【單螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7100字（論文）】

iii單螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要塑料管可用于多種液體的輸送管路，具有重量輕，耐腐蝕，不易結(jié)垢，阻力小和安裝，維修都比較方便。廣泛應(yīng)用在化工，農(nóng)業(yè)，建筑，礦產(chǎn)行業(yè)中。主要用于生活用水的輸送和污水的排放，采暖。本次設(shè)計(jì)為單螺桿擠出機(jī)，意義是結(jié)合四年所學(xué)和已有的資料來熟悉了解塑料擠出機(jī)工藝過程。關(guān)鍵詞：塑料管、單螺桿擠出機(jī)、塑料擠出工藝、擠出機(jī)結(jié)構(gòu)目錄摘要 i第一章緒論 1一、課題的目的與意義 1二、塑料擠出成型的工藝過程 1三、單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)組成 1四、國(guó)內(nèi)情景 2五、國(guó)外情景 2六、行業(yè)前景 2第二章、擠出機(jī)與機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案選擇 2（二）單螺桿擠出機(jī)的傳動(dòng)方案 3（三）擠出機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的選擇 3（四）電動(dòng)機(jī)的選擇 3（五）傳動(dòng)部分傳動(dòng)比的方案設(shè)計(jì) 3（一）螺桿材料的確定 3（二）螺桿的結(jié)構(gòu) 4（三）螺桿的表面處理 4（一）機(jī)筒材料 4第三章主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 8一、齒輪減速裝置的設(shè)計(jì) 8（一）齒輪計(jì)算 8（二）傳動(dòng)軸的參數(shù)計(jì)算 10二、螺桿參數(shù)計(jì)算于強(qiáng)度校核 10（一）螺桿參數(shù)計(jì)算 10（二）螺桿力學(xué)強(qiáng)度計(jì)算 12三、機(jī)筒得計(jì)算與力學(xué)強(qiáng)度校核 14（一）機(jī)筒的壁厚及與螺桿間隙 14（二）機(jī)筒的力學(xué)強(qiáng)度校核 14四、機(jī)頭的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 15（一）機(jī)頭的主要零件設(shè)計(jì)參數(shù) 15（二）機(jī)體整體尺寸設(shè)計(jì) 17參考文獻(xiàn) 20致謝 21第一章緒論一、課題的目的與意義新中國(guó)建國(guó)初期，我國(guó)是百?gòu)U俱興，因?yàn)闅v史原因，未能登上十八世紀(jì)的工業(yè)列車，故塑料制造業(yè)在此前是一片空白，但是經(jīng)過幾十年的努力，我國(guó)建成了體系完備的塑料工業(yè)體系。并且漸漸接近世界先進(jìn)水平，在這樣的情況下塑料擠出機(jī)機(jī)械也迅速發(fā)展。通過這次設(shè)計(jì)熟悉管材擠出機(jī)的加工工藝并且能夠?qū)⑽宜哪甑膶W(xué)習(xí)回顧并加以實(shí)踐。二、塑料擠出成型的工藝過程按塑料管材成型用料配方要求，將各種原料計(jì)量后裝入混合機(jī)的混合腔內(nèi)，高速攪拌混合均勻，將降溫過的物料投入料斗內(nèi)；料斗內(nèi)的原料通過機(jī)筒進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)；隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，原料被強(qiáng)制推向機(jī)筒前方，由于螺桿螺紋容積的逐漸減小，加上機(jī)筒前的分流板，成型摸具的阻力，原料在機(jī)筒內(nèi)收到的壓力越來越大；同時(shí)原料受機(jī)筒外部加熱裝置的影響，同時(shí)受到摩擦力，剪力的作用，原料逐漸從固態(tài)變?yōu)槿廴诟邚棏B(tài)，最后成為粘流態(tài)，達(dá)到完全塑化。