（图纸+论文）双螺杆挤出机设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

（图纸+论文）双螺杆挤出机设计（全套完整）

实现高速运转产量高等特点，特别适用于但整体式机筒对加工设备及加工技术要求较高，且磨损后修复困难。分段式机筒是将机筒分成若干段来加工，各段加工好后通过法兰连接起来。这种机筒加工比较容易，可适应多种长径比的要求，对于长径大的螺杆，因过长的机筒整体难以加工，也配以分段式机筒，但分段多，对中性不易保证，连接法兰也会影响到机筒的加热均匀性。为减少装配困难，分段尽量少。为减少热量损失，法兰尺寸尽可能小。双金属机筒有浇铸式和衬套式两种结构形式。衬套式机筒具有易更换寿命长节约贵金属等优点，但其设计制造装配都较为复杂。浇铸式机筒的优点是合金层与机筒合为体，在挤出机机筒的内表面结合均匀，不会脱落或开裂，耐磨性好，寿命长，滑动性好，但成本高。轴向开槽机筒能提高固体输送率，但其结构设计需要综合考虑被加工物料的性能，如物料的大小几何形状物料颗粒间的摩擦系数值，颗粒在凹槽中的抗剪切强度，由颗粒组成的楔形结构的抗剪强度，套筒的冷却性能，螺杆的转速，以及与加热机筒的隔热程度等因素。综合上述各种结构类型机筒的优劣以及双螺杆螺杆挤出机的设计要求，选择分段式机筒。机筒的结构尺寸设计机筒壁厚的设计，要考虑机筒的强度要求，还要考虑其结构工艺性以及机筒传热效率等因素，使加工容易，传热快且稳定。双螺杆挤出机筒断面形状为型，在综合了经验和理论计算结果的基础上，我国挤出机生产厂家提出了挤出机机筒壁厚的参考值。根据参考值，可选择机筒壁厚为机筒的内径机筒的外径机筒两孔的中心距为两螺杆中心距，即为机筒总长度的确定。查,选取安装在机筒内深沟球轴承的代号为，其内径为，外径为,宽为.轴承端盖暂取,螺杆螺纹端末端到轴承需留段长度供密封，取该段长度为.则螺杆的重长度为取机筒的材料选择工作时机筒受到刮磨摩擦磨损以及塑料摩擦的作用，些塑料还会有较强的化学腐蚀作用。普通机筒材料为般钢材如号钢铸钢或球磨铸铁。为了提高机筒的耐磨性，国际上的挤出机机筒有采用氮化钢制造，其强度极限约为。这里我们选择钢作为机筒的制造材料。机筒的强度计算机筒内部受塑料熔料的压力作用，熔料在机筒内产生的力沿机筒轴向的分布是相当复杂的，各处压力不等。由于机头处压力最大，因此般取机头压力为计算压力值。进行机筒设计时，用壁厚圆筒理论来对料筒进行强度计算。根据厚壁圆筒的理论，当筒壁内受到物料压力的作用时，筒壁上各点处于三向应力状态，三向应力分别为径向应力，轴向应力，切向应力。由于加料段螺杆的根径较小，承载能力最低，所以强度计算以加料段的根径截面为强度计算校核截面。由轴向力产生的压应力.式中轴向力产生的压应力，螺杆的最小内径端面直径，螺杆冷却水孔直径，.由扭矩产生的剪切应力.主电机的最大传递功率，螺杆的最高转速，。电动机传递效率，此时校核取螺杆的剪切应力，由螺杆自重产生的弯曲应力式中螺杆的有效长度，螺杆材料密度钢取.由自重产生的弯曲应力，单位螺杆的合成应力合成应力用第三强度理论计算，其强度条件为查表得的屈服极限有.由此可知，该螺杆在工作中是安全的。由于是双螺杆啮合需要，使后续的配位齿轮难于安装，螺杆在无齿端的直径的大小必然会大大降低，因此有必要计算螺杆无齿端的最小直径。螺杆无齿端只受扭矩的作用。查表的剪切疲劳极限由得.螺杆的技术要求材料采用氮化钢。表面处理对材料进行氮化处理，处理深度为，螺杆外圆硬度，脆性不大于级。螺杆外圆极限偏差应符合的规定。螺杆的上下偏差分别为上偏差下偏差螺杆全长直线度公差值应符合的精度等级规定。所以螺杆的直线度公差值为螺杆外圆螺纹槽底径的表面粗糙度不大于.，螺棱两侧的表面粗糙度不大于.。螺杆传动系统及止推轴承布置设计设计双螺杆传动系统比较困难的问题是配位齿轮和止推轴承的布置。