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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目 木塑復合材料快速成型機 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 1109511133 學 生 鄭美微 指 導 教 師 畢經(jīng)毅 答 辯 日 期 哈工大華德學院 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 要 首先介紹 木塑復合材料 擠出成型生產(chǎn)工藝，單螺桿擠出機的工作原理、基本結構及各系統(tǒng)在工作中的作用，根據(jù)設計任務書要求確定擠出機的基本參數(shù)并對擠出機主要零件螺桿和機筒進行了設計最后對螺桿和機筒的制造要求、修復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。它是指利用擠出機及其輔機，使膠料在螺桿的推動下連續(xù)不斷地向前運動，再借助于口型擠出各種所需形狀的半成品，然后由特定的輔機配合，來完成擠出成型或其他作業(yè)的工藝過程。擠出成型工藝的優(yōu) 點主要是操作簡單、經(jīng)濟，半成品質(zhì)地均勻、致密，容易變換規(guī)格和斷面形狀，設備占地面積小，結構簡單，造價低，靈活機動性大，生產(chǎn)能力大且能連續(xù)操作。 擠出機與成型模具，它是制件成型的主要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何截面和尺寸。本設計將主要針對擠出機的工作原理進行分析研究。單螺桿擠出機主要由傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機架等幾部分組成。 關鍵詞 擠出成型，擠出機，螺桿，機筒，設計 購買文檔就送對應 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 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 目錄 摘要 ............................................................................................................... ...................................................................................................... 1 章 緒論 ................................................................................................ 塑復合材料擠出概述 ................................................................... 塑縫合材料擠出成型設備的組成 ............................................... 出機的分類 ................................................................................... 分類方法 ................................................................................. 單螺桿擠出機用途及特點 ..................................................... 計類型的確定 ............................................................................... 2 章 單螺桿擠出機 ................................................................................ 螺桿擠出機原理 ........................................................................... 螺桿擠出機主要技術參數(shù)和規(guī)格 ............................................... 螺桿直徑 ................................................................................... 螺桿中心距公稱尺寸 ............................................................... 螺桿長徑比 ............................................................................... 螺桿轉(zhuǎn)速要求及范圍 ............................................................... 擠出機功率的確定 ................................................................... 擠出機加熱功率的確定 ........................................................... 3 章 單螺桿擠出機主要零部件的設計 ................................................ 桿的設計 ....................................................................................... 螺桿的基本尺寸初步確 ............................................................... 螺桿材料的選擇 ....................................................................... 螺桿設計計算 ........................................................................... 