由于螺桿不斷在旋轉(zhuǎn)，就可以將塑化后的原料一直向前擠出，最后塑化后的原料被等量的從成型摸具中擠出，得到最后的成品——塑料管胚。再經(jīng)冷卻定性，按一定的長(zhǎng)度切斷，即完成擠出成型塑料管材。三、單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)組成本次設(shè)計(jì)的單螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)如下：傳動(dòng)部分：電動(dòng)機(jī)、減速器、調(diào)速器組成單螺桿擠出機(jī)的傳動(dòng)部分。它的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，使螺桿能在選定的工藝條件下獲得必須的扭矩且能均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)。完成對(duì)塑料的塑化和運(yùn)輸。壓塑部分：螺桿與機(jī)筒組成壓塑部分，在螺桿固定轉(zhuǎn)速下，原料通過螺桿的加料段、熔融段、均化段，在壓力與溫度的雙重作用下完全塑化，被均勻的擠進(jìn)機(jī)頭模具中。加料系統(tǒng)：主要包括擠出機(jī)的料斗，為料斗送料的上料裝置及為原料祛濕的干燥裝置。這些裝置保證了擠出機(jī)生產(chǎn)時(shí)能夠及時(shí)連續(xù)的為擠出機(jī)的機(jī)筒提供生產(chǎn)原料。冷卻加熱系統(tǒng)：擠出機(jī)的加熱和冷卻系統(tǒng)，主要是指擠出塑化系統(tǒng)中的機(jī)筒、模具、螺桿的加熱和冷卻。對(duì)這些部位的加熱和冷卻的目的是更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，并且延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。四、國(guó)內(nèi)情景塑料行業(yè)的產(chǎn)品有百分之六十五是通過擠出機(jī)得到的。目前我國(guó)已經(jīng)具備生產(chǎn)直徑20mm~300mm的塑料管材的能力，民間的塑料擠出機(jī)公司早期多在東南沿海一帶，以浙江，廣東為主，并且機(jī)器的精度，壽命，安全性有待提高。雖然我國(guó)在這方面進(jìn)步巨大，但離世界領(lǐng)先水平還有較大進(jìn)步空間。五、國(guó)外情景以德國(guó)為例，德國(guó)在塑料擠出行業(yè)處于領(lǐng)先水平，具備生產(chǎn)大型螺桿擠出機(jī)的能力，可以生產(chǎn)螺桿直徑達(dá)到700mm，每小時(shí)產(chǎn)量達(dá)到36噸。商用的高速塑料管材擠出機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)300轉(zhuǎn)每分鐘以上，長(zhǎng)徑比可達(dá)36。而日本的貝馳公司的D3螺桿轉(zhuǎn)速可達(dá)3000轉(zhuǎn)每分鐘，每小時(shí)產(chǎn)量300kg。六、行業(yè)前景隨著時(shí)間的發(fā)展，塑料行業(yè)與我們愈來愈關(guān)系密切且重要，而塑料行業(yè)中有百分之六十五的產(chǎn)品是靠擠出成型得到的，都是經(jīng)過了原材料的塑化擠出這一工藝流程，那么如何設(shè)計(jì)使擠出機(jī)的精度、壽命、穩(wěn)定性得到提升這是一個(gè)永不過時(shí)的命題，隨著塑料行業(yè)的發(fā)展，對(duì)于擠出機(jī)的要求也會(huì)越來越高，所以行業(yè)前景十分可觀。第二章、擠出機(jī)與機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案選擇一、擠出機(jī)傳動(dòng)部分（一）傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)要求傳動(dòng)部分的要求主要是能驅(qū)動(dòng)螺桿，使其能在選定工藝條件下獲得必須的扭矩且能均勻的旋轉(zhuǎn)，使其能完成對(duì)塑料袋塑化和輸送。