木塑復(fù)合材料快速成型機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 木塑復(fù)合材料快速成型機(jī) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 1109511133 學(xué) 生 鄭美微 指 導(dǎo) 教 師 畢經(jīng)毅 答 辯 日 期 哈工大華德學(xué)院 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 要 首先介紹 木塑復(fù)合材料 擠出成型生產(chǎn)工藝，單螺桿擠出機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及各系統(tǒng)在工作中的作用，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求確定擠出機(jī)的基本參數(shù)并對(duì)擠出機(jī)主要零件螺桿和機(jī)筒進(jìn)行了設(shè)計(jì)最后對(duì)螺桿和機(jī)筒的制造要求、修復(fù)方法提出了自己的一些看法。 擠出成型是橡膠工業(yè)的基本加工工藝之一。它是指利用擠出機(jī)及其輔機(jī)，使膠料在螺桿的推動(dòng)下連續(xù)不斷地向前運(yùn)動(dòng)，再借助于口型擠出各種所需形狀的半成品，然后由特定的輔機(jī)配合，來(lái)完成擠出成型或其他作業(yè)的工藝過(guò)程。擠出成型工藝的優(yōu) 點(diǎn)主要是操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，半成品質(zhì)地均勻、致密，容易變換規(guī)格和斷面形狀，設(shè)備占地面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，靈活機(jī)動(dòng)性大，生產(chǎn)能力大且能連續(xù)操作。 擠出機(jī)與成型模具，它是制件成型的主要部件，熔融塑料通過(guò)它獲得一定的幾何截面和尺寸。本設(shè)計(jì)將主要針對(duì)擠出機(jī)的工作原理進(jìn)行分析研究。單螺桿擠出機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)架等幾部分組成。 關(guān)鍵詞 擠出成型，擠出機(jī)，螺桿，機(jī)筒，設(shè)計(jì) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 of in to of of of of is of of to of by of to or is of is to an of an is it is a of of is is of 買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 目錄 摘要 ............................................................................................................... ...................................................................................................... 1 章 緒論 ................................................................................................ 塑復(fù)合材料擠出概述 ................................................................... 塑縫合材料擠出成型設(shè)備的組成 ............................................... 出機(jī)的分類 ................................................................................... 分類方法 ................................................................................. 單螺桿擠出機(jī)用途及特點(diǎn) ..................................................... 計(jì)類型的確定 ............................................................................... 2 章 單螺桿擠出機(jī) ................................................................................ 螺桿擠出機(jī)原理 ........................................................................... 螺桿擠出機(jī)主要技術(shù)參數(shù)和規(guī)格 ............................................... 螺桿直徑 ................................................................................... 螺桿中心距公稱尺寸 ............................................................... 螺桿長(zhǎng)徑比 ............................................................................... 螺桿轉(zhuǎn)速要求及范圍 ............................................................... 擠出機(jī)功率的確定 ................................................................... 擠出機(jī)加熱功率的確定 ........................................................... 3 章 單螺桿擠出機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì) ................................................ 