真空擠壓成形機真空室的堵塞及其解決途徑

摘要:本文分析了真空擠壓成形機真空室的構成及其作用，論述了真空室堵塞的原因和危害性，提出了減少真空室堵塞的有效途徑，有利于獲得產(chǎn)品質量好、成品率高的陶瓷坯體。

關鍵詞:真空室;堵塞;原因;危害;解決途徑

1前 言

真空擠壓成形機是劈離磚(又稱劈開磚或劈裂磚)、薄壁陶瓷磚(俗稱陶瓷干掛板)、陶瓷柱塞、電瓷絕緣子、陶瓷輥棒、蜂窩陶瓷、空心磚、中空棚板及窯具等異形產(chǎn)品塑性擠出成形的關鍵設備，臥式三軸真空擠壓成形機的結構如圖1所示。通常含水率約18%的陶瓷泥料，加入到真空擠壓成形機后，經(jīng)上部攪泥螺旋的破碎、攪拌和混合作用后，通過篩板切割成細泥條進入真空室(又叫抽氣室)，細泥條在真空室經(jīng)除氣處理后，再經(jīng)下部擠泥螺旋及螺旋推進器進一步攪拌、揉練、混合及擠壓，最后由機嘴(又叫成形模具)擠出成形為具有一定形狀、尺寸、表面光潔、致密度較高(貫入度儀測定值不小于0.25MPa)、機械強度較大及含水率較低(約17%左右)的陶瓷坯體。由圖1可知，真空擠壓成形機的結構復雜，如果在設計制造或操作使用時不規(guī)范，極易造成真空室的堵塞。因此，研究和探討真空擠壓成形機真空室堵塞的原因、危害性及其解決途徑，對于提高真空擠壓成形機的產(chǎn)量、產(chǎn)品質量、企業(yè)的經(jīng)濟效益以及減輕操作工人的勞動強度等都具有重要的意義。

2真空室的構成及其作用

真空擠壓成形機按陶瓷坯體的擠出方位可大致區(qū)分為臥式真空擠壓成形機和立式真空擠壓成形機，但因立式真空擠壓成形機擠出的坯體傳送困難等原因，陶瓷生產(chǎn)中多采用臥式真空擠壓成形機。臥式真空擠壓成形機按螺旋軸的多少又可分為單軸、雙軸(上軸為攪泥螺旋軸、下軸為擠泥螺旋軸)和三軸(上部攪泥部分為兩根攪泥螺旋軸、下軸為擠泥螺旋軸)真空擠壓成形機;其中三軸真空擠壓成形機上部攪泥部分為兩根逆向旋轉的攪泥軸，分別安裝在左旋螺旋和右旋螺旋上，工作時迫使泥料產(chǎn)生強烈的對攪和搓揉等作用，從而實現(xiàn)對陶瓷泥料的充分破碎、攪拌、揉練及混合等。因此，泥料經(jīng)三軸真空擠壓成形機處理后，通常可獲得比經(jīng)單軸和雙軸真空擠壓成形機擠壓后更好的成形性能，有利于提高產(chǎn)品質量和成品率，這正是目前三軸真空擠壓成形機得到廣泛應用的主要原因。

真空擠壓成形機的真空室(也稱抽氣室)通常是指連接上部攪泥部分和下部擠泥部分的腔體(箱體)，它是泥料由上部攪泥部分進入下部擠泥部分的通道，通常內(nèi)裝壓泥板裝置和部分擠泥螺旋等，如圖1所示。由于泥料在攪拌與揉練過程中會帶入大量空氣，這些空氣如果不能得到排除，將影響其可塑性與致密度，因而真空室就成為真空擠壓成形機的關鍵部位。泥料在真空室內(nèi)，在真空泵和真空管路的作用下，會釋放所包裹的氣體，均化陶瓷泥料的含水量，從而提高陶瓷泥料的可塑性，有利于獲得結構致密、機械強度較大及表面光潔的陶瓷坯體。