單螺桿擠出機(jī)的傳動(dòng)方案“電動(dòng)機(jī)+聯(lián)軸器+齒輪減速裝置”與“電動(dòng)機(jī)+皮帶+齒輪減速裝置”是兩種單螺桿擠出機(jī)的傳動(dòng)形式。本設(shè)計(jì)書中選擇“電動(dòng)機(jī)+聯(lián)軸器+齒輪減速裝置“傳動(dòng)的方案，一來本設(shè)計(jì)中所得產(chǎn)品塑料管材得直徑較小，所以需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并不是很大，傳動(dòng)比的分配十分簡(jiǎn)易。這樣的選擇可以減少成本，并且傳動(dòng)方式較為簡(jiǎn)潔，使精度得到提高。擠出機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的選擇由經(jīng)驗(yàn)公式可以得到擠出機(jī)驅(qū)動(dòng)功率N=KD2n（2其中N——電動(dòng)機(jī)額定功率/kW；D——螺桿直徑/cm；N——轉(zhuǎn)速/r/min；K——額定系數(shù)，當(dāng)D≤90時(shí)，取k=0.00354，當(dāng)D＞90mm時(shí)，取K=0.008。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中螺桿的直徑D=35mm，所以k取k=0.008電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)（2-1）的計(jì)算可得，電動(dòng)機(jī)選用Y2-16M1-8型電機(jī)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定功率—4KW；滿載轉(zhuǎn)速——20r/min；質(zhì)量——118kg；額定電流——10.3A；傳動(dòng)部分傳動(dòng)比的方案設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比：i方案：i1=2；i2螺桿的選擇與材料、表面處理的確定（一）螺桿材料的確定由于螺桿的工作環(huán)境比較惡劣，所以所選鋼材要有較好的加工性能，在高溫的環(huán)境中工作及進(jìn)行熱處理是變形要小，沒有氣孔，耐磨性能優(yōu)良，耐腐蝕性能也優(yōu)良。本設(shè)計(jì)中選用氮化后的38CrMoAl。38CrMoAl的力學(xué)性能：密度ρ（gcm3屈服強(qiáng)度σs(MPa)：≥835；伸長(zhǎng)率δ（二）螺桿的結(jié)構(gòu)螺桿的類型有兩種：漸變型螺桿與突變型螺桿。漸變型螺桿與突變型螺桿的不同在于前者螺紋高度由加料段到均化段逐漸降低，后者則是在熔融段發(fā)生較明顯的斜率變化，本設(shè)計(jì)采用漸變型螺桿，漸變型螺桿加工難度較為復(fù)雜但加工精度更高，有利于物料在機(jī)筒內(nèi)被均勻擠出。（三）螺桿的表面處理經(jīng)過熱處理后，硬度達(dá)到58~62HRC（氮化處理），氮化深度約為0.5mm，滲氮層脆性≤2.機(jī)筒材料與機(jī)筒結(jié)構(gòu)（一）機(jī)筒材料本設(shè)計(jì)機(jī)筒材料選擇氮化38CrMoAl。機(jī)筒的工作環(huán)境與螺桿一致，都是需要材料耐高溫，耐腐蝕，熱處理時(shí)熱變形小，沒有氣孔，故選擇38CrMoAl。（二）機(jī)筒表面處理熱處理后，硬度達(dá)到58~62HRC（氮化處理），氮化深度約為0.4~0.7mm，滲氮層脆性≤2.（三）機(jī)筒結(jié)構(gòu)圖1塑料擠出機(jī)機(jī)筒的結(jié)構(gòu)形式單螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒結(jié)構(gòu)有四種，分別是整體式、分段式、襯套式、雙金屬式。