桿的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 螺桿的基本尺寸初步確 ............................................................... 螺桿材料的選擇 ....................................................................... 螺桿設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................... 螺桿的技術(shù)要求 ..................................................................... 螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)及止推軸承布置設(shè)計(jì) ..................................... 筒的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 機(jī)筒的結(jié)構(gòu)類型選擇及特性 ................................................. 機(jī)筒的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ............................................................. 機(jī)筒材料的選擇 ..................................................................... 流板 ............................................................................................. 買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 出機(jī)電機(jī)的選擇 ......................................................................... 動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................. 傳動(dòng)方案的確定 ..................................................................... 齒輪參數(shù) ................................................................................. 齒輪軸的確定 ......................................................................... 螺桿齒輪軸段計(jì)算 ................................................................. 軸承壽命校核 ......................................................................... 鍵的校核 ................................................................................. 箱體的設(shè)計(jì) ............................................................................. 4 章 單螺桿擠出機(jī)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................. 量給料系統(tǒng) ................................................................................. 溫系統(tǒng) ......................................................................................... 空排氣系統(tǒng) ................................................................................. 氣控制系統(tǒng) ................................................................................. 直流調(diào)速系統(tǒng) ......................................................................... 加熱控制系統(tǒng) ......................................................................... 論 ............................................................................................................ 謝 ............................................................................................................ 考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錄 1 ......................................................................................................... 錄 2.......................................................................................................