１、前言
真空挤压成型机是陶瓷墙地砖（尤指劈离砖）、陶瓷辊棒、陶瓷柱塞、中空棚板及蜂窝陶瓷等制品塑性挤出成型的关键设备。陶瓷泥料经真空挤压成型机成型后，可获得物料分布趋于均匀、含水率较低（约１４～１６％）、产量大（即挤出速度快，如挤制 ５０×５的陶瓷辊棒其挤出速度可高达９米／分；挤制空心率约３０％的５４０×４８的中空棚板其挤出速度可高达２米／分）、致密度较高（贯入度仪测定值不小于２．５公斤／厘米２）、机械强度较大及表面光洁的坯体。实践经验表明，在一定范围内，真空挤压成型机的真空度越高，所得制品的物料分布越均匀、变形越小、致密度越高、机械强度越大及产品质量越好；反之，真空挤压成型的真空度降低，所得制品的物料分布不均匀、变形较大、致密度较差、机械强度较低及产品质量较差。所以说积极研究和探讨真空挤压成型机真空度降低的原因及其处理措施，并努力提高真空挤压成型机的真空度，对于提高产品质量及企业的经济效益等具有深远而重要的意义。
２、真空挤压成型机的工作原理
目前国内外广泛应用的三轴卧式真空挤压成型机，其工作原理就是：陶瓷泥料（含水率１６～１８％）加入到真空挤压成型机后，经上部两搅泥螺旋的破碎、搅拌、揉练及混合均匀后，由筛板切割成细泥条，细泥条进入抽气室（又叫真空室）进行真空脱气处理后，再由下部挤泥螺旋及螺旋推进器进一步地破碎、搅拌、揉练、混合均匀及挤压紧密后，最后由成型模具（又叫机嘴）挤出成型为具有一定形状尺寸、含水率较低（约１４～１６％）、致密度较高（贯入度仪测定值不小于２．５公斤／厘米２）、机械强度较大及表面光洁的坯体。
３、造成真空挤压成型机真空度降低的原因
造成真空挤压成型机真空度降低的原因是多方面的，如陶瓷泥料的配方、含水率、颗粒级别及其级配比例等是否适宜，真空挤压成型机的结构设计是否合理，真空泵的选型是否适宜，真空管路的密封是否符合陶瓷泥料塑性挤出成型的工艺要求以及真空挤压成型机、真空泵操作使用、维修保养工作等是否规范等，为此本文在陶瓷泥料的配方、含水率、颗粒级别及其级配比例适宜的条件下，研究和探讨真空挤压成型机真空度降低的原因及其处理措施等。
３．１真空挤压成型机
３．１．１真空室
目前国内外广泛应用的三轴卧式真空挤压成型机的真空室通常由上下两部分铸造成型后，经金属切削加工后组装而成的剖分式箱体类零件。一方面，为了确保陶瓷泥料塑性挤出成型生产工艺的要求，真空室的顶部通常通过真空管路与真空泵相连，利于实现陶瓷泥料的真空脱气处理；另一方面，为了便于真空室堵塞后及时排除故障及维修方便等，真空室的前后两侧通常安装有事故处理孔及观察孔，左侧安装有筛板及搅泥箱，而右侧又安装有确保两搅泥螺旋轴及两搅泥螺旋正常运转所设置的轴承装置，及其下方又连接有挤泥轴轴承及输泥筒等。显然，如此多的密封接触面，若加工装配等处理不善，极易导致真空室的大量漏气，从而造成真空挤压成型机真空度的急剧降低。
３．１．２搅泥螺旋终止处与筛板之间的距离
若搅泥螺旋终止处与筛板之间的距离不适宜，如较短，那么填塞此空腔的陶瓷泥料就较少，显然是密封性较差，真空挤压成型机工作时，外界大气极易从加料口经搅泥螺旋及筛板渗入真空室，从而造成真空挤压成型机真空度的降低。
３．１．３挤泥轴用轴承的密封
实践经验表明，挤泥轴轴承处的漏气是造成真空挤压成型机真空度降低的关键部位，这是因为，真空挤压成型机工作时，挤泥轴始终处于旋转运动，通过挤泥螺旋及螺旋推进器的旋转运动，实现将陶瓷泥料向右挤出成型，显然挤泥轴将承受一个向左的挤压成型力并通过平面推力轴承及轴承座等传递到真空室上。同时考虑到加工、装配及挤泥轴的悬臂结构等原因，导致挤泥螺旋及螺旋推进器与挤泥轴的同轴度误差较大，迫使挤泥轴产生较大的挠曲变形，结果促使包裹在挤泥轴轴颈表面上的密封件与挤泥轴轴颈表面之间出现了间隙而大量漏气，从而造成真空挤压成型机真空度的急剧降低。