整體式的結(jié)構(gòu)因?yàn)闆]有過多配合精度相對(duì)較高，加熱效果也比較均勻，裝配也簡(jiǎn)單，但是拆卸相對(duì)困難，一旦出現(xiàn)故障，修理難度較難；分段式的結(jié)構(gòu)是由多段機(jī)筒由法蘭、螺釘?shù)确绞竭B接的，可根據(jù)每段的作用隨心的設(shè)置機(jī)筒加工長(zhǎng)短，比較有利于機(jī)器的改進(jìn)或者是維修，但是因?yàn)槭怯啥喽诉B接而成不可避免地精度會(huì)相對(duì)較低，連接部位的加熱效果也會(huì)出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象；襯套式的機(jī)筒部分材料一般采用鑄鋼或者碳鋼，然后內(nèi)襯套材料用合金鋼，這樣的選擇可以節(jié)約材料，當(dāng)然了襯套式一般用作大型擠出機(jī)的機(jī)筒機(jī)構(gòu)，裝卸，加工，設(shè)計(jì)相對(duì)麻煩，但是可以節(jié)約很大的成本。本設(shè)計(jì)的擠出機(jī)屬于小型擠出機(jī)，故不采用襯套式；雙金屬層式，采用表面處理的方式將機(jī)筒內(nèi)表面澆鑄2mm左右的硬合金曾，再研磨至所需要的尺寸，這樣一來機(jī)筒的結(jié)構(gòu)結(jié)合的十分牢靠，力學(xué)性能表現(xiàn)最好，耐腐蝕性也很高，使用壽命也相對(duì)較長(zhǎng)，但是成本是幾種方式中最高的，所以本設(shè)計(jì)也不考慮雙金屬層式機(jī)筒結(jié)構(gòu)?？紤]到本設(shè)計(jì)中螺桿的尺寸35mm，長(zhǎng)徑比20，是小型擠出機(jī)的一種，所以選擇整體式最佳。（四）機(jī)筒與機(jī)頭的連接方式圖2如上圖2所示，機(jī)筒與機(jī)頭的連接方法有部分卡箍連接，螺釘連接，面型螺母連接，鉸狀螺釘?shù)确绞健２糠挚ü窟B接，由幾塊卡箍再通過螺釘連接起來，連接方式簡(jiǎn)單，目前廣泛應(yīng)用于各類擠出機(jī)；冕型螺母連接，拆卸簡(jiǎn)單但是加工難度大，應(yīng)用少；螺釘連接：連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，安裝快捷方便但拆卸不易，一般廣泛應(yīng)用于直通式機(jī)頭；鉸裝螺釘連接，加工難度大，成本高，雖然拆卸快捷方便，但本設(shè)計(jì)不考慮。本設(shè)計(jì)采用直通式機(jī)頭，故機(jī)頭機(jī)筒的連接方式采用螺釘連接。（五）機(jī)筒的加熱機(jī)筒和模具的加熱方式有電感應(yīng)加熱，電阻加熱，熱載體加熱等方式。電阻加熱圈，電阻絲和云母片和外殼構(gòu)成電阻加熱圈。特點(diǎn)是輕便，拆裝簡(jiǎn)易，但是容易受潮，容易氧化；鑄鋁加熱器：將電阻絲加入金屬管內(nèi)，然后管內(nèi)裝滿氧化鎂粉絕緣材料，再把金屬管鑄在鋁合金屬套中。由于關(guān)內(nèi)有氧化鎂粉絕緣，密封性好，這樣一來電阻絲不易氧化，能延長(zhǎng)電阻絲的工作壽命。鑄鋁合金外套與機(jī)筒的接觸面積大，傳熱性能好，因此得以廣泛應(yīng)用；電感應(yīng)加熱：原理是電圈通過電磁效應(yīng)產(chǎn)生渦流來使機(jī)筒發(fā)熱，類比電磁爐加熱原理，它是由機(jī)筒直接加熱塑料，因此預(yù)熱升溫實(shí)踐較短（約30min左右），在機(jī)筒徑向方向上的溫度梯度較小。由于電感應(yīng)線圈的溫度不會(huì)超過機(jī)筒溫度，它比較省電，且在正確的冷卻和使用的情況下，感應(yīng)加熱的壽命較長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)選用電感應(yīng)加熱，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的擠出機(jī)為小型擠出機(jī)，對(duì)精度要求較高，加熱的穩(wěn)定性決定產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)筒升溫梯度較小，溫度控制更靈敏，更有利。所以選取電感應(yīng)加熱。