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1、双螺杵挤出机设计毕业论文学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师2013年 3月 16日摘要近年來，随着塑料工业的飞速发展，塑料制品的应用领域不断扩展，塑料加工设 备已渗透到岡民经济的各个行业，成为我国机械工业的重要组成部分，在国民经济中 起着越来越重要的作用。其中塑料成型机械是塑料工业中的一个重要组成部分，是完 成塑料制品生产成型的必要手段。而挤出成型又是塑料成型加工的重要成型方法之一。木文是关于工业用塑料聚合物双螺杆挤山机的设计。在工业上和实验室中，双螺 杆和双螺杆挤出机都应用极其普遍，是塑料加工设备的重耍元部件之一。作为工业中 使用的双螺杆挤出机，在设计过程中，除了要求能够完成固体输送、增
2、压、熔融、熔 体输送和泵压等一系列通用过程以外，还要求涉及到复合塑料与聚合物颗粒之间的混 合，以及物料喂料量的控制。物料喂料量的控制则是通过控制主螺杆及其辅助喂料螺 杆的转速来完成的。同时，双螺杆格出机具有分布混合和分散混合效果良好、自洁作 用较强、可实现高速运转、产量高等特点，特别适合聚合物的改性，如共混、填料、 增强及反应挤出。有利于增加挤出机的挤出产量，提高塑化质量。关键词：双螺杆挤出机；塑料；挤出原理AbstractIn recent years，with the rapid development in the plastic industry，plastic product has
3、 been continuously enlarged in application field。The plastic machine has been used in many fields that is detached to the national economy, has become the important part, and this role is getting gradually important, while plastic-molding machinery plays a vital role in plastic industry，and it is th
4、e necessary way to accomplish the plastic-molding，whereas the injection machine is one of the most crucial methods to make the plastic-molding.This paper is about the design of plastic polymer single-screw extruder that used in industry.The single-screw and twin-screw extruder intensively used in th
5、e fields of industry and experiment,and it is one of the important units of polymer processing equipment.As a single-screw extruder used in industry，it requires to complete a series of general process such as transportation of solid，increase of pressuremelt,transportation of melt.Besides，it refers t
6、o mix the composite plastics and polymer grain,and the control of the material feed quantity.These are the innovations in this design.On the base of the design of common single-screw extruder,i increased two auxiliary feed screws which are used to trans-portate materials of composite plastics and us
7、ed it to mix kinds of plastics.The control of the quantity of material feed is done by the control of the chief screw and the speed of auxiliary feed screws.Meanwhile used twin wedge-shaped thread section in the design of screw thread section.This is good to increase the outcome of the extruder, and
8、 to improve the quality of plasticity comparing with common tectangular thread section.Keyword: Twin-screw Extruder; Plastics;Extrusion principle目录IAbstractTT第1章绪论11.1双螺杆挤出机11.1.1基本操作11.2排气挤出机21. 1.3橡胶挤出21.2多螺杆挤出机31.2. 1双螺杆挤出机31.2.2多螺杆挤出机31.3新型挤出机 41.3. 1手提式挤出机41.3.2磨盘式挤出机51.3.3往复螺杆挤出机51.4本文的主要内容 6第
9、2章挤出机总体方案的确定72. 1挤出机总体方案布局的基本耍求72.2螺杆类型的确定72.2.1螺杆的工作性能指标评定72.2.2螺杆的选用原则82.2.3螺杆的分类82.2.4螺杆方案的确82.3机筒类型的确定82.4本章小结9第3章挤出机机构设计103. 1聚苯乙烯的基木特征103.2螺杆设计103.3送料螺杆的设计113.4机筒的设计113. 5料斗的设计123. 6挤出机电机的选择147传动系统的设计158本章小结17第4章支架的设计181支架的结构类型191. 1按支架的形式分204. 1.2按支架的制造方法和材料分214.2支架的结构选择224.3支架的设计计算的准则和要求254.
