【正文】 螺桿受力狀態(tài)如圖 34 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 圖 34 螺桿受力圖 1) 由軸向力 zP 產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力 c? 由式 1322 2022m a x)~( dd DP s sc ???? （ 36） c? ＝（ ～ ） 500 22 ? ＝ 6300N/cm2 式中 Ds — 螺桿外徑， cm； ds — 螺桿最小斷面的根徑， cm； d0 — 螺桿冷卻水孔直徑， cm； 2) 由扭矩 Mt 產(chǎn)生的剪應(yīng)力 ? )1(169 73 6 0 043m a xm a xCdnNWMtss ????? ??? （ 37） ? =4960000 ??? )1(43m ax m ax Cdn Ns =4960000))6520(1(1543 ??? =2830N/cm2 式中 Ws — 抗扭斷面模量， cm3 ； Nmax — 擠出機(jī)主電機(jī)最大傳動(dòng)功率， kW； nmax — 螺桿最高轉(zhuǎn)速， rad/min； ?— 擠出機(jī)傳動(dòng)效率； C— sdd/0 ； 3) 螺桿自重產(chǎn)生的彎應(yīng)力 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 243 22 N / c m)C(1 )( ? ????sssb d dDL ?? （ 38） 式中 L— 螺桿的有效螺紋長度， cm； ?— 螺桿材料的比 ])6520(1[)(43322??????? ?b? ＝ 1370N/cm 4) 螺桿的合應(yīng)力 ? ????? ??? 42r （ 39） 式中 cb ??? ?? （ 310） ??? ＝y(tǒng)yn? （ 311） 其中 y? — 螺桿材料的屈服極限， y? ＝ 85000N/cm2 ； ny — 螺桿的安全系數(shù) ny ＝ 3 22 2834)630137( ????r? ＝ 9532 N/cm2 ??? ＝ 38500 ＝ 28333 N/cm2 可知 r? ??? 故螺桿的強(qiáng)度合適。 38CrMoA1A 氮化鋼的綜合性能好，被廣泛使用，故本機(jī)采用它來做機(jī)筒材料，其襯套材料用低合金氮化鋼 [10]?！?15176。 工作特性 加料段設(shè)置有錐形套筒時(shí)，物料在該段的螺槽中能提早形成高的壓力，螺桿在有進(jìn)料套筒和無進(jìn)料套筒的機(jī)筒中，在同樣速度下，有進(jìn)料套筒能提高生產(chǎn)能力。 加料端套筒的設(shè)計(jì)，軸向開槽套筒結(jié)構(gòu)選用如圖 32 所示形式 圖 32 軸向開槽套筒結(jié)構(gòu)圖 進(jìn)料套筒的長度 L 自機(jī)筒加料口前端至軸向槽結(jié)束之處套筒的軸向長度 L，一般取為 L＝ 3～ 5D。 （ 2）分段式機(jī)筒 分段式機(jī)筒機(jī)械加工容易，便于改變長徑比只是對(duì)中難，法蘭連接處影響機(jī)筒的加熱均勻性。 因此選用 38CrMoAlA 氮化鋼，因其綜合性能好，使用廣泛，表面硬度HRC=60～ 65。梯形哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 斷面的螺紋傾角一般為 1015 度，圓弧半徑為（ ～ ） D，常用于小直徑螺桿上。 間隙 G 的確定 G 的確定要合適，過小不得于物料通過，從而影響熔料的分離，過大的 G 值，大的固體顆粒可能通過間隙 G 進(jìn)入液相槽，而影響塑料的質(zhì)量，其 G 值一般在 ～ ，取 G=。 分離型螺桿的設(shè)計(jì) 長徑比的確定 有設(shè)計(jì)參數(shù)可知長徑比： 25?DL ； 壓縮比及螺槽深度的確定 分離型螺桿的幾何壓縮比一般可小于變通螺桿，但要大于被加工物料的物理壓縮比，由于其本身的均化段比變通螺桿的長，故其幾何壓縮比稍大于物料的物理壓縮比皆可滿足基本要求。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 第 3 章 擠壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 擠壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括螺桿和機(jī)筒的設(shè)計(jì)，螺桿和機(jī)筒的設(shè)計(jì)有包括變通螺桿、新型螺桿，機(jī)筒的設(shè)計(jì)和機(jī)筒的材料的選擇及其強(qiáng)度計(jì)算。 通過比較上述兩種裝配結(jié)構(gòu)形式，采用“浮動(dòng)連接”較為合理。這種形式具有與傳動(dòng)軸容易裝配并可減少加工零件數(shù)目的特點(diǎn)，但因塑料擠出機(jī)的螺桿長徑比比較大，螺桿與機(jī)筒的加工變較為困難，特別是對(duì)大規(guī)模的擠出機(jī)，在采用這種聯(lián)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 接形式時(shí)，對(duì)螺桿與機(jī)筒的裝配，特別是對(duì)中等都會(huì)帶來很大的困難。