真空擠壓成型機(jī)螺旋槽泥料的運(yùn)動特性及其探討

摘? 要：提出了真空擠壓成型機(jī)螺旋槽泥料運(yùn)動（流動）狀態(tài)的基本假設(shè)，建立了泥料切向相對運(yùn)動的力學(xué)模型并推導(dǎo)出其切向相對速度的微分方程。詳細(xì)論述了泥料的運(yùn)動特性，推導(dǎo)出真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力和功率消耗的數(shù)學(xué)表達(dá)式，探討了泥料的運(yùn)動特性對陶瓷坯體的質(zhì)量、真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力及其功率消耗的影響。

關(guān)健詞：切向相對速度;運(yùn)動特性;坯體質(zhì)量;生產(chǎn)能力;功率消耗;探討

1 前言

真空擠壓成型機(jī)是陶瓷棍棒、陶瓷柱塞、蜂窩陶瓷、劈開磚（也稱劈離磚或劈裂磚）、陶土板（也稱陶板或干掛陶板）、耐酸磚、耐火磚、污排水管、窯爐墊板（俗稱棚板）及窯具等塑性擠壓成型的關(guān)鍵設(shè)備。通常含水率約18%左右的陶瓷泥料（為了描述方便，以下簡稱泥料）加入真空擠壓成型機(jī)后，經(jīng)上部攪泥絞刀（也稱攪泥螺旋或攪泥螺旋絞刀）的破碎、攪拌、揉練和混合均勻后，通過切泥篩板等切割成細(xì)泥條，然后進(jìn)入真空箱（也稱真空室或抽氣室），細(xì)泥條在真空室內(nèi)經(jīng)除氣處理（也稱抽真空處理）后再經(jīng)下部擠泥絞刀（也稱擠泥螺旋或擠泥螺旋絞刀）和螺旋推進(jìn)器（最末端擠泥絞刀）進(jìn)一步地?cái)嚢?、揉練、混合均勻和擠壓緊密后，最后由機(jī)嘴（也稱成形模具）擠壓成型為具有一定形狀尺寸、含水量較低（約15%左右）、物料分布趨于均勻、各向同性、結(jié)構(gòu)致密（貫入度測量值≥2.5 kg/cm2）、物理機(jī)械強(qiáng)度較大、無內(nèi)應(yīng)力及表面光潔的陶瓷坯體泥條，陶瓷坯體泥條按預(yù)定的長度尺寸切斷后獲得陶瓷坯體。由此可見，積極研究和探討真空擠壓成型機(jī)螺旋槽泥料的運(yùn)動（流動）特性，在一定范圍內(nèi)，增大泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度，那么粘附在真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面上的泥料就較小，顯然泥料獲得的軸向運(yùn)動速度就較大，能顯著地提高泥料的軸向運(yùn)動速度和大幅度地減少或消除陶瓷坯體的螺旋紋等成形缺陷，有利于提高陶瓷制品的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等。

2 基本假設(shè)

泥料在真空擠壓成型機(jī)中之所以能連續(xù)運(yùn)動（流動）并擠壓成型為具有一定規(guī)格尺寸及預(yù)定質(zhì)量要求的陶瓷坯體泥條，是由于在攪泥絞刀、擠泥絞刀和螺旋推進(jìn)器（最末端擠泥絞刀）等共同作用下，泥料混合物中的各物料顆粒互相變形、互相移近、靠攏以致擠壓緊密密實(shí)成形為陶瓷坯體泥條的結(jié)果。同時，泥料在真空擠壓成型機(jī)中的運(yùn)動（流動）特性又取決于多種因素，如：真空擠壓成型機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，泥料混合物的組成、各物料顆粒的級別大小及其級配比例，泥料的含水率及各種外加劑的種類及其含量等多種因素;它們將嚴(yán)重影響泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的運(yùn)動（流動）特性。但為了便于研究和探討真空擠壓成型機(jī)螺旋槽泥料的運(yùn)動（流動）特性，我們必須簡化泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的運(yùn)動（流動）狀態(tài)，因此，我們必須采用以下基本假設(shè)：