四、機(jī)頭的結(jié)構(gòu)選擇與材料選用 塑料成型模具是一種成型塑料制品用的模具。擠出成型模具將擠出機(jī)的熔融料，在被擠壓的條件下，從其空腔內(nèi)通過，成型出機(jī)構(gòu)、形狀、尺寸達(dá)到工藝要求的型胚，經(jīng)冷卻后定型為制品。通常人們也把這鐘與擠出機(jī)機(jī)筒連接在一起的成型制品的模具稱之為“機(jī)頭”。機(jī)頭由口模，芯棒，過濾板，分流器和分流器支架，機(jī)頭體，調(diào)節(jié)螺栓和壓蓋組成（一）結(jié)構(gòu)選用管材機(jī)頭有以下幾種類型：直通式硬管機(jī)頭、直角式軟管機(jī)頭、PVC波紋管機(jī)頭、篩孔式機(jī)頭、雙層異性機(jī)頭。直通式硬管機(jī)頭：機(jī)頭物料基礎(chǔ)方向與機(jī)頭方向一致，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低，料流阻力小等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是生產(chǎn)大點(diǎn)的管材芯棒加熱困難。直角軟管機(jī)頭：一般適于生產(chǎn)小型軟管，管子不需要真空定型，管胚擠出后直接下水定型冷卻。PVC波紋管機(jī)頭：波紋管是由基礎(chǔ)機(jī)頭與兩半邊模塊組合的兩對(duì)循環(huán)同向等速運(yùn)行的裝置定型。篩孔式機(jī)頭：適用于生產(chǎn)大口徑管材與流動(dòng)性能佳的聚烯烴塑料管材，擠出的管材沒有熔接痕和合流線，機(jī)頭結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，料流穩(wěn)定，容易控制流速均勻。本設(shè)計(jì)選用直通式硬管機(jī)頭。（二）材料的選擇由于模具制造加工精度要求較高，其生產(chǎn)加工工藝也比較復(fù)雜，因此一般塑料制造成型用模具的加工費(fèi)用都較高。所以都希望模具的使用壽命長(zhǎng)一些，對(duì)模具的使用、維護(hù)、保養(yǎng)條件都要求高些，以使其保持工作精度、延長(zhǎng)使用時(shí)間。對(duì)模具制造選用材料提出了下列要求：鋼材要有較好的加工性能，在高溫的環(huán)境中工作及進(jìn)行熱處理是變形要小。模具空腔中的熔料流道工作面，應(yīng)對(duì)料流阻力小，這樣就應(yīng)降低工作面的表面粗糙度的數(shù)值，對(duì)鋼材要求應(yīng)有很好的拋光性能，材料中無雜質(zhì)，無氣孔。耐磨性能優(yōu)良。耐腐蝕性能好。鋼材應(yīng)有足夠的工作強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)的材料選用合金結(jié)構(gòu)鋼中的38CrMoAlA，經(jīng)熱處理后，硬度達(dá)到58~62HRC（氮化處理）時(shí)，主要用于制作模具體，分配型模具中的機(jī)筒、螺桿和口模等第三章主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算一、齒輪減速裝置的設(shè)計(jì)齒輪計(jì)算Ⅰ、傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)方案 兩級(jí)齒輪減速的總傳動(dòng)比為8，為方便計(jì)算，使i轉(zhuǎn)動(dòng)和扭矩：高速軸：=720/1=720r/min（3-1）=9550p/=53.06N/m（3-2）中速軸：=720/2=360r/min（3-3）=9550p/=106.11N/m（3-4）低速軸：=360/4=90r/min（3-5）=9550p/=424.4N/m（3-6）Ⅱ、高速軸小齒輪與中速軸大齒輪設(shè)計(jì)m≥AmAm螺旋角系數(shù)，直齒輪取12.6;K=1.5;YFs=3;z=25;d=0.8;6FP=350得到m=1.4，故取m=2高速軸小齒輪：z-齒數(shù)；d-分度圓直徑；da-齒頂圓直徑;dφ本設(shè)計(jì)中取z=25；∵d=mz（3-8）da=m（z+2）（3-9）dφ=m（