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)筒與軸承之間必須設(shè)置密封裝置，同時(shí)應(yīng)盡可能使軸承與料斗座間存在間隙。但因?yàn)閿D出機(jī)在擠過程中會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力，特別是在擠出機(jī)向高速高效，大型發(fā)展的情況下，減速箱箱體的受力哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 問題與其它問題如維修，安裝等。 （ b）種形式是止推軸承位于前一徑向軸承的后面而（ d）種形式是保證止推軸承位 于后一徑向軸承的前面。由于止推軸承裝于箱體外，其按裝維修方便，只是一種較好的形式。 螺桿軸承布置形式的設(shè)計(jì) 主要是應(yīng)使受力合理，應(yīng)盡量使數(shù)值很大的軸向力的影響范圍減 小，最好是使該軸向力在為數(shù)不多的幾個(gè)零件的范圍內(nèi)組成力的封閉系統(tǒng)，以使減速箱不受少受到該軸向力的作用，其次，還要考慮到軸承的安裝，維修及潤滑等條件。由前面帶的選擇可知，帶標(biāo)記為 三角膠帶 B2021， GB117174. 則有三角膠帶的截面尺寸為（按 GB117174） 表 23 三角膠帶的截面尺寸 型號(hào) 截面尺寸 截面積 尺寸 單位長度質(zhì)量 b h ? A ha bp B 17 40? 138 14 查表 911，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽的有關(guān)尺寸如下： 表 24 帶的型號(hào)確定輪槽的有關(guān)尺寸 型 號(hào) 槽型刨面尺寸 槽型角 ? m f t s bp ? B 34? 36? B 16 5 20 14 14 108 D= 180 b= D= 270 b= 由圖 914 所列的經(jīng)驗(yàn)公式可知帶 輪的各部分尺寸 即 d1 =（ － 2） d （ 214） 其中 d— 軸的直徑 則 d11 =（ － 2） 38= 取 d11 =70mm d12 =（ － 2） 30=54－ 60mm 取 d12 =58mm D0 =（ D1 ＋ D2 ） 則有 D01 =（ 180＋ 70） =125mm D02 =（ 270＋ 58） =164mm d0 =()（ D1 d1 ） （ 215） 取 d0 =（ D1 d1 ） 則有 d01 =（ 180d11 ） =（ 18070） = 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 d02 =（ 27058） =53mm S=d （ 216） 則有 S1 =d01 = S2 =d02 =53mm （ d）減速器的選擇 （ 1）輸入角速度的確定 112 /i?? ? 其中 1? — 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速， rad/s； I— 電機(jī)與皮帶間減速比； ?2? 157/=105rad/s 由此可知減速器高速軸轉(zhuǎn)速為 105rad/s； （ 2） .計(jì)算輸入功率 Pc 的確定 已知公式 21KPKPc ? (217) 其中 Pc — 計(jì)算輸入功率； K1 — 使用系數(shù)； K2 — 與潤滑條件有關(guān)的系數(shù)。 擺線針輪減速器原理如圖 24 所示 圖 24 擺線針輪減速器工作原理圖 （ a） 傳動(dòng)比的確定 直流電動(dòng)機(jī) n額 =1500r/min 螺桿 n螺 =1590r/min 故有總減速比為 i=1500/90 = （ b） 傳動(dòng)比的分配 對(duì)電機(jī) 皮帶 減速器的傳動(dòng)方案而言，選取 I1 = I1 為皮帶的傳動(dòng)比 I2 =11 I2 為減速器的傳動(dòng)比 （ c）帶的選擇 [4] (1)確定計(jì)算功率 Pca 由表 86 查得工作情況系數(shù) KA =,則有 Pca =K A P? （ 24） Pca=? 15= (2)選取普通 V帶型號(hào) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 據(jù) Pca = 及 n1 =1500r/min 由圖 811 確定選用 B 型帶。 對(duì)于 擠 出機(jī)，調(diào)速范圍應(yīng)為 [1] K=nmax /nmin （ 23） K =90/15=6 傳動(dòng)系統(tǒng)的組成、形式、調(diào)速方式 擠出機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)通常是由原動(dòng)機(jī)（如電機(jī)等），調(diào)速裝置和減速裝置組成，這三者之間是緊密相聯(lián)的，如有些原動(dòng)機(jī)其本身即可 調(diào)速，也有調(diào)速裝置與減速裝置合在一起的。 直線的斜率表示扭矩 Mt ， Mt 是不變的，擠出機(jī)的這種隨螺桿的轉(zhuǎn)速 n的增加而其扭矩不變的特性，稱之為恒扭矩特性。 