【正文】 （） （）塑 料形 狀內(nèi)摩擦角/176。a— 矩形斷面b—鋸齒型斷面 1—機(jī)筒；2—滑移面；3—移動料；4—潘流區(qū)；5—矩形斷面；6—雙楔形斷面除了上述兩種典型的螺紋斷截面形狀之外，設(shè)計這種螺紋斷截面的出發(fā)點(diǎn)是：根據(jù)塞流固體輸送理論，認(rèn)為塑料在槽中是以密實(shí)的固體存在，組成固體塞在的固體顆粒間沒有沒有相對運(yùn)動。目前，有些螺桿的計量段長度甚至達(dá)到了螺桿全長的50﹪.但是，過長的計量有可能導(dǎo)致已熔融物料溫度不斷升高，這對那些易于分解的熱敏性塑料，如PVC等未必有利。固然可以用固體輸送理論非等溫模型的有關(guān)公式來計算加料長度L1。因此，過去設(shè)計的加工結(jié)晶型塑料的螺桿，其壓縮段僅（～1）D。而從熔體輸送理論的角度上講，將有關(guān)流率公式經(jīng)數(shù)學(xué)推到簡化，并對φ角求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)等于零，可求的最佳螺紋升角為30。因此存在一個最佳加料段槽深。由此可以分析：當(dāng)機(jī)頭壓力較低時，增加計量段螺槽深度可以增加產(chǎn)量；而當(dāng)機(jī)頭壓力增大到超過臨界壓力，加深H并不能使生產(chǎn)率增加，甚至還會產(chǎn)生相反的作用,也可以從融體輸送理論來估算螺槽深度的最佳值， ()將上式對求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)等于零，經(jīng)一系列推導(dǎo)，可求得的最佳值： （）在式中 —形狀系數(shù)未知口模系數(shù)情況下H的值沒辦法確定。由于剪切應(yīng)力而產(chǎn)生的熱量和螺槽深度的平方成反比。 聚苯乙烯的基本特性聚苯乙烯是最結(jié)構(gòu)簡單的高分子有機(jī)化合物,低密度聚苯乙烯較軟,多用高壓聚合。但是這種機(jī)筒在機(jī)加工時也有難度。這種螺桿螺紋部分可分為加料段、塑化段和均化段。（6） 應(yīng)便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和維修機(jī)床，便于輸送、裝卸；注意擠出機(jī)的防護(hù)，確保安全生產(chǎn)。部分廠家粗制濫造和惡性價格戰(zhàn)已經(jīng)影響到國內(nèi)塑機(jī)的整體形象和市場競爭力，也阻礙了塑料加工業(yè)的發(fā)展。據(jù)悉，寶應(yīng)金鑫此次推出的系列化產(chǎn)品共包括四種規(guī)格，47110和140，其中45和78兩種規(guī)格已經(jīng)研發(fā)成功，即將推出110和140兩種機(jī)型。此外，該機(jī)器還具有深槽大螺距、兩種驅(qū)動方式可選（電動、氣動）、整機(jī)易于清理、保養(yǎng)、維修等特點(diǎn)。在擠出機(jī)的開始部分，于行星螺桿之前，物料像在普通單螺桿擠出機(jī)中一樣向前運(yùn)動。由于設(shè)計、操作原理以及應(yīng)用領(lǐng)域方面的巨大差異，雙螺桿擠出機(jī)種類繁多。盡管橡膠擠出機(jī)問世已超過一個世紀(jì)，但有關(guān)橡膠擠出文獻(xiàn)的缺乏今人吃驚；某些橡膠手冊討論了橡膠擠出，但在多數(shù)情況下，資料非常貧乏而且實(shí)用性有限。排氣擠出機(jī)在設(shè)計和功能上與非排氣擠出機(jī)有很大區(qū)別。物料向前運(yùn)動時，即因摩擦產(chǎn)生的熱和機(jī)筒加熱器傳導(dǎo)的熱而被加熱。此段中的物料大都處于固體狀態(tài)。第二段連接進(jìn)料段和計量段。然而，螺桿的幾何段由設(shè)計確定，不因操作條件的變化而變化。這顯然增加了排氣擠出機(jī)的多功能性，并且還有額外的好處，即只要堵塞排氣口并在可能情況下變換螺桿幾何形狀，排氣擠出機(jī)即可作為常規(guī)非排氣擠出機(jī)。 多螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī)又包括平行雙螺桿擠出機(jī)和錐形雙螺桿擠出機(jī)。有些雙螺桿擠出機(jī)的功能與單螺桿擠出機(jī)非常相同。正因?yàn)槿绱?，行星式齒輪擠出機(jī)常常用于硬質(zhì)和增塑PVC配料的擠出或配混。