3真空室堵塞的原因

由真空擠壓成形機上部攪泥部分進入到真空室的陶瓷泥料，若不能及時地擠入到輸泥管(也稱機殼)中去，經(jīng)過一段時間后，必將造成真空室的堵塞。真空擠壓成形機真空室堵塞的原因多種多樣，有機械設備本身的設計與制造的原因，也有操作方面的因素，還與陶瓷泥料的性能有關。本文在陶瓷泥料的配方、顆粒級配及含水率均適宜的條件下，著重探討由于機械的設計制造與操作因素導致的真空擠壓成形機真空室堵塞的原因。

3.1 真空擠壓成形機的設計制造缺陷

3.1.1 擠泥螺旋的排泥(輸送)量小于攪泥部分的喂泥(輸入)量

理論上，真空擠壓成形機上部攪泥部分進入真空室的陶瓷泥料量與擠泥螺旋從真空室中擠入 (輸出)到輸泥管中的陶瓷泥料量相等時，真空室就不會出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，即由上部攪泥部分喂入真空室的泥料量與從真空室中排出到輸泥筒中的陶瓷泥料量保持動態(tài)平衡。因此，為了減少或消除真空室的堵塞現(xiàn)象，在設計時，通常須使擠泥螺旋的排泥(輸送)量略大于攪泥部分的喂泥(輸入)量。若因設計或制造的疏忽，使擠泥螺旋的排泥(輸送)量小于攪泥部分的喂泥(輸入)量，經(jīng)過一段時間后，勢必造成真空室的堵塞。

3.1.2 壓泥板的壓泥(輸送)量小于攪泥部分的喂泥(輸入)量

真空擠壓成形機設計或制造時，若考慮不周全，也會造成壓泥板裝置的壓泥(輸送)量小于攪泥部分的喂泥(輸入)量，則經(jīng)過一段時間后，也將造成真空室的堵塞。

3.1.3 真空室的有效容積過小

由于真空室是真空擠壓成形機上部攪泥部分與下部擠泥部分的連接腔體(箱體)，考慮到目前廣泛應用的臥式三軸真空擠壓成形機的攪泥螺旋軸與擠泥螺旋軸分別采用獨立的電動機驅動，因此兩驅動電機的起動具有不同步性等，這就要求真空室必須具有適宜的有效容積，才有利于陶瓷泥料在真空室內(nèi)充分脫氣并均化含水率，以獲得組織結構均勻一致的陶瓷坯體。

如果真空室的有效容積很大，雖然有利于避免真空室的堵塞，但同時也要消耗更多的鋼材，造價過高，不利于推廣應用，而真空室容積過小又易于堵塞。一般來說，真空室的有效容積通常取決于陶瓷泥料的配方、含水量、顆粒級配、真空擠壓成形機的主要技術性能參數(shù)以及其結構特點等因素。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，真空室最適宜的有效容積常設置為真空擠壓成形機上部攪泥部分在3～8min內(nèi)的喂泥(輸入)量(體積)的理論值(通常小型機取較大值，大型機取小值)，這樣能有效減少真空室的堵塞。

3.2 操作使用不當

3.2.1 削泥篩板磨損后未及時更換

真空擠壓成形機上部攪泥部分尾部的削泥篩板(俗稱篩板)工作一段時間后，若不及時更換，由于陶瓷泥料中的硬質物料顆粒(如石英和長石顆粒等)對削泥篩板的磨損作用，真空擠壓成形機上部的攪泥螺旋通過削泥篩板進入到真空室的陶瓷泥料將逐漸增多，而下部擠泥螺旋又不能及時將進入真空室的陶瓷泥料擠入(輸出)到輸泥管中去，因此，經(jīng)過一段時間后，也將造成真空室的堵塞。

