【正文】 中不呈正壓，這就導致開發(fā)二級擠出螺桿，尤其是為排氣擠出機所設計的二級擠出螺桿。最早的橡膠擠出機是為熱喂料擠出制造的。從最初的高技術含量設備發(fā)展至今，已成為大眾化的設備之一。所以，難于對雙螺桿擠出機作出全面的評述。較熟知的一例是行星輥式擠出機。當物料達到行星段時，要在此處充分塑化，物料處于由行星螺桿、太陽螺桿和機筒之間的輥壓作用產生的強烈混合中。急驟排氣發(fā)生在附加于機筒上的圓拱形排氣室，然后，由急驟排氣產生的多泡物料被四根螺桿輸出。該機器最初為加工一種特殊的低密度低粘度物料設計，并可用于各種低粘度物料的擠出加工，如熱熔膠、低分子量樹脂、各種石蠟、燃料、顏料、化妝品等的加工成型。典型例子如北京鳳記和北京化工大學。往復移動式單螺桿擠出機最大的特點是實現(xiàn)不同物料的高填充加工。近年來，雙螺桿擠出機市場異?；鸨鄬Χ?，單螺桿一直處于悄寂狀態(tài)。 專家認為，擠出機主機和生產線今後的市場將向高技術含量、價格更趨走低的方向發(fā)展。 第2章 擠出機總體方案的確定 擠出機總體布局的基本要求（1） 擠出機布局首先必須滿足用戶提出的各種要求。 螺桿類型的確定螺桿是擠壓系統(tǒng)中的主要零件。所以，生產不同種類塑料制品時，應該選擇不同類型螺桿。普通螺桿與新型螺桿比較有許多不足之處，有逐漸被新型螺桿取代得趨勢。對于機筒結構形式的選擇和制造精度等級，都會直接影響塑料制品的產量和質量。即二段機筒的內圓直徑尺寸的一致性和同心度精度的保證，很難達到要求。這種機筒既節(jié)省了很多合金鋼又能保證它的耐磨性和抗腐蝕性。高密度聚苯乙烯具有剛性、硬度和機械強度大的特性,多用低壓聚合。對于某些排氣螺桿，長徑比達到40左右或更長。 ∝ （）式中——熔料因剪切產生的熱量；τ——剪切應力；γ——剪切速率；——熔料的表現(xiàn)粘度。相反對那些步能承受高剪切速率的塑料，如硬聚氯乙烯等熱敏性塑料，他們的粘度較高，如果螺槽深度較淺，勢必造成過多的因高剪切產生的熱量。有上面的分析可知，H的決定受到多方面的因素影響，很難用一個簡單的理論公式來進行計算。下層適用熱穩(wěn)定性較好的塑料，此時k值較小。顆粒內摩擦因數(shù)較高的塑料，要比顆粒內摩擦因數(shù)較低的塑料更接近于整塊移動。應此對加工同一種塑料的的螺桿，不同設計者對其幾何壓縮比有不同的選擇，而加工不同塑料的螺桿，其壓縮比變化應更大（大多數(shù)在2～5之間，個別情況大至8，小至1）。這也是為什么當前的螺紋升角都在17～30范圍之內的原因。熱塑性材料分為無定型和結晶型兩大類。但是，結晶型材料在冷卻過程中都不可能完全結晶，存在著一定的結晶度。因此，加料段L1也應該有足夠的長度。但由于計算過程比較復雜，所以至今為止，在決定加料段L1的長度時，還必須參考實驗得到的數(shù)據(jù)和經驗公式。Martin〔2〕將塑料堪稱牛頓型流體，根據(jù)混煉理論，表征計量段螺槽中混煉程度的關系式可以導出： （）式中，和為計量段長度和深度，a為截流比，a=QpQd?？梢杂萌垠w輸送理論生產率公式中的壓力流Qp來初步估算計量段長度L3 （） （）如果令Qp≤，即因機頭壓力而引起的產量損失小于總產量的5%，176。因此，按式（）得到結果也只能作為參考之用，實際設計時還得根據(jù)上面的定性分析和經驗數(shù)據(jù)作適當修正。但是，正如非塞流固體輸送理論指出的那樣：只有當外壓力很大，而且料粒間內摩擦因數(shù)也較高時，才有這種可能性。因此楔角α和β將24176。PSPSPEPEPPPPPVC球狀料粒料粉料粒料粉料粒料24422736383933一般取e=。 根據(jù)的計算的結果，對D=150㎜、e=20㎜、δ=㎜的擠出機，階梯形螺桿的合理尺寸為δ/δ=，e/e=。機頭壓力P=300MPa機筒熔融區(qū)溫度T=300℃；室溫T=20℃；物料性能加工物料：聚苯乙烯，熔體流動率MFR=；固相密度ρ=920kg/m。 δ= （） =其中當X=W時與設定值相差不大，可不再從新計算。加料裝置的正確設計和選擇，對擠出機的產量和質量、工人的勞動強度及能否實現(xiàn)生產的連續(xù)化、自動化等都有直接的關系。