雙螺桿擠出機(jī)用于玻纖增強(qiáng)配混時，若玻纖含量超過45%，加工就會變得相當(dāng)困難。以上介紹的幾種單螺桿擠出機(jī)，可以說是當(dāng)前中國市場具有一定代表性的產(chǎn)品。單螺桿擠出機(jī)則是向著超大型、超微型、大長徑比、高產(chǎn)出、良好的排氣性等方向發(fā)展，而適應(yīng)特殊加工需要的螺桿機(jī)筒結(jié)構(gòu)，則成為大家爭相研發(fā)的重點(diǎn)。螺桿是擠塑生產(chǎn)影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵零件，物料得混合質(zhì)量、塑化的是否均勻、物料得徑向溫差是否較小、壓力要均衡、能量消耗要比較低、生產(chǎn)率的提高，這些都受螺桿工作質(zhì)量得影響。PS為乙烯的聚合物，在生產(chǎn)中無特殊的要求，因此選用普通螺桿,材料為45號鋼。機(jī)筒體用鑄鋼或普通碳素鋼制造，而機(jī)筒的內(nèi)襯套用滲碳合金剛制造。因此，螺桿設(shè)計是擠出理論最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。 從混合效果上來講，計量段槽深較小時，混煉程度較高，制品比較均勻。螺桿直徑較大者，k值應(yīng)選擇較小，螺桿直徑較小者，k值應(yīng)選擇較大；熱穩(wěn)定性較好的塑料k較小，熱穩(wěn)定性較差的塑料k值較大；當(dāng)螺桿長徑比較大時，k值可以選擇較大。后者指的是塑料在加料時的松密度和受熱熔融后的密度之比。原因之一是多頭螺紋減少了螺槽橫斷面積，同時加大了的值。而且從熔融理論上我們知道，熔融過程是X/W從1到0的過程，這個過程總需要一定的長度，不可能在很短的（～1）D長度上實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)也測出，在加料中，聚丙烯要經(jīng)過8個螺桿的長度才開始熔融（當(dāng)壓力等于4MP時）。此時，按式（）計算，為320㎜，大致相當(dāng)于5D左右。前者將比后者大5倍左右。螺棱頂面形狀進(jìn)行了深入的研究提出了將直線形螺頂改成階梯形螺頂和楔形螺頂。熔融潛熱λ=10J/kg。擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)就是為控制熔體的溫度而設(shè)置的。 本章小結(jié) 本章對擠出機(jī)構(gòu)中的螺桿進(jìn)行了設(shè)計與校核，并對螺桿與螺筒的配合間隙進(jìn)行了討論與確定，確定了加熱裝置為鑄鋁加熱器并確定了加料裝置。m（3）選取齒寬系數(shù)=1（4）材料的彈性影響系數(shù)，選取區(qū)域系數(shù)為。（5）（6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa（7）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （） （）（8）基礎(chǔ)疲勞壽命系數(shù)，（9）計算基礎(chǔ)疲勞需用應(yīng)力取失效率為1%，安全系數(shù)S=1,得 =600=558MPa （） MPa （）3.（1）計算小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小值 =mm （2）計算圓周速度 （） （3）確定齒輪參數(shù) mm mmmmb/h= （4）縱向重合度 （5）計算載荷系數(shù)k已知， （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)矯正所算的分度圓直徑為 mm （） （7）計算模數(shù) （） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 （） （1）確定計算參數(shù)?計算載荷參數(shù)?由查得螺旋角影響參數(shù)?當(dāng)量齒數(shù) （） （） ④齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為：，；。：滾動軸承處軸段，==55mm。：軸環(huán)寬度，=5mm。：由滾動軸承及裝配關(guān)系等確定，=64mm。鍵3：低速級大齒輪軸段mm；鍵的工作長度b=9028=62mm；鍵的接觸高度mm=8mm；傳遞的轉(zhuǎn)矩N縮短了加工時間，提高加工效率。 