【正文】 段的螺紋升程相等，螺棱寬度e也相等的情況下得到的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 非結(jié)晶型塑料：L1=10~25%L 結(jié)晶型塑料：L1=30~65%L 具體確定時(shí)，應(yīng)按加工物料的具體物理性能而定。一般是通過(guò)塑料的物理性能分析，用經(jīng)騐數(shù)據(jù)確定。因此應(yīng)先確定均化段螺槽深度后，再由螺桿的幾何壓縮比來(lái)計(jì)算加料段的螺槽深度。 螺槽深度H1，在理論上H1大，固體輸送量增大。 1） 加料段 加料段的主要幾何參數(shù)有：螺紋升角φ、螺槽深度H1和加料段長(zhǎng)度L1 . 螺紋升角φ，在設(shè)計(jì)時(shí)，如果取螺紋升程等于螺桿直徑時(shí)φ=17176。15D 20D 25D 30D 但也不要過(guò)大，過(guò)大，則使功率消耗過(guò)大，同時(shí)給加工和安裝帶來(lái)困難；還會(huì)使螺桿產(chǎn)生彎曲，甚至刮磨機(jī)筒，降低螺桿壽命。Q/n 從右圖也可看到，增大L/D，比流量也得到增加。)sinΦcosΦ/12η].P/L3 [π2D2δ3tgΦ/12ηL233。也可以按制品尺寸選定螺桿直徑，即按下表： 單位：mm螺桿直徑30456590120150200硬管直徑~3010~4520~6530~12050~18080~300120~400吹膜折徑50~300100~1000400~1500700~2000~2500~3500~8000擠板寬度400~800700~1200~1500~2500 確定長(zhǎng)徑比：L/D 從公式：Q=1/2[πDnH3(l233。 普通螺桿形式的確定 非結(jié)晶型塑料熔融時(shí)有玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)，是在一個(gè)較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，如HPVC的軟化溫度在75~165℃，故選用等距變深螺桿較好； 結(jié)晶型塑料熔融時(shí)沒(méi)有明顯的高彈態(tài)，其軟化溫度范圍較窄，如LDPE的軟化溫度在83~111℃，選用等距突變螺桿較好，理論上突變?yōu)椋?~2）D，實(shí)際上通常為（3~5）D。 缺點(diǎn)：由于H3較大，在同和壓縮比下，熔料倒流量較大；物料均化作用差；加工困難，應(yīng)用較少。 螺槽深度不變，螺槽寬度逐漸變窄。2）等深變距螺桿螺桿。普通螺桿的特征包括有：直徑D，長(zhǎng)徑比D/L，三段結(jié)構(gòu)，螺紋升程，螺紋升角，螺紋斷面形狀及螺桿頭部結(jié)構(gòu)。3） 口模的幾何形狀和阻力特性： 不同口模的幾何形狀和阻力特性，要求螺桿的幾何參數(shù)也不同，高阻力機(jī)頭要求H3較淺，反之則要求較深的H3.4） 螺桿轉(zhuǎn)數(shù) 熔融速率取決于剪切速率，剪切速率又與螺桿轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。 主要包括：形狀、大小、松密度、熔融溫度或軟化點(diǎn)、熔態(tài)下的粘度、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、熔融溫度范圍及所含填料的性能等。5）適應(yīng)性廣：希望塑化效率和適應(yīng)性廣都兼?zhèn)?。它直接影響制品的物理、機(jī)械和化學(xué)性能； 擠出溫度：指物料的徑向、縱向溫度，在保證外觀質(zhì)量下，一是溫度越低越好，制品易定型，可縮短冷卻時(shí)間，減少輔機(jī)的冷卻負(fù)擔(dān)；二是要求波動(dòng)和溫差越小越好，可使制品尺寸穩(wěn)定、不易變形、防止局部過(guò)熱降解； 擠出壓力：壓力波動(dòng)，引起生產(chǎn)能力波動(dòng)，也會(huì)造成制品的尺寸波動(dòng)。 （ 公斤/圈）b 最高生產(chǎn)能力：Q 在保證塑化質(zhì)量的前題下能達(dá)到的最高產(chǎn)量。 三、具體設(shè)計(jì)步驟 塑料機(jī)械課程設(shè)計(jì)可按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行： (1)對(duì)螺桿進(jìn)行設(shè)計(jì)； (2)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行設(shè)計(jì)； (3)設(shè)計(jì)塑化部件裝配圖； （4）對(duì)螺桿、機(jī)筒強(qiáng)度進(jìn)行校核： （5）按“設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”要求設(shè)計(jì)繪制零件圖； （6）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； （7）準(zhǔn)備答辯。 (3)構(gòu)畫(huà)其它部件的結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)一步對(duì)螺桿結(jié)構(gòu)選擇方案是否合理可行進(jìn)行分析和討論。 學(xué)生應(yīng)充分研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，了解產(chǎn)品用途，所應(yīng)用的樹(shù)脂，并進(jìn)行工藝性及尺寸公差等級(jí)分析，在初步明確設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，可按以下步驟進(jìn)行零部件總體方案的論證。 (3)訓(xùn)練學(xué)生初步設(shè)計(jì)塑料機(jī)械的能力，為以后的工作打下初步的基礎(chǔ)。塑料機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)謝 軍 編2009年6月40 / 40一、塑料機(jī)械課程設(shè)計(jì)目的塑料機(jī)械課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的專(zhuān)業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，這個(gè)數(shù)學(xué)環(huán)節(jié)的目的： (1)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固《塑料機(jī)械》課程中的理論知識(shí)，了解塑料機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序。 (2)使學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)資料，如《塑料機(jī)械國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《塑料工程手冊(cè)》、《輕工業(yè)技術(shù)裝備手冊(cè)》及其它有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范等。 