10、 1支架的设计准则264.3.2支架设计的一般要求274.4支架的形式及主要参数294.5支架的强度校核304.6支架的刚度校核32组仑33参考文献34翻寸35第1章绪论1.1双螺杆挤出机螺杆挤出机分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出。双螺杆挤出机是聚合物 工业中最重要的一类挤出机。其主要优点为成本较低、设计简单、坚固而可靠、以及满意 的性能成本比。常规塑化挤出机的螺杆具有3个不同的几何段，见图1:图1双螺杆示意图现代塑料挤出工业螺杆长径比较早期螺杆大，国内应用较多的长径比一般范围是 2025,多采用25,最长可达40乃至更高。螺杆长径比的増加有如卜*好处：（1）螺杆加压 充分，能提高塑
11、料制品的物理机械性能。（2）提高塑化质量，制品外观质量好。（3）有利 于类似于PVC粉料挤管的成型。（4）螺杆特性曲线斜率小，挤出量稳定，挤出量可以提高 20%40%。但螺杆长径比与很多因素有关，因此可以根据加工条件和实际需要再由试验确 定，还可以由统计类比的方法来确定。1.1.1基本操作双螺杆挤出机的操作相当简单。物料从加料斗进入。通常物料靠重力由加料斗流入挤出机机筒。有些物料在干燥状态不易流动，必须采用特殊措施防止物料在进料斗中挂料。 物料一旦落入挤出机机简，即处于挤出机螺杆和机简之间的环状空间内，并进而为螺棱的 主动螺腹和被动蝶腹螺槽所包围。机简静止而蝉杆旋转。因此，摩擦力都作用于物料以
12、及 机筒和螺杆表面。至少物枓处于固体状态（低于熔点），这些摩擦力负责向前输送物料。物料向前运动时，即因摩擦产生的热和机简加热器传导的热而被加热。当物料温度超 过其熔点，则在机筒内表面形成熔膜，塑化段即由此开始。必须指出，塑化段起点通常不 是压缩段起始点。各功能段的分界线取决于聚合物性能、挤出机几何形状以及操作条件。 因而，分界线可因操作条件改变而改变。然而，螺杆的几何段由设计确定，不因操作条件 的变化而变化。当物料向前运动时，在各个位罝的固态物料量将因熔融而减少。当全部固 态聚合物消失时则达到塑化段末端，而熔体输送段开始。在固体输送段中，将熔体均匀的 输送给模头。当聚合物流进模头时，即呈现模头
13、流道的形状，因而，当高聚物离开模头时，其形状 或多或少的符合模头流道最后部分的断面形状。由于模头产生流动阻力，所以需要压力迫 使物料通过模头。这种压力通常称之为模头压力。模头压力因模头形状（特别是流道）、高 聚物熔体温度、通过模头的流率、以及高聚物熔体的流变特性所决定。模头压力由模头产 生而不由挤出机产生。挤出机只是产生足够的压力，以迫使物料通过模头。如聚台物、挤 出量、模头、模头温度均相同，则无论挤出机是齿轮泵双螺杆挤出机，还是双螺挤出机等 都不会造成差异，机头力相同。1.1.2排气挤出机排气挤出机在设计和功能上与非排气挤出机有很大区别。排气挤出机在其机筒上有一 个或多个开U （排气U）,挥
14、发物可由此逸出。因而.排气挤出机能连续从聚合物中连续排 除挥发物。这种排气增加了一种非排气挤出机所没有的功能。除排出挥发物外，还可利用 排气口向聚合物添加某些组分，渚如添加剂、填充剂、反应组分等等。这显然增加了排气 挤出机的多功能性，并II还冇额外的好处，即只要堵塞排气口并在可能情况下变换螺杆几 何形状，排气挤出机即可作为常规非排气挤出机。螺杆的设计对排气挤出机的正确运，非常关键。困扰排气挤出机的主要问题之一是排 气口溢料。在这种情况下，不仅挥发物通过排气口释放，而且也流出一定量的聚合物。因 而，挤出机螺杆必须设计成使排气口（排气段）下面的聚台物中不呈正压，这就导致开发二 级挤出螺杆，尤其是为
15、排气挤出机所设计的二级挤出螺杆。二级挤出螺杆有被释压/排气段所分隔的两个压缩段。这由各类似于沿一根轴串联相接的两根单级挤出螺杆。1.1.3橡胶挤出机用于弹性体加工的挤出机的历史比任何其它类型的挤出机都长。用于橡胶挤出的工 业机器早在19世纪T半叶即已间世。一些早期的挤出机制造商有美国John Roylc和英国 Frsncis Shaw。德国主要橡胶挤出机制造商之一是Paul Trostel事实上，Paul Trostel 仍为主要的挤出机制造商。尽管橡胶挤出机问世已超过一个世纪，但有关橡胶挤出文献的 缺乏今人吃惊；某些橡胶手册讨论了橡胶挤出，但在多数情况下，资料非常贫乏而且实用 性冇限。最早的橡胶挤出机是为热喂料挤出制造的。这些挤出机用来辊炼机或其它混炼装 罝的热料喂料。1950年左右，开发了冷喂料挤出。冷喂料挤出被认为有以下优点：设备投 资小；料愠控制较好；劳功成本降低；能处理更广泛品种的配混胶料。1.2多螺杆挤出机1.2.1双螺杆挤出机双螺杆挤出机又包括平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机。平行双螺杆挤出机有同 向和异向之分。近几年，随着国内电子电器、通讯、汽车等领域的飞速发展，材料改性与 配混技术市场需求大增。同向双螺杆配混挤出机作为市场最大的受惠者，一度儿乎成为双 螺杆的代名词。从最初的高技术含量设备发展至今，己成为大众化的设备之一。尽管各个 厂家仍
