雙螺桿塑料擠出機設計開題報告.doc

湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）過程管理資料-3-湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告（2010屆）學院（部）：機械工程學院專業(yè)：機械工程及自動化學生姓名：蘇志遠班級：機工062學號06405600206指導教師姓名：林益平職稱教授2010年元月15日湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）過程管理資料-4-題目：雙螺桿塑料擠出機1.雙螺桿塑料擠出機設計概述1.1雙螺桿塑料擠出機概述塑料擠出成型是在擠出機中通過加熱、加壓而使塑料以及熔融流動狀態(tài)連續(xù)通過口模成型的方法，或簡稱為擠塑。擠出成型是聚合物加工中出現(xiàn)較早的一門技術,在19世紀初已有使用。擠出成型可加工的聚合物種類很多,制品更是多種多樣,成型過程也有許多差異，比較常見的是以固體塊狀加料擠出制品的過程。雙螺桿塑料擠出機有主機，機頭和輔機組成。其中主機是核心部分，由傳動系統(tǒng)，擠壓系統(tǒng)，加熱冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其擠出成型過程為:將顆粒狀或粉狀的固體物料加入到擠出機的料斗中,擠出機的料筒外面有加熱器,通過熱傳導將加熱器產(chǎn)生的熱量傳給料筒內的物料,溫度上升,達到熔融溫度。機器運轉,料筒內的螺桿轉動,將物料向前輸送,物料在運動過程中與料筒、螺桿以及物料與物料之間相互摩擦、剪切,產(chǎn)生大量的熱,與熱傳導共同作用使加入的物料不斷熔融,熔融的物料被連續(xù)、穩(wěn)定地輸送到具有一定形狀的機頭(或稱口模)中。通過口模后,處于流動狀態(tài)的物料取近似口型的形狀,再進入冷卻定型裝置,使物料一面固化,一面保持既定的形狀,在牽引裝置的作用下,使制品連續(xù)地前進,并獲得最終的制品尺寸。最后用切割的方法截斷制品,以便儲存和運輸。加料擠出系統(tǒng)湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）過程管理資料-5-整體方案設計雙螺桿擠出機有嚙合型的，也有非嚙合型的；嚙合型的又分同向旋轉的和異向旋轉的；異向旋轉嚙合型雙螺桿又有平行雙螺桿擠出機和錐形雙螺桿擠出機之分。主要考慮的參數(shù)是雙螺桿直徑（72MM）、中心距、長徑比、螺桿轉數(shù)范圍、功耗、擠出量、螺桿軸向推力。1.2擠出系統(tǒng)設計1.2.1螺桿設計（1）螺桿元件的設計根據(jù)實現(xiàn)功能的不同，可將螺桿元件分為輸送元件（它由螺紋元件組成，可有不同的螺紋頭數(shù)和導程），剪切元件（主要是捏合盤及其組成），混合元件（主要是齒形元件等）。（2）螺桿局部構型設計整根螺桿的組合分兩個方面：一是完成不同局部功能的各種螺桿區(qū)段（即局部構型）設計；二是針對整個擠出過程完成的任務，整跟螺桿的組合設計。（3）螺桿機械結構設計雙螺桿的結構設計包括芯軸、螺桿軸、螺桿元件的設計以及各種螺桿元件的類型、數(shù)量及如何裝配在一起等總體規(guī)劃設計。（4）螺桿的材質及熱處理螺桿材質的選自要考慮強度、耐磨度、耐腐蝕等問題，國內雙螺桿擠出機廠家一般用合金結構鋼，制成螺桿后氮化處理，氮化層厚度一般0.3-0.5mm。1.2.2機筒設計根據(jù)擠出過程和工藝的需要，將不同功能，不同結構形狀的若干機筒段用不同的方法把它們組合成一根整體機筒，與相應的組合螺桿裝在一起，成為擠壓系統(tǒng)。1.3傳動系統(tǒng)設計雙螺桿擠出機傳動系統(tǒng)的作用是在設定的工藝條件下，向兩根螺桿提供合適的轉湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）過程管理資料-6-數(shù)范圍、穩(wěn)定而均勻的速度、足夠且均勻相等的扭矩（功率），并能承受擠出過程中所產(chǎn)生的巨大的螺桿軸向力。下圖是德國某公司的傳動箱的內部結構。傳動系統(tǒng)（1）主驅動電動機選型常用的電機有直流電動機、交流變頻調速電機、滑差電機、整流子電機，其中以直流電機和交流變頻調速電機居多。（2）傳動箱設計雙螺桿擠出機的傳動箱由兩部分組成，即減速部分和扭矩分配部分。這兩部分雖然功能不同，但聯(lián)系緊密，有時互相制約。根據(jù)目前流行的結構看，其布置設計主要分兩種：一種是將減速部分和扭矩分配部分很明顯的分開，即分離式；一種是將兩者和在一起。追求的目標總的來說是實現(xiàn)規(guī)定的螺桿轉數(shù)（范圍）、螺桿旋轉方向、扭矩均勻分配、軸承合理布置的前提下，通過傳動方案的確定和結構設計，采取措施，降低齒輪負載，抵消或減小傳動齒輪的徑向載荷，傳遞更大的功率和軸向力，提高軸承的壽命，裝配維修方便。1.4雙螺桿擠出機輔助系統(tǒng)設計（1）壓力調節(jié)裝置擠出過程中沿螺桿軸向方向的壓力分布是擠出過程的操作因變量之一，它會影響湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）過程管理資料-7-能量的轉換和混合效果，沿螺桿方向的壓力分布跟螺桿構型、物料特征與操作條件有關。（2）排氣系統(tǒng)雙螺桿擠出機一般都設有排氣系統(tǒng)，用于將擠出過程中物料中的空氣、殘留單體、低分子揮發(fā)物、溶劑、反應生成物中的氣體排出。排氣效果的好壞，排氣口冒不冒料，與排氣系統(tǒng)各組成部分的合理設計與匹配有很大關系。（3）加料系統(tǒng)雙螺桿擠出機一般使用計量加料，有時也采用溢流加料，強制加料。所謂計量加料，就是加料裝置給擠出系統(tǒng)加多少料，擠出系統(tǒng)就擠出多少料。擠壓系統(tǒng)的擠出量與螺桿轉數(shù)無關。加料系統(tǒng)的調速電機可以采用直流電機，也可以采用變頻調速電機，計量方式有體積計量、失重計量、稱重計量。（4）加熱冷卻系統(tǒng)擠出過程