因受螺杆啮合条件的限制使安装配位齿轮和止推轴承在空间上受到很大的限制。本设计传动系统及止推轴承的布置从机头开始的顺序为深沟球轴承配位齿轮止推轴承。将止推轴承布置在减速箱之后。双螺杆传动齿轮布置如图.。图.齿轮布置图为配位齿轮，为减速箱输出齿轮。.机筒的设计机筒是双螺杆挤出机最重要的部件之。机筒的结构设计是否合理直接影响到挤出机的热量传递的稳定性及均匀性机筒的加料段设计影响到塑料固体输送效率机筒的加工与装配影响挤出机的工作性能和机器寿命。所以，对于挤出机机筒，涉及到其结构形式选择机筒加料口形式确定及其各段与机头的连接等问题。机筒的结构类型选择及特性机筒的结构类型有多种，主要有分段式整体式双金属和轴向开槽结构形式。整体式机筒的特点是加工精度容易满足，转配误差小长径比大，零件数目少机筒受热均匀，配置加热器不受限制。距全长所以加料段，取压缩段，取计量段，取螺杆压缩比。因压缩比的确定非常复杂，目前国内根据经验选取。对塑料而言，螺杆几何压缩比大多数为,根据常用塑料螺杆的几何压缩比表，选取螺杆压缩比ε为了加工方便，等距螺杆取螺距螺纹头数螺纹升角螺棱法向宽度根据对紧密共轭齿廓的要求和齿轮传动啮合基本原理，考虑到螺杆制造和安装方便，同时为了更好的对物料进行充分混合，把螺杆设计成接近共轭型，取螺棱法向宽度为螺棱轴向宽.螺槽法向宽.螺槽轴向宽螺杆与机筒间隙.螺杆材料的选择螺杆工作时不仅所受扭矩较大，而且是在高温高压下工作。因螺杆要与机筒配合工作，所以还要受到机械摩擦磨损刮磨及塑料摩擦的作用，些塑料还会有较强的化学腐蚀作用。所以螺杆可能产生扭断因磨损严重而与机筒间隙增大使产量降低等失效形式。根据以上螺杆的实际工况，要保证螺杆能正常工作，必须选择合适的材料。其材料性能要求为机械性能好，耐磨性能好，耐腐蚀性能好，加工性能好。由于综合性能好且是挤出机螺杆应用最广泛的材料，因此选择作为螺杆的材料。螺杆设计计算到此已知螺杆参数为最高转速最高产量螺杆直径螺距长径比螺槽法向宽度.螺槽轴向宽度.螺棱法向宽度螺棱轴向宽度.螺纹升角查表得聚氯乙烯的堆积密度为固相密度液相密度熔池温度由于双螺杆挤出机的理论很不成熟，加之螺杆啮合部分容积相对于整个螺杆来说很小，故可以把双螺杆看成两根单螺杆进行计算，然后做定的因双螺杆啮合带来数据校正。计算熔融速率。为了保证稳定的挤出过程，熔体输出量固体输送量和固体熔融量应该平衡。即式中固体输送量单位面积熔融速率固体粒料与机筒的接触面积熔体密度熔体输出量取螺杆转速下塑料的输出量为估算面积。由于螺杆啮合部分没有机筒对物料进行加热，但螺纹啮合处没有机筒部分占整个机筒的比例较小，因此机筒的总面积约为.,其中螺槽占.，假设其中固体与熔体塑料各占半，则固体总面积熔融速率.计算计量段螺槽深度。为了保证螺杆的硬特性，避免压力波动引起过大的输出量波动，应取较小的值，但为了达到较好的混合质量，又不能取得过小。综合上述原因，取由得由于是双螺杆，则有取验算计量段长度。螺杆的剪切速率为当温度为时，由流变曲线得有上文可知令，由式得.合格确定加料段螺槽深度。双螺杆挤出机,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.塑料挤出概述当今世界四大材料体系木材硅酸盐金属和聚合物中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的以上。其中不仅包括板管膜丝和型材等制品的直接成型，还包括热成型中空吹塑等坯料的挤出加工。除此之外，在填充共混改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼开炼等常规工艺。挤出机几乎成为任何个塑料有关公司或研究所最基本的装备之。