本章小結(jié) 本章對擠出機(jī)的傳動系統(tǒng)即二級斜齒輪減速器進(jìn)行了設(shè)計，確定了減速器的各項(xiàng)參數(shù)和零件。鍵1：高速軸外伸軸段mm；鍵的工作長度mm=66mm；鍵的接觸高度mm=；傳遞的轉(zhuǎn)矩N：滾動軸承處軸段，==95mm。：由高速級大齒輪軸段，=70mm。：滾動軸承處軸段，=55。（3）。（2）材料選擇。3. 電感應(yīng)加熱 電感應(yīng)加熱是通過電子感應(yīng)在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生電的渦流而使機(jī)筒發(fā)熱，從而達(dá)到加熱機(jī)筒中得塑料的目的。對于新擠出機(jī)的螺桿與機(jī)筒的問隙，如設(shè)計得過大，雖說容易制造，但擠出機(jī)的生產(chǎn)能力就達(dá)不到設(shè)計要求；如設(shè)計得過小，不僅會給擠出機(jī)的制造和裝配帶來一系列困難，同時還會使擠出機(jī)的功率消耗增加。 計量段螺槽深度H=5mm。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：雙楔形斷面的螺桿與矩形端面螺桿相比，對包括HPVC在內(nèi)的多種塑料都具有較好的效果，螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，塑化質(zhì)量良好，產(chǎn)量能提高30%～50%.目前對這種螺桿還在研究之中。 （） R=（2～3）R （）螺桿直徑較大者，圓弧半徑R可取得較大。這就是計量段長度為什么愈來愈長的原因。從上面的分析，我們可以得出結(jié)論：為了保證在加料段結(jié)束時分界面上的塑料基本預(yù)熱到熔融溫度，為了保證在壓縮段塑料能基本熔融完畢，加工那些比熱容大，熔點(diǎn)高，熱導(dǎo)率低，熔融潛熱大的塑料，螺桿加熱段L1應(yīng)該長一些。為了適應(yīng)這個特點(diǎn)，加工結(jié)晶型肅立哦啊的螺桿的壓縮段一般出現(xiàn)的比較晚，而且長度也比較短。實(shí)驗(yàn)也證明，對圓柱性塑料，最佳螺紋升角大約在17左右。加料段螺槽較深時，壓力難以傳至螺槽底部，靠近螺槽底部的塑料運(yùn)動速度較慢，這就降低了固體輸送生產(chǎn)率。從熔體輸送理論的生產(chǎn)率公式可以看出：正流正比于螺槽深度，而壓力流卻正比于的立方。從式（）可以看出，熔料因內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的熱量正比于剪切應(yīng)力和剪切速率。本次設(shè)計的擠出機(jī)是用于聚苯乙烯(PS)生產(chǎn)線的擠出機(jī)，這就要求對聚苯乙烯(PS)的性能有一定的掌握和了解。 （2）分段式機(jī)筒 長徑比值比較大得擠出機(jī)和排氣式擠出機(jī)，由于機(jī)筒過長，為便于機(jī)械加工和節(jié)省合金鋼材，通常采用分段式機(jī)筒。（1）普通型螺桿 普通螺桿擠出機(jī)是現(xiàn)在廣泛使用的擠出機(jī)，能擠塑粉料和粒料。（5） 對于生產(chǎn)率和自動化程度較高的擠出機(jī)，應(yīng)力求便于自動上下料及納入自動線。 本文的主要內(nèi)容 隨著擠出機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和技術(shù)上的不斷進(jìn)步，擠出機(jī)市場仍然保持一定的上升勢頭，但國產(chǎn)擠出機(jī)價格大幅下跌已成現(xiàn)實(shí)。近日，寶應(yīng)金鑫特種塑料機(jī)械廠與北京化工大學(xué)合作研發(fā)出多種規(guī)格的往復(fù)移動單螺桿擠出機(jī)，初步實(shí)現(xiàn)了往復(fù)移動擠出機(jī)的系列化。此外由于所加工物料具有高壁面滑移性以及極易架橋的特點(diǎn)，配有專門設(shè)計的強(qiáng)制加料裝置；由于擠出機(jī)為手提式操作，設(shè)計了特殊的多路排氣裝置，以充分保證氣體的排出。行星機(jī)筒段通常是用法蘭與進(jìn)料料筒段相連接的分離料筒段。然而，一旦定義更明確，就將其限于雙螺桿擠出機(jī)的特定分類之中。德國主要橡膠擠出機(jī)制造商之一是Paul TrosteL事實(shí)上, Paul TrosteL仍為主要的擠出機(jī)制造商。