圖 22 擠出機(jī)總體布置圖 擠出機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)是擠出 機(jī)的主要組成部分之一，它的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，并使螺桿能在選定的工藝條件下獲得所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速，以完成對(duì)塑料的塑化和輸送。 ，傳動(dòng)鏈短，效率 高，但無過載保護(hù)。 由圖 21 可知，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍廣，啟動(dòng)也較穩(wěn)定，具有兩種哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 調(diào)速方法的特點(diǎn)，使其能夠得到充分的利用，擠出機(jī)擠出口塑料要求在冷卻時(shí)有一定的牽引力，這就要求牽引速度與擠出機(jī)的擠出速度有一定的比例，要求牽引速度與擠出速度之間形成反饋，用直流電動(dòng)機(jī)能滿足這個(gè)要求。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 第 2 章 塑料擠出機(jī)主機(jī)總體布局設(shè)計(jì)及其傳動(dòng)方式的確定 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 根據(jù)： ； ； ； ； 。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。 （ 4） 機(jī)頭和模具 機(jī)頭模具不在該課題研究范圍之內(nèi)。 （ 2） 機(jī)筒 是一金屬圓筒，一般 用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。 課題研究內(nèi)容 課題研究的主要內(nèi)容：一臺(tái)擠出機(jī)通常有主機(jī)，輔機(jī)及控制系統(tǒng)組成，通常這些組成部分通稱擠出機(jī)組。 (5)從滿足國內(nèi)需求為主，向加快走進(jìn)國際市場轉(zhuǎn)變。 (3)從低端產(chǎn)品為主，向中、高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。 (1)不愿打“價(jià)格戰(zhàn)”，向主動(dòng)打 好“科技戰(zhàn)”轉(zhuǎn)變。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)從事教學(xué)和研發(fā)的科技人員己超過 1800 人。大部分骨干企業(yè)都與高等院校和科研院所建立了密切的合作關(guān)系， 例如，與中科院、清華大學(xué)、北京化工大學(xué)、華南理工大學(xué)、浙江大學(xué)等高校，建立了以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的科技創(chuàng)新體系，積極開展了聯(lián)合攻關(guān)和合作創(chuàng)新活動(dòng)。企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)的逐漸增多，進(jìn)一步增強(qiáng)了行業(yè)的創(chuàng)新能力。 2021 年，全國塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展不僅增長快，而且質(zhì)量好、效益高，主要表現(xiàn)是“五個(gè)再創(chuàng)新高”。 在宏觀經(jīng)濟(jì)快速增長的背景下，中國塑料機(jī)械行業(yè)在連續(xù) 6 年高速增長之后， 2021 年繼續(xù)保持了強(qiáng)勁增長的態(tài)勢， 呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效益提高和首獲名牌等諸多亮點(diǎn)，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)創(chuàng)造了歷史新高，生產(chǎn)總值增長達(dá)到 %，高于國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長，取得了進(jìn)入新世紀(jì)以來連續(xù) 7 年高速增長的好成績，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越，交上了一份令人欣喜的“成績單”。 從單螺桿發(fā)展來看，盡管近年來單螺桿擠出機(jī)已較為完善，但隨著高分子材料和塑料制品不斷的發(fā)展，還會(huì)涌現(xiàn)出更有特點(diǎn)的新型螺桿和特殊單螺桿擠出機(jī)。 單螺桿擠出機(jī)無論作為塑化造粒機(jī)械還是成型加工機(jī)械都占有重要地位，近幾年業(yè)，單螺桿擠出機(jī)有了很大的發(fā)展。據(jù) 2021 年統(tǒng)計(jì)，中國進(jìn)口塑料機(jī)械使用外匯 億美元，而出口塑料機(jī)械創(chuàng)匯只有 億美元，進(jìn)口遠(yuǎn)大于出口。廣東汕頭地區(qū)大