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)筒是用于放(fang)置已(yi)加熱到(dao)擠壓(ya)溫度的坯料的容(rong)器。擠壓(ya)時(shi)擠壓(ya)筒內(nei)壁(bi)承受著(zhu)將坯料擠壓(ya)成(cheng)制品全部變形的徑向(xiang)壓(ya)力,其負荷水平可以達(da)到(dao)1000MPa以上。
擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)工作條件(jian)是十分嚴酷的(de)(de)。沿被(bei)加熱(re)的(de)(de)擠(ji)(ji)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)(de)長度方向上,周期性的(de)(de)作用有強烈的(de)(de)、不均(jun)勻(yun)的(de)(de)加熱(re)和(he)冷卻,高溫(wen)坯料(liao)與擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)壁之間接(jie)觸(chu)的(de)(de)高溫(wen)高壓(ya)摩擦力(li),高的(de)(de)徑向壓(ya)力(li),隨后又沖擊性的(de)(de)下降。同時(shi),冷空氣或水通(tong)過擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)(de)孔腔,使其受到強烈的(de)(de)冷卻。在(zai)所有這些工作條件(jian)下,在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)材料(liao)中引起熱(re)超(chao)高應力(li)。這種情(qing)況在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)前端三分之一的(de)(de)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)長度上顯得尤其嚴重。由(you)于(yu)高溫(wen)變形(xing)金屬的(de)(de)流(liu)動,在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)前端的(de)(de)套筒(tong)壁上引起強烈的(de)(de)熱(re)摩擦,使其產生(sheng)磨(mo)損(sun)或裂紋,導(dao)致(zhi)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)損(sun)壞(huai)。
早期的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)采用(yong)的(de)都是整體結構,現(xian)在這種結構的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)甚(shen)至在小噸位的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)上都已被(bei)淘汰。目前,現(xian)代化(hua)的(de)大型擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)上所采用(yong)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)一套筒(tong)(tong)(tong)(tong)系統都是由2個(ge)、3個(ge)或(huo)更多的(de)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)組成的(de)多層(ceng)結構擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong),并且在各層(ceng)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)之(zhi)間都帶有一定的(de)過盈量,以(yi)熱裝的(de)方(fang)式裝配而成。
采用(yong)(yong)過盈配合(he)的(de)(de)多(duo)層結構擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong),使(shi)(shi)每(mei)層套筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)結合(he)面上都具有(you)一定的(de)(de)預(yu)應(ying)力(li)(li)。由(you)于有(you)預(yu)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)存(cun)在,使(shi)(shi)多(duo)層結構的(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)在承受擠(ji)壓(ya)產生的(de)(de)熱(re)超(chao)高應(ying)力(li)(li)作用(yong)(yong)時,套筒(tong)(tong)(tong)(tong)之間(jian)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)分(fen)布趨于均勻,從而使(shi)(shi)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)材料得到充分(fen)的(de)(de)利用(yong)(yong);并(bing)且還(huan)可以提(ti)高熱(re)擠(ji)壓(ya)時擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)承受的(de)(de)單位壓(ya)力(li)(li),從而提(ti)高擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)(tong)套筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命。
