【正文】 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(dòng)單螺桿擠出機(jī)，初步實(shí)現(xiàn)了往復(fù)移動(dòng)擠出機(jī)的系列化。尤其是各雙螺桿擠出機(jī)廠家紛紛推出往復(fù)螺桿擠出機(jī)。為了適應(yīng)高填充物料的擠出加工需要，北京化工大學(xué)也在進(jìn)行磨盤擠出機(jī)直接擠出成型的試驗(yàn)研究，并應(yīng)用于多種復(fù)合材料的擠出成型加工試驗(yàn)獲得成功。典型例子如北京鳳記和北京化工大學(xué)。用普通擠出機(jī)進(jìn)行磁性材料的加工與造粒幾乎是不可能的。雙螺桿擠出機(jī)用于玻纖增強(qiáng)配混時(shí)，若玻纖含量超過45%，加工就會(huì)變得相當(dāng)困難。 國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家已完成磨盤擠出機(jī)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)磨盤擠出機(jī)的商業(yè)化生產(chǎn)。該機(jī)器最初為加工一種特殊的低密度低粘度物料設(shè)計(jì)，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。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(jì)的強(qiáng)制加料裝置；由于擠出機(jī)為手提式操作，設(shè)計(jì)了特殊的多路排氣裝置，以充分保證氣體的排出。 北京化工大學(xué)成功開發(fā)一種超高速微型手提式單螺桿擠出機(jī)。 隨著近年來市場(chǎng)發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)外不同廠家紛紛推出各種特殊結(jié)構(gòu)的單螺桿擠出機(jī)，以適應(yīng)特殊的市場(chǎng)需要。急驟排氣發(fā)生在附加于機(jī)筒上的圓拱形排氣室，然后，由急驟排氣產(chǎn)生的多泡物料被四根螺桿輸出。另一種多螺桿擠出機(jī)是四螺桿擠出機(jī)。正因?yàn)槿绱耍行鞘烬X輪擠出機(jī)常常用于硬質(zhì)和增塑PVC配料的擠出或配混。導(dǎo)致有效的排氣、熱交換和溫度控制。當(dāng)物料達(dá)到行星段時(shí)，要在此處充分塑化，物料處于由行星螺桿、太陽(yáng)螺桿和機(jī)筒之間的輥壓作用產(chǎn)生的強(qiáng)烈混合中。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。在行星螺桿段中。然而，擠出機(jī)的混合段則大小不相同。較熟知的一例是行星輥式擠出機(jī)。并且用于非常不同的應(yīng)用領(lǐng)域。有些雙螺桿擠出機(jī)的功能與單螺桿擠出機(jī)非常相同。這是可想而知的，因?yàn)殡p螺桿結(jié)構(gòu)大量增加了設(shè)計(jì)變量的數(shù)目，諸如旋轉(zhuǎn)方向、嚙合程度等等。所以，難于對(duì)雙螺桿擠出機(jī)作出全面的評(píng)述。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。由于雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量高，混合性能優(yōu)于常規(guī)單螺桿擠出機(jī)，普遍采用積木式結(jié)構(gòu)易于根據(jù)不同材料進(jìn)行調(diào)整，因此成為擠出加工市場(chǎng)的主導(dǎo)力量。相較而言，異向平行雙螺桿擠出機(jī)國(guó)內(nèi)開發(fā)較少，而成型所用設(shè)備更多的為錐形雙螺桿擠出機(jī)。從最初的高技術(shù)含量設(shè)備發(fā)展至今，已成為大眾化的設(shè)備之一。近幾年，隨著國(guó)內(nèi)電子電器、通訊、汽車等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，材料改性與配混技術(shù)市場(chǎng)需求大增。 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)。1950年左右，開發(fā)了冷喂料擠出。最早的橡膠擠出機(jī)是為熱喂料擠出制造的。德國(guó)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。用于橡膠擠出的工業(yè)機(jī)器早在19世紀(jì)下半葉即已間世。這由各類似于沿一根軸串聯(lián)相接的兩根單級(jí)擠出螺桿。因而，擠出機(jī)螺桿必須設(shè)計(jì)成使排氣口(排氣段)下面的聚臺(tái)物中不呈正壓，這就導(dǎo)致開發(fā)二級(jí)擠出螺桿，尤其是為排氣擠出機(jī)所設(shè)計(jì)的二級(jí)擠出螺桿。困擾排氣擠出機(jī)的主要問題之一是排氣口溢料。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)。這種排氣增加了一種非排氣擠出機(jī)所沒有的功能。排氣擠出機(jī)在其機(jī)筒上有一個(gè)或多個(gè)開口(排氣口)，揮發(fā)物可由此逸出。如聚臺(tái)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(huì)造成差異，機(jī)頭力相同。模頭壓力由模頭產(chǎn)生而不由擠出機(jī)產(chǎn)生。這種壓力通常稱之為模頭壓力。當(dāng)聚合物流進(jìn)模頭時(shí)，即呈現(xiàn)模頭流道的形狀，因而，當(dāng)高聚物離開模頭時(shí)，其形狀或多或少的符合模頭流道最后部分的斷面形狀。當(dāng)全部固態(tài)聚合物消失時(shí)則達(dá)到塑化段末端，而熔體輸送段開始。然而，螺桿的幾何段由設(shè)計(jì)確定，不因操作條件的變化而變化。各功能段的分界線取決于聚合物性能、擠出機(jī)幾何形狀以及操作條件。當(dāng)物料溫度超過其熔點(diǎn)，則在機(jī)筒內(nèi)表面形成熔膜，塑化段即由此開始。