另外，這兩部分熱量所占的比例在擠出螺桿上的不同區(qū)段也是不同的：在加料段，由于螺槽較深，物料尚未壓實，摩擦熱是很少的，熱量主要來自加熱器；而在均化段，由于物料已熔融，溫度較高，螺槽較淺，摩擦剪切產生的熱量較多，所以均化段有時非但不需要加熱器供熱，還需要對其進行冷卻；在壓縮段，物料受熱是上述兩種情況的過渡狀態(tài)，也就是由摩擦剪切產生的熱量比加料段多，而比均化段少。從設計成本分析，由于需配置鼓風機，其成本較高，另外，風冷卻系統(tǒng)體積較大2．水冷卻 與風冷卻比較，水冷卻速度快，體積小，成本低，噪聲小，但易造成急冷從而擾亂塑料的穩(wěn)定流動，如果密封不好容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，容易生成水垢而堵塞水管，一般完善的水冷卻系統(tǒng)所用水不是自來水、河水，而是經過軟化處理的。因此=。（3）.（4）高速級。 ⑦計算彎曲疲勞許用應力。（5）初選小齒輪齒數(shù)=22,大齒輪齒數(shù)=226=132。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1,得 =MPa （） MPa （）⑧計算大小齒輪并加以比較 大齒輪數(shù)值大。：過渡軸段，由結構定，=55mm。：由滾動軸承及檔油盤裝配關系確定=51mm。：，低速級小齒輪軸段=96mm。Ⅲ的設計軸的材料選擇和最小直徑估算初選軸的材料為45鋼，調質處理。：由滾動軸承及裝配關系等確定=64mm。mm （）截面處的垂直彎距 N （） =MPa＜[],鍵聯(lián)接強度足夠。 軸承Ⅱ為30210圓錐滾子軸承。本設計的要求是設計出能夠加工聚苯乙烯，由于聚苯乙烯的特殊性能要求設計單螺桿擠出機。在過幾個星期，我們就要各奔東西，大江。單螺桿擠出機是一種低能耗，低成本的機型，只要技術得當，結構設計合理同樣能夠達到雙螺桿和多螺桿的效能。2軸承Ⅰ的使用壽命校核軸承Ⅰ為30211圓錐滾子軸承,KN,KN,（1）計算兩軸受到的徑向載荷FNVFNV2 （） （）（2）求兩軸的計算軸向力FaFa2軸承派生軸向力Fd=eFN 查表得e=Fd1===；Fd2===Fa1=Fae+Fd1=+=1554N；Fa2=Fd2=（3）計算當量動載荷P1和P2 ；查手冊得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為X1= Y1=；X2=1 Y2=0因軸承運轉中有中等沖擊載荷，去fp= P1=fp(X1FN1+Y1Fa1)=(+)= （） P2=fp(X2FN2+Y2Fa2)=(+)= （）（4）驗算軸承壽命 因為P1＞P2，所以按軸承1的受力大小驗算 ＞5年 （）軸承具有足夠的壽命。m；鍵靜聯(lián)接時的擠壓許用應力[]=150MPa。mm（5）作彎矩圖（6）按彎扭組合強度條件校核軸的強度，取，則有 （）MPa ，故強度足夠。：軸環(huán)，=5mm。=95mm.軸的結構設計（1）各軸段直徑的確定：滾動軸承處軸段，=，其尺寸為=100mm180mm37mm34mm。（2）各軸段長度的確定：由滾動軸承及裝配關系確定，=45mm。Ⅱ的設計和計算軸的材料選擇和最小直徑的估算選擇州的材料為45鋼，調質處理，對稱循環(huán)彎曲許用應力[]=60MPa。過一周和齒輪的材料和熱處理方式需一樣，均為45鋼，調制處理。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （）因β值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。（2）計算小齒輪傳遞的轉矩 N（2）設計計算對比計算結果取=，取23，則 取143 （1）計算中心距圓整為259. （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （） 因β值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。（6）選取螺旋角按齒面接觸疲勞強度設計 （） （1）根據(jù)工作條件，選取載荷系數(shù)K=。