（1）為了獲得高質(zhì)量的陶瓷坯體泥條，需增強(qiáng)絞刀對泥料的破碎、攪拌、揉練及混合均勻等作用，并最大限度地阻止或減弱泥料跟隨絞刀的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。目前廣泛應(yīng)用的真空擠壓成型機(jī)，其攪泥絞刀、擠泥絞刀和螺旋推進(jìn)器（最末端擠泥絞刀）及其腔體（筒體）——螺旋槽，即加料箱、真空箱和輸泥管（也稱泥缸或機(jī)殼）內(nèi)壁通常采用均勻分布的適宜深度的直槽形或其他特殊形狀凹槽的圓柱筒體或圓錐筒體或圓柱-圓錐組合筒體等。我們可假設(shè)螺旋槽對泥料的摩擦阻力特別大，能夠有效地阻止最外層泥料跟隨絞刀（ρ=R2 ）的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，確保最外層泥料的切向運(yùn)動速度為零，而其相對于絞刀工作表面的切向相對速度為V0=■ （式中，n——絞刀軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min，R2——絞刀的外緣半徑，單位：m，π——圓周率，常取3.1416）。因此，我們可以認(rèn)為泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度與該點(diǎn)所在的圓周方向一致，并指向絞刀旋轉(zhuǎn)方向的反向[1]。

（2）由于泥料經(jīng)真空擠壓成型機(jī)處理后，其物料分布趨于均勻，物理機(jī)械強(qiáng)度較大、結(jié)構(gòu)致密（貫入度測量值≥2.5 kg/cm2）并且各向同性。因此，我們可假設(shè)同一橫截面上同一圓柱面上的泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度的大小是均勻一致的[1]，而同一橫截面上不同圓柱面上的泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度的大小卻是不等的[1];但同一橫截面上各處泥料的物理機(jī)械強(qiáng)度和致密度卻是近似均勻一致的，即同一橫截面上的泥料所承受的擠壓應(yīng)力P也是近似均勻一致的[1]。

（3）考慮到真空擠壓成型機(jī)所處理的泥料總是具有一定的粘性，那么泥料總會不同程度地粘附（粘接）在絞刀軸轂附近并隨絞刀軸同步旋轉(zhuǎn)，因此，我們可以近似地認(rèn)為泥料與絞刀內(nèi)緣處（絞刀軸轂處，ρ=R1，其中：R1——絞刀軸轂的半徑，單位：m）無切向相對運(yùn)動，也就是說絞刀內(nèi)緣處（即絞刀軸轂處）的泥料粘附（粘接）在絞刀軸轂處并隨絞刀軸同步旋轉(zhuǎn)，屬于“呆泥”的范疇，其切向相對運(yùn)動速度近似為零[1]。

（4）實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，真空擠壓成型機(jī)所處理的泥料通常既不服從彈性體變形的虎克定律[1]，也不服從流體運(yùn)動的牛頓內(nèi)摩擦定律[1]。但考慮到泥料通常在較小的外力作用下，泥料是絕不會運(yùn)動（流動）的，僅產(chǎn)生塑性變形[1];但當(dāng)外力大于泥料的極限切應(yīng)力τ0（也稱極限內(nèi)摩擦應(yīng)力或屈服極限）時，泥料才開始運(yùn)動（流動） [1]。因此，我們可以假設(shè)泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的運(yùn)動（流動）狀態(tài)近似遵守賓漢體（Bingham? body）的運(yùn)動（流動）規(guī)律[1-3]，其流變方程如下：

如圖1a所示，若在垂直于速度方向V的y軸上，任意選取一邊長為dy的小方塊泥料abcd，為了清楚起見，將它放大成如圖1b所示，由于小方塊泥料abcd的下表面的移動速度V小于其上表面的移動速度（V+ dV），那么經(jīng)過時間間隔dt后，小方塊泥料abcd的下表面所移動的距離V·dt必將小于其上表面所移動的距離（V+dV）·dt，因而小方塊泥料abcd將變形為d'b'c'd'，也就是說兩泥料流層之間的垂直連接線ad及bc在時間間隔dt內(nèi)產(chǎn)生了角度位移dθ 。同時考慮到時間間隔dt很小[2]，所以dθ也很小[2]，那么可得（如圖1b所示）[2]：

3 切向相對運(yùn)動微分方程

在上述基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，真空擠壓成型機(jī)螺旋槽除最內(nèi)層絞刀軸轂處（ρ=R1）的泥料粘附（粘接）在絞刀軸轂處并隨絞刀同步旋轉(zhuǎn)外，其余各層泥料之間都有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動——切向相對運(yùn)動，并且其切向相對運(yùn)動速度由絞刀軸轂處（ρ=R1）為零逐漸遞增，至絞刀外緣處（ ρ=R2）達(dá)到最大值（V0=，式中各代號同前述）。因此，我們可以求得泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動的示意圖如圖2所示，并且滿足以下關(guān)系式[賓漢體（Bingham? body）的流變方程的另一表達(dá)式：