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。機(jī)簡(jiǎn)靜止而蟬桿旋轉(zhuǎn)。有些物料在干燥狀態(tài)不易流動(dòng)，必須采用特殊措施防止物料在進(jìn)料斗中掛料。物料從加料斗進(jìn)入。多數(shù)情況下，螺槽深度(或螺棱高度)從進(jìn)料段向計(jì)量段以線性方式減小，因而使物料在螺槽中經(jīng)受壓縮．以后將證明這種壓縮作用在多數(shù)悄況下對(duì)擠出機(jī)的正確運(yùn)行是必不可少的。第二段連接進(jìn)料段和計(jì)量段。此段中的物料大都為熔融狀態(tài)。此段稱之為螺桿的進(jìn)料段?！皢渭?jí)”是指這種螺桿盡管有3個(gè)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。其主要優(yōu)點(diǎn)為成本較低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固而可靠、以及滿意的性能成本比。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)單螺桿擠出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄 摘 要 …………………………………………………………………………………………I Abstract………………………………………………………………………………………II第1章 緒論…………………………………………………………………………………1 單螺桿擠出機(jī)………………………………………………………………………1 基本操作 ……………………………………………………………………1 排氣擠出機(jī) …………………………………………………………………2 橡膠擠出 ……………………………………………………………………2 多螺桿擠出機(jī)………………………………………………………………………3 雙螺桿擠出機(jī) ………………………………………………………………3 多螺桿擠出機(jī) ………………………………………………………………3 新型擠出機(jī) ………………………………………………………………………4 手提式擠出機(jī) ………………………………………………………………4 磨盤式擠出機(jī) ………………………………………………………………5 往復(fù)螺桿擠出機(jī) ……………………………………………………………5 …………………………………………………………………6 第2章 擠出機(jī)總體方案的確定 ……………………………………………………7 擠出機(jī)總體方案布局的基本要求 ………………………………………………7 螺桿類型的確定 …………………………………………………………………7 螺桿的工作性能指標(biāo)評(píng)定 ………………………………………………7 螺桿的選用原則 …………………………………………………………8 螺桿的分類 ………………………………………………………………8 螺桿方案的確 ……………………………………………………………8 機(jī)筒類型的確定…………………………………………………………………8 本章小結(jié)…………………………………………………………………………9 第3章擠出機(jī)的整體設(shè)計(jì) ……………………………………………………………10 聚苯乙烯的基本特征 …………………………………………………………10 螺桿設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………10 螺桿深度和壓縮比的確定 ……………………………………………10 螺距和螺紋升角的確定 ………………………………………………15 螺紋頭數(shù) ………………………………………………………………16 三段式螺桿長(zhǎng)度的確定 ………………………………………………16 螺紋斷面設(shè)計(jì) …………………………………………………………20 螺桿設(shè)計(jì)的校核 ………………………………………………………22 螺桿與機(jī)筒的間隙 ……………………………………………………………26 加料裝置 ………………………………………………………………………26 …………………………………………………………………26 ………………………………………………………………………27 第4章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………28 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ……………………………………………28 減速器傳動(dòng)比的分配 …………………………………………………28 減速器各軸動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………28 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………28 高速級(jí)齒輪的計(jì)算 ……………………………………………………28 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 ……………………………………………………31 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………………34 輸入軸軸Ⅰ的設(shè)計(jì) ……………………………………………………34 中間軸軸Ⅱ的設(shè)計(jì)和計(jì) ………………………………………………35 輸出軸軸Ⅲ的設(shè)計(jì) ……………………………………………………36 鍵的選擇與校核 ………………………………………………………………38 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 ………………………………………………………40 潤(rùn)滑與密封 ……………………………………………………………………40 減速器的設(shè)計(jì)資料 ……………………………………………………………41 本章小結(jié) ………………………………………………………………………41 結(jié)論 ………………………………………………………………………………………42參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………43 致謝 ………………………………………………………………………………………44 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒 論螺桿擠出機(jī)分為單螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出。