如聚臺物、擠出量、模頭、模頭溫度均相同，則無論擠出機(jī)是齒輪泵單螺桿擠出機(jī)，還是雙螺擠出機(jī)等都不會造成差異，機(jī)頭力相同。至少物枓處于固體狀態(tài)(低于熔點(diǎn))，這些摩擦力負(fù)責(zé)向前輸送物料?！皢渭墶笔侵高@種螺桿盡管有3個不同的幾何段，但事實(shí)上僅有一壓縮段，第一段(最靠近進(jìn)料口)的螺槽—般較深。此段稱之為過渡段或壓縮段。當(dāng)物料向前運(yùn)動時，在各個位置的固態(tài)物料量將因熔融而減少。 螺桿的設(shè)計對排氣擠出機(jī)的正確運(yùn)，非常關(guān)鍵。平行雙螺桿擠出機(jī)有同向和異向之分。其它雙螺桿擠出機(jī)操作完全不同于單螺桿擠出機(jī)。行星輥段也用作普通擠出機(jī)的附加裝置以改善混合性能。在加工磁性材料時，通常磁粉的添加量高達(dá)60%~70%，有時甚至達(dá)到90%以上。不過，盡管中國擠出機(jī)市場發(fā)展迅猛，也有不少新的機(jī)型推出，我們不能忽視中國擠出機(jī)技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。實(shí)際上，單螺桿擠出機(jī)是一種低能耗、低成本的機(jī)型，只要技術(shù)得當(dāng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，同樣可以達(dá)到雙螺桿擠出機(jī)的效能。（2）比流量 這個比值大，說明這根螺桿的塑化能力強(qiáng)，比流量得單位為（kg/h）/（r/min）（3）比功率 這個值小，說明生產(chǎn)同樣質(zhì)量的塑料制品，能量消耗少，比功率得單位為kw/（kg/h）（4）通用性 指螺桿能否適應(yīng)擠塑不同的塑料，能在不同塑料制品機(jī)頭阻力下工作。 機(jī)筒類型的確定機(jī)筒與螺桿配合工作，組成擠出機(jī)的擠壓系統(tǒng)。當(dāng)襯套磨損時，只需更換襯套即可。螺桿直徑的確定：150mm，螺桿長徑比20。在本章后面我們將進(jìn)一步指出：當(dāng)計量段槽深較淺時，壓力波動和溫度波動都比較小，這時對制品的綜合質(zhì)量都是有利的。這是由于長徑比較大的螺桿的計量段可以設(shè)計的較長，此時由于螺槽深度H加大造成壓力流Q的增加和混煉段M的下降可以通過計量段的增加來彌補(bǔ)。如，～， g/，～。按固體輸送理論，這會減少固體輸送流率。從上述幾點(diǎn)出發(fā)，近年來，為加工結(jié)晶型材料所設(shè)計的螺桿，其壓縮段都有加長的趨勢，一般在大約（2～5）D之間，甚至于更長。在理想的情況下，壓縮段與熔融段重疊，塑料移動到壓縮段末端時應(yīng)該全部熔融。轉(zhuǎn)速n、產(chǎn)量Q、剪切速率γ、粘度η1與機(jī)頭壓力p等參數(shù)之間是互相影響的。這就相當(dāng)于增大了塑料與螺桿的摩擦因數(shù)，根據(jù)固體輸送理論，這將降低固體輸送流率。這種設(shè)計的主要目的是為了較少螺桿與機(jī)筒的直接接觸，保證在螺棱和機(jī)筒間形成穩(wěn)定的熔融物潤滑膜以減少螺桿與機(jī)筒間的磨損。物料熔點(diǎn)Tm=270℃。塑料在擠出成型過程中獲得的熱量來源有兩個，一個是機(jī)筒外部加熱器供給的熱量，另一個是塑料與機(jī)筒內(nèi)壁、塑料與螺桿以及塑料之間相對運(yùn)動所產(chǎn)生的摩擦剪切熱。 第4章傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計在給定的設(shè)計參數(shù)中要求螺桿轉(zhuǎn)速為742r/min，主電動機(jī)功率為2575kw，根據(jù)與同類擠出機(jī)進(jìn)行對比選取主電動機(jī)功率為30kw的。（5）（6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa（7）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （） （）（8）基礎(chǔ)疲勞壽命系數(shù)，（9）計算基礎(chǔ)疲勞需用應(yīng)力取失效率為1%，安全系數(shù)S=1,得=600=540MPa （）MPa （）3. （1）計算小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小值