3.2.2壓泥板、擠泥螺旋以及螺旋推進器磨損后未及時更換

壓泥板、擠泥螺旋以及螺旋推進器工作一段時間后，若不及時更換，也會由于泥料中的硬質物料的摩擦作用，造成壓泥板、擠泥螺旋以及螺旋推進器的旋轉半徑(壓泥半徑)逐漸減少，導致擠泥螺旋及螺旋推進器不能及時將真空室內(nèi)的陶瓷泥料擠入(輸出)到輸泥管中去，從而造成真空室的堵塞。

3.2.3出泥口阻力過大

若陶瓷坯體的塑性擠出成形模具設計不合理，如“壓縮比”(所謂壓縮比，是指真空擠壓成形機螺旋推進器終止處的截面積與其擠出口模具型腔的通流面積之比)過大、模具型腔突然縮小或模具型腔表面粗糙不平整等，將增大出泥口的阻力，使泥料擠出困難;或由于陶瓷泥料性能不佳，如配方中瘠性物料含量過高、含水量太小等，阻礙陶瓷物料顆粒的移動變形及重新結合，促使陶瓷泥料發(fā)熱并降低其可塑性，導致陶瓷坯體擠出困難，只有小量陶瓷泥料通過出泥口擠出成形為陶瓷坯體，而大部分陶瓷泥料將從輸泥管與擠泥螺旋及螺旋推進器之間的間隙返回至真空室內(nèi)，從而導致真空室的堵塞。

3.2.4開機停機秩序不規(guī)范

若開機停機秩序不規(guī)范，如先開動真空擠壓成形機上部攪泥軸的驅動電機，后開動或未開動下部擠泥軸的驅動電機，則進入真空室的陶瓷泥料無法排出到輸泥管中去，導致真空室堵塞。同樣，停機時，如先停止真空擠壓成形機下部擠泥軸的驅動電機，后停止上部攪泥軸的驅動電機，因真空室的陶瓷泥料還未完全擠入輸泥管中去，再次起動時也易造成真空室的堵塞。

4真空室堵塞的危害與解決途徑

真空擠壓成形機的真空室一旦堵塞，一方面，上部攪泥部分的陶瓷泥料不能進入到真空室中去，使加料室不能喂入陶瓷泥料;另一方面，擠泥螺旋軸空轉，不能迫使陶瓷泥料擠入輸泥管，泥料在真空室內(nèi)空轉發(fā)熱，無陶瓷坯體擠出。這時須立即停機，待人工清除真空室內(nèi)的泥料后，才能再次起動。因此，真空室堵塞將嚴重降低真空擠壓成形機的產(chǎn)量與產(chǎn)品質量、增加工人的勞動強度。

采取以下措施，能最大限度地減少或消除真空擠壓成形機真空室的堵塞:

(1) 設計時要使擠泥螺旋及螺旋推進器的排泥(輸送)量略大于攪泥部分的喂泥(輸入)量;

(2) 所選用的壓泥板的壓泥(輸送)量應略大于攪泥部分的喂泥(輸入)量;

(3) 采用最適宜的有效容積的真空室，即真空室的有效容積為真空擠壓成形機上部攪泥部分在3～8min內(nèi)的喂泥(輸入)量(體積)的理論值(通常小型機取較大值，大型機取小值);

(4) 削泥篩板、壓泥板、擠泥螺旋及螺旋推進器磨損后須及時更換;

(5) 注意陶瓷坯體塑性擠出成形模具的設計與制造，如選用壓縮比適中、尺寸收縮過渡自然、表面硬度高、表面平整光潔的模具型腔。同時，減少陶瓷泥料中瘠性物料的含量、調整泥料的含水率、增加增塑劑和潤滑劑的含量。

(6) 增強工人的工作責任心，嚴格遵守真空擠壓成形機的開機停機秩序。即開機時，先開動真空擠壓成形機下部擠泥軸的驅動電機運轉2～3min后，再開動上部攪泥軸的驅動電機，然后才向真空擠壓成形機投料;停機時，先停止向真空擠壓成形機投料后，再停止上部攪泥軸的驅動電機2～3min，最后停止下部擠泥軸的驅動電機。