單螺桿擠出機(jī)是聚合物工業(yè)中最重要的一類擠出機(jī)。常規(guī)塑化擠出機(jī)的螺桿具有3個(gè)不同的幾何段，：這種幾何形狀也稱之為“單級(jí)”。此段中的物料大都處于固體狀態(tài)。最末段(最靠近模頭)的螺槽通常較淺。此蟬桿段稱之為計(jì)量段或擠出段。此段稱之為過渡段或壓縮段。單螺桿擠出機(jī)的操作相當(dāng)簡(jiǎn)單。通常物料靠重力由加料斗流入擠出機(jī)機(jī)筒。物料一旦落入擠出機(jī)機(jī)簡(jiǎn)，即處于擠出機(jī)螺桿和機(jī)筒之間的環(huán)狀空間內(nèi)，并進(jìn)而為螺棱的主動(dòng)螺腹和被動(dòng)蝶腹螺槽所包圍。因此，摩擦力都作用于物料以及機(jī)筒和螺桿表面。物料向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，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。必須指出，塑化段起點(diǎn)通常不是壓縮段起始點(diǎn)。因而，分界線可因操作條件改變而改變。當(dāng)物料向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各個(gè)位置的固態(tài)物料量將因熔融而減少。在固體輸送段中，將熔體均勻的輸送給模頭。由于模頭產(chǎn)生流動(dòng)阻力，所以需要壓力迫使物料通過模頭。模頭壓力因模頭形狀(特別是流道)、高聚物熔體溫度、通過模頭的流率、以及高聚物熔體的流變特性所決定。擠出機(jī)只是產(chǎn)生足夠的壓力，以迫使物料通過模頭。排氣擠出機(jī)在設(shè)計(jì)和功能上與非排氣擠出機(jī)有很大區(qū)別。因而．排氣擠出機(jī)能連續(xù)從聚合物中連續(xù)排除揮發(fā)物。除排出揮發(fā)物外，還可利用排氣口向聚合物添加某些組分，渚如添加劑、填充劑、反應(yīng)組分等等。 螺桿的設(shè)計(jì)對(duì)排氣擠出機(jī)的正確運(yùn)，非常關(guān)鍵。在這種情況下，不僅揮發(fā)物通過排氣口釋放，而且也流出一定量的聚合物。二級(jí)擠出螺桿有被釋壓/排氣段所分隔的兩個(gè)壓縮段。 用于彈性體加工的擠出機(jī)的歷史比任何其它類型的擠出機(jī)都長(zhǎng)。一些早期的擠出機(jī)制造商有美國(guó)John Royle和英國(guó)Frsncis Shaw。盡管橡膠擠出機(jī)問世已超過一個(gè)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(cè)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。這些擠出機(jī)用來輥煉機(jī)或其它混煉裝置的熱料喂料。冷喂料擠出被認(rèn)為有以下優(yōu)點(diǎn)：——設(shè)備投資?。骸蠎C控制較好；——?jiǎng)诠Τ杀窘档停骸芴幚砀鼜V泛品種的配混膠料。平行雙螺桿擠出機(jī)有同向和異向之分。同向雙螺桿配混擠出機(jī)作為市場(chǎng)最大的受惠者，一度幾乎成為雙螺桿的代名詞。盡管各個(gè)廠家仍然存在技術(shù)含量與實(shí)力的差別，不能否認(rèn)的是雙螺桿擠出機(jī)在中國(guó)的發(fā)展已相當(dāng)成熟，尤其是在中小型機(jī)市場(chǎng)。錐形雙螺桿擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于異型材成型，在建筑門窗加工領(lǐng)域應(yīng)用獲得成功。雙螺桿擠出機(jī)是一種具有兩根阿基米德螺桿的機(jī)器，很明顯，這是非常一般的定義。由于設(shè)計(jì)、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。各種雙螺桿擠出機(jī)之間的差異頗大于單螺桿擠出機(jī)之間的差異。雙螺桿擠出機(jī)的分類主要基于雙螺桿擠出機(jī)的幾何構(gòu)型。其它雙螺桿擠出機(jī)操作完全不同于單螺桿擠出機(jī)。這種類型的擠出機(jī)配備兩根以上的螺桿。 這種擠出機(jī)看起來類似單螺桿擠出機(jī)，實(shí)際上，進(jìn)料段與標(biāo)準(zhǔn)單螺桿擠出機(jī)的相同。在擠出機(jī)的行星輥段中，六個(gè)或更多的均勻分布的行星螺桿環(huán)繞主螺桿的周圍旋轉(zhuǎn)。因此，行星機(jī)筒段上必須行星螺桿上的螺棱相對(duì)應(yīng)螺槽。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(dòng)。相對(duì)于機(jī)筒長(zhǎng)度而言，機(jī)筒、太陽(yáng)螺桿和行星螺桿的螺旋形 設(shè)計(jì)表面積大。因而能加工熱敏性配混料而降解最少。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。這種擠出機(jī)主要用于排除溶劑，從40%%。多數(shù)情況下，裝備有后續(xù)排氣段以便進(jìn)一步降低溶劑含量。以下特別介紹幾種特殊擠出機(jī)在國(guó)內(nèi)的研發(fā)進(jìn)展。該機(jī)器螺桿直徑僅12mm，；螺桿工作轉(zhuǎn)速800~1200rpm，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)或間歇工作。此外，該機(jī)器還具有深槽大螺距、兩種驅(qū)動(dòng)方式