螺桿的技術要求 ..................................................................... 螺桿傳動系統(tǒng)及止推軸承布置設計 ..................................... 筒的設計 ..................................................................................... 機筒的結構類型選擇及特性 ................................................. 機筒的結構尺寸設計 ............................................................. 機筒材料的選擇 ..................................................................... 流板 ............................................................................................. 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 出機電機的選擇 ......................................................................... 動系統(tǒng)的設計 ............................................................................. 傳動方案的確定 ..................................................................... 齒輪參數(shù) ................................................................................. 齒輪軸的確定 ......................................................................... 螺桿齒輪軸段計算 ................................................................. 軸承壽命校核 ......................................................................... 鍵的校核 ................................................................................. 箱體的設計 ............................................................................. 4 章 單螺桿擠出機輔助系統(tǒng)的設計 .................................................. 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 .................................................................................................... 錄 1 ......................................................................................................... 錄 2.......................................................................................................買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 哈工大華德學院畢業(yè)設計（論文）評語 姓名： 學號： 專業(yè)： 畢業(yè)設計（論文）題目： 工作起止日期： ______ 年 ____ 月 ____ 日起 ______ 年 ____ 月 ____ 日止 指導教師對畢業(yè)設計（論文）進行情況，完成質(zhì)量及評分意見： _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 指導教師簽字： 指導教師職稱： 評閱人評閱意見： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 評閱教師簽字： _______________ 評閱教師職稱： _______________購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 答辯委員會評語： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 根據(jù)畢業(yè)設計（論文）的材料和學生的答辯情況，答辯委員會作出如下評定： 學生 畢業(yè)設計（論文）答辯成 績評定為： 對畢業(yè)設計（論文）的特殊評語： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答辯委員會主任（簽字）： 職稱： ________________ 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員（簽字）： ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ 年 月 日 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 鄭美微 系部 機電工程系 專業(yè)、班級 1095111 指導教師姓名 畢經(jīng)毅 職稱 講師 從事 專業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化工程 外聘 否 題目名稱 木塑復合材料快速成型機設計 一、設計（論文）目的、意義 國內(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，美國建筑工業(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），而韓國和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應用，都推動和加速了 研究和應用開發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結構用型材是目前擠出行業(yè)最活躍的部門之一，新應用開發(fā)也層出不窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于 大的潛在應用市場，使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關注。