【毕业设计】食品用双螺杆挤出机主机毕业设计说明书

双螺杆挤出机是随着聚合物加工业及食品加工业的发展而出现和发展的而在聚合物加工中真正应用的双螺杆挤出机是在世纪年代，首先在意大利研制成功。

第二次世界大战前后，双螺杆挤出机发展较快现在双螺杆挤出机是在世纪年代末和年代初发展起来的。

更准确的说，现代啮合异向双螺杆挤出机是随制品的发展而发展的，啮合同向双螺杆挤出机则是在聚合物改性的推动下发展的。

在双螺杆挤出机的发展过程中，就制造方面而言，遇到的困难比单螺杆挤出机多得多。

除了螺杆元件及构型的研制外，最重要的就是止推轴承和传动箱设计制造问题。

因为双螺杆挤出机的两螺杆中心距确定后，其承受巨大轴向推力的止推轴承的安装间隙有限，要设计制造出性能良好的能承受轴向和径向轴承，及能均载的轴承组合结构是比较困难的。

早期的推力轴承固定到足以提供给双螺杆传动箱良好的机械可靠性。

世纪年代，开发出种特别适用与双螺杆挤出机应用的特殊推力轴承后，双螺杆挤出机的可靠性才可与单螺杆挤出机相比，但双螺杆挤出机仍没有像单螺杆挤出机那样高能力的推力轴承。

另外，双螺杆挤出机传动箱的设计制造也比单螺杆挤出机的困难复杂的多。

要在有限的中心距内传递很大的扭矩，并把这很大的扭矩相等的分配到两螺杆上去，在设计制造及材质选择热处理上都遇到很多问题。

自然，随着机械设计水平机械加工水平的提高及整体工业配套的发展，上述问题逐渐得到解决，从而使双螺杆挤出机得到飞速发展。

与西方国家美德意英日等相比，双螺杆挤出机在我国开始应用较晚大约在世纪年代初，只是到了世纪年代初才开始较多的由国外引进。

随着对双螺杆挤出机性能的加深，在世纪年代中期，双螺杆挤出机在我国的应用范围和使用量扩大。

通过引进国外技术，我国有的厂家开始生产制造双螺杆挤出机。

到世纪年代处，我国双螺杆挤出机的发展很快，形成双螺杆挤出机制造热。

至今，不但能生产啮合同向双螺杆挤出机，也能生产啮合异向平行和锥形双螺杆挤出机。

所生产的双螺杆挤出机的规格已由中小型开始向大型发展，并基本形成系列，制定了相应标准，年产几百台套，除特种类型和大规格的双螺杆挤出机尚未生产外，国产双螺杆挤出机以基本能满足国内般生产的需求。

但就双螺杆挤出机的设计制造水平和机器的整体质量而言，与国外先进国家生产的双螺杆挤出机还有不少差距，这表现在设计能力较弱，不少厂家的产品是测绘和仿制的，设计出水平较高的机种较少机械制造水平材质热处理水平也有差距轴承电器仪表配套还不健全，电器仪表质量也较差，不可靠。

双螺杆挤出机的组成不论何种双螺杆挤出机，其整体结构组成与单螺杆挤出机差不多，由主机机头和辅助机组成。

其中主机就是通常所说的双螺杆挤出机。

在实际应用中，双螺杆挤出机必须配以机头和辅助机才能完成预定的任务，这就是所谓双螺杆挤出机组。

双螺杆挤出机主机是双螺杆挤出机组的核心组成部分。

从总体组成上看，双螺杆挤出机和单螺杆挤出机差不多，由传动系统积压系统加热冷却系统系统控制系统等组成。

双螺杆挤出机的主要技术参数螺杆直径双螺杆挤出机的螺杆直径是个基本而重要的参数，螺杆直径的大小在很大程度上反映了挤出机规格的大小，生产能力的大小，因为挤出机的生产能力与螺杆直径的平方成正比，其他参数也都与它有关。

