖7-5和圖7-6),而對(dui)(dui)于較(jiao)小的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong),較(jiao)多的(de)(de)(de)是采用活動(dong)的(de)(de)(de)感應加熱器(也有(you)用熱坯料)直接放入擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)腔內(nei)進行(xing)預(yu)(yu)熱。一(yi)(yi)旦擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)開(kai)始(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯便處于受熱狀態,不(bu)需(xu)要加熱,而是需(xu)要經常進行(xing)冷卻(que)。圖7-5所(suo)示為俄(e)羅(luo)斯制造的(de)(de)(de)63MN(6300t)臥式(shi)液壓(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)帶預(yu)(yu)熱裝置的(de)(de)(de)三(san)層結構擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong),圖7-6所(suo)示為德國制造的(de)(de)(de)帶擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)測(ce)溫(wen)裝置的(de)(de)(de)60MN(6000t)臥式(shi)液壓(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機三(san)層結構擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)。
一、擠(ji)壓筒-套筒系統的(de)設(she)計條件(jian)
擠壓筒-套筒系統的設(she)計(ji)條件如下(xia):
1. 擠壓時,擠壓筒中的(de)(de)內(nei)壓力(li)分(fen)布是不均勻的(de)(de),其影響因素很多。但設(she)計(ji)計(ji)算時,認(ren)為內(nei)應力(li)是均勻分(fen)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. 在設計(ji)計(ji)算擠壓簡(jian)一套簡(jian)系(xi)統(tong)部(bu)件時,首先(xian)根據經(jing)驗數據確定擠壓簡(jian)的(de)主要尺寸、套筒的(de)數量及其近似尺寸,然后(hou)對所選定的(de)系(xi)統(tong)進(jin)行強度驗算。
4. 工(gong)藝條件決定了(le)擠壓(ya)機工(gong)作套(tao)筒所(suo)需的內(nei)徑和擠壓(ya)力(li)。此擠壓(ya)力(li)為(wei)在工(gong)作套(tao)筒內(nei)孔截面上(shang)建立(li)一定的單(dan)位壓(ya)力(li)所(suo)必需的。
5. 擠壓(ya)筒(tong)外徑采用以(yi)下關系(xi)式確定:
6. 在擠壓(ya)筒(tong)-套(tao)筒(tong)系統(tong)計算時,當套(tao)筒(tong)壁厚增加至一定范(fan)圍而對(dui)最大(da)應力數值的(de)影響(xiang)很小時,為使套(tao)筒(tong)材料的(de)性能(neng)得到充分(fen)利用,并使沿斷面(mian)上應力較均勻地分(fen)布,在大(da)壓(ya)力的(de)情況下應采用組(zu)合套(tao)筒(tong)。
7. 對于多(duo)層結構(gou)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)筒一(yi)套筒系(xi)統(tong),可根據(ju)其(qi)許用(yong)應力(li)與壁厚(hou)系(xi)數的(de)(de)關系(xi)圖表來選擇合理結構(gou)的(de)(de)多(duo)層擠(ji)壓(ya)(ya)筒。其(qi)保證條件是(shi):套筒以一(yi)定的(de)(de)公盈裝入多(duo)層擠(ji)壓(ya)(ya)筒中,提(ti)高其(qi)承受最大壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)能力(li),并(bing)在(zai)此壓(ya)(ya)力(li)下,擠(ji)壓(ya)(ya)筒一(yi)套筒系(xi)統(tong)內的(de)(de)應力(li)不(bu)超過允許值。
8. 擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)(tong)系統的(de)(de)(de)(de)強度,由擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)材料(liao)在工作(zuo)溫度下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)服極(ji)(ji)限(xian)(xian)(σt)和(he)單(dan)位擠(ji)壓(ya)力(li)所決定。在擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)(tong)內(nei)表面上的(de)(de)(de)(de)最大切(qie)應(ying)力(li)不應(ying)超過這(zhe)個屈(qu)(qu)(qu)服極(ji)(ji)限(xian)(xian)。當此應(ying)力(li)大于或等于材料(liao)熱(re)狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)服極(ji)(ji)限(xian)(xian),則擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)應(ying)做成2、3或4層。這(zhe)時整個系統的(de)(de)(de)(de)強度就取(qu)決于所選用(yong)材料(liao)在熱(re)狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)服強度極(ji)(ji)限(xian)(xian)σt、σt'、σt”和(he)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)各個套(tao)(tao)筒(tong)(tong)中產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明,在這(zhe)種情(qing)況下(xia)套(tao)(tao)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)內(nei)、外直徑比很重要。對所有套(tao)(tao)筒(tong)(tong)來講,應(ying)是相等的(de)(de)(de)(de),即如果d/dx=U,那么U1=U2=U3.對易(yi)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)金屬用(yong)較(jiao)厚的(de)(de)(de)(de)套(tao)(tao)筒(tong)(tong),即U1>U2;而對難(nan)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)金屬采用(yong)較(jiao)薄的(de)(de)(de)(de)套(tao)(tao)筒(tong)(tong),即U1<U2.
在正確選擇(ze)切應(ying)力時(shi),可正確選擇(ze)用以抵消主應(ying)力的(de)熱裝應(ying)力。為了安全,各(ge)套簡(jian)均(jun)在一定的(de)公盈(ying)量(liang)下進行熱裝,以使每個套筒(tong)的(de)負荷與材(cai)料(liao)熱狀(zhuang)態(tai)下的(de)屈服極(ji)限有同樣(yang)的(de)比(bi)例。在計(ji)算(suan)時(shi),應(ying)采用低于相(xiang)應(ying)材(cai)料(liao)在熱狀(zhuang)態(tai)下之屈服極(ji)限。
為使套筒中(zhong)的應力趨于平緩,采用如下的直徑比:
9. 在(zai)強(qiang)度(du)(du)驗算(suan)時,因(yin)為擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)部(bu)件通常是采用(yong)韌性(xing)熱強(qiang)鋼制造(zao)的(de),因(yin)此(ci),最(zui)近似(si)的(de)是按第(di)三強(qiang)度(du)(du)理論(最(zui)大切應力理論)和(he)第(di)四(si)強(qiang)度(du)(du)理論(能量理論)驗算(suan)。對于(yu)整體式(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong),其危(wei)險點(擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內表(biao)面)上的(de)應力不超過允用(yong)值的(de)情況下(xia)其最(zui)大壓(ya)(ya)力,可按第(di)三強(qiang)度(du)(du)理論計算(suan),也可按第(di)四(si)強(qiang)度(du)(du)理論計算(suan)。
10. 多層擠壓筒(tong)的(de)極限(xian)應力(li)與層數(shu)無關(guan),與整體式擠壓筒(tong)相比,其極限(xian)應力(li)提高(gao)2倍(bei)。
11. 擠壓筒的內部壓力(li),在(zai)套筒橫截面(mian)的徑向(xiang)上產(chan)生壓縮(suo)應力(li),在(zai)切(qie)線(xian)方向(xiang)上產(chan)生拉(la)伸應力(li)。軸向(xiang)應力(li)在(zai)所有斷(duan)面(mian)中是均勻(yun)分(fen)布的,計算時可(ke)忽略不計。
12. 擠壓(ya)筒-套(tao)(tao)筒系統(tong)的(de)(de)(de)熱(re)裝配(pei)是在(zai)一定的(de)(de)(de)公盈量下裝入已(yi)加熱(re)到350~400℃溫(wen)度的(de)(de)(de)擠壓(ya)筒中。已(yi)磨損(sun)套(tao)(tao)筒的(de)(de)(de)更換可以在(zai)專(zhuan)用的(de)(de)(de)設(she)備(bei)上進行,也(ye)可采用專(zhuan)門裝置在(zai)擠壓(ya)機上頂(ding)出套(tao)(tao)筒。套(tao)(tao)筒頂(ding)出時,其壓(ya)力不允許大(da)于3~5MPa(表壓(ya))。因(yin)為套(tao)(tao)筒頂(ding)出后,急劇的(de)(de)(de)卸壓(ya)可能引起擠壓(ya)機工(gong)作故障,甚(shen)至在(zai)大(da)壓(ya)力下會導(dao)致擠壓(ya)機損(sun)壞。
13. 在熱裝(zhuang)時(shi),應(ying)保證(zheng)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)和擠壓筒(tong)(tong)(tong)(tong)材(cai)料不會被回火而(er)產生塑性變(bian)形,消除套筒(tong)(tong)(tong)(tong)內的原始受(shou)壓狀態(tai),減小熱裝(zhuang)時(shi)的公盈將(jiang)會惡化擠壓筒(tong)(tong)(tong)(tong)殼(ke)體的工作,增(zeng)加套筒(tong)(tong)(tong)(tong)的應(ying)力(li),從(cong)而(er)更難選擇(ze)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)的材(cai)料。因此,過盈選擇(ze)不當可使擠壓筒(tong)(tong)(tong)(tong)使用壽(shou)命降(jiang)低。
過盈量一般(ban)為筒徑的0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠(ji)壓機(ji)在各套筒上的公盈量均(jun)為0.2%(與德國 Schloemann公司(si)的31.5MN(3150t)擠(ji)壓機(ji)相(xiang)同(tong))。
原上海(hai)異形鋼(gang)管廠(chang)的(de)經(jing)驗認為,過盈(ying)量(liang)為筒(tong)徑的(de)0.15%(約為0.7~1.2mm)較為合適。
14. 在(zai)確定(ding)了多層擠壓(ya)(ya)筒(tong)由套筒(tong)熱裝和擠壓(ya)(ya)力所產生的(de)(de)應力之(zhi)后,在(zai)選擇套筒(tong)和擠壓(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)材(cai)料時,還要考慮附(fu)加(jia)應力的(de)(de)存(cun)在(zai)。附(fu)加(jia)應力由以下因素產生: a. 擠壓(ya)(ya)(ya)時,套(tao)(tao)筒(tong)與(yu)熱鋼坯接觸導致擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)一套(tao)(tao)筒(tong)系(xi)統的溫升;b. 壓(ya)(ya)(ya)力沿擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)長度(du)上傳遞的不均勻性(xing);c. 金(jin)屬(shu)與(yu)套(tao)(tao)筒(tong)壁的熱摩擦(ca)。
根(gen)據以上因素對擠壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系統中應(ying)力產生的影響,應(ying)提出其(qi)修正值。
二(er)、擠壓(ya)筒內襯的使用條件
擠壓(ya)筒(tong)內襯是多層(ceng)擠壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系(xi)統中的(de)易損件(jian),其壽命一般為1500~4000次(ci)/只(zhi)。擠壓(ya)筒(tong)內襯的(de)使用(yong)條(tiao)件(jian)如(ru)下(xia):
1. 擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時,金屬(shu)在高溫(wen)高壓(ya)下以(yi)(yi)400mm/s的(de)速度滑動,即使在良好(hao)的(de)潤滑條件下,內襯(chen)內表(biao)面(mian)(mian)在1.5mm深度的(de)范圍內被(bei)加熱(re)到650~700℃的(de)高溫(wen)。尤其是在靠近(jin)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模一(yi)端的(de)200~300mm的(de)長度上,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒內襯(chen)的(de)內表(biao)面(mian)(mian)遭受到最(zui)強烈(lie)的(de)熱(re)摩擦,引起最(zui)嚴重的(de)磨損,會形(xing)成縱向劃(hua)道、內壁溝槽(cao)和表(biao)面(mian)(mian)粗糙及龜裂(lie),進(jin)而導致內襯(chen)的(de)報廢(fei)。因此,一(yi)般(ban)在設計多(duo)層擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)簡一(yi)套簡系統的(de)結構時。應該考(kao)慮到擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒的(de)內襯(chen)套筒可(ke)以(yi)(yi)允(yun)許(xu)調頭使用。因為使用經驗表(biao)明,在進(jin)料(liao)端的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒內襯(chen)的(de)內表(biao)面(mian)(mian)沒有發生磨損。
另外,當內(nei)(nei)襯壓(ya)入不(bu)良或者由于(yu)中套和內(nei)(nei)襯磨損,公(gong)盈消(xiao)失(shi),會形成內(nei)(nei)襯縱向裂(lie)(lie)紋(wen)。大(da)部分縱向裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)發生都在內(nei)(nei)襯壓(ya)出(chu)以后,即公(gong)盈已(yi)經消(xiao)失(shi)之(zhi)時。這種情況限制(zhi)了內(nei)(nei)襯修復(fu)的(de)可能(neng)性。作為預防(fang)的(de)辦法,可以在內(nei)(nei)襯壓(ya)出(chu)以后,立(li)即在500℃溫度下(xia)進行退火4~5h,以消(xiao)除應力。
2. 國外的(de)(de)使用經驗(yan)已經證明,采用離心澆(jiao)注的(de)(de)空心坯來制造擠壓(ya)筒的(de)(de)內襯(chen),是最(zui)合理的(de)(de)工藝。因(yin)為在其(qi)制造過程中(zhong)消(xiao)耗最(zui)少,成本最(zui)低。
采用離(li)心澆注(zhu)空心坯作擠壓筒內(nei)襯時,其機械(xie)加工的余量,對外(wai)徑(jing)而(er)言約為(wei)10~15mm,對內(nei)徑(jing)而(er)言應不少于20~25mm.內(nei)襯粗(cu)加工以后再(zai)經(jing)熱(re)處(chu)理(li)(淬火(huo)后高溫回火(huo))。
專門(men)的(de)研(yan)究確定,鍛(duan)造的(de)擠壓(ya)筒內(nei)襯和(he)離心澆注(zhu)的(de)擠壓(ya)筒內(nei)襯,其(qi)使用(yong)壽(shou)命相同(tong)。在(zai)各種(zhong)工作條件下的(de)實際使用(yong),證明均可以(yi)達(da)到1500~4000次/只的(de)使用(yong)壽(shou)命指標。
三(san)、臥式擠壓機的擠壓筒(tong)一套筒(tong)系統的計算
80MN(8000t)擠(ji)壓機擠(ji)壓筒的結構(帶預熱器)如圖7-7所示。
計(ji)算時,按(an)作用有內外(wai)壓力的多層(ceng)厚(hou)壁圓(yuan)筒強(qiang)度(du)計(ji)算的方法進行。
假設:(1)沿(yan)擠壓筒(tong)長(chang)度上單位壓應(ying)力不變,且與(yu)擠壓墊上的(de)單位壓力相等;(2)軸向(xiang)壓應(ying)力不大,計算時可忽略(lve)不計;(3)所有的(de)組成套筒(tong)經受(shou)均勻的(de)熱(re)制度的(de)作(zuo)用;(4)內孔在加熱(re)器(qi)的(de)作(zuo)用下對套筒(tong)外(wai)內表面(mian)應(ying)力和變形無影響。
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:
在(zai)強(qiang)度(du)驗(yan)算(suan)時(shi),因(yin)為擠壓筒部件(jian)通常是采用韌性(xing)熱強(qiang)鋼(gang)制造,且其受力(li)條件(jian)為二向的(de)平面應(ying)力(li)狀態。因(yin)此,對于整體式擠壓筒,在(zai)內表面危險點(dian)上的(de)應(ying)力(li)不超過允許值的(de)情況下,其最大壓應(ying)力(li),可(ke)按第(di)三(san)強(qiang)度(du)理論(lun)和第(di)四強(qiang)度(du)理論(lun)來(lai)計算(suan)。
按照第(di)四強度理論計(ji)算時的等效應力為:
可(ke)見,多層擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)內應力(li)絕對(dui)值(zhi)(zhi)始終小于許(xu)用應力(li)絕對(dui)值(zhi)(zhi)。且擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)裝(zhuang)配次序(圖(tu)7-7)為:裝(zhuang)好擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)殼體(將套(tao)筒(tong)2嵌(qian)(qian)入(ru)套(tao)筒(tong)1中),然后,在由套(tao)筒(tong)1和(he)2所組成的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)殼體中嵌(qian)(qian)入(ru)內套(tao)筒(tong)3。
按式(7-8)確定最大(da)單位力,為了便于計算,列(lie)表7-2.
第(di)3套(tao)(tao)筒(內套(tao)(tao)筒)的內應力,即(ji)為在(zai)對(dui)每(mei)個套(tao)(tao)筒所選擇許用(yong)應力情況下,所求(qiu)的整個擠(ji)壓筒的最大(da)單位工(gong)作壓力(對(dui)應表7-2第(di)17行(xing))。
按式(shi)(7-10)確定擠(ji)壓(ya)筒的內應力(li),并與(yu)列入表7-2第17行的式(shi)(7-8)確定的單位(wei)壓(ya)力(li)相(xiang)比(bi)較(jiao)得: