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上海原元康机械设备有限公司

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机筒解决方案

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机筒
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产品描述
参数

制造单螺杆挤出机或注塑机的双金属机筒,在如下五种情况下我公司将采用衬套方式来制造:

A.高温炉和离心机的长度受一定的限制(这个问题全世界的料筒生产厂家都面对),当机筒的长度比炉子的长度和离心机的长度要更长时,我们不得已要采用衬套方式来制造;

B.当机筒内孔存在特殊结构时,我们也往往采用衬套方式来解决。例如机筒加料段的GROOVE结构;

C.当我们制造某些壁厚特别厚的机筒时,例如壁厚超过60mm以上,为了保证合金层能够受到一个充分的离心力而顺利成型。我们也往往采用衬套方式来制造。

D.当机筒法兰比较大而法兰与机筒的焊接点离机筒内孔的距离比较近的时候,为了减少焊接的热冲击对双金属合金层的破坏,例如,合金层受热后产生裂纹和变形等,采用衬套是最安全可靠的方法。

E.当机筒开口过大时,如果双金属衬套与机筒的配合采用过渡配合方式,这个衬套将帮助减少开口后的变形危险。

 

平行双螺杆挤出机组合筒体可以衬套方式维修返新

 

 

一、分析平行双螺杆挤出机筒体现存的问题,有针对性提出维修改造方案,恢复和加强机筒的使用功能是我们的根本目的

       我们认为目前的平行双螺杆挤出机筒体和螺杆组件,某些销售商在选材上存在一定的不合理性。理论上,同种材料,并经过同样硬化手段处理的工件,它们相互之间的匹配磨损(或称之为接触磨损)极容易造成部件间的物理减量。这一情况在典型事例中的反应式平行双螺杆挤出机的心脏部件-机筒体和螺杆组件上,表现得尤为明显。因为在反应式平行双螺杆挤出机中,螺纹元件的外径与机筒体内壁的摩擦表现得更为直接,更为严重。如果原挤出机的机筒体和螺杆组件均采用了41CrAlMo7材料(这是GERMANIC 的一种标准,相当于中国钢铁标准中的38CrMoAl钢材),而且均采用气体氮化的表面硬化手段,那么因材料的匹配问题,磨损就会比较严重,从右图中我们可以比较直观地了解。

       所以,在维修改造这一类平行双螺杆挤出机的机筒时,我们首先应该考虑在机筒体内衬入一种与螺杆组件的材料完全不同的,例如采用铁基粉末冶金PM-HIP方法制造的高耐磨损性能材料,名称为Omega101A的整体型钢套。这样将极大地改善材料之间的匹配磨损状况,从很大程度上提升机筒体和螺杆组件的相互的使用寿命,从而保障经过维修改造后的平行双螺杆挤出机可以投入到安全可靠和有保障的运行状态中。

       我公司是近年来中国大陆第一个可以特殊粉末冶金PM-HIP工艺方法成功研制并制造出高耐磨损型,高耐腐蚀型,或既耐腐蚀又耐磨损的平行双螺杆挤出机组合筒体合金整体钢套的企业。这个新型产品目前也是中国大陆中唯一取得业界权威企业-德国Werner & Pfleiderer GMBH(W&P)公司质量认定和资格供货认定的公司。以粉末冶金PM-HIP工艺方法生产的Alpha 101A整体钢套材料,按德国W&P公司的材料编号为1.2292.2,德方具体材料名称为G-X 250CrV25,又称为GP27M,我公司相应材料名称为Omega 101A。

       该材料为铁基的高耐磨损型合金材料,由碳化硅,碳化锰,碳化铬等不同种类的微细碳化物颗粒均匀地分布于铁的基材中,起到抗磨损作用。我公司利用PM-HIP冶金高温静压技术成形方法,将改良后的这种德国高耐磨损低线膨胀性合金粉末材料填充入特制模腔体,然后放入高温等静压处理炉中,在相当高的温度和相当高的压力下,材料的分子受强挤压力而加速运动,冷却后得到金相组织高密实性的、耐磨损性能极佳的组合筒体整体合金内衬套(见右图)。该项技术填补了国内平行双螺杆挤出机心脏部件采用高难技术制造的空白,满足了业界的期盼。

       以PM-HIP工艺方法制成的耐磨损型Omega101A整体合金钢套的宏观硬度标准值为HRC 58~64。我们另外还可以向用户提供用于耐腐蚀兼耐磨损的钴基Omega 301A整体合金钢套,其洛氏硬度大于50。

以可更换的内衬套方式来维修平行双螺杆挤出机机筒,这个内衬套在形式上,目前有二种方式可供选择:一种是采用二个“C”字形状双金属衬套对接方式(见右图),另一种是采用PM-HIP整体钢套方式,如上文所述。我们之所以将上述整体合金钢套作为推荐的首选,是因为二个双金属“C”字型衬套衬入机筒,存在着“C”字尖角处应力集中的先天缺陷。而这个应力很容易导致表现相对脆性的合金层蹦口,造成机筒端面内孔合金层破损。另外双金属衬套的合金层还存在厚度有限,以及高分子材料在加热后所挥发的气体容易侵蚀入轴向接缝内等诸多问题。

       粉末冶金方式制造的PM-HIP整体钢套,有二种基本形状,一种是椭圆外形,另一种是横8字外形,如右下图所示。在机筒冷却流道结构允许的状况下,我们建议用户采用椭圆整体钢套作为机筒的内衬套,究其原因,仍然是因为要避免衬套二个尖角处所存在应力将来可能的破坏作用。欧洲各平行双螺杆挤出机研发和制造厂家均采用椭圆型整体钢套作为平行双螺杆挤出机机筒的核心部件,也多是基于这个考虑。

 

二、我公司对平行双螺杆挤出机筒体进行维修改造的工艺方法介绍

       对平行双螺杆挤出机筒体进行维修改造,其工作内容可分为三个部分:第一个工作内容是要用粉末冶金PM-HIP工艺方法制造整体型衬套。第二个工作内容是要将原机筒的内孔,在保证原始中心距不变的情况下,扩孔到需要的尺寸。第三个工作内容,即是将内衬套衬入机筒体后,作定位处理,加工必要的料口等。

衬入了整体型衬套后的机筒,必须检查其端面的垂直度,并在垂直度得以保证的前提下,最后磨削机筒内衬套的二个端面。由于当高合金组份的粉末冶金钢材Omega101A处于15℃~250℃时,其线膨胀系数为10.0×106,略低于一般中碳合金钢种,所以在磨削衬套端面时,我们将保留衬套的长度略大于机筒体,该长度差的数值将取决于我们按1:1的比例对二种材料所作的最终实验数据。

       完成了维修改造后的机筒要进行最终的检测,除了对每一节机筒的冷却流道予以加压检测外,还要将机筒沿轴向连接成一体后,用专用直线度检测芯棒来检查它们处于正常工况条件下的直线度。

     

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