3.1 剪應(yīng)變率的極坐標(biāo)表達(dá)式

在直角坐標(biāo)系（直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)與極坐標(biāo)系的極點(diǎn)重合，極軸與x軸重合）中，若物體在單位時間間隔內(nèi)獲得徑向（極徑方向）位移μ和切向（極角方向）位移s，欲求其剪應(yīng)變的極坐標(biāo)表達(dá)式。

首先可假設(shè)物體在微小單位時間間隔內(nèi)只產(chǎn)生徑向位移μ而無切向位移s[4]，如圖3a所示，由于物體產(chǎn)生徑向位移μ，那么徑向線段ab將移動至a'b'，切向線段ad將移動至a'd'，那么a、b和d三點(diǎn)在微小單位時間間隔內(nèi)的位移增量分別為：

考慮到真空擠壓成型機(jī)同一橫截面內(nèi)泥料獲得的擠壓應(yīng)力P近似相等（如圖4a所示）以及泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的軸向移動近似等同于泥料沿斜面（以絞刀工作表面的螺旋升角為斜度角的斜面）向上移動（如圖4b所示）這一客觀事實(shí)。由于所取泥料微元體的單位面積重力與其所獲得的擠壓應(yīng)力P、切應(yīng)力τ及絞刀工作表面的單位面積支承反力N相比較小，因此其重力的作用可以忽略不計(jì)。若泥料與絞刀工作表面（真空擠壓成型機(jī)通常采用矩形截面的絞刀葉片）之間的摩擦系數(shù)為f，絞刀的內(nèi)、外緣半徑分別為R1和R2，那么，根據(jù)物體受力的平衡原理可知，絞刀工作表面任一點(diǎn)（半徑為ρ，且R1≤ρ≤R2）處泥料的切應(yīng)力τ的求解（如圖4b所示）如下：

所以說式（8）就是泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽切向相對運(yùn)動速度的微分方程。

4 泥料的切向相對運(yùn)動速度

由此可見，真空擠壓成型機(jī)螺旋槽各泥料層之間都有相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動——切向相對運(yùn)動，并且其切向相對運(yùn)動速度從內(nèi)層泥料至外層泥料依次逐漸遞增，至絞刀外緣達(dá)到最大值;同時，真空擠壓成型機(jī)螺旋槽內(nèi)層泥料具有流向外層泥料的徑向運(yùn)動，因此泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間產(chǎn)生了類似于螺旋型流動的復(fù)雜三維相對運(yùn)動，這就是泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽中的運(yùn)動（流動）特性。

6 坯體質(zhì)量

由于泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間產(chǎn)生了類似于螺旋型流動的復(fù)雜三維相對運(yùn)動。具體表現(xiàn)在以下兩方面，第一是由式（14）及圖2可知，在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽除最內(nèi)層螺旋軸轂處（ρ=R1）的泥粘附（粘接）在絞刀軸轂處料隨絞刀同步旋轉(zhuǎn)外，其余各層泥料之間都有相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動——切向相對運(yùn)動，并且其切向相對運(yùn)動速度由絞刀軸轂處（ρ=R1）為零逐漸遞增，至外緣處（ρ=R2）達(dá)到最大值（V0=，式中各代號同前述）。第二是如圖4b所示，考慮到絞刀的結(jié)構(gòu)特征，同一絞刀工作表面上的側(cè)滑角β促使泥料沿徑向從螺旋軸轂處（ρ=R1）向絞刀外緣處滑動（徑向流動），利于增強(qiáng)對泥料的破碎、攪拌、揉練、混合均勻及擠壓緊密等作用，還能最大限度地減少或消除粘附（粘接）在絞刀軸轂處（ρ=R1）的“呆泥”量。

由此可見，真空擠壓成型機(jī)螺旋槽各層泥料之間不僅具有相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動——切向相對運(yùn)動，而且其內(nèi)層泥料還具有流向外層泥料的徑向流動，正是由于真空擠壓成型機(jī)螺旋槽泥料具有類似于螺旋型流動的復(fù)雜三維運(yùn)動，對泥料產(chǎn)生劇烈的破碎、攪拌、揉練、混合均勻及擠壓緊密等作用，有利于獲得物料分布趨于均勻、各向同性、物理機(jī)械強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密 （貫入度測量值≥2.5 kg/cm2）、無內(nèi)應(yīng)力及表面光潔并具有一定形狀尺寸的高質(zhì)量的陶瓷坯體泥條，坯體質(zhì)量好，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。