不少國家投入力量加快開發(fā)和應用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個“熱門”市場。 選題的目的和意義： 木塑復合材料與快速成形技 術有機的結合，是新材料與新技術的實際應用，有著巨大的發(fā)展前景。木塑復合材料快速成形機提高了木塑復合材料從概念到市場的產(chǎn)品開發(fā)周期。為未來木塑復合材料的大量應用打下堅實的基礎。 本論文介紹的快速成形設備主要用于木塑復合材料的快速成形，成本較低，具有較好的推廣價值。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 二、設計（論文）內(nèi)容、技術要求（研究方法） 本設計內(nèi)容主要包括：總體結構方案的擬定；吐絲噴嘴結構設計，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，并注意溫度慣性對成形的影響；機械結構設計要充分考慮原料成形設備的體積和重量；工作臺為三維可動結構；繪制木塑復合材料快速成形機總體裝配圖；編寫設計說明書 . 擬解決的主要問題： 1、木塑復合材料快速成形機的整體設計 2、零件設計的基本要求（ 從滿足機器的使用功能和經(jīng)濟性兩方面來考慮 .） 三、設計（論文）完成后應提交的成果 1. 設計計算說明書一份 2. 紙 兩 張 ， 3 個零件圖 四、設計（論文）進度安排 1、 查找相關文獻資料； 2、 參考前人設計經(jīng)驗對木塑復合材料快速成形機的設計提出創(chuàng)新點，并擬定總體設計方案； 3、 木塑復合材料快速成形機整體的結構設計； 4、 應用 件對木塑復合材料快速成形機繪制總成結構圖，零、部件工作圖； 5、 完成設計說明書的編寫。 購買文檔就送對應 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 機械工業(yè)出版社，1996,59[4] 肖祥芷 M]國防工業(yè)出版社 ,1996,7[5] 羅繼相 策 [M][6] 俞新陸主編 鍛壓車間設備 [M]械工業(yè)出版社， 1993． [7] 現(xiàn)代模具技術編委會 術 [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 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 1 - 第 1章 緒 論 木塑復合材料擠出概述 當今世界四大材料體系（木材、硅酸鹽、金屬和聚合物） 中，聚合物和金屬是應用最廣泛和最重要的兩種材料。據(jù)統(tǒng)計，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、改性等復合材料和聚合物合金生產(chǎn)過程中，螺桿擠出很大程度上取代了密煉、開煉等常規(guī)工藝。擠出機幾乎成為任何一個塑料有關公司或研究所最基本的裝備之一。 擠出成型有如此發(fā)展趨勢主要原因為：螺桿擠出機能將一系列化工基本單元過程，如固體輸送、增壓、熔融、排氣、脫濕、熔體輸送和 泵出等物理過程集中在擠出機內(nèi)的螺桿上來進行。近年來，擠出工程的創(chuàng)新表現(xiàn)，更多的過程，如發(fā)泡、膠聯(lián)、接枝、嵌段、調(diào)節(jié)相對分子質(zhì)量甚至聚合反應等化學加工過程都愈來愈多地在螺桿擠出機上進行。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，也易于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，創(chuàng)造好的勞動條件和減少少的環(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愈多的應用。 塑復合材料擠出成型設備的組成 一套完整的擠出設備由主機、輔 機及控制系統(tǒng)組成。 擠出機是塑料擠出成型的主要設備，即主機。由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及加熱冷卻系統(tǒng)和主機控制系統(tǒng)組成。 （ 1） 擠壓系統(tǒng) 由機筒、螺桿和料斗組成，是擠出機的核心工作部分。 （ 2） 傳動系統(tǒng) 由電機、調(diào)速裝置和傳動裝置組成。作用是給螺桿提供所需轉(zhuǎn)速和扭矩。 （ 3） 加熱冷卻系統(tǒng) 由溫控設備組成。作用是通過對機筒進行加熱和冷卻，以保證擠出系統(tǒng)成型在工藝要求的溫度范圍內(nèi)進行。 （ 4） 控制系統(tǒng) 主要由儀表、電器及執(zhí)行機構組成。作用是調(diào)節(jié)控制機筒溫度、機頭壓力和螺桿轉(zhuǎn)速。 擠出機需配置相應 的輔助機械設備才能實現(xiàn)擠出成型。根據(jù)制品的種類購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 2 - 確定輔助設備的組成。通常包括：機頭、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)行機構組成。根據(jù)自動化水平的高低，可控制擠出機、輔機的拖動電機及其他各種執(zhí)行機構按所需的速度、功率和軌跡運行監(jiān)控主輔機的流量、溫度及壓力，最終實現(xiàn)對整個擠出成型設備的自動控制和對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。 出機分類 類方法 隨著擠出機的廣泛應用和不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的擠出機，其分 類方法各異，主要有以下幾種： 按裝置位置分為立 式擠出機和臥式擠出 按可否排氣分為排氣擠出機和非排氣擠出機。 