m N鑄鋁加熱器特點具有長壽命、保溫性能好、機械性能強、耐腐蝕、抗磁場等優(yōu)點。擠出機的加熱方法通常有三種：熱載體加熱、電阻加熱、電感加熱1. 熱載體加熱 利用熱載體作為解熱介質的加熱方式稱熱載體加熱。由于本設計的熔體材料為粒料所以采用重力加料。查出 η=440 MPa。固相比熱容C=2512 J/（kg．℃）； 液相比熱容Ｃ＝2345 J/（kg．℃）；固相熱導率k=(m.℃)。 采用這兩種螺頂結構之后，雖然能減少螺桿和機筒的磨損，但是由于平均螺棱間隙δ加大，漏流量也將增大20%左右。過大的螺棱寬還會較少螺槽的容積。在之間。因此，在螺槽底部便容易形成一層滯流，在螺紋推進面、后面也會形成類似的滯流。塑料類型加料段L壓縮段L計量段L無定性塑料結晶型塑料20%～30%40%～60%45%～50%（2～5）D25%～30%30%～45% 年 份1930～19401950～19601960～19701970～19801990～2000L/D8～1515～2018～2520～3525～45 綜上所述，螺桿各段的長度為，加料段=4D=600mm、壓縮段=10D=1500mm、計量段=6D=900mm。計算時可以現(xiàn)令機頭壓力p=15MPa。從式（）中可以看出：加長L3對均化作用是有利的。在同等壓力的情況下，聚丙烯由于其熔點高（ 170176。顯然，塑料的比熱容Cs愈大，熔融點Tm愈高，預熱到熔融溫度所需要的熱量也愈多。此外，即使對已結晶的那一部分塑料來說，正像前面我們已分析過的那樣，螺桿的熔融段和壓縮段的位置不是等同的，在設計時壓縮段位置已被人為的固定不變，而熔融段位置卻隨操作條件和塑料性能的不同而不同。經過一段時間后，即在螺桿上經過一段長度后，塑料才能全部熔融。目前擠出機的螺桿大都是單頭螺紋。運用此公式的條件是外徑D、螺距S、螺紋法向棱寬e和螺紋升角φ在螺桿全長上都保持不變，螺紋頭數(shù)為1.當壓縮比ε和計量段槽深H決定后，加料段槽深H便可從下式算出： =[D] （）為了計算方便，可以用簡化的公式37來計算壓縮比。所謂壓縮比是指螺槽加料段第一個螺槽容積和計量段最后一個螺槽容積之比，即幾何壓縮比，而不是螺槽深度之比。（2）加料段槽深和壓縮比的確定加料段的主要目的是建立必要的壓力和保證穩(wěn)定的固體輸送。 =kD （）據(jù)統(tǒng)計螺槽深系數(shù)k值。因此，加工這類塑料的螺桿計量段螺槽深度H不能選擇過小。此外，螺桿上物料層較薄，由外界加熱器傳進來的熱量也容易將塑料熱透。在熔融理論中，熔融起點和熔融重點以及熔融段長度Lm在螺桿上并非固定不變，他們隨著擠出工藝條件和塑料性能的變化而變化。螺桿是擠出機最重要的部件，其性能好壞直接影響塑化質量和產量。在完成擠塑工作時，機筒和螺桿一樣，要承受巨大的壓力、扭矩和摩擦壓力及物料得腐蝕。對加熱和冷卻系統(tǒng)的安排布置也帶來一定的困難。這幾點對擠出機的制造工藝及費用，都有較重大影響。（3） 排氣螺桿 在擠塑物料得過程中，為能夠排除物料中的空氣、揮發(fā)物氣體和水蒸氣，而專門設計的螺桿。對于排氣式擠出機，要求第二階段的均化段螺槽深度要比第一階螺桿的均化段螺紋槽要深些，否則排氣口處易溢料（3）按擠出機的用途選擇 不同用途的擠出機，根據(jù)工作性質和擠塑塑料品種來選配螺桿。對塑料制品得產量和質量，都有非常重大的影響。（2） 在經濟、合理的條件下，盡量采用較短的傳動鏈，以簡化機構，提高傳動精度和傳動效率。國內主機市場今後的重點應在于發(fā)展平行異向雙螺桿擠出機，以適應大擠出量的成型需要。各種不同的特種單螺桿擠出機重受關注。由于其獨特的往復式結構，不能很好的滿足建壓的要求，因而一般不適合用于制品的直接擠出成型。為了適應高填充物料的擠出加工需要，北京化工大學也在進行磨盤擠出機直接擠出成型的試驗研究，并應用于多種復合材料的擠出成型加工試驗獲得成功。 國內多個廠家已完成磨盤擠出機的開發(fā)，實現(xiàn)磨盤擠出機的商業(yè)化生產。 隨著近年來市場發(fā)展的需要，國內外不同廠家紛紛推出各種特殊結構的單螺桿擠出機，以適應特殊的市場需要。導致有效的