３．２真空泵及其真空管路
真空挤压成型机的真空系统主要是由真空泵、安装于进气口的气体滤清器（包括气、油、水分离器）、安装于排气口的消声气、真空表及真空管路等组成。显然真空泵的抽气量及极限真空度等主要技术性能指标偏低以及真空阀门、真空管路的密封性能较差等极易导致真空系统的漏气，从而造成真空挤压成型机真空度的降低。
３．３真空挤压成型机及真空泵的操作使用和维修保养等
由于操作者的工作责任心不强等极易造成真空挤压成型机及真空泵的操作使用不规范，如真空挤压成型机及真空泵的润滑油的型号是否适宜，润滑油是否添加到规定的刻度，是否接通其冷却用水，其维修保养工作是否达到规定要求以及真空挤压成型机是否均匀加料等都将严重威胁真空泵及其真空系统保持恒定的极限真空度，势必造成真空挤压成型机真空度的降低。
４、提高真空挤压成型机真空度应采取的措施
４．１完善真空挤压成型机的结构设计
４．１．１改善真空室各连接处的静密封
所有与真空室相连接处的各静密封表面都应加工至规定的尺寸精度、形状位置精度及适宜的表面光洁度（通常表面粗糙度Ｒａ值不大于３．２微米），在保证密封表面刚度的前提下，尽可能减少密封表面的加工范围，适当增加密封表面连接螺栓的数目，不应使其连接螺栓用螺孔钻穿。密封表面连接时应衬以弹性较好的丁腈橡胶垫或真空橡胶垫，最好是在任一密封对偶面上加工安装密封件的沟槽，然后安装圆形或方形环状丁腈橡胶密封圈，并拧紧各连接用螺栓。
值得注意的是：一方面，不宜使用橡胶石棉垫作为真空室各连接处的密封垫，这是因为橡胶石棉垫的弹性较差，同时维修时又极易破损并粘附在密封表面上，从而增加密封表面的清洗等工作量。另一方面，维修时，拆下来的橡胶密封垫或环状丁腈橡校密封圈不管其是否破损，应立即更换；如果没有备件须重复使用时，应仔细检查其有无破损，并在确认没有破损的前提下，经清洗干净晾干后，再在橡胶密封垫的两接触表面或环状丁腈橡胶密封圈的表面上涂覆清洁的锂钠基润滑脂才能组装于密封接触表面上。只有这样才能确保真空室各连接处静密封表面的密封性，从而确保真空挤压成型机具有较高的真空度。
４．１．２适当延长搅泥螺旋终止处与筛板之间的距离
搅泥螺旋终止处与筛板之间距离越长，搅泥螺旋终止处与筛板之间的陶瓷泥料堆积量就越多，陶瓷泥料结合就越紧密，密封性就越好，那么从加料口经搅泥螺旋处及筛板渗入真空室的空气量几乎为零，显然真空挤压成型机的真空度就越高。实践经验表明：搅泥螺旋终止处与筛板之间的距离通常为５０～８０毫米，能确保真空挤压成型机具有较高的真空度。
４．１．３改善挤泥轴用轴承的密封
挤泥轴是一根受力非常复杂的悬臂轴，工作时极易产生较大的挠曲变形。若采用两组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈密封挤泥轴用轴承，那么通过调整两侧压盖的位置，就能迫使丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈始终紧贴挤泥轴轴颈表面，从而阻止真空室的陶瓷泥料及外界空气进入挤泥轴用轴承，确保真空挤压成型机获得较高的真空度及较长的工作寿命。其工作原理主要是：
（１）在两侧压盖的导向和压紧等作用下，能完全消除密封内腔与挤泥轴轴颈表面的配合间隙，确保其具有较高的同心度要求。
（２）由于采用两组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈，其中一组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈用于防止真空室内的陶瓷泥料挤入挤泥轴用轴承，确保真空挤压成型机获得较长的工作寿命；另一组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈用于防止吸入外界大气，并且真空室的真空度越高，丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈的开口张得越大并始终贴紧挤泥轴轴颈表面，显然其密封性能良好。
（３）当挤泥轴挠曲变形时，由于丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈具有优良的弹性，所以它将始终贴紧挤泥轴轴颈表面，绝不会产生间隙，从而确保真空挤压成型机获得较高的真空度。
４．２真空泵及其真空管路
４．２．１选用适宜的真空泵
真空挤压成型机的真空系统主要是由真空泵、安装于进气口的空气滤清器（包括气、油、水分离器）、安装于排气口的消声器、真空表及真空管路等组成。其中真空泵的选用是否合理关系到真空挤压成型机能否正常工作。目前工农业生产中广泛应用的真空泵主要有水环式真空泵、喷射式真空泵、滑阀式真空泵、往复式真空泵和旋片式真空泵等，由于旋片式真空泵具有体积小、结构紧凑、占地面积少、工作平稳、噪音少、功率消耗低、单位功率抽气量较大及极限真空度较高等优点，易于排除陶瓷泥料中所混杂的气体，以便获得含水量较低（１４～１６％）、致密度较高（贯入度仪测定值不少于２．５公斤／厘米２）、机械强度较大及表面光洁的坯体。所以说，目前国内外陶瓷泥料的塑性挤压成型生产工艺几乎都是采用旋片式真空泵排除陶瓷泥料中所混杂的气体。
理论上真空泵的抽气量可按下式计算：Ｗ＝Ｋ·Ｐ·Ｖ／７６０式中：Ｗ——真空泵的抽气量（米３／小时），Ｖ——单位小时内陶瓷泥料带入真空室的气体量（米３／小时），Ｐ——所需的真空度（毫米汞柱），Ｋ——工况系数（常取１．１～１．２）。
显然单位小时内陶瓷泥料带入真空室的气体量不仅与陶瓷泥料的添加量及其均匀性有关，而且还与陶瓷泥料的配方、含水量、颗粒级别及其级配比例等有关，所以上式中的Ｖ是一个很难确定的参数。因此实践生产中选用真空泵的抽气量通常按下列经验公式估算：Ｗ＝ＣＶ０式中：Ｃ——经验系数，常取１０～２０（产量较大时，取较小值；产量较小时，取较大值。）
Ｖ０——真空挤压成型机单位小时所处理的松散陶瓷泥料量，可近似按其产量的１．２倍计算。
Ｗ——同前述。
总之，目前国内外陶瓷泥料的塑性真空挤压成型机配套的旋片式真空泵的功率消耗较小（通常约为４千瓦），并且在真空泵功率一定的条件下，真空泵的抽气量越小，真空挤压成型机所获得的真空度就越高；反之，真空泵的抽气量越大，真空挤压成型机所获得的真空度就越低。同时考虑到真空室及其真空管路系统等不可避免的泄漏等，为确保产品质量，实践生产中通常选用抽气量和功率消耗稍微偏大的真空泵。
４．２．２改善真空管路及其密封
通常真空管路越长，其沿程阻力及局部阻力就越大，那么真空挤压成型机的真空度就不可能很高。因而我们应尽可能地缩短真空管路，最好是将真空泵安装在真空挤压成型机的旁边，以便于真空泵和真空挤压成型机的操作及维修等为原则。并尽量少用或不用弯曲管路、弯头及三通等，同时还应采用密封可靠连接方便的管接头。只有这样才能确保真空挤压成型机获得较高的真空度。
４．３做好操作使用及维修保养等工作
４．３．１操作使用