按螺桿轉(zhuǎn)速分為普通擠出機、高速擠出機和超高速擠出機 按螺桿數(shù)目的多少和結構分為無螺桿擠出機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、多螺桿擠出機。 按用途可分為配混造粒擠出機和生產(chǎn)制品用擠出機 螺桿擠出機用途及特點 料口最后一道螺紋開始叫輸送段 物料在此處要求不能塑化，但要預熱、受壓擠實，過去老擠出理論認為此處物料是松散體，后來通過證明此處物料實際是固體塞，就是說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就是它的功能了。 單螺桿擠出 機原理：第二段叫壓縮段 時螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達到物料塑化程度，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，有的機器也有變化，完成塑化的物料進入到第三段。 單螺桿擠出機原理：第三段是計量段 此處物料保持塑化溫度，只是象計量泵那樣準確、定量輸送熔體物料，以供給機頭，此時溫度不能低于塑化溫度，一般略高點。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 3 - 單螺桿擠出機主要供擠出軟、硬聚氯乙烯、聚乙烯等熱塑性塑料之用，它與相應的輔機（包括成型機頭）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 機設計先進，質(zhì)量高，塑化好，能耗低，采用漸開線齒輪傳動，具有噪音低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載力大，壽命長等特點。 計類型的確定 現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)中復合材料的應用非常廣泛，本次設計的擠出機要可以對塑料混合、改性，主要用于生產(chǎn)木材和塑料配混料為主料的復合材料。 由于單螺桿擠出機具有 設計先進，質(zhì)量高，塑化好，能耗低，采用漸開線齒輪傳動，具有噪音低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載力大，壽命長等特點。 特別適于聚合物的改性，如共混、填料、增強及反應擠出。并且本次設計的擠出機主要用于復合塑料擠出，因此應設計單螺桿擠出機 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 4 - 第 2章 單螺桿擠出機 螺桿擠出機原理 螺桿擠出機是塑料成型加工最主要的設備之一，它通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機自誕生以來，經(jīng)過近百年的發(fā)展，已由普通螺桿擠出機發(fā)展為新型螺桿擠出機。盡管新型螺桿擠出機種類繁多，但就擠出機理而言，基本是相同的。傳統(tǒng)螺桿擠出機擠出過程，是靠機筒外加熱、固體物料與機筒、螺桿摩擦力及熔體剪切力來實現(xiàn)的?！澳Σ料禂?shù)”和“摩擦力”，“粘度”和“剪應力”是影響傳統(tǒng)螺桿擠出機工作性能的主要因素，由于影響“摩擦”和“粘度”的因素十分復雜，因此， 傳統(tǒng)螺桿擠出機擠出過程是一個非穩(wěn)定狀態(tài)，難以控制，對某些熱穩(wěn)定性差、粘度高的熱敏性塑料尤為突出。自 60 年代以來，世界上各國學者對螺桿擠出機理進行了大量研究，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)塑料擠出成型機理、機械結構形式和換能方式，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沒有得到根本解決。 螺桿擠出機主要技術參數(shù)和規(guī)格 桿直徑 螺桿直徑：即螺桿的外徑，它是擠出機的重要參數(shù)，一般用 D 表示，單位為 表征擠出機 擠出量的大小。 在設計或選用擠出機前，一般擠出機生產(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)擠出機的產(chǎn)量來確定設計參數(shù)：生產(chǎn)以聚氯乙烯（ 主料的復合塑料，最大產(chǎn)量為 200Kg/h，最高轉(zhuǎn)速為 260r/ 根據(jù)我國同向雙螺桿擠出機基本參數(shù)表 ( 5420螺桿直徑系列標準，取螺桿公稱直徑 :D=72 桿中心距公稱尺寸 購買文檔就送對應 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、螺桿計量段螺紋槽深度和計量段嚙合程度確定。 桿長徑比 螺桿長徑比。（ L/D）來表示，即螺桿有效螺紋部分長度 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)螺桿長徑比較早期螺桿大，國內(nèi)應用較多的長徑比一般范圍是 15~40，多采用 15，最長可達 40 乃至更高。螺桿長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%。但螺桿長徑比與很多因素有關，因此可以根據(jù)加工條件和實際需要再由試驗確定，還可以由統(tǒng)計類比的方法來確定。國產(chǎn)同向旋轉(zhuǎn)擠出機的主要技術參數(shù)表 ( 5420顯 示 生 產(chǎn) 能 力 為 300kg/h 的 螺 桿 擠 出 機 螺 桿 長 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，其單位購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 6 - 是 r/ 對擠出機速度要求有兩方面，既能實現(xiàn)無級調(diào)速又要有一定的調(diào)速范圍。要求實現(xiàn)無級調(diào)速的目的是容易控制擠出質(zhì)量并與輔機的一致配合；要求有一定的調(diào)速范圍的目的是為了適應多種加工物料及滿足多種工藝要求。在實際生產(chǎn)中，因擠出機開始工作時，機頭壓力容易出現(xiàn)超常值，所以螺桿轉(zhuǎn)速應緩慢增至工作要求速度；當螺桿運轉(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)擠出機的調(diào)速范圍在 1： 6，對通用性大的小規(guī)格擠出機調(diào)速范圍可達到 1： 10，根據(jù)經(jīng)驗，確定螺桿轉(zhuǎn)速范圍為： n=50~260r/ 擠出機功率的確定 驅(qū)動電機功率 表示，單位為千瓦（ 它表征擠出機的驅(qū)動能力。