買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 哈工大華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 工作起止日期： ______ 年 ____ 月 ____ 日起 ______ 年 ____ 月 ____ 日止 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見(jiàn)： _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱人評(píng)閱意見(jiàn)： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 評(píng)閱教師簽字： _______________ 評(píng)閱教師職稱： _______________購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定： 學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成 績(jī)?cè)u(píng)定為： 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語(yǔ)： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答辯委員會(huì)主任（簽字）： 職稱： ________________ 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答辯委員會(huì)委員（簽字）： ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ 年 月 日 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 鄭美微 系部 機(jī)電工程系 專業(yè)、班級(jí) 1095111 指導(dǎo)教師姓名 畢經(jīng)毅 職稱 講師 從事 專業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程 外聘 否 題目名稱 木塑復(fù)合材料快速成型機(jī)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀： 木纖維塑料配混料研究已有 80 多年歷史，但一直未能工業(yè)化， 15 年前左右，才很小量用于低值的吸聲制 品。由于環(huán)境觀念的加強(qiáng)，美國(guó)建筑工業(yè)尋找象木一樣的替代材料（不腐蝕、不翹曲、維修方便，外觀與木材相似），而韓國(guó)和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用，都推動(dòng)和加速了 研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)最活躍的部門之一，新應(yīng)用開(kāi)發(fā)也層出不窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于 大的潛在應(yīng)用市場(chǎng)，使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關(guān)注。不少國(guó)家投入力量加快開(kāi)發(fā)和應(yīng)用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個(gè)“熱門”市場(chǎng)。 選題的目的和意義： 木塑復(fù)合材料與快速成形技 術(shù)有機(jī)的結(jié)合，是新材料與新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，有著巨大的發(fā)展前景。木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)提高了木塑復(fù)合材料從概念到市場(chǎng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。為未來(lái)木塑復(fù)合材料的大量應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本論文介紹的快速成形設(shè)備主要用于木塑復(fù)合材料的快速成形，成本較低，具有較好的推廣價(jià)值。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：總體結(jié)構(gòu)方案的擬定；吐絲噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能夠正常吐絲而不流涎； 溫度控制部分要保證溫度控制的穩(wěn)定性，并注意溫度慣性對(duì)成形的影響；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分考慮原料成形設(shè)備的體積和重量；工作臺(tái)為三維可動(dòng)結(jié)構(gòu)；繪制木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)總體裝配圖；編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 . 擬解決的主要問(wèn)題： 1、木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)的整體設(shè)計(jì) 2、零件設(shè)計(jì)的基本要求（ 從滿足機(jī)器的使用功能和經(jīng)濟(jì)性兩方面來(lái)考慮 .） 三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果 1. 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份 2. 紙 兩 張 ， 3 個(gè)零件圖 四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 1、 查找相關(guān)文獻(xiàn)資料； 2、 參考前人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)的設(shè)計(jì)提出創(chuàng)新點(diǎn)，并擬定總體設(shè)計(jì)方案； 3、 木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4、 應(yīng)用 件對(duì)木塑復(fù)合材料快速成形機(jī)繪制總成結(jié)構(gòu)圖，零、部件工作圖； 5、 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 五、主要參考資料 [1] 丁松聚主編 M]械工業(yè)出版社， [2] 周大雋等 M]械工業(yè)出版社 ,[3] 彭建聲，秦曉剛 M]答 機(jī)械工業(yè)出版社，1996,59[4] 肖祥芷 M]國(guó)防工業(yè)出版社 ,1996,7[5] 羅繼相 策 [M][6] 俞新陸主編 鍛壓車間設(shè)備 [M]械工業(yè)出版社， 1993． [7] 現(xiàn)代模具技術(shù)編委會(huì) 術(shù) [M]防工業(yè)出版社， 1995 [8] 范宏才 M]械工業(yè)出版社 ,1994. 