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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
系 別： 工程技術(shù)系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名： 李 江
學(xué) 號(hào)： 05208307
2012 年4月20日
小型塑料擠出機(jī)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
1、前言
擠出成型具有生產(chǎn)率高、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，幾乎適合于所有高分子材料的加工。螺桿擠出機(jī)是聚合物加工最基本的裝備之一。迄今為止, 對(duì)單螺桿擠出機(jī)的研究已有近 90年的歷史。過去人們對(duì)單螺桿擠出機(jī)的研究?jī)H僅是停留在普通擠出機(jī)的理論研究和結(jié)構(gòu)完善上， 這只能適當(dāng)提高產(chǎn)量、改善制品性能。
2、正文
2.1普通單螺桿擠出機(jī)
普通單螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒的內(nèi)表面都是光滑的圓柱面，機(jī)筒中的物料向前輸送的動(dòng)力來源于物料與加料段機(jī)筒之間的摩擦力fb。由固體輸送理論可知，通過提高fb，可以增大輸送角?，進(jìn)而獲得較高的生產(chǎn)率Qs。但是對(duì)于普通單螺桿擠出機(jī)來說，一般較小，擠壓系統(tǒng)的固體輸送率Qs很低，進(jìn)而影響到擠出機(jī)的產(chǎn)量。
此外，加料段的冷卻一般只限于機(jī)筒的加料口附近，再加上該段與前面的熱機(jī)筒沒有隔熱措施，熱機(jī)筒的熱量就會(huì)傳導(dǎo)至該段，因此冷卻不充分，不但未能增大物料與機(jī)筒之間的摩擦系數(shù)fb，反而有可能在一定的條件下，雖然機(jī)筒表面溫度未達(dá)到物料的熔點(diǎn)，但物料在摩擦熱作用下便已經(jīng)融化了，固體輸送率會(huì)更低。
2.2發(fā)展情況
目前, 隨著人們對(duì)高能效比和高產(chǎn)量的追求, 高速化已成為塑料擠出加工技術(shù)的發(fā)展方向之一, 同時(shí)也是衡量塑料成型設(shè)備技術(shù)水平的最重要指標(biāo)之一。高速擠出最早興起于歐洲和美國(guó)。
在歐洲, Thyssen 塑料機(jī)械制造公司于20世紀(jì)70年代就為德國(guó)的Bellaplast公司制造了直徑90m m的擠出機(jī), 并以螺桿轉(zhuǎn)速達(dá) 450r/min的速度生產(chǎn)聚苯乙烯( PS) 片材, 產(chǎn)量高達(dá)1180 kg/ h。1980年, Thyssen公司被德國(guó)Battenfeld擠出技術(shù)公司( BEX) 收購, 其高速擠出機(jī)研發(fā)工作停止。后來BEX公司也開始生產(chǎn)小型高速擠出機(jī)。
而在美國(guó), 高速單螺桿擠出機(jī)的研發(fā)走的是一條不同的路——生產(chǎn)色母料而不是熱成型片材, 目的是快速混合和顏色變換, 而不是追求高產(chǎn)量。20世紀(jì)60年代, 美國(guó)Prodex公司制造了兩臺(tái)直徑50mm的擠出機(jī), 轉(zhuǎn)速可達(dá)1000r/min,用于生產(chǎn)聚丙烯( PP) 色母料。Prodex 后來發(fā)展成為HPM公司。在 20世紀(jì)90 年代中期, HPM公司開始生產(chǎn)直徑50~ 115 mm、長(zhǎng)徑比50：1的擠出機(jī), 用于生產(chǎn)色母料。這些采用了HPM專利技術(shù)的Triple Wave螺桿的轉(zhuǎn)速可達(dá)800~ 1 000r/min。直徑65mm的擠出機(jī)以850r/min的速度加工PEHD時(shí),產(chǎn)量可達(dá)1090kg/h。HPM公司 直徑90mm的擠出機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)500r/min。
近10年來, 人們又對(duì)高速擠出技術(shù)進(jìn)行了大量研究,在理論和結(jié)構(gòu)方面有了很多創(chuàng)新?，F(xiàn)在高速擠出機(jī)發(fā)展非常迅速, 已難以對(duì)高速進(jìn)行定義了。傳統(tǒng)上認(rèn)為,螺桿圓周線速度大于1m/s就算是高速, 而現(xiàn)在最高的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到3m/s、4m/s甚至5m/s。
就單螺桿擠出機(jī)而言, 擠出量隨著螺桿轉(zhuǎn)速和螺桿長(zhǎng)徑比的增加而增加,高速擠出機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)必將不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)有擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)。國(guó)產(chǎn)擠出機(jī)現(xiàn)在基本上以單螺桿擠出機(jī)為主，技術(shù)較成熟，市場(chǎng)銷量和應(yīng)用也最廣，能維持市場(chǎng)頂峰期的50%-60%左右。
2.3研究目的及內(nèi)容
研究高產(chǎn)量的單螺桿擠出機(jī)是當(dāng)前擠出機(jī)發(fā)展的主要方向，它能很大程度地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而有助于提高企業(yè)效益。本文的目標(biāo)就是在總結(jié)借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，通過研究高產(chǎn)量擠出機(jī)的機(jī)理，試圖設(shè)計(jì)單螺桿擠出機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，加料系統(tǒng)和擠壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使其能夠完成較高的產(chǎn)量擠出機(jī)的工作。