擠壓筒內襯(chen)(chen)套的結構形(xing)式(shi),包括內襯(chen)(chen)套的內徑和形(xing)狀,內襯(chen)(chen)套外(wai)徑與中套內徑的配合;除了過(guo)盈(ying)配合之外(wai),還有多(duo)種形(xing)式(shi)的配合,如圖(tu)7-4所示。擠壓筒內襯(chen)(chen)套經(jing)熱(re)處理后,其(qi)硬度HRC達(da)到40~45;在不(bu)重車的情況下(xia),使用壽命達(da)到1500~4000次(ci)。
除此之(zhi)外,擠(ji)壓(ya)筒(tong)使(shi)用時,為(wei)了建立(li)熱擠(ji)壓(ya)過程本(ben)身所(suo)需的(de)熱力(li)學(xue)條件,擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)預熱極為(wei)重要。擠(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)預熱可以(yi)提高其使(shi)用壽命(ming)。
擠壓(ya)筒(tong)(tong)預(yu)熱時(shi)(shi),為了能(neng)快速地加(jia)熱,減小熱量損失,在(zai)外加(jia)熱的(de)同時(shi)(shi),最(zui)好能(neng)采用特殊可換式加(jia)熱器來預(yu)熱擠壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)內(nei)部,為了保(bao)持(chi)壓(ya)人套(tao)筒(tong)(tong)時(shi)(shi)在(zai)套(tao)筒(tong)(tong)和擠壓(ya)筒(tong)(tong)內(nei)產(chan)生的(de)預(yu)應力,內(nei)加(jia)熱非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)。若僅強烈的(de)外加(jia)熱,將使預(yu)應力降低,從而,惡化擠壓(ya)筒(tong)(tong)套(tao)筒(tong)(tong)的(de)工作(zuo)能(neng)力。
一般對于較(jiao)(jiao)大噸位的(de)臥(wo)式(shi)擠(ji)壓機,擠(ji)壓筒(tong)的(de)預熱(re)(re)采(cai)用(yong)內置(zhi)式(shi)的(de)加熱(re)(re)元件進行預熱(re)(re)(圖(tu)7-5和圖(tu)7-6),而(er)對于較(jiao)(jiao)小的(de)擠(ji)壓筒(tong),較(jiao)(jiao)多的(de)是采(cai)用(yong)活動的(de)感應(ying)加熱(re)(re)器(也有用(yong)熱(re)(re)坯料)直接(jie)放入擠(ji)壓筒(tong)內腔內進行預熱(re)(re)。一旦(dan)擠(ji)壓開始(shi)擠(ji)壓筒(tong)內襯便處于受熱(re)(re)狀(zhuang)態(tai),不需(xu)要加熱(re)(re),而(er)是需(xu)要經常進行冷卻。圖(tu)7-5所示(shi)為(wei)俄羅斯(si)制造的(de)63MN(6300t)臥(wo)式(shi)液壓擠(ji)壓機的(de)帶(dai)(dai)預熱(re)(re)裝(zhuang)置(zhi)的(de)三(san)層結構(gou)擠(ji)壓筒(tong),圖(tu)7-6所示(shi)為(wei)德國(guo)制造的(de)帶(dai)(dai)擠(ji)壓筒(tong)測溫(wen)裝(zhuang)置(zhi)的(de)60MN(6000t)臥(wo)式(shi)液壓擠(ji)壓機三(san)層結構(gou)擠(ji)壓筒(tong)。
一、擠壓筒(tong)(tong)-套筒(tong)(tong)系統的設計(ji)條(tiao)件
擠壓筒-套筒系統的設計(ji)條件如下:
1. 擠(ji)壓時(shi),擠(ji)壓筒中的(de)(de)(de)內壓力(li)分(fen)布是(shi)不均勻的(de)(de)(de),其影響因素很多。但設計計算時(shi),認為(wei)內應力(li)是(shi)均勻分(fen)布的(de)(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)算擠壓簡一套(tao)簡系(xi)統部件時,首(shou)先根(gen)據經驗數(shu)據確定(ding)擠壓簡的(de)主要(yao)尺寸、套(tao)筒(tong)的(de)數(shu)量及其近似尺寸,然后(hou)對所選(xuan)定(ding)的(de)系(xi)統進(jin)行強度驗算。
4. 工(gong)藝條件決定了擠(ji)壓(ya)機工(gong)作(zuo)套筒所需的內(nei)徑和(he)擠(ji)壓(ya)力(li)。此擠(ji)壓(ya)力(li)為在工(gong)作(zuo)套筒內(nei)孔截面上(shang)建立一定的單位(wei)壓(ya)力(li)所必需的。
5. 擠(ji)壓筒外徑采用以(yi)下關系(xi)式(shi)確定:
6. 在擠壓筒(tong)-套筒(tong)系統計算時(shi),當套筒(tong)壁厚增加至一(yi)定范圍而對(dui)最(zui)大(da)應(ying)力數值的影響(xiang)很小時(shi),為使(shi)套筒(tong)材(cai)料(liao)的性能(neng)得(de)到(dao)充分利用,并使(shi)沿斷面上(shang)應(ying)力較均勻地分布,在大(da)壓力的情況(kuang)下應(ying)采用組合套筒(tong)。