二、塑料機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 課程設(shè)計(jì)開(kāi)始前必須預(yù)先準(zhǔn)備好《塑料機(jī)械國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《塑料工程手冊(cè)》、《輕工業(yè)技術(shù)裝備手冊(cè)》等技術(shù)資料，以及圖紙、繪圖儀器等工具。 (1)根據(jù)任務(wù)書(shū)中規(guī)定，確定螺桿結(jié)構(gòu)的初步方案，并畫(huà)出結(jié)構(gòu)草圖； (2)通過(guò)螺桿結(jié)構(gòu)初步計(jì)算及查找《塑料工程手冊(cè)》、《輕工業(yè)技術(shù)裝備手冊(cè)》等技術(shù)資料，驗(yàn)證各段結(jié)構(gòu)方案是否可行，構(gòu)畫(huà)各段的結(jié)構(gòu)草圖。 (4)螺桿及機(jī)筒方案經(jīng)指導(dǎo)教師過(guò)目后，即可正式繪制裝配圖，并著手按照“設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”上的要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。 四．螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路：. 設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：1）生產(chǎn)能力：a 比流量：Q/n 單位時(shí)間內(nèi)螺桿每轉(zhuǎn)一圈的擠出量。（公斤/時(shí)）2）功率消耗：N/Q 在保證塑化質(zhì)量的前題下，單位產(chǎn)量所消耗的機(jī)械功率單耗 （千瓦時(shí)/公斤）3）塑化質(zhì)量： 外觀質(zhì)量：指表面光滑，無(wú)波浪、竹節(jié)形、氣泡、斑紋和水紋等缺陷； 混合質(zhì)量：指物料的各組分的分散程度。4）螺桿的加工制造容易、使用壽命長(zhǎng)。1） 高聚物的特性對(duì)螺桿的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有不同的要求。2） 擠壓系統(tǒng)的用途： 專(zhuān)用還是通用？對(duì)螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有不同要求。2 擠出機(jī)普通螺桿的設(shè)計(jì)普通螺桿：即常規(guī)全螺紋的螺桿。 普通螺桿的主要形式及其確定 主要形式1） 等距變深螺桿 有三種，一是全長(zhǎng)漸變，二是三段漸變，三是三段突變 缺點(diǎn)：對(duì)壓縮比較大的小徑螺桿的強(qiáng)度受到影響。 優(yōu)點(diǎn)：加工制造容易，成本低；螺紋升程相等物料與機(jī)筒接觸面積大，有利于物料塑化；加料段的第一個(gè)螺槽深度大，有利于進(jìn)料，生產(chǎn)能力大。 優(yōu)點(diǎn)：桿有足夠的強(qiáng)度，利于用增大轉(zhuǎn)速來(lái)提高生產(chǎn)能力；有利于設(shè)計(jì)大的壓縮比。3）變距變深螺桿 特點(diǎn)：可得到較大的壓縮比（8：1），機(jī)械加工復(fù)雜，采用較少。三段漸變形突變形 普通螺桿主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 直徑D的確定： 理論計(jì)算D是有困難的，一般是在初步確定產(chǎn)量和轉(zhuǎn)速后，采用： Q=βD3n 進(jìn)行初算β經(jīng)驗(yàn)出料系數(shù) ~,對(duì)轉(zhuǎn)速高的取大值；對(duì)質(zhì)韌而硬的物料取大值；對(duì)采用IKV結(jié)構(gòu)機(jī)筒的取大值；D計(jì)算后，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取，即按：23450、560、670、80、90、100、11150、200、250、300等，向上一檔靠。)cos2Φ][H33(l233。].P/L3 看出，增大L/D，就等于減少了第二和第三項(xiàng)的倒流和漏流流量，相對(duì)提高了生產(chǎn)能力。對(duì)難于加工的塑料，如含氟塑料、對(duì)要求較高溫度和壓力的塑料、對(duì)吹膜制品、對(duì)粉狀料等L/D要大些；對(duì)熱敏性塑料、對(duì)進(jìn)行半成品加工的L/D要小些；對(duì)轉(zhuǎn)速高的L/D要大些。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是20~30，國(guó)外多數(shù)在33以下。40180。但在確定時(shí)，要考慮螺桿的機(jī)械強(qiáng)度和物料的壓縮比。 加料段長(zhǎng)度L1的確定，理論上可由固體輸送理論公式計(jì)算，然而實(shí)際上由于影響因素很多，難于用理論公式去計(jì)算。 對(duì)熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性差，熱焓大的塑料，L1要長(zhǎng)些；如加工PP的就要比加工PE的要長(zhǎng)些；而PS屬于非結(jié)晶塑料，它的熔融過(guò)程是在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)進(jìn)行，且它的熱焓最低，所需的L1長(zhǎng)度可比HDPE短。2） 熔融段熔融段的主要技術(shù)參數(shù)有：壓縮比ε和熔融段長(zhǎng)度L2。壓縮段長(zhǎng)度L2 ：根據(jù)結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型塑料的各自特性，一般的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：非結(jié)晶型塑料：L2=50~60%L ； 結(jié)晶型塑料：L2=（3~5）D 具體確定時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工的物料實(shí)際物理性能和加料段及均化段綜合平衡來(lái)確定。因而，槽太深，反而降低了生產(chǎn)能力。 從理論公式看到，淺螺槽對(duì)物料的剪切作用大，有利于對(duì)物料進(jìn)一步塑化和均化作用。H3值用理論公式計(jì)算較困難，與L3一樣，大多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定。 均化段長(zhǎng)度L3： 它的大小對(duì)生產(chǎn)能力、擠出物的質(zhì)量和螺桿工作特性都有一