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 1 - 第 1章 緒 論 木塑復(fù)合材料擠出概述 當(dāng)今世界四大材料體系（木材、硅酸鹽、金屬和聚合物） 中，聚合物和金屬是應(yīng)用最廣泛和最重要的兩種材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在塑料制品成型加工中，擠出成型制品的產(chǎn)量大約占整個(gè)塑料制品產(chǎn)量的 50%以上。其中不僅包括板、管、膜、絲、和型材等制品的直接成型，還包括熱成型、中空吹塑等坯料的擠出加工。除此之外，在填充、共混、改性等復(fù)合材料和聚合物合金生產(chǎn)過(guò)程中，螺桿擠出很大程度上取代了密煉、開(kāi)煉等常規(guī)工藝。擠出機(jī)幾乎成為任何一個(gè)塑料有關(guān)公司或研究所最基本的裝備之一。 擠出成型有如此發(fā)展趨勢(shì)主要原因?yàn)椋郝輻U擠出機(jī)能將一系列化工基本單元過(guò)程，如固體輸送、增壓、熔融、排氣、脫濕、熔體輸送和 泵出等物理過(guò)程集中在擠出機(jī)內(nèi)的螺桿上來(lái)進(jìn)行。近年來(lái)，擠出工程的創(chuàng)新表現(xiàn)，更多的過(guò)程，如發(fā)泡、膠聯(lián)、接枝、嵌段、調(diào)節(jié)相對(duì)分子質(zhì)量甚至聚合反應(yīng)等化學(xué)加工過(guò)程都愈來(lái)愈多地在螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行。螺桿擠出工藝裝備有較高的生產(chǎn)率和較低的能耗，減少生產(chǎn)面積和操作人員數(shù)量，降低生產(chǎn)成本，也易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，創(chuàng)造好的勞動(dòng)條件和減少少的環(huán)境污染。螺桿擠出這種工藝不僅廣泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、紡織、軍工、和造紙等工業(yè)部門中都得到了愈來(lái)愈多的應(yīng)用。 塑復(fù)合材料擠出成型設(shè)備的組成 一套完整的擠出設(shè)備由主機(jī)、輔 機(jī)及控制系統(tǒng)組成。 擠出機(jī)是塑料擠出成型的主要設(shè)備，即主機(jī)。由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及加熱冷卻系統(tǒng)和主機(jī)控制系統(tǒng)組成。 （ 1） 擠壓系統(tǒng) 由機(jī)筒、螺桿和料斗組成，是擠出機(jī)的核心工作部分。 （ 2） 傳動(dòng)系統(tǒng) 由電機(jī)、調(diào)速裝置和傳動(dòng)裝置組成。作用是給螺桿提供所需轉(zhuǎn)速和扭矩。 （ 3） 加熱冷卻系統(tǒng) 由溫控設(shè)備組成。作用是通過(guò)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行加熱和冷卻，以保證擠出系統(tǒng)成型在工藝要求的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。 （ 4） 控制系統(tǒng) 主要由儀表、電器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。作用是調(diào)節(jié)控制機(jī)筒溫度、機(jī)頭壓力和螺桿轉(zhuǎn)速。 擠出機(jī)需配置相應(yīng) 的輔助機(jī)械設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)擠出成型。根據(jù)制品的種類購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 2 - 確定輔助設(shè)備的組成。通常包括：機(jī)頭、冷卻系統(tǒng)、定量給料系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、真空排氣系統(tǒng)等。 控制系統(tǒng)由各種電器、儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)自動(dòng)化水平的高低，可控制擠出機(jī)、輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)及其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按所需的速度、功率和軌跡運(yùn)行監(jiān)控主輔機(jī)的流量、溫度及壓力，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出成型設(shè)備的自動(dòng)控制和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。 出機(jī)分類 類方法 隨著擠出機(jī)的廣泛應(yīng)用和不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的擠出機(jī)，其分 類方法各異，主要有以下幾種： 按裝置位置分為立 式擠出機(jī)和臥式擠出 按可否排氣分為排氣擠出機(jī)和非排氣擠出機(jī)。 按螺桿轉(zhuǎn)速分為普通擠出機(jī)、高速擠出機(jī)和超高速擠出機(jī) 按螺桿數(shù)目的多少和結(jié)構(gòu)分為無(wú)螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、多螺桿擠出機(jī)。 