毕业论文双螺杆挤出机毕业设计说明书螺杆部分.docx
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毕业设计(说明书)
双螺杆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
近年来,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国民经济的各个行业,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。
本文是关于工业用塑料聚合物双螺杆挤出机的设计。
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要元部件之一。
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,双螺杆挤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
Abstract
Inrecentyears,withtherapiddevelopmentintheplasticindustry,plasticproducthasbeencontinuouslyenlargedinapplicationfield。
Theplasticmachinehasbeenusedinmanyfieldsthatisdetachedtothenationaleconomy,hasbecometheimportantpart,andthisroleisgettinggraduallyimportant.whileplastic-moldingmachineryplaysavitalroleinplasticindustry,anditisthenecessarywaytoaccomplishtheplastic-molding,whereastheinjectionmachineisoneofthemostcrucialmethodstomaketheplastic-molding.
Thispaperisaboutthedesignofplasticpolymersingle-screwextruderthatusedinindustry.Thesingle-screwandtwin-screwextruderintensivelyusedinthefieldsofindustryandexperiment,anditisoneoftheimportantunitsofpolymerprocessingequipment.Asasingle-screwextruderusedinindustry,itrequirestocompleteaseriesofgeneralprocesssuchastransportationofsolid,increaseofpressure,melt,transportationofmelt.Besides,itreferstomixthecompositeplasticsandpolymergrain,andthecontrolofthematerialfeedquantity.Thesearetheinnovationsinthisdesign.Onthebaseofthedesignofcommonsingle-screwextruder,iincreasedtwoauxiliaryfeedscrewswhichareusedtotrans-portatematerialsofcompositeplasticsandusedittomixkindsofplastics.Thecontrolofthequantityofmaterialfeedisdonebythecontrolofthechiefscrewandthespeedofauxiliaryfeedscrews.Meanwhile,iusedtwinwedge-shapedthreadsectioninthedesignofscrewthreadsection.Thisisgoodtoincreasetheoutcomeoftheextruder,andtoimprovethequalityofplasticitycomparingwithcommontectangularthreadsection.
Keyword:
Twin-screwExtruder;Plastics;Extrusionprinciple
双螺杆挤出机设计毕业论文
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1双螺杆挤出机 1
1.1.1基本操作 1
1.1.2排气挤出机 2
1.1.3橡胶挤出 2
1.2多螺杆挤出机 3
1.2.1双螺杆挤出机 3
1.2.2多螺杆挤出机 3
1.3新型挤出机 4
1.3.1手提式挤出机 4
1.3.2磨盘式挤出机 5
1.3.3往复螺杆挤出机 5
1.4本文的主要内容 6
第2章挤出机总体方案的确定 7
2.1挤出机总体方案布局的基本要求 7
2.2螺杆类型的确定 7
2.2.1螺杆的工作性能指标评定 7
2.2.2螺杆的选用原则 8
2.2.3螺杆的分类 8
2.2.4螺杆方案的确 8
2.3机筒类型的确定 8
2.4本章小结 9
第3章挤出机机构设计 10
3.1聚苯乙烯的基本特征 10
3.2螺杆设计 10
3.3送料螺杆的设计 11
3.4机筒的设计 11
3.5料斗的设计 12
3.6挤出机电机的选择 14
3.7传动系统的设计 15
3.8本章小结 17
第4章支架的设计 18
4.1支架的结构类型 19
4.1.1按支架的形式分 20
4.1.2按支架的制造方法和材料分 21
4.2支架的结构选择 22
4.3支架的设计计算的准则和要求 25
4.3.1支架的设计准则 26
4.3.2支架设计的一般要求 27
4.4支架的形式及主要参数 29
4.5支架的强度校核 30
4.6支架的刚度校核 32
结论 33
参考文献 34
致谢 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20~25,多采用25,最长可达40乃至更高。
螺杆长径比的增加有如下好处:
(1)螺杆加压充分,能提高塑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筒之间的环状空间内,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筒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,在各个位置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口(排气口),挥发物可由此逸出。
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,并且还有额外的好处,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世纪下半叶即已间世。
一些早期的挤出机制造商有美国John Royle和英国Frsncis Shaw。
德国主要橡胶挤出机制造商之一是Paul Trost
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