7. 對(dui)于多(duo)層(ceng)結構(gou)的(de)(de)(de)擠壓(ya)筒(tong)一(yi)(yi)套(tao)(tao)筒(tong)系(xi)統,可根據其許用應(ying)力與壁厚系(xi)數的(de)(de)(de)關系(xi)圖(tu)表來選擇合理結構(gou)的(de)(de)(de)多(duo)層(ceng)擠壓(ya)筒(tong)。其保(bao)證條件是:套(tao)(tao)筒(tong)以一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)公盈裝入多(duo)層(ceng)擠壓(ya)筒(tong)中,提高其承受最(zui)大壓(ya)力的(de)(de)(de)能力,并在此(ci)壓(ya)力下,擠壓(ya)筒(tong)一(yi)(yi)套(tao)(tao)筒(tong)系(xi)統內的(de)(de)(de)應(ying)力不(bu)超過允許值。
8. 擠(ji)壓(ya)(ya)筒一(yi)套(tao)筒系統(tong)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du),由(you)擠(ji)壓(ya)(ya)筒材(cai)料(liao)在(zai)工作溫度(du)下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)極限(xian)(xian)(σt)和(he)單位擠(ji)壓(ya)(ya)力所決定。在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)筒一(yi)套(tao)筒內表面上(shang)的(de)(de)(de)(de)最大(da)切應力不(bu)應超過這(zhe)個屈服(fu)極限(xian)(xian)。當此應力大(da)于或(huo)(huo)等(deng)于材(cai)料(liao)熱(re)狀態下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)極限(xian)(xian),則(ze)擠(ji)壓(ya)(ya)筒應做(zuo)成2、3或(huo)(huo)4層。這(zhe)時整個系統(tong)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)就取決于所選用(yong)材(cai)料(liao)在(zai)熱(re)狀態下(xia)的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)極限(xian)(xian)σt、σt'、σt”和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)筒各(ge)個套(tao)筒中(zhong)產生的(de)(de)(de)(de)應力。實踐證明,在(zai)這(zhe)種情況下(xia)套(tao)筒的(de)(de)(de)(de)內、外直徑(jing)比很重要(yao)。對(dui)(dui)所有套(tao)筒來(lai)講,應是相等(deng)的(de)(de)(de)(de),即(ji)(ji)如果(guo)d/dx=U,那(nei)么U1=U2=U3.對(dui)(dui)易擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬用(yong)較厚的(de)(de)(de)(de)套(tao)筒,即(ji)(ji)U1>U2;而對(dui)(dui)難擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬采用(yong)較薄的(de)(de)(de)(de)套(tao)筒,即(ji)(ji)U1<U2.
在正(zheng)確選擇切應(ying)力時,可正(zheng)確選擇用以抵消主應(ying)力的(de)熱(re)裝應(ying)力。為了安全,各套簡均(jun)在一(yi)定的(de)公盈量下進行熱(re)裝,以使(shi)每個(ge)套筒(tong)的(de)負荷與材(cai)料(liao)熱(re)狀態下的(de)屈服(fu)極限有同樣(yang)的(de)比例。在計算時,應(ying)采用低于相應(ying)材(cai)料(liao)在熱(re)狀態下之屈服(fu)極限。
為使套筒中(zhong)的(de)應力趨(qu)于(yu)平緩,采用如下的(de)直徑比:
9. 在(zai)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)驗(yan)算(suan)時,因(yin)為擠(ji)壓(ya)筒(tong)部件通常(chang)是采(cai)用韌性(xing)熱強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)鋼制造的(de),因(yin)此,最(zui)(zui)近似(si)的(de)是按第三強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)理(li)論(最(zui)(zui)大切應力理(li)論)和(he)第四(si)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)理(li)論(能量理(li)論)驗(yan)算(suan)。對(dui)于整體式擠(ji)壓(ya)筒(tong),其危險點(擠(ji)壓(ya)筒(tong)內表(biao)面)上的(de)應力不超過允用值(zhi)的(de)情況下其最(zui)(zui)大壓(ya)力,可按第三強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)理(li)論計(ji)算(suan),也可按第四(si)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)理(li)論計(ji)算(suan)。