挤出成型有如此发展趋势主要原因为螺杆挤出机能将系列化工基本单元过程，如固体输送增压熔融排气脱湿熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡胶联接枝嵌段调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材食品纺织军工和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合，应用更广。.塑料挤出成型设备的组成套完整的挤出设备由主机辅机及控制系统组成。挤出机是塑料挤出成型的主要设备，即主机。由挤压系统传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。挤压系统由机筒螺杆和料斗组成，是挤出机的核心工作部分。传动系统由电机调速装置和传动装置组成。作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。加热冷却系统由温控设备组成。作用是通过对机筒进行加热和冷却，以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。控制系统主要由仪表电器及执行机构组成。作用是调节控制机筒温度机头压力和螺杆转速。挤出机需配置相应的辅助机械设备才能实现挤出成型。根据制品的种类确定辅助设备的组成。通常包括机头冷却系统定量给料系统电气控制系统真空排气系统等。控制系统由各种电器仪表及执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机辅机的拖动电机及其他各种执行机构按所需的速度功率和轨迹运行监控主辅机的流量温度及压力，最终实现对整个挤出成型设备的自动控制和对产品质量的控制。.挤出机的分类分类方法随着挤出机的广泛应用和不断的发展，出现了各种类型的挤出机，其分类方法各异，主要有以下几种按装置位置分为立式挤出机和卧式挤出机。按可否排气分为排气挤出机和非排气挤出机。按螺杆转速分为普通挤出机高速挤出机和超高速挤出机按螺杆数目的多少和结构分为无螺杆挤出机单螺杆挤出机双螺杆挤出机多螺杆挤出机。按用途可分为配混造粒挤出机和生产制品用挤出机。各挤出机的结构特点及用途单螺杆挤出机单螺杆挤出机，造价低易操作，但塑料混合分散和均化效果差，滞留时间长且分布广，物料温差较大指同断面处和难以吃粉料。因此，它只适用于般性造粒和塑料制品的加工。同向双螺杆挤出机双螺杆挤出机的特征是两根相互平行的组合式螺杆装在具有字形孔的机筒内。如果两根螺杆旋转方向相同，称为同向型双螺杆挤出机。根据两根螺杆的啮合型式不同，可分为啮合型和非啮合型两种，常用的为啮合型。选用双螺杆挤出机的优越性生产能力大，根据理论计算，在同螺杆直径下，双螺杆挤出机生产量能达到单螺杆挤出机的倍实测为倍。能耗低，双螺杆挤出机的单位能耗仅约为单螺杆挤出机的左右。产品质量好，由于双螺杆挤出机的塑化混炼性能好，在保证产品强度的条件下，原材料的消耗量下降约。双螺杆挤出机在欧美国家中应用的比例管材板材造粒异型材平膜片材发泡材同向双螺杆挤出机的显著特点是高效能和多功能。高效能集中于高混炼高扭矩低能耗，特别适合工程塑料的共混改性填充增韧增强。多功能表现为螺杆的多种功能的组合，组成不同功能的螺杆形式，以适应不同塑料树脂的挤出，特别是高性能对树脂和塑料合金的加工。异向双螺杆挤出机异向双螺杆挤出机的显著特点是物料的输送能力和挤出能力比同向双螺杆挤出机的强，在同螺杆直径下，挤出量比同向挤出机般高倍左右，物料在机筒内的滞留时间比同向机要短，并且剪切发热小，温差小，物料温度分布十分均匀，物料分散充分。锥形双螺杆挤出机双螺杆是异向啮合。多螺杆挤出机我国已开发出四螺杆反应混炼机。它综合了捏合机螺杆挤出机缩聚反应器混炼机研磨机的特点。