【正文】 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(zhǎng)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(rùn)滑條件有關(guān)的系數(shù)。而擠出機(jī)螺桿軸承部分的結(jié)構(gòu)，軸承的選擇合理與否都會(huì)影響的擠出機(jī)的強(qiáng)度與壽命。 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(rùn)滑等條件。目前螺桿軸承的布置情況按止推軸承布置方式的不同，一般有如圖 25 所示的四種形式 （ 1） 止推軸承位于兩個(gè)徑向軸承的前面 這種布置形式屬于圖 25 中（ a）種形式。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。 由于止推軸承裝于箱體之后，其維修、安裝方便，對(duì)軸向力的測(cè)量也方便，但因?yàn)檩S向力作用整個(gè)箱體，故這種布置形式較少采用。 （ 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。（ b）種形式只會(huì)引起整個(gè)箱體的局部受力不受影響，而（ d）種形式則會(huì)引起整個(gè)箱體的受力，故（ d）種形式很少被采用。但因?yàn)閿D出機(jī)在擠過(guò)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(wèn)題與其它問(wèn)題如維修，安裝等。 根 據(jù)擠出機(jī)的特點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮后，選用圖中的（ b）種形式。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。 螺桿與傳動(dòng)軸的裝配結(jié)構(gòu) 螺桿與傳動(dòng)軸的連接結(jié)構(gòu)兩固定伸臂式和浮動(dòng)伸臂式（又稱浮動(dòng)連接）兩種。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(zhǎng)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(lái)很大的困難。 （ 2） 浮動(dòng)伸臂式 螺桿與傳動(dòng)軸不為一整體，即在設(shè)計(jì)時(shí)將螺桿的尾部定位部分設(shè)計(jì)得較短（往往只有一 D 的長(zhǎng)度），這樣加上螺桿與機(jī)筒之間存有的間隙，在未開機(jī)以前，螺標(biāo)明的頭部實(shí)際上是靠在機(jī)筒上，而在開機(jī)后，依靠螺桿周圍的塑料將螺桿“浮起”，以達(dá)到自動(dòng)定心的目的。 通過(guò)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。 尺寸（ mm） d 1d 2d D H 2H a r 1r 100 103 66 148 44 80 22 安裝尺寸 額定動(dòng)負(fù)荷 kgf 額定靜負(fù)荷 kgf 極 限轉(zhuǎn) 速 質(zhì)量 1D 2D 3D gr 1gr 油潤(rùn)滑 8000型 103 1150 80 1 14200 34600 1600 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 螺桿的裝拆 考慮到更換螺桿和安裝，維修時(shí)的需要，在設(shè)計(jì)螺桿與傳動(dòng)軸承等零部件的裝配結(jié)構(gòu)時(shí)，還必須注意到這些結(jié)構(gòu)要便于螺桿的裝拆，當(dāng)要卸下螺桿時(shí)，可先卸下螺桿前端的機(jī)頭，然后將冷卻水管卸下，接著在螺桿的尾部擰入一專用的長(zhǎng)螺栓，將螺桿從機(jī)尾前端頂出。 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。在此，考慮到諸多方面的因素，采用了分離型螺桿這種結(jié)構(gòu)形式，它在不同程度上大大提高了螺桿的工作性能。 分離型螺桿的設(shè)計(jì) 長(zhǎng)徑比的確定 有設(shè)計(jì)參數(shù)可知長(zhǎng)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(zhǎng)，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。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) [2]， 3H 比的取值為 sDH ?? )~(3 (31) )~( 45)~(? ?? 取 ?H mm； 根據(jù) 31 HH?? ，可以確定 1H 的值為 ????? HH ? mm (32) 取 61?H mm； 螺桿各段長(zhǎng)度的確定 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取 1L =600mm； 2L =300mm； 3L =225mm； 螺棱寬度 e 的確定 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取 1e ＝ 6mm； 2e ＝ ； 螺紋升程的確定 分離型螺桿主螺紋升程 I 1一般按普通螺桿確定，大多數(shù) I1=Ds ，故有I1=45mm 分離型螺桿熔融段主，副螺紋的升程一般是不相等的，其與主，副螺紋的排列形式有關(guān)。 間隙 G 的確定 G 的確定要合適，過(guò)小不得于物料通過(guò)，從而影響熔料的分離，過(guò)大的 G 值，大的固體顆?？赡芡ㄟ^(guò)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=。 螺紋斷面形狀的選取 螺紋斷面形狀一般有矩形，矩齒型，梯形，半圓 形等，矩形斷面的螺紋根徑與表面成 90 度夾角，用小圓弧過(guò)渡，螺槽容積較大。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。 螺桿材料的選擇 (1)螺桿的工作環(huán)境 螺桿在工作時(shí)收高溫高壓作用，同時(shí)，受機(jī)械刮磨，且螺桿受大扭矩作用，軸向力很大。 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。 設(shè)計(jì)機(jī)筒，要考慮到機(jī)筒的結(jié)構(gòu)形式的選擇及機(jī)筒上加料口的形式，機(jī)筒與機(jī)頭的連接形式以及對(duì)機(jī)筒機(jī)械加工制造的難易問(wèn)題。 （ 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(zhǎng)徑比只是對(duì)中難，法蘭連接處影響機(jī)筒的加熱均勻性。 對(duì)于襯套工機(jī)簡(jiǎn)而言，它可更換合金襯套，襯套可以做成整體，分段式，可節(jié)省貴重金屬，襯套磨損后可更換，可提高機(jī)筒的使用壽命，但是制造設(shè)計(jì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)注意到襯套與機(jī)筒的配合，過(guò)松時(shí)易轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)緊哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 時(shí)裝配又難，故在二者之間加上一個(gè)止動(dòng)鍵。 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(zhǎng)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(zhǎng)度 L，一般取為 L＝ 3～ 5D。 套筒的結(jié)構(gòu)和尺寸 進(jìn)料套筒的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)如上圖所示，軸向溝槽的數(shù)量與機(jī)筒的直徑大小有關(guān)，一般機(jī)筒直徑為 45mm， 溝槽數(shù)量取 4－ 5 條，凹槽寬度應(yīng)大于高聚物寬度應(yīng)大于高聚物顆粒的最長(zhǎng)尺寸，同時(shí)與機(jī)筒的直徑大小有關(guān)，機(jī)筒直徑 45mm，一般取 8mm，錐形套筒的錐度值取定與高聚物顆粒的尺寸有關(guān)，一般取為 2176。 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(wú)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。 加料口的形狀及其在料筒上的開設(shè)位置對(duì)加料性能有很大影響， 加料口應(yīng)能使物料自由而高效的加入料筒而不產(chǎn)生架橋，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到加料口是否適于設(shè)置加料裝置，是否便于在此段設(shè)置冷卻系統(tǒng)?！?15176。 經(jīng)綜合考慮，決定本機(jī)采用（ b）類加料口。 38CrMoA1A 氮化鋼的綜合性能好，被廣泛使用，故本機(jī)采用它來(lái)做機(jī)筒材料，其襯套材料用低合金氮化鋼 [10]。 物料在機(jī)筒內(nèi)的壓力分布 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 物料在機(jī)筒內(nèi)由于旋轉(zhuǎn)螺桿對(duì)物料的作用而產(chǎn)生機(jī)頭的壓力，一 般塑料擠出機(jī)機(jī)頭壓力在 100kg/cm2左右，我國(guó)設(shè)計(jì)的擠出機(jī)一般為 P=300～ 500 kg/cm2即 Pmax=500 kg/cm2。 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(zhǎng)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