10. 多層擠(ji)壓筒的極(ji)限應(ying)(ying)力與層數無(wu)關,與整體(ti)式擠(ji)壓筒相比,其極(ji)限應(ying)(ying)力提高2倍(bei)。
11. 擠壓筒(tong)的(de)內(nei)部壓力(li)(li),在套筒(tong)橫截面的(de)徑向上產(chan)生壓縮應力(li)(li),在切線(xian)方(fang)向上產(chan)生拉(la)伸應力(li)(li)。軸向應力(li)(li)在所有斷面中是(shi)均(jun)勻分布的(de),計算時(shi)可(ke)忽略不計。
12. 擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)-套筒(tong)系統的(de)(de)熱(re)裝(zhuang)配(pei)是在(zai)一定的(de)(de)公盈量下裝(zhuang)入(ru)已加熱(re)到350~400℃溫度的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)中。已磨損套筒(tong)的(de)(de)更換可以(yi)在(zai)專用的(de)(de)設(she)備上(shang)進行(xing),也可采用專門(men)裝(zhuang)置在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)機上(shang)頂(ding)出套筒(tong)。套筒(tong)頂(ding)出時(shi),其壓(ya)(ya)(ya)力(li)不允許大于3~5MPa(表壓(ya)(ya)(ya))。因為(wei)套筒(tong)頂(ding)出后(hou),急劇(ju)的(de)(de)卸壓(ya)(ya)(ya)可能引起擠壓(ya)(ya)(ya)機工作故障,甚至在(zai)大壓(ya)(ya)(ya)力(li)下會(hui)導致(zhi)擠壓(ya)(ya)(ya)機損壞(huai)。
13. 在(zai)熱裝時,應保證套(tao)筒和擠(ji)壓筒材料不會被回火而產(chan)生塑(su)性變形,消除套(tao)筒內的原始受壓狀態,減(jian)小(xiao)熱裝時的公盈(ying)將會惡(e)化擠(ji)壓筒殼(ke)體(ti)的工作(zuo),增(zeng)加套(tao)筒的應力,從而更難選擇套(tao)筒的材料。因此(ci),過盈(ying)選擇不當可使擠(ji)壓筒使用壽(shou)命降低。
過盈量一般為筒徑的(de)0.1%~0.2%.60MN(6000t)擠壓機在各套筒上的(de)公盈量均(jun)為0.2%(與德國 Schloemann公司的(de)31.5MN(3150t)擠壓機相同)。
原上(shang)海異形鋼(gang)管廠(chang)的經驗(yan)認為(wei),過盈量為(wei)筒徑(jing)的0.15%(約為(wei)0.7~1.2mm)較為(wei)合(he)適。
14. 在確定了多層(ceng)擠壓筒由套(tao)筒熱裝和(he)擠壓力(li)所產生的應力(li)之后,在選(xuan)擇套(tao)筒和(he)擠壓筒的材料時,還(huan)要(yao)考慮附(fu)加應力(li)的存在。附(fu)加應力(li)由以下因素(su)產生: a. 擠壓(ya)(ya)時,套筒(tong)(tong)與(yu)熱鋼(gang)坯接(jie)觸導致擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)一套筒(tong)(tong)系統的(de)溫升(sheng);b. 壓(ya)(ya)力沿擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)長度上傳遞的(de)不均勻(yun)性;c. 金(jin)屬與(yu)套筒(tong)(tong)壁(bi)的(de)熱摩擦。
根(gen)據以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。
二、擠壓筒(tong)內襯的(de)使(shi)用條件
擠壓筒(tong)內襯是多層擠壓筒(tong)一套筒(tong)系統中的易損(sun)件,其(qi)壽命一般為1500~4000次(ci)/只。擠壓筒(tong)內襯的使用條件如下:
1. 擠(ji)(ji)壓(ya)時,金(jin)屬在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)高壓(ya)下(xia)以400mm/s的(de)(de)(de)速(su)度(du)滑(hua)動,即使在(zai)(zai)(zai)良好(hao)的(de)(de)(de)潤滑(hua)條件下(xia),內(nei)(nei)(nei)襯(chen)內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)在(zai)(zai)(zai)1.5mm深度(du)的(de)(de)(de)范圍內(nei)(nei)(nei)被加熱(re)到(dao)650~700℃的(de)(de)(de)高溫(wen)。尤其是在(zai)(zai)(zai)靠近擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)一端的(de)(de)(de)200~300mm的(de)(de)(de)長度(du)上,擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)遭受到(dao)最(zui)強烈的(de)(de)(de)熱(re)摩擦,引(yin)起最(zui)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)磨損(sun),會形成縱向(xiang)劃道、內(nei)(nei)(nei)壁溝(gou)槽(cao)和(he)表(biao)(biao)面(mian)粗糙(cao)及龜(gui)裂,進而導致內(nei)(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)報廢。因此,一般在(zai)(zai)(zai)設計多層擠(ji)(ji)壓(ya)簡(jian)一套簡(jian)系統的(de)(de)(de)結構時。應該考慮到(dao)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)套筒(tong)可(ke)以允許調頭使用(yong)。因為使用(yong)經驗表(biao)(biao)明,在(zai)(zai)(zai)進料(liao)端的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)(nei)(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)沒有發(fa)生(sheng)磨損(sun)。