欲使真空挤压成型机获得较高的真空度，除了确保真空系统密封性能良好及不漏气外，在一定范围内，还取决于真空泵和真空挤压成型机的操作使用是否规范，最重要的是应确保真空泵能连续运转，其关键在于做好真空泵的冷却降温工作。因为欲使真空挤压成型机获得较高的真空度，那么流经真空泵的气体量势必减少，而真空泵泵腔内产生大量的热量必须由泵体吸收和散发到外界大气中去，若不采取冷却降温措施或措施不当时就不能平衡其热量以致散发到外界大气中去，这就会造成真空泵泵体温度的急剧升高而被迫停转。因此，为确保真空挤压成型机获得较高的真空度，工作时，应遵循以下开机、停机顺序，开机时，应首先接通真空泵冷却用水，然后启动真空泵，最后才能启动真空挤压成型机；停机时，其顺序则刚好相反。
４．３．２维修保养工作
陶瓷泥料进入真空室后，除抽出混杂在陶瓷泥料中的空气外，还有小量微细颗粒的陶瓷泥料和水分，因而必须在真空泵的进气管前端添加空气滤清器，促使空气与水分和陶瓷泥料彻底分离，以净化进入真空泵的气体。否则水分进入真空泵泵腔后，由于液体的不可压缩性，将导致真空泵的严重损坏；同样陶瓷泥料颗粒进入真空泵泵腔后，在泵腔内润滑油的作用下，陶瓷泥料颗粒形成了类似于研磨金属加工面的“研磨剂”，加速了真空泵旋片及泵腔的磨损，从而严重影响真空泵的正常使用寿命。所以我们必须定期检查和清洗真空泵进气管前端的空气滤清器，损坏后应及时更换；同时还必须定期检查真空挤压成型机及真空泵用润滑油的质量是否符合要求以及是否添加到规定的刻度，否则应立即更换润滑油并添加到规定的刻度。值得注意的是，向真空挤压成型机及真空泵添加润滑油时，应经取样化验，检验合格并经过滤后，才能加入到真空挤压成型机及真空泵中去，只有这样，才能确保真空挤压成型机获得较高的真空度。
５、结论
真空挤压成型机真空度的降低，已严重影响了陶瓷坯体的致密度、机械强度、表面光洁度及产量等，并阻碍了陶瓷泥料塑性挤出成型生产技术及生产设备的大力推广应用，已引起了世界范围内陶瓷泥料塑性挤出成型生产厂家及广大陶瓷工作者的共同关注。我们认为，通过采取下列措施能最大限度地提高真空挤压成型机的真空度，从而获得高质量的陶瓷坯体。
（１）所有与真空室相连接的各静密封面都应加工至规定的尺寸精度、形状位置精度及适宜的表面粗糙度（通常表面粗糙度值Ｒａ不大于３．２微米），不应使其连接螺栓用螺孔钻穿，并在密封对偶面上衬以弹性较好的丁腈橡胶或真空橡胶垫；最好是在密封对偶面的一个表面上加工密封沟糟，并采用圆形或方形丁腈橡胶环状密封圈，然后拧紧各连接螺栓。
（２）适当延长搅泥螺旋终止处与筛板之间的距离，常取５０～８０毫米为宜。
（３）采用两组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈密封挤泥轴用轴承，其中一组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈用于防止真空室内的陶瓷泥料挤入挤泥轴用轴承；另一组丁腈橡胶Ｖ形组合密封圈用于防止外界大气渗入真空室内，并定期拧紧两侧压盖的各连接螺栓。
（４）选用抽气量稍微偏大的旋片式真空泵及尽可能短的真空管路，尽量不用或少用弯曲管路、弯头及三通等，并努力提高真空管路的密封性能。
（５）规范真空挤压成型机及真空泵的操作使用规程和维修保养等工作，如开机时，应首先接通真空挤压成型机及真空泵的冷却用水，然后启动真空泵，最后才能启动真空挤压成型机；而停机时，其顺序则正好相反。同时还应定期检查吸入的气体是否清洁以及加入真空挤压成型机及真空泵的润滑油是否符合要求（如是否已氧化变质等）等，否则应清洗或更换空气滤清器，更换真空挤压成型机及真空泵用润滑油，并添加至规定的刻度等。