3、部分參考文獻(xiàn)簡(jiǎn)介
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第8版.北京:高等教育出版社. 2006.5
該文獻(xiàn)主要講解了傳動(dòng)軸、齒輪等零件的設(shè)計(jì)。書中涵蓋了傳動(dòng)軸、齒輪的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、具體設(shè)計(jì)方法，還包括軸承選擇、零件選擇，結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑，圖紙的繪畫及設(shè)計(jì)說明書的編寫，還包括大量的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，供參考與查詢的表與圖。
[9]鄧淮鈴，陳松星．螺桿擠出機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)改造［J］．廣東化纖，1999.4
該文獻(xiàn)提出用變頻控制技術(shù)改造螺桿擠出機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的必要性，改造方法和效果。
[10]魯?shù)希穸酄柣舴颍X輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中國(guó)專利［P］：96106518．8，1991—06．26
該文獻(xiàn)對(duì)提出一種帶有兩個(gè)以同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線平行的輸出軸的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別用于傳動(dòng)雙螺桿擠壓機(jī)，該機(jī)構(gòu)具有帶齒的大小相等的主動(dòng)和從動(dòng)小齒輪，小齒輪的齒與一個(gè)作為中心小齒輪的較大中間齒輪和一個(gè)回轉(zhuǎn)內(nèi)齒圈相嚙合。
4、總結(jié)及心得
通過對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所涉及文獻(xiàn)的閱讀、分析和總結(jié)，得到以下結(jié)論：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)單螺桿擠出機(jī)的布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究己經(jīng)達(dá)到一定的水平，分別就傳動(dòng)方式以及各種傳動(dòng)方式的基本類型、傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局分析、止推軸承的組合設(shè)計(jì)及布置、傳動(dòng)系統(tǒng)的外部聯(lián)接等進(jìn)行了一定的研究。在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作主要集中在結(jié)構(gòu)布局的分析和設(shè)計(jì)上。塑料擠出機(jī)的安全、可靠、有效高速運(yùn)行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。所以在以后的設(shè)計(jì)中，要特別注重以下幾項(xiàng)工作：
1、掌握設(shè)計(jì)的流程及要求，為日后的設(shè)計(jì)、工作打下基礎(chǔ)；
2、通過熟悉小型塑料擠出機(jī)，在設(shè)計(jì)方面盡可能做出創(chuàng)新；
3、練習(xí)并熟練掌握CAD制圖，學(xué)習(xí)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及資料施用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及其他技術(shù)資料；
4、在設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)分析解決設(shè)計(jì)中遇到的各種疑難問題的能力。
5、參考文獻(xiàn)
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第8版.北京:高等教育出版社. 2006.5
[2]郭克希，王建國(guó).機(jī)械制圖.第7版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.8.
[3]左健民.液壓與氣壓傳動(dòng).第4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.5.
[4]王伯平主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.12.
[5]劉鴻文主編.材料力學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2004.
[6] 孫恒，陳作模，葛文杰主編．機(jī)械原理．第7版．北京：高等教育出版社，2006.5
[7] 王先逵主編．機(jī)械制造工藝學(xué)．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[8]熊詩波，黃長(zhǎng)藝主編．機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)．第3版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5
[9]鄧淮鈴，陳松星．螺桿擠出機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)改造［J］．廣東化纖，1999.4
[10]魯?shù)希穸酄柣舴颍X輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中國(guó)專利［P］：96106518．8，1991—06．26