另外(wai),當內襯(chen)壓入不良或者由于中套和內襯(chen)磨(mo)損,公盈消(xiao)(xiao)失,會形成內襯(chen)縱(zong)向裂紋。大部分縱(zong)向裂紋的發生都在(zai)內襯(chen)壓出以(yi)后,即公盈已(yi)經消(xiao)(xiao)失之時。這(zhe)種情況限制了內襯(chen)修復的可能性。作為預防的辦(ban)法,可以(yi)在(zai)內襯(chen)壓出以(yi)后,立即在(zai)500℃溫度下(xia)進(jin)行退火4~5h,以(yi)消(xiao)(xiao)除應力。
2. 國外的(de)使用(yong)經驗(yan)已(yi)經證明,采用(yong)離心(xin)澆注的(de)空心(xin)坯來制(zhi)造(zao)擠壓筒(tong)的(de)內襯,是最(zui)合理的(de)工(gong)藝。因為在其制(zhi)造(zao)過程(cheng)中消耗最(zui)少,成本最(zui)低。
采用離心澆注空心坯作擠(ji)壓筒內襯(chen)時,其機械加(jia)工的余量,對外徑而言約為10~15mm,對內徑而言應(ying)不少于20~25mm.內襯(chen)粗加(jia)工以后再經熱處理(淬火后高溫(wen)回火)。
專門(men)的(de)(de)研究確定,鍛造(zao)的(de)(de)擠壓筒內(nei)襯(chen)和離心澆注的(de)(de)擠壓筒內(nei)襯(chen),其(qi)使用壽(shou)命相同(tong)。在各種工作條(tiao)件下(xia)的(de)(de)實際使用,證明均(jun)可(ke)以達到1500~4000次/只的(de)(de)使用壽(shou)命指標(biao)。
三、臥(wo)式(shi)擠壓(ya)機的(de)擠壓(ya)筒(tong)一套筒(tong)系統的(de)計(ji)算
80MN(8000t)擠(ji)壓機擠(ji)壓筒的結構(帶預熱器)如圖(tu)7-7所示。
計算時,按(an)作(zuo)用有內外壓力的(de)多層(ceng)厚(hou)壁圓(yuan)筒強(qiang)度計算的(de)方法進行(xing)。
假設:(1)沿擠(ji)壓(ya)筒長度上單位壓(ya)應力不變(bian),且與擠(ji)壓(ya)墊上的單位壓(ya)力相(xiang)等;(2)軸向(xiang)壓(ya)應力不大(da),計算時可(ke)忽略不計;(3)所(suo)有的組成(cheng)套筒經受(shou)均勻的熱制度的作用;(4)內孔在(zai)加熱器(qi)的作用下對套筒外內表面(mian)應力和變(bian)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:
在強(qiang)度(du)驗算時,因為擠(ji)壓(ya)筒部件(jian)通常是采用韌性熱強(qiang)鋼制(zhi)造,且(qie)其(qi)受力(li)(li)(li)條件(jian)為二向的(de)平面(mian)應力(li)(li)(li)狀態。因此,對于(yu)整(zheng)體(ti)式擠(ji)壓(ya)筒,在內表面(mian)危險點上的(de)應力(li)(li)(li)不超過允許值的(de)情況下,其(qi)最大壓(ya)應力(li)(li)(li),可按第(di)三強(qiang)度(du)理論(lun)和第(di)四強(qiang)度(du)理論(lun)來(lai)計(ji)算。
按照(zhao)第四強度(du)理論計算時的等效應力為:
可見,多層擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)的內(nei)應(ying)(ying)力絕對值始(shi)終小于許用應(ying)(ying)力絕對值。且擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)的裝配次序(圖(tu)7-7)為(wei):裝好擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)殼(ke)體(將(jiang)套筒(tong)2嵌入(ru)(ru)套筒(tong)1中(zhong)(zhong)),然(ran)后,在由套筒(tong)1和2所組成的擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)殼(ke)體中(zhong)(zhong)嵌入(ru)(ru)內(nei)套筒(tong)3。
按式(shi)(7-8)確定最大單位(wei)力,為了便于計算(suan),列(lie)表(biao)7-2.
第(di)3套筒(內(nei)套筒)的(de)內(nei)應力,即為(wei)在(zai)對(dui)每個套筒所選擇許(xu)用應力情況下,所求的(de)整個擠壓(ya)筒的(de)最大單位(wei)工作(zuo)壓(ya)力(對(dui)應表(biao)7-2第(di)17行)。
按式(shi)(7-10)確定擠壓(ya)筒(tong)的內(nei)應力,并(bing)與列入表7-2第(di)17行的式(shi)(7-8)確定的單位壓(ya)力相比(bi)較(jiao)得: