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塑料擠出機(jī)設(shè)計

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更新時間：2014-08-11
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塑料擠出機(jī)設(shè)計
目錄

第一章、緒論……………………………………………………………… 1
第二章、擠壓系統(tǒng)的設(shè)計 ……………………………………………… 2
1.1 螺桿主要參數(shù)的計算……………………………………………… 2
1.1.1 螺桿長徑比的確定 …………………………………………… 2
1.1.2 螺桿轉(zhuǎn)速的確定 ……………………………………………… 2
1.1.3 擠出機(jī)產(chǎn)量的確定 …………………………………………… 3
1.1.4 擠出機(jī)功率的確定 …………………………………………… 3
1.1.5 螺桿螺紋的設(shè)計 ……………………………………………… 3
1.2 機(jī)筒的設(shè)計 ……………………………………………………… 4
1.2.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計 ………………………………………… 4
1.2.2 加料口的設(shè)計 ………………………………………………… 4
1.2.3 機(jī)筒與機(jī)頭的鏈接方式 ……………………………………… 4
1.2.4 螺桿與料筒的間隙 …………………………………………… 4
1.3 螺桿與機(jī)筒材料的選擇及校核…………………………………… 5
1.3.1 螺桿與襯套及機(jī)筒材料的選擇 ……………………………… 5
1.3.2 螺桿強(qiáng)度的校核 ……………………………………………… 5
1.3.3 機(jī)筒強(qiáng)度的校核 …………………………………………… 10
第三章、傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ……………………………………………… 11
2.1 各級效率的確定 ………………………………………………… 11
2.2 各級傳動比的分配…………………………………………… … 11
2.3 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算 ………………………………… 12
2.4 高速級齒輪的設(shè)計 ……………………………………………… 12
2.5 低速級齒輪的設(shè)計 ……………………………………………… 20
2.6 軸的設(shè)計 ………………………………………………………… 21
2.7 軸的校核 ………………………………………………………… 24
2.7.1 低速軸的強(qiáng)度校核…………………………………………… 24
2.7.2 中間軸的強(qiáng)度校核…………………………………………… 26
2.8 滾動軸承的設(shè)計 ………………………………………………… 27
2.8.1 低速軸軸承的設(shè)計…………………………………………… 27
2.8.2 高速軸軸承的設(shè)計…………………………………………… 28
2.8.3 中間軸軸承的設(shè)計…………………………………………… 30
2.9 鍵的設(shè)計 ………………………………………………………… 32
2.9.1 中間軸上鍵的選擇及校核 ………………………………… 32
2.9.2 低速軸上鍵的選擇及校核 ………………………………… 33
第四章、擠出機(jī)輔助零件的設(shè)計 ……………………………………… 34
3.1 聯(lián)軸器的設(shè)計 ………………………………………………… 34
3.2 推力軸承的設(shè)計 ………………………………………………… 34
3.3 花鍵的設(shè)計 ……………………………………………………… 34
3.4 減速器的潤滑及密封 …………………………………………… 36
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………… 37
致謝 ……………………………………………………………………… 38
第二章擠壓系統(tǒng)的設(shè)計
2.1 螺桿主要參數(shù)計算
2.1.1 螺桿長徑比的確定：
螺桿直徑D=90mm ，對于不同塑料所采用的長徑比不同，一般在15～25不等，L/D過小對塑料的混合和塑化都不利；L/D大的螺桿適應(yīng)性強(qiáng)，適合多種塑料的擠出，但過大熱敏性塑料會因受熱時間太長而出現(xiàn)分解。
所以，取L/D=25
2.1.2 螺桿轉(zhuǎn)速的確定：
因為螺桿的轉(zhuǎn)速越高產(chǎn)量也越大，但過高的轉(zhuǎn)速并不能提高產(chǎn)量，反而會使物料在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生膠燒，根據(jù)物料被螺桿帶動旋轉(zhuǎn)的離心力與其重力相等的條件來確定。
（1-2）

螺桿轉(zhuǎn)速
根據(jù)大徑選大值，小徑取小值，取n=60r/min
2.1.3 擠出機(jī)產(chǎn)量的確定：
根據(jù)螺桿的轉(zhuǎn)速，按經(jīng)驗公式來計算擠出機(jī)的產(chǎn)量
（1-3）

2.1.4 擠出機(jī)功率的確定：
本擠出機(jī)的功率按冷喂料來設(shè)計
（1-4）
N————擠出機(jī)功率，KW
k————計算系數(shù)，
D————螺桿直徑，cm
n————螺桿轉(zhuǎn)速，r/min

根據(jù)表4.2-9確定各部分的效率：
彈性聯(lián)軸器效率
滾動軸承效率
開式齒輪的傳動效率
則傳動總效率
η = × ×
查表選Y225M-6型步進(jìn)電機(jī)，額定功率30KW，同步轉(zhuǎn)速1000r/min,額定轉(zhuǎn)速980r/min，效率90.8%
2.1.5 螺桿螺紋的設(shè)計：
（1）本設(shè)計采用等距不等深螺桿，螺紋槽深度由進(jìn)料段逐漸變淺
螺桿螺紋部分的分段：
對于結(jié)晶型物料聚乙烯、聚丙烯等，按如下經(jīng)驗公式計算：
加料段：（40%～60%）* L=（900～1350）mm，取
塑化段：（3～5）* D=（270～450）mm，取
均化段：（30%～45%）* L=（675～1012）mm，取

（2）目前市場上常用的單螺桿擠出機(jī)的壓縮比范圍為（2～5）
按經(jīng)驗，是一個漸變值，～，取加料段螺紋槽深，均化段螺紋槽深
　　對于等距不等深螺紋，若螺紋棱寬相等，則壓縮比
（3）取螺紋距與螺桿直徑相等
按公式（1-5）
　　則螺桿的螺紋升角為
（4）螺紋棱寬按經(jīng)驗公式
則螺棱頂部螺槽法向?qū)挾龋?br /> （1-6）
————導(dǎo)程（螺紋距）
————螺紋頭數(shù)（單頭螺紋）
e————螺棱頂部法向?qū)挾?br />
螺棱頂部螺槽軸向?qū)挾龋?br />
（5）螺紋截面的形狀有矩形（圖a）和鋸齒形（圖b）兩種。
矩形螺紋截面根部圓弧很小，容積很大，適用于加料段和均化段。
鋸齒形螺紋截面根部圓弧較大，應(yīng)力集中小，牙根強(qiáng)度高，適用于塑化段。
根據(jù)經(jīng)驗公式得：
（6）選擇頭部為半圓形的螺桿，適用于流動性較好的材料，如聚氯乙烯、聚丙
烯等。

2.2 機(jī)筒的設(shè)計
2.2.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)類型：
根據(jù)冷喂料選擇分段式機(jī)筒，將機(jī)筒分為三段加工，然后用法蘭連接，在機(jī)筒內(nèi)部裝配上可以更換的合金無縫鋼管，壁厚查表1-3-9得（40～45）mm，取。襯套也采用分段的形式，襯套壁厚，為加工方便取。為防止襯套和機(jī)筒可能產(chǎn)生相對運(yùn)動，在襯套與機(jī)筒間常用制動套或制動銷加以緊固。
2.2.2 加料口的設(shè)計：
加料口的結(jié)構(gòu)必須與物料的形狀相適應(yīng)，使被加入的物料能從料斗或加料器中無間斷地自由流入，所以本加料口在其右口壁開斜角，一般為或稍大于此值，加料口的形狀（俯視）為矩形，其長邊平行于軸線，長度約為（1.3～1.8）*D=（117～162）
2.2.3 機(jī)筒與機(jī)頭的聯(lián)結(jié)方式：
考慮結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，工作可靠，便于裝拆等因素，故采用螺釘聯(lián)結(jié)。
2.2.4 螺桿與料筒的間隙δ：
其大小影響擠出機(jī)的生產(chǎn)能力和物料的塑化。δ值大，熱傳導(dǎo)差，剪切速率低，不利于物料的熔融和混合，生產(chǎn)效率也不會高。但δ小時，熱傳導(dǎo)和剪切率都相應(yīng)提高。但δ過于小，就易引起物料降解，按經(jīng)驗取 ...

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