z?2.5）（3∴d=50；da=54；中速軸大齒輪：取大齒輪z=50，根據(jù)式（3-8）（3-9）（3-10）可得大齒輪的參數(shù)：d=100；da=104；dφ=95Ⅲ、中速軸小齒輪、低速軸大齒輪的參數(shù)計(jì)算根據(jù)（3-7）計(jì)算中速軸小齒輪模數(shù)m滿足條件：m≥1.76本設(shè)計(jì)取m=2根據(jù)上文計(jì)算可得中速軸小齒輪參數(shù)如下：d=50；da=54；d低速軸大齒輪參數(shù)如下：d=200；da=204；d傳動(dòng)軸的參數(shù)計(jì)算本設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸的材料選擇用40Cr。根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來計(jì)算各個(gè)傳動(dòng)軸的最小軸徑。對(duì)實(shí)心軸有dmin≥17.23T的輸入轉(zhuǎn)矩,N/m;τp由（3-11）得：高速軸：d1≥17.017mm；中速軸：d2二、螺桿參數(shù)計(jì)算于強(qiáng)度校核螺桿參數(shù)計(jì)算D=35mmL=20D螺桿直徑；L螺桿總長(zhǎng)∴L螺桿分為三部分，分別是加料段L1，壓縮段L2，均化段L3，根據(jù)《塑料管擠出成型》可得L1=20%~30%L;L2=45%~%50L;L3=20%~30%L∴本設(shè)計(jì)取L1=140;L2=420;L3=140單位mmⅡ、螺槽深度h1和h3螺桿根徑的漸變都若用表示，則：=（h1-h3）/L2（3-12）式中h1，h3分別是加料段和均化段螺槽深度，L2為壓縮段長(zhǎng)度。查表取=2.5h3=0.02~0.04D（3-13）取h3=0.04D=1.4mm=h1/h3（3-14）綜上可得h1=3.5mm=0.0005螺距（s）與螺旋角（θ）由經(jīng)驗(yàn)公式得s=D（3-15）螺旋角θ=17°39′24″（3-16）法相螺棱寬度（e）與軸向?qū)挾龋╞）e=（0.08～0.12）D（3-17）b=ecosθ（3本設(shè)計(jì)取e=0.1D即e=3.5mm,所以b=3.16mm螺桿與機(jī)筒的間隙δ根據(jù)JB/T8061-2011現(xiàn)行規(guī)定，當(dāng)螺桿直徑為35mm時(shí)，螺桿與機(jī)筒的間隙取值范圍為δ=（0.11～0.24）mm本設(shè)計(jì)取δ=0.2mm螺桿的表面粗糙度螺桿表面粗糙度：螺桿外圓表面粗糙度值Ra不大于0.8μm，螺棱兩側(cè)表面及螺槽底徑粗糙度Ra不大于0.4μm。螺桿頭部形狀大體上分為錐體、半球體、圓頭、外頭、等。錐體的錐角范圍為60°到90°，本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為pvc系列材料，故選用應(yīng)用范圍最廣泛的椎體形狀即可，錐角為60°。螺桿尾部密封，目的是防止所加入的原料因?yàn)槁輻U的旋轉(zhuǎn)超反方向擠壓，從而泄露。本設(shè)計(jì)的螺桿尾部密封方式采用螺紋尾部再加工一段螺槽，這也是應(yīng)用最廣的密封方式。如下圖所示圖3螺桿力學(xué)強(qiáng)度計(jì)算螺桿承受的轉(zhuǎn)矩Mn=9550Nn注：n（r/min）—螺桿轉(zhuǎn)速；N（kw）—電機(jī)輸出功率；η-電機(jī)到螺桿機(jī)械效率∴根據(jù)式（3-19）可得Mn=407.64N?mP—機(jī)頭壓力，在強(qiáng)度計(jì)算式，一般取P=50MPaP（小寫）—螺桿承受軸向力p=D2?P（3-20）根據(jù)式（3-20）可得p=61250MPaσaσa=4D2p注：Ds—螺桿最小根徑；d0本設(shè)計(jì)中無螺桿冷卻孔，故d∴由式（3-21）得轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力τ=48640Nη?1000nDs由式（3-22）可得自重產(chǎn)生的彎應(yīng)力σw=L2D+L—螺桿螺紋部分的長(zhǎng)度;ρ—螺桿材料