擠出機螺桿消耗的功率所涉及的因素是多方面的。雙螺桿擠出機功率的確定通常是根據(jù)經(jīng)驗選取，根據(jù)我國同向雙螺桿擠出機基本參數(shù)表 ( 5420取擠出機主電機功率 :P=55出機加熱功率的確定 擠出機加熱功率是指機筒加熱功率：用 H 表示，單位為千瓦（ 表了擠出機的加熱能力。 通常情況下按機筒的內(nèi)表面積計算加熱功率： H= ??? )/()2(10001 ?= 0272(1000 1 ????????? ?=中 H—— 機筒加熱功率，單位為 0D—— 機筒內(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)驗選定，取 A=210? W/ 2 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 7 - 第 3 章 單螺桿擠出機主要零部件的設計 單螺桿擠出機主要零部件包括螺桿、機筒、分流板、過濾網(wǎng)、料斗及料斗傳輸螺桿、電機、減速器等裝置。 桿的設計 螺桿是擠出機的核心部分，是輸送、塑化塑料的最重要部件。其結構性能將直接影響擠出機的生產(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，其熔融過程是在一個比較長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 螺桿的螺紋長度為： L=15D=30× 72=1080 (3根據(jù)實踐經(jīng)驗，螺桿三段長度的分配如表 3 表 3長度分配比例表 塑料類型 加料段1 晶 型塑料 10%~25% 全長 55%~65% 全長 22%~25% 全長 結 晶 型 塑料 60%~65% 全長 1~2 螺距 25%~35% 全長 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雜，目前國內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗選取。對塑料而言，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買文檔就送對應 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)對緊密共軛齒廓的要求和齒輪傳動嚙合基本原理，考慮到螺桿制造和安裝方便，同時為了更好的對物料進行充分混合，把螺桿設計成接近共軛型，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=桿與機筒間隙δ = 螺桿材料的選擇 螺桿工作時不僅所受扭矩較大，而且是在高溫、高壓下工作。因螺桿要與機筒配合工 作，所以還要受到機械摩擦磨損、刮磨及塑料摩擦的作用，某些塑料還會有較強的化學腐蝕作用。所以螺桿可能產(chǎn)生扭斷、因磨損嚴重而與機筒間隙增大使產(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螺桿應用最廣泛的材料，因此選擇 38為螺桿的材料。 桿設計計算 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=買文檔就送對應 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?由于雙螺桿擠出機的理論很不成熟，加之螺桿嚙合部分容積相對于整個螺桿來說很小，故可以把雙螺桿看成兩根單螺桿進行 計算，然后做一定的因雙螺桿嚙合帶來數(shù)據(jù)校正。 （ 1）計算熔融速率。 為了保證穩(wěn)定的擠出過程，熔體輸出量、固體輸送量和固體熔融量應該平衡。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有機筒對物料進行加熱，但螺紋嚙合處沒有機筒部分占整個機筒的比例較小，因此機筒的總面積約為 L? ,其中螺槽占 假設其中固體與熔體塑料各占一半，則固 體總面積 A：L?? 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 10 - 熔融速率：?=? (3（ 2）計算計量段螺槽深度。 為了保證螺桿的硬特性，避免壓力波動引起過大的輸出量波動，? 應取較小的 值，但為了達到較好的混合質(zhì)量，又不能取得過小。綜合上述原因，?。? 由 Q??得： 535 1 0 / (3（ 3）驗算計量段長度。 螺桿的剪切速率為：3? ? = (3當溫度為 ?，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，取：ε =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 = 驗算壓縮比1133()D h hD h h? ?? ? = 正確 （ 5）驗算壓縮段長度。 計算螺槽內(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時，在每秒鐘移動的距離上螺槽深度的減小購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 11 - 量不能超過 否則固體粒料來不及完全熔融而堵塞螺槽，引起產(chǎn)量波動。此時固體粒料順著螺槽的流動速率 1 ( ) c o D b??? ?= （ 3 則壓縮段順著螺槽展開的長度2 1 32 () = 由（ 3 3 則壓縮段的最小長度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）歸納設計結果。 加料段長度： 1L =259料段螺槽深度： 1h =縮段長度： 2L =1404量段長度：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 =桿的技術要求 材料：采用氮化鋼 38 表面處理：對材料進行氮化處理，處理深度為 螺桿外圓硬度 >65性不大于 2 級。 螺桿外圓極限偏差應符合 1184規(guī)定。螺桿的上、下偏購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 12 - 差分別為： 上偏差： μ m 下偏差： 39μ m 螺桿全長直線度公差值應符合 1184精度等級規(guī)定。所以螺桿的直線度公差值為： 10