按用途可分為配混造粒擠出機(jī)和生產(chǎn)制品用擠出機(jī) 螺桿擠出機(jī)用途及特點(diǎn) 料口最后一道螺紋開(kāi)始叫輸送段 物料在此處要求不能塑化，但要預(yù)熱、受壓擠實(shí)，過(guò)去老擠出理論認(rèn)為此處物料是松散體，后來(lái)通過(guò)證明此處物料實(shí)際是固體塞，就是說(shuō)這里物料受擠壓后是一固體象塞子一樣，因此只要完成輸送任務(wù)就是它的功能了。 單螺桿擠出 機(jī)原理：第二段叫壓縮段 時(shí)螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達(dá)到物料塑化程度，此處產(chǎn)生壓縮由輸送段三，在這里壓縮到一，這叫螺桿的壓縮比－－ 3： 1，有的機(jī)器也有變化，完成塑化的物料進(jìn)入到第三段。 單螺桿擠出機(jī)原理：第三段是計(jì)量段 此處物料保持塑化溫度，只是象計(jì)量泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料，以供給機(jī)頭，此時(shí)溫度不能低于塑化溫度，一般略高點(diǎn)。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 3 - 單螺桿擠出機(jī)主要供擠出軟、硬聚氯乙烯、聚乙烯等熱塑性塑料之用，它與相應(yīng)的輔機(jī)（包括成型機(jī)頭）配合，可加工多種塑料制品，如膜、管、 板、絲帶等，亦可用于造粒。 塑料擠出 機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)，質(zhì)量高，塑化好，能耗低，采用漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)，具有噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載力大，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 計(jì)類型的確定 現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)中復(fù)合材料的應(yīng)用非常廣泛，本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)要可以對(duì)塑料混合、改性，主要用于生產(chǎn)木材和塑料配混料為主料的復(fù)合材料。 由于單螺桿擠出機(jī)具有 設(shè)計(jì)先進(jìn)，質(zhì)量高，塑化好，能耗低，采用漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)，具有噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載力大，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 特別適于聚合物的改性，如共混、填料、增強(qiáng)及反應(yīng)擠出。并且本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)主要用于復(fù)合塑料擠出，因此應(yīng)設(shè)計(jì)單螺桿擠出機(jī) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 4 - 第 2章 單螺桿擠出機(jī) 螺桿擠出機(jī)原理 螺桿擠出機(jī)是塑料成型加工最主要的設(shè)備之一，它通過(guò)外部動(dòng)力傳遞和外部加熱元件的傳熱進(jìn)行塑料的固體輸送、壓實(shí)、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機(jī)自誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，已由普通螺桿擠出機(jī)發(fā)展為新型螺桿擠出機(jī)。盡管新型螺桿擠出機(jī)種類繁多，但就擠出機(jī)理而言，基本是相同的。傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)擠出過(guò)程，是靠機(jī)筒外加熱、固體物料與機(jī)筒、螺桿摩擦力及熔體剪切力來(lái)實(shí)現(xiàn)的?！澳Σ料禂?shù)”和“摩擦力”，“粘度”和“剪應(yīng)力”是影響傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)工作性能的主要因素，由于影響“摩擦”和“粘度”的因素十分復(fù)雜，因此， 傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)擠出過(guò)程是一個(gè)非穩(wěn)定狀態(tài)，難以控制，對(duì)某些熱穩(wěn)定性差、粘度高的熱敏性塑料尤為突出。自 60 年代以來(lái)，世界上各國(guó)學(xué)者對(duì)螺桿擠出機(jī)理進(jìn)行了大量研究，也取得了明顯的成就，但由于他們的研究大多局限于傳統(tǒng)塑料擠出成型機(jī)理、機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和換能方式，因而一直未能取得重大突破。傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)所存在的如體積龐大、能耗高、噪音大、產(chǎn)品質(zhì)量提高難等一系列缺點(diǎn)沒(méi)有得到根本解決。 螺桿擠出機(jī)主要技術(shù)參數(shù)和規(guī)格 桿直徑 螺桿直徑：即螺桿的外徑，它是擠出機(jī)的重要參數(shù)，一般用 D 表示，單位為 表征擠出機(jī) 擠出量的大小。 在設(shè)計(jì)或選用擠出機(jī)前，一般擠出機(jī)生產(chǎn)能力及轉(zhuǎn)速已經(jīng)確定，螺桿直徑的選取主要是根據(jù)擠出機(jī)的產(chǎn)量來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)：生產(chǎn)以聚氯乙烯（ 主料的復(fù)合塑料，最大產(chǎn)量為 200Kg/h，最高轉(zhuǎn)速為 260r/ 根據(jù)我國(guó)同向雙螺桿擠出機(jī)基本參數(shù)表 ( 5420螺桿直徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取螺桿公稱直徑 :D=72 桿中心距公稱尺寸 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 5 - 單螺桿中心距公稱尺寸。 指平行布置兩螺桿中心的距離，用 a 表示，單位為 據(jù)螺桿直徑、螺桿計(jì)量段螺紋槽深度和計(jì)量段嚙合程度確定。 