7 真空擠壓成型機(jī)生產(chǎn)能力（體積流量）

雖然真空擠壓成型機(jī)對泥料產(chǎn)生擠壓應(yīng)力P的作用，促使泥料擠出機(jī)嘴時其結(jié)構(gòu)非常致密（貫入度測量值≥2.5 kg/cm2），但泥料在螺旋槽的流動還是比較松散的，也就是說整個螺旋槽并不是完全被泥料填滿的。為了計(jì)算真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力——體積流量Q（單位：m3/s），需引入泥料的松散系數(shù)ε（0<ε<1）進(jìn)行修正， ε通常需由實(shí)驗(yàn)確定。

如圖5所示，若以絞刀工作表面上半徑為ρ寬度為 dρ的圓環(huán)作為分析對象，其切向速度為V，其面積近似為2π·ρ·dρ，其體積流量為V·2πρdρ，因此，真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力——體積流量Q為：

8 真空擠壓成型機(jī)功率消耗

同樣，如圖5所示，若以絞刀工作表面上半徑為ρ寬度為dρ的圓環(huán)作為受力微元體，其切應(yīng)力為τ，受力面積為2π ·ρ·dρ ，欲使該受力微元體克服擠壓應(yīng)力P的作用并順利地從機(jī)嘴擠出，其絞刀軸所需的扭矩dM應(yīng)為：dM=τ·2π ρ2·dρ，所以欲使整個螺旋槽的泥料從機(jī)嘴順利地?cái)D出而成為質(zhì)量優(yōu)良的陶瓷坯體泥條，絞刀軸所需的扭矩M應(yīng)為：

考慮到真空擠壓成型機(jī)的功率消耗S與其結(jié)構(gòu)形式（單軸、雙軸、三軸及四軸真空擠壓成型機(jī)）、結(jié)構(gòu)尺寸（絞刀的軸轂直徑、外緣直徑、導(dǎo)程、絞刀片厚度及絞刀片形狀，如：垂直型、前傾型、后傾型等）、切泥篩板的結(jié)構(gòu)及其尺寸（篩孔的構(gòu)造、大小及其數(shù)量等）、加料箱、攪泥箱、真空箱、輸泥筒（也稱泥缸或機(jī)殼）、擠壓筒（也稱機(jī)頭）、機(jī)嘴的結(jié)構(gòu)及其尺寸，加料方式（人工投料、膠帶輸送機(jī)喂料）及其加料的均勻性、泥料性能（原料配比組成、原料顆粒的級別大小及其級配比例、含水率及所獲得的磚瓦坯體泥條的致密度、泥料的粘滯系數(shù)η及其極限切應(yīng)力τ0等）及具體的工作環(huán)境條件（真空箱的真空度大小、攪泥絞刀軸擠泥絞刀軸的轉(zhuǎn)速及環(huán)境溫度、濕度等）等許多因素相關(guān)，但真空擠壓成型機(jī)輸入功率的絕大部分消耗在驅(qū)動擠泥絞刀軸的旋轉(zhuǎn)中，促使泥料從機(jī)嘴順利地?cái)D出成形為高質(zhì)量的陶瓷坯體泥條。所以我們可以近似認(rèn)為真空擠壓成型機(jī)的功率消耗S等于驅(qū)動真空擠壓成型機(jī)擠泥絞刀軸旋轉(zhuǎn)的功率消耗S1與一個大于1的功率修正系數(shù)k（k>1，k通常需由實(shí)驗(yàn)確定）的乘積，即：

9 探討

（1）實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，在塑性擠壓成型仿木紋磚（劈開磚的一種）的生產(chǎn)過程中，磚坯首先經(jīng)設(shè)置有特制的“剖切型”模具的真空擠壓成型機(jī)塑性擠壓成型時，因進(jìn)入“剖切型”模具的整體泥條橫截上呈現(xiàn)處許多類似于圓木橫截面年輪狀的螺線（也稱渦卷線），“剖切型”模具對整體泥條產(chǎn)生“楔入”的切割作用，結(jié)果在磚坯的外表面產(chǎn)生了仿木紋的裝飾效果，然后經(jīng)干燥、燒成及磨邊倒角等處理后，最后經(jīng)機(jī)械作用后劈開而成兩件仿木紋磚磚產(chǎn)品。這正是泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間之間產(chǎn)生了類似于螺旋型流動的復(fù)雜三維相對運(yùn)動的結(jié)果，與泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽中的運(yùn)動（流動）特性是非常吻合的，同時，也表明泥料在真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的運(yùn)動（流動）特性的論述是符合實(shí)際生產(chǎn)狀況的，是真實(shí)可信的。對實(shí)踐生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)作用。

（2）由式（16）可知，真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力（體積流量）與絞刀的軸轂半徑及外緣半徑的三次方成正比，與絞刀軸的轉(zhuǎn)速成正比，并沒有直接體現(xiàn)絞刀導(dǎo)程的影響，而是通過螺旋升角的平均值 反映出導(dǎo)程的影響。顯然，在其它參數(shù)不變的情況下，導(dǎo)程越大，螺旋升角的平均值λm就越大，那么螺旋升角平均值λm與摩擦角δ之和的正切之值tan（λm+δ）就越大，結(jié)果真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力（體積流量）也就增大，反之，亦然。也就是說真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力（體積流量）隨絞刀的導(dǎo)程的增大而增大，但并非成比例地增大。事實(shí)上，在相同的工作條件下，導(dǎo)程越大，絞刀軸旋轉(zhuǎn)1圈后，絞刀所輸送的泥料就越多，顯然泥料的積流量就越大，結(jié)果真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力就越大，反之，亦然。因此，式（16）真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力--體積流量的數(shù)學(xué)表達(dá)式與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)也是大致吻合的。式（16）也是真實(shí)可信的，對實(shí)際生產(chǎn)的具體操作具有一定的指導(dǎo)意義。

（3）由式（19）可知，真空擠壓成型機(jī)功率消耗與絞刀的軸轂半徑、外緣半徑的三次方成正比，與絞刀工作表面的平均螺旋升角與絞刀工作表面的摩擦角之和的正切、絞刀軸的轉(zhuǎn)速及泥料獲得的擠壓應(yīng)力P成正比。因此，式（19）比較客觀地反應(yīng)了影響真空擠壓成型機(jī)功率消耗的主要因素，對實(shí)踐生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)作用。

（4）一方面，隨著真空擠壓成型機(jī)絞刀半徑的增大，泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度也增大，由此可見，距離絞刀軸轂較遠(yuǎn)的地方即絞刀的外緣處，泥料的軸向運(yùn)動速度就較大，那么泥料易于進(jìn)入擠壓筒（也稱機(jī)頭）;而離絞刀軸轂較近處泥料的軸向運(yùn)動速度較小，泥料難于進(jìn)入機(jī)頭，這樣就會造成陶瓷坯體泥條產(chǎn)生螺旋紋等成形缺陷[7]。另一方面，泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間過大的切向相對運(yùn)動速度，易導(dǎo)致各泥料流層之間產(chǎn)生劇列的相對運(yùn)動，其后果是：加劇了泥料的溫升，產(chǎn)生溫度梯度和濕度梯度，造成陶瓷坯體泥條內(nèi)部產(chǎn)生水分遷移并形成氣泡，嚴(yán)重時也會產(chǎn)生螺旋紋等成形缺陷[7]。此外絞刀外緣處還易于磨損。因此在實(shí)踐生產(chǎn)中，除選用適宜的絞刀軸（攪泥絞刀軸、擠泥絞刀軸）轉(zhuǎn)速外，我們還可以在機(jī)頭的入口處設(shè)置阻尼篩板或（和）阻尼棒（隨著半徑ρ 的增大，阻尼篩板或阻尼棒的阻力逐漸增大，但軸心處的阻力最?。┑却胧7]，達(dá)到降低絞刀外緣處的軸向運(yùn)動速度，減弱最外緣絞刀的磨損，提高絞刀軸心處的軸向運(yùn)動速度，從而迫使絞刀工作表面各處的泥料以近似幾乎相等的軸向移動速度同步進(jìn)入機(jī)頭，達(dá)到減弱或消除陶瓷坯體的螺旋紋等成形缺陷[7]，從而最大限度地提高陶瓷制品的產(chǎn)品質(zhì)量。

（5）若泥料與真空擠壓成型機(jī)絞刀工作表面之間的摩擦角δ較小，一方面，能夠提高泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度;另一方面，能夠減少泥料粘附（粘接）在絞刀軸轂處的“呆泥”量。結(jié)果泥料的溫升小，質(zhì)量好，產(chǎn)量也高。所以說，實(shí)踐生產(chǎn)中，我們可以通過采用冷拉成形絞刀[8]或精密鑄造（如：金屬模鑄造和熔模鑄造等）絞刀（如：攪泥絞刀、擠泥絞刀和螺旋推進(jìn)器）及打磨拋光絞刀軸轂外表面、絞刀工作表面等措施，能最大限度地減少泥料與絞刀工作表面之間的摩擦角δ，一方面，有利于提高真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力及陶瓷坯體的質(zhì)量等;另一方面，還能大幅度地降低真空擠壓成型機(jī)的功率消耗[7-9]，且節(jié)能環(huán)保效果非常顯著。

（6）若欲獲得結(jié)構(gòu)致密（貫入度測量值≥2.5 kg/cm2）的陶瓷坯體，即要求真空擠壓成型機(jī)應(yīng)對泥料產(chǎn)生較大的擠壓應(yīng)力P，同樣泥料所產(chǎn)生的切應(yīng)力也較大，那么泥料與絞刀工作表面之間的切向相對運(yùn)動速度V必將增大，顯然泥料流層之間也將產(chǎn)生劇烈的切向相對運(yùn)動，其后果是：一方面，加劇泥料的溫升，促使陶瓷坯體泥條產(chǎn)生溫度梯度和濕度梯度，導(dǎo)致陶瓷坯體泥條內(nèi)部產(chǎn)生水分遷移并形成氣泡等惡化泥料的塑性成形工藝性能，嚴(yán)重時，甚至產(chǎn)生螺旋紋等成形缺陷。另一方面，真空擠壓成型機(jī)的功率消耗又急劇增高。所以說，實(shí)踐生產(chǎn)中，真空擠壓成型機(jī)對泥料產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力P并不是越大越好，而是應(yīng)有一個適宜值[10]，即：P≤σb/（1-■）。

（7）根據(jù)賓漢定律，只有泥料的切應(yīng)力τ大于或等于其極限切應(yīng)力τ0時，真空擠壓成型機(jī)螺旋槽的泥料流層之間才形成切向相對運(yùn)動，特別是在絞刀軸轂附近處，若通過調(diào)整泥料混合物的配比組成、顆粒級別、級配比例及其含水量等（如：調(diào)整瘠性物料顆粒的含量及含水量等）降低泥料的粘滯系數(shù)η和極限切應(yīng)力τ0，促使泥料的切應(yīng)力τ大于或等于其極限切應(yīng)力 ，那么泥料就不會粘附（粘接）在絞刀軸轂處僅形成跟隨絞刀軸轂同步旋轉(zhuǎn)而無軸向移動的“呆泥”[1]。同時，考慮到真空擠壓成型機(jī)所處理的泥料總是具有一定的粘性，而且絞刀軸轂外表面不可能加工得非常光滑，同時，將絞刀軸轂外表面加工得非常光滑也是非常困難和極不經(jīng)濟(jì)的，因此絞刀軸轂外表面對泥料總會產(chǎn)生摩擦等粘附作用。所以說，在真空擠壓成型機(jī)的絞刀軸轂處形成小量“呆泥”是不可避免的。

但我們可以通過合理地調(diào)整泥料混合物的配比組成、顆粒級別、級配比例及其含水量等（如：調(diào)整瘠性物料顆粒的含量及含水量等），以便獲得較小的泥料粘滯系數(shù)η和極限切應(yīng)力τ0;同時，合理選用真空擠壓成型機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)（如：絞刀的結(jié)構(gòu)及尺寸規(guī)格、攪泥絞刀軸、擠泥絞刀軸的轉(zhuǎn)速、真空擠壓成型機(jī)的擠壓應(yīng)力P、產(chǎn)量、功率消耗等）及合理選用適宜結(jié)構(gòu)形式的真空擠壓成型機(jī)以及努力提高絞刀軸轂外表面和絞刀工作表面的平整光滑度等措施，能最大限度地減少絞刀軸轂處粘附（粘接）的“呆泥”量，有利于提高陶瓷坯體的質(zhì)量和真空擠壓成型機(jī)的生產(chǎn)能力。同時，也有利于降低真空擠壓成型機(jī)的功率消耗及減少或消除擠壓成型缺陷，且節(jié)能環(huán)保效果非常顯著。

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