的密度，ρ根據(jù)式（3-23）合成應(yīng)力σ根據(jù)第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為σ=σa+∴由式（3-224）可得σ—許用應(yīng)力（MPa）；σ=σsnaσs—螺桿材料屈服極限，（MPa）；na—安全系數(shù)，σ38CrMoAl∴σ=∵σ≥σ三、機(jī)筒得計(jì)算與力學(xué)強(qiáng)度校核機(jī)筒的壁厚及與螺桿間隙查下表可得，當(dāng)螺桿直徑為35mm時(shí)，取機(jī)筒壁厚為20mm；機(jī)筒的內(nèi)徑與螺桿直徑相等，取機(jī)筒內(nèi)徑為35mm，所以可以得到機(jī)筒的外徑為75mm。本設(shè)計(jì)取機(jī)筒與螺桿的間隙為0.2mm。圖4（二）機(jī)筒的力學(xué)強(qiáng)度校核單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒與螺桿的工作環(huán)境力學(xué)情況十分復(fù)雜，壓力與摩擦力的分布不均勻，所以選取機(jī)筒壓力的上限作為計(jì)算壓力時(shí)相對(duì)合理的選擇。且由于機(jī)筒的內(nèi)徑外徑之比大于1.1，所以可以視為厚機(jī)筒壁進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度校核計(jì)算。σrmax=?p（3-26σr—機(jī)筒徑向力；p—機(jī)頭最大壓力σtmax=pσt由式（3-27）得σa=pσa由式（3-28）得根據(jù)第四強(qiáng)度理論，機(jī)筒的強(qiáng)度條件為σ=?σr?σσ—軸向應(yīng)力根據(jù)式（3-29）可得由于螺桿與機(jī)筒得材料都是38CrMoAl，由上文中螺桿得強(qiáng)度校核可得：σ≥σ機(jī)頭的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核機(jī)頭的主要零件設(shè)計(jì)參數(shù)Ⅰ、分流器結(jié)構(gòu)及參數(shù)分流器是擠出機(jī)的重要零件，它將圓柱形料流分為均勻的圓環(huán)形料流，并支撐芯模。分流器頂尖到多孔板的距離一般為10~20mm，距離過長(zhǎng)會(huì)使料流停止時(shí)間長(zhǎng)容易分解，過小流蘇不穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)選20mm。擴(kuò)張角α。α的確定與物料黏度相關(guān)。一般低粘度物料α為60°~90°，高粘度物料α為30°~60°。本設(shè)計(jì)取α=60°。錐體長(zhǎng)，一般（3-40）D=35mm=2D=70mm支架長(zhǎng)，，單不得小于20，本設(shè)計(jì)取分流體頭部圓角半徑R。一般R=0.5~2mm，本設(shè)計(jì)取R=2mm分流器支架內(nèi)徑（3-41）Ⅱ、管材機(jī)頭口模、芯棒主要技術(shù)參數(shù)口模和芯棒是形成管材內(nèi)外表面的部件。它們?cè)跈C(jī)頭內(nèi)組成裝在一起構(gòu)成環(huán)狀縫隙。本設(shè)計(jì)取管材壁厚t=1.05mm，取管材外徑=30mm1）芯棒的收縮角，2）芯棒壓縮段長(zhǎng)度，（3-42）3）口模定性段長(zhǎng)度，（3-43）4）口模壓縮角與芯棒收縮角相似，所以取口模壓縮角=45°6）管材機(jī)頭口模內(nèi)徑與芯棒外徑的確定（3-44）管材外徑；系數(shù)，取決于塑料種類；PE取1.20芯棒外徑=（3-45）t管材壁厚；p系數(shù)，取1.16~1.20，p=1.20綜上得到機(jī)體整體尺寸設(shè)計(jì)長(zhǎng)：20+70+20+28+87.5=325.5mm取340mm寬：180mm高：180mm（四）緊固螺釘?shù)膹?qiáng)度校核1）口模與機(jī)體固定螺釘計(jì)算與校核選取螺釘規(guī)格是M*25Z=2，（3-46）所以單個(gè)螺釘受力：（3-47）螺釘?shù)慕孛娣e：