中心距双螺杆挤出机两螺杆之间的中心距是个重要参量，从制定总体方案到具体结构设计，决定了如下几何关系，并因而决定了有关的设计参数传动系统输出轴与螺杆相连及有关齿轮的尺寸推力轴承外径尺寸的大小，及最大的机头设计应取多大螺杆的外径和根径两螺杆的啮合程度，螺杆槽深度和螺杆挤出机的最大理论输送量。

长径比螺杆长度与螺杆直径的比值，这也是个重要的参量，在定程度上反映出双螺杆挤出机的规格及其性能。

螺杆转速范围这是个很重要的特征参数，在定程度上反映了双螺杆挤出机的挤出能力和混炼能力。

双螺杆挤出机的螺杆转速，除了像单螺杆挤出机那样取决于对挤出量的要求，被加工物的特征和最终制品的质量外，还受螺杆旋转方向的影响。

挤出量挤出量就是所谓的产量，它是个重要的参数它表征机器生产能力大小，是用户选择双螺杆挤出机规格时的重要依据之。

最大理论挤出量等于无机头压力下，单位时间内螺杆转速与个型小室啮合型双螺杆挤出机体积的倍的乘积在乘上螺纹头数。

式中螺纹头数螺杆转速个型小室的体积第章总体方案确定设计参数双螺杆挤出机的直径为，长径比，转速范围是，双螺杆转动方向为同向，要求按已知条件设计出同向啮合双螺杆挤出机。

整体方案的拟定螺杆类挤出机的应用都是以机组式出现，挤出机组包括主机即通常所说的挤出机机头和辅机。

因此就双螺杆挤出机的设计而言，它可以包括主机即通常所说的挤出机，机头和辅机的设计，也可以单指主机的设计。

本设计就是针对主机的设计。

而双螺杆主机的设计应当包括挤出机的类型的确定，挤压系统的设计，传动系统的设计，加料冷却系统的设计，控制系统的设计。

双螺杆挤出机的类型确定后，要进行整体设计，除了下面将要详细介绍的双螺杆挤出机的主要技术参数的确定外，还应包括以下几个问题是整体式还是积木式是开式还是闭式整个主机是阶还是二阶如果是二阶，第阶第二阶是双螺杆挤出机，还是单螺杆挤出机在挤压系统中要不要串接齿轮泵机筒是整体封闭的，还来保证的，通常采用的定位方法是在两个机筒元件之间设两个定位销。