桿長(zhǎng)徑比 螺桿長(zhǎng)徑比。（ L/D）來(lái)表示，即螺桿有效螺紋部分長(zhǎng)度 L 與螺桿外徑 可以表征螺桿的塑化能力和塑化質(zhì)量，用（ L/D）來(lái)表示，如下圖2示： 圖 2桿示意圖 現(xiàn)代塑料擠出工業(yè)螺桿長(zhǎng)徑比較早期螺桿大，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的長(zhǎng)徑比一般范圍是 15~40，多采用 15，最長(zhǎng)可達(dá) 40 乃至更高。螺桿長(zhǎng)徑比的增加有如下好處：（ 1）螺桿加壓充分，能提高塑料制品的物理機(jī)械性能。（ 2）提高塑化質(zhì)量，制品外觀質(zhì)量好。（ 3）有利于類似于 料擠管的成型。（ 4）螺桿特性曲線斜 率小，擠出量穩(wěn)定，擠出量可以提高 20%~40%。但螺桿長(zhǎng)徑比與很多因素有關(guān)，因此可以根據(jù)加工條件和實(shí)際需要再由試驗(yàn)確定，還可以由統(tǒng)計(jì)類比的方法來(lái)確定。國(guó)產(chǎn)同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表 ( 5420顯 示 生 產(chǎn) 能 力 為 300kg/h 的 螺 桿 擠 出 機(jī) 螺 桿 長(zhǎng) 徑 比 L/D=15~40，取 L/D=40。 桿轉(zhuǎn)速要求及范圍 螺桿轉(zhuǎn)速范圍：用 最高轉(zhuǎn)速） ~ 最低轉(zhuǎn)速）表示，其單位購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 6 - 是 r/ 對(duì)擠出機(jī)速度要求有兩方面，既能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速又要有一定的調(diào)速范圍。要求實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的目的是容易控制擠出質(zhì)量并與輔機(jī)的一致配合；要求有一定的調(diào)速范圍的目的是為了適應(yīng)多種加工物料及滿足多種工藝要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，因擠出機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，機(jī)頭壓力容易出現(xiàn)超常值，所以螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)緩慢增至工作要求速度；當(dāng)螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，由于加工的原料、制品及生產(chǎn)能力不同要求，要保證質(zhì)量提高產(chǎn)量，除控制溫度、壓力等條件外，主要是靠改變螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。因此，要求螺桿轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可調(diào)。多 數(shù)擠出機(jī)的調(diào)速范圍在 1： 6，對(duì)通用性大的小規(guī)格擠出機(jī)調(diào)速范圍可達(dá)到 1： 10，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定螺桿轉(zhuǎn)速范圍為： n=50~260r/ 擠出機(jī)功率的確定 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 表示，單位為千瓦（ 它表征擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。擠出機(jī)螺桿消耗的功率所涉及的因素是多方面的。雙螺桿擠出機(jī)功率的確定通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，根據(jù)我國(guó)同向雙螺桿擠出機(jī)基本參數(shù)表 ( 5420取擠出機(jī)主電機(jī)功率 :P=55出機(jī)加熱功率的確定 擠出機(jī)加熱功率是指機(jī)筒加熱功率：用 H 表示，單位為千瓦（ 表了擠出機(jī)的加熱能力。 通常情況下按機(jī)筒的內(nèi)表面積計(jì)算加熱功率： H= ??? )/()2(10001 ?= 0272(1000 1 ????????? ?=中 H—— 機(jī)筒加熱功率，單位為 0D—— 機(jī)筒內(nèi)直徑，單位為 A—— 單位面積的加熱功率， W/ 2 A 值根據(jù)各種塑料性能靠經(jīng)驗(yàn)選定，取 A=210? W/ 2 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 7 - 第 3 章 單螺桿擠出機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì) 單螺桿擠出機(jī)主要零部件包括螺桿、機(jī)筒、分流板、過(guò)濾網(wǎng)、料斗及料斗傳輸螺桿、電機(jī)、減速器等裝置。 桿的設(shè)計(jì) 螺桿是擠出機(jī)的核心部分，是輸送、塑化塑料的最重要部件。其結(jié)構(gòu)性能將直接影響擠出機(jī)的生產(chǎn)率、塑化混合質(zhì)量和能量消耗。 由于聚氯乙烯（ 非結(jié)晶型高聚物，它從玻璃化溫度到粘流溫度的溫度范圍較大，其熔融過(guò)程是在一個(gè)比較長(zhǎng)的距離后才能全部熔融，出于制造成本和膠料的均勻混煉和塑化考慮，采用漸變型普通螺桿，螺紋斷面形狀為矩形。 螺桿的基本尺寸初步確定 螺桿的螺紋長(zhǎng)度為： L=15D=30× 72=1080 (3根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，螺桿三段長(zhǎng)度的分配如表 3 表 3長(zhǎng)度分配比例表 塑料類型 加料段1 晶 型塑料 10%~25% 全長(zhǎng) 55%~65% 全長(zhǎng) 22%~25% 全長(zhǎng) 結(jié) 晶 型 塑料 60%~65% 全長(zhǎng) 1~2 螺距 25%~35% 全長(zhǎng) 所以：加料段 1L =（ 10%~25%） L，取 1L =1080=130縮段 2L =（ 55%~65%） L，取 2L =1080=702量段 3L =（ 22%~25%） L，取 3L =1080=248桿壓縮比。因壓縮比的確定非常復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。對(duì)塑料而言，螺桿幾何壓縮比大多數(shù)為 2~5,根據(jù)常用塑料螺桿的幾何壓縮比表，選取螺桿壓縮比：ε =3 為了加工方便，等距螺桿取 S=D 螺距 S： S=D=72買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 8 - 螺紋頭數(shù)： i=1 螺紋升角 ? ： ? =D?=37 2 1 03 7 2 1 0?????= 1741' (3螺棱法向?qū)挾?e：根據(jù)對(duì)緊密共軛齒廓的要求和齒輪傳動(dòng)嚙合基本原理，考慮到螺桿制造和安裝方便，同時(shí)為了更好的對(duì)物料進(jìn)行充分混合，把螺桿設(shè)計(jì)成接近共軛型，取螺棱法向?qū)挾葹椋? e==30 螺棱軸向?qū)?b： b=e/30/=槽法向?qū)?E： E=S× － 30=72× － 30=槽軸向?qū)?B： B=桿與機(jī)筒間隙δ = 螺桿材料的選擇 螺桿工作時(shí)不僅所受扭矩較大，而且是在高溫、高壓下工作。因螺桿要與機(jī)筒配合工 作，所以還要受到機(jī)械摩擦磨損、刮磨及塑料摩擦的作用，某些塑料還會(huì)有較強(qiáng)的化學(xué)腐蝕作用。所以螺桿可能產(chǎn)生扭斷、因磨損嚴(yán)重而與機(jī)筒間隙增大使產(chǎn)量降低等失效形式。 根據(jù)以上螺桿的實(shí)際工況，要保證螺桿能正常工作，必須選擇合適的材料。其材料性能要求為：機(jī)械性能好，耐磨性能好，耐腐蝕性能好，加工性能好。由于 38合性能好且是擠出機(jī)螺桿應(yīng)用最廣泛的材料，因此選擇 38為螺桿的材料。 桿設(shè)計(jì)計(jì)算 到此已知螺桿參數(shù)為： 最高轉(zhuǎn)速：m a x 2 6 0 / m i n 4 . 3 /n r r s??最高產(chǎn)量： G=200Kg/h 螺桿直徑： D=72螺距 S： S=72 徑比： L/D=30 螺槽法向?qū)挾龋?E=槽軸向?qū)挾龋?B=買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 9 - 螺棱法向?qū)挾龋?e=30棱軸向?qū)挾龋?b=紋升角 ? ： ? =1741' 查表得 :聚氯乙烯（ 堆積密度為 3/500 固相密度 3/1400 ?液相密度 3/1200 ? 熔池溫度 ?90?由于雙螺桿擠出機(jī)的理論很不成熟，加之螺桿嚙合部分容積相對(duì)于整個(gè)螺桿來(lái)說(shuō)很小，故可以把雙螺桿看成兩根單螺桿進(jìn)行 計(jì)算，然后做一定的因雙螺桿嚙合帶來(lái)數(shù)據(jù)校正。 （ 1）計(jì)算熔融速率。 為了保證穩(wěn)定的擠出過(guò)程，熔體輸出量、固體輸送量和固體熔融量應(yīng)該平衡。即： Q?? ? ? （ 3中 固體輸送量； ? —— 單位面積熔融速率； A —— 固體粒料與機(jī)筒的接觸面積； m?—— 熔體密度； Q —— 熔體輸出量； 取螺桿轉(zhuǎn)速 G=200Kg/h /= 534 1 0 / （ 3 估算面積 A。由于螺桿嚙合部分沒(méi)有機(jī)筒對(duì)物料進(jìn)行加熱，但螺紋嚙合處沒(méi)有機(jī)筒部分占整個(gè)機(jī)筒的比例較小，因此機(jī)筒的總面積約為 L? ,其中螺槽占 假設(shè)其中固體與熔體塑料各占一半，則固 體總面積 A：L?? 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 10 - 熔融速率：?=? (3（ 2）計(jì)算計(jì)量段螺槽深度。 為了保證螺桿的硬特性，避免壓力波動(dòng)引起過(guò)大的輸出量波動(dòng)，? 應(yīng)取較小的 值，但為了達(dá)到較好的混合質(zhì)量，又不能取得過(guò)小。綜合上述原因，取： 由 Q??得： 535 1 0 / (3（ 3）驗(yàn)算計(jì)量段長(zhǎng)度。 螺桿的剪切速率為：3? ? = (3當(dāng)溫度為 ?，由流變曲線得： 4100Pa s? ?? 有上文可知： 531 1 0 / (3令 P? =P ，由式：3331 ( ) c o s s i b H L ??? ??? 得： （ 3 333 ( ) c o s s i b H ??? = 497合格 （ 4）確定加料段螺槽深度。 根據(jù)常用塑料的幾何壓縮比表，?。害?=3 則加料段螺紋槽深度 1h 為： 1h = 2330 . 5 [ 4 ( ) ]D D h D h? ? ?ε=（ 3 取 1h = 驗(yàn)算壓縮比1133()D h hD h h? ?? ? = 正確 （ 5）驗(yàn)算壓縮段長(zhǎng)度。 計(jì)算螺槽內(nèi)固體粒料厚度減小的速率，即形成熔膜的速率22Z ??= 44 1 0 / （ 3 即固體粒料在壓縮段中移動(dòng)時(shí)，在每秒鐘移動(dòng)的距離上螺槽深度的減小購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 11 - 量不能超過(guò) 否則固體粒料來(lái)不及完全熔融而堵塞螺槽，引起產(chǎn)量波動(dòng)。此時(shí)固體粒料順著螺槽的流動(dòng)速率 1 ( ) c o D b??? ?= （ 3 則壓縮段順著螺槽展開(kāi)的長(zhǎng)度2 1 32 () = 由（ 3 3 則壓縮段的最小長(zhǎng)度22L=2 =1032由于 14041034 （ 6）螺桿中心距的確定。 考慮到螺桿的安裝和物料的混合均勻，又不至于螺桿產(chǎn)生干涉，取螺桿的中心距 a:a=3 =（ 6）歸納設(shè)計(jì)結(jié)果。 加料段長(zhǎng)度： 1L =259料段螺槽深度： 1h =縮段長(zhǎng)度： 2L =1404量段長(zhǎng)度：3L=497量段螺槽深度：3 槽軸向?qū)挾龋?B=棱軸向?qū)挾龋?b=桿中心距 a： a =桿的技術(shù)要求 材料：采用氮化鋼 38 表面處理：對(duì)材料進(jìn)行氮化處理，處理深度為 螺桿外圓硬度 >65性不大于 2 級(jí)。 螺桿外圓極限偏差應(yīng)符合 1184規(guī)定。螺桿的上、下偏購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 12 - 差分別為： 上偏差： μ m 下偏差： 39μ m 螺桿全長(zhǎng)直線度公差值應(yīng)符合 1184精度等級(jí)規(guī)定。所以螺桿的直線度公差值為： 10