机筒元件上的定位的孔是用专用机床或专门工装加工出的。

扁方形机筒元件都是采用这种方法。

机筒的材质由于机筒和螺杆在相同的条件下工作，故其选材原则与螺杆相通。

用于共混填充改性的机筒元件可用氮化钢制成。

这种材料具有定的耐磨性，但耐腐蚀性较差。

用于磨损大的填充增强改性物料生产线的机筒，可采用所谓双金属机筒。

即机筒元件不是由整块相通材料构成，而是有两种材料构成，与物料接触部分采用耐磨蚀的材料，而不与物料接触部分则用廉价家的般碳素钢。

这样可以节省材料，把耐磨材料用到刀刃上。

自然，这会给机筒元件的结构设计机械加工和热处理等带来新的问题。

双金属机筒也可以是不能拆卸的，其与物料接触部分是耐磨耐腐蚀金属层，是用特殊方法制成的，如硬化处理粉末冶金技术涂层和熔接等。

可拆卸衬套双金属机筒元件的优点是，当衬套磨损或腐蚀后，可以更换修复。

第章加热与冷却装置由挤压过程可知，温度是挤压过程得以进行的必要条件之，挤压机的加热冷却系统就是为了保证这必要条件而设计的。

加热装置物料在挤压过程中得到的热量来源有两个个是机筒外部加热器供给的热量另个是物料与机筒内壁，物料与螺杆之间相对运动所产生的摩擦剪切热。

前部分热量由加热器的电能转化而来，后部分热量由电动机输给螺杆的机械能转化而来。

这两部分热量所占比例的大小与螺杆机筒的结构形式工艺条件物料性质等有关，也与挤压过程的阶段如启动阶段，稳定运转阶段有关。

另外，这两部分热量所占比例在挤压过程的不同区段也是不同的。

从能量的观点分析，挤压过程有个热平衡问题。

加热器供给的热和因摩擦剪切而产生的摩擦热部分用于物料产生状态的变化，另部分损失掉了。

损失的这部分包括机筒和周围介质的热交换，冷却介质带走的热量，以及加热元件本身的热损失和产品带走的热量。

尽管影响这平衡的因素很多，但在稳定挤压的条件下，这平衡总是应当保持的。

目前，挤压机的加热方法有如下几种载热体加热电阻加热和电感应加热。

本设计采用的是电阻加热器加热。

电阻加热器加热是用得最广泛的加热方法，其装置具有外型尺寸小质量轻装设方便等优点。

载体加热器利用载热体如蒸汽油等作为热介质的加热方法称为在热体加热。

由于采用的载热体的不同，又可以分为液体加热和蒸汽加热。

液体加热所使用的介质在低于时用矿物油，高于时，般采用有机溶剂或其混合物。

蒸汽加热所使用的介质为蒸汽。

液体加热的优点是加热温度较高，效率也高，加热均匀而且能够准确的控制温度。

其缺点是要求加热系统密封良好，以免液体的渗漏而影响到产品的质量。

同时还需要配有套加热循环装置，这就提高了设备的成本所用的载体如有机溶剂因受热分解往往带来有毒性和腐蚀性，另外装置的维护也不方便，故目前很少采用。

蒸汽加热因其压力很难维持定值，且波动也很大，其温度亦很难达到工艺要求，而且还需要配备套专门的蒸汽设备，这对于许多工程来说很难做到的，因此很少采用。

电阻加热电阻加热是用得最广泛的加热方式，其装置具有外形尺寸小质量轻装设方便等优点。

由于电阻加热器是采用电阻丝加热机筒后载把热传递到物料上，而机筒又是个具有定厚度的筒体，因此在机筒的径向方向上便形成较大的温度梯度。

另外，用它来极热也需要较长的时间。

近年来，在许多挤出机上采用了所谓铸铝加热器。

它是将电阻丝装于金属管中，并填进氧化镁粉之类的绝缘材料，然后将此金属管铸于铝合金中。

实际上它是种改进了的电阻加热器。

它与旧式的电阻加热器相比较，既保持了原来电阻加热器的体积小装设方便及加热温度高的优点，又降低了成本。

此外，由于电阻丝是装于电热金属管的密实的氧化镁中，使得它有防氧化防潮防震和防爆等性能，因而提高了加热装置的耐久性。

电感应加热器电感应加热器式通过电磁感应在机筒内产生的涡流而使机筒发热的种加热方式。

结合设计要求和机器的结构特点，准备采用电阻加热的方式。

不过由于设计要求开合式。

为了方便开合这里采用铸铝的方式，直接把电阻丝插在机筒上方的空隙里。

加热功率的确定式中单位面积的加热功率，冷却装置在挤出机开机前，机筒的各段部位都需要加热来提高各段温度，达到生产工艺温度要求。

但是，当挤出机工作段时间后，由于有了机筒内物料被挤压剪切和摩擦产生的热，这时机筒的外部热源就应降低些。

当为了提高产量提高螺杆转速时，则物料挤压摩擦热量使机筒升温。

当温度超过工艺限定的温度后，这时不仅要切断机筒外部供热电源，而且还要用导热介质带走部分热量，及冷却，才能控制工艺温度的稳定，保证生产正常进行。

需要冷却的部分有机筒螺杆和加料斗机座。

冷却的方法有风冷和水冷。

风冷就是用风机吹机筒需要冷却的部分，通过空气带走这段机筒的热量。

这种冷却方式对机筒的热冲击小，结构又简单，造价也不高，维护方便，目前应用的比较多。

不足之处时冷却的速度慢些。

机筒用水冷却时，般是在机筒的外圆缠紫铜管或在机筒外圆附有水套，然后通水冷却。

这种冷却方法结构简单，冷却效果好。

风冷就是用风机吹机筒需要冷却的部分，通过空气带走这段机筒的热量。

这种冷却