发布时间 : 星期三 文章双螺杆塑料挤出机的设计更新完毕开始阅读7b20dc7711661ed9ad51f01dc281e53a5802511e
径向应力?r：?r?PD1D22?D22??1?2???P??40MPa 2??D1?D1??222切向应力?t：?t?PD2?D1D2?D1PD12222??=63.1MPa
2轴向应力?z为：?z?D2?D1 =11.6MPa
由于机筒为塑性材料，可用第四强度理论进行设计计算和强度校核，机筒壁厚的强度条件为：
2220.5???r??t????t??z????z??r?????? ??查表得40Cr的屈服强度极限?s为540MPa, 则：?????s/n?540/2.3?234.8MPa，有：
0.5???r??t????t??z????z??r??=89.3MPa
222机筒设计的技术要求 （1） 材料：40Cr。
（2） 内孔表面：对机筒内表面进行镀铬，镀层深度为0.05~0.1mm，机筒体
硬度?45HRC，镀铬层硬度>55HRC，脆性不大于2级。
（3）公差：机筒内孔极限偏差：上偏差ES=0.231mm 下偏差EI=0.130mm机筒内孔轴线的直线度公差值应符合GB/T1184-1996 7级的精度规定。则所设计机筒的直线度公差为： e1?10?m
（4）机筒内孔：表面粗糙度Ra不大于1.6?m。
3.3 螺杆与机筒的配合要求
3.3.1 螺杆与机筒的配合间隙
螺杆与机筒的配合间隙?f值影响到挤出机的功率消耗、生产能力、使用寿命、机器加工成本等问题。?f取值过大，加工、装配比较容易容易，但生产能力会降低，塑料原料在机筒内的停留时间难以控制，甚至会造成热分解。如果?f取值过小，功率消耗大，加工、装配困难，且易使螺杆和机筒发生磨损，降低挤出机使用寿命。
螺杆与机筒之间的间隙值可按JB1291-73来选取。则设计的双螺杆挤出机的螺
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杆和机筒之间的间隙取值?f：?f?0.3mm
3.3.2螺杆与机筒的对中性
挤出机螺杆与机筒的对中性在设计上要求螺杆的中心线与机筒的中心线重合。然而由于制造、装配过程中所产生的螺杆定位面与螺杆中心线不同心、机筒内孔偏差、螺杆径向跳动、螺杆推力面与螺杆中心线不垂直、法兰平面对机筒中心不垂直、内孔径向跳动等安装误差和加工误差都会影响对中性。要保证螺杆与机筒的对中性，一般需要采取以下措施提高对中性：选取有效的定位基准和合理的连接方式；提高零件的加工与装配精度，减少零件数目。
3.4送料螺杆的设计
为了使塑料与其他材料能够进行定量定比例的加入，因此要在机筒加料口上方添加两根送料螺杆。其中，一根螺杆用于输送聚合物塑料颗粒，另一根螺杆用于输送其他复合材料。工作时，只需要分别控制两根送料螺杆的转速比及两根送料螺杆与主螺杆之间的转速关系，就能够较精确地将复合原材料通过送料螺杆送入到塑料颗粒中去混合。没根螺杆按照最大输送能力200kg/h进行设计。所设计螺纹断面形状为矩形。
送料螺杆的基本参数设计如下。 螺杆直径D d=40mm
螺纹升角φ φ=17.41° 螺距S S= 40mm 螺纹头数 单头螺纹
螺棱法向宽e e=0.1d=0.1×40=4mm 螺棱轴向宽b b=e/Cosφ==4.2mm 螺槽法向宽W W=SCosφ－e=37.9mm 螺槽轴向宽B B=d－b=35.8mm
螺杆与机筒之间的间隙?f ?f?0.2mm 摩擦因数fb、fs fb=fs=0.27 转速n n=200r/min 敞开式固体输送 P1=P2=0
由于送料螺杆主要是用于颗粒状或粉末状材料的输送，因此送料螺杆可按照普通螺杆送料段的设计方法来进行设计计算。
螺杆在n=200r/min的转速下的输出量为G=200kg/h。 则固体输送量Q：Q?G/??1.11?10?4m3/s
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12Q由Q??DH(D?b)ncos?得：H?=15.5mm
2?D(D?b)ncos?3.5分流板及过滤网
在挤出机机筒与机头之间设分流板（也称多孔板）和过滤网，其作用是：①防止熔料中的杂质和未熔物料进入机头而堵塞机头流道或影响产品质量；②使由机筒来的熔料的旋转运动变为直线运动，并分成若干束，以保证挤出稳定；③搅拌混合，增强塑化效果。④设置料流障碍，以增加背压来保证制品的密实；⑤支撑过滤网。
3.5.1 分流板
因聚氯乙烯为热敏性物料，分流板的设置离螺杆头部距离要小，以防止积料产生热分解。但也不能因距离设置过小而使物料的螺旋运动来不及转变为直线运动，导致物料纵向流动不稳定。一般应使螺杆头部至分流板的容积小于或等于计量段一个螺纹槽的容积，其距离为0.1D。
目前，国产挤出机多采用制造方便、结构简单的平板型分流板。为保证物料流经分流板后速度不变，且由于聚氯乙烯为热敏性物料，把分流板设计孔眼尺寸为中间孔眼直径大而稀疏形式，以降低流道阻力，避免热分解。本双螺杆挤出机分流板的设计尺寸及孔眼尺寸分别为：
孔眼直径 Dk?5mm 开孔率 Ok?39%
分流板至螺杆头部的距离 Lk?0.1D?7.2mm取 Lk?7mm 分流板尺寸 Ek?11mm
分流板的孔道结构设计要光滑无死角，以便物料的流动和清理。所以孔道的进料段设倒斜角，分流板的材料用不锈钢2Cr13。
3.5.2过滤网
对于加工医疗用品、电缆、透明制品、薄膜、单丝等产品质量要求较高时，挤出成型需要在分流板上设置过滤网。过滤网一般为金属网，细度为20~120目，放置层数1~5层。网的细度及层数由塑料的物料性能、制品的形状、密度要求及挤出机的结构形式等决定。网的放置为：细的铜丝网放在靠螺杆一侧，粗的铜丝网放在
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靠分流板一侧。
3.6料斗的设计
料斗的设计遵循不允许物料结成团、架桥和挂料的原则。料斗角度应该大于塑料颗粒的静止角。为了达到设计所需要求，该挤出机设置两个料斗：一个用于盛装主料；另一个用于盛装添加料。如下图3.2所示：
图3.2 料斗
3.7 挤出机电机的选择
为了实现在调速范围内的无级调速和保证双螺杆挤出机50r/min~260r/min 的调速范围，选择直流电机作为挤出机电机。双螺杆挤出机功率的确定通常是根据经验选取，根据我国同向双螺杆挤出机基本参数表(JB/T 5420-91)选取挤出机主电机功率为：P=55KW
挤出机电机选择某公司生产的型号为Z3-250-31直流电动机，其主要技术参数为：额定功率为55 KW、额定电压440V、额定转速为500r/min。
3.8 传动系统的设计
3.8.1 传动方案的确定
本设计选取的直流电动机的额定转速为500r/min，挤出机设计的最高转速为
500260 r/min，因此需要在电机输出轴和螺杆之间设置减速器，总传动比：=1.92。i=
260[1]
由参考文献《双螺杆挤出机及其应用》知，由于受挤出机螺杆上配位齿轮大小的限制，防止发生挤出机螺杆的配位齿轮与高速级从动齿轮产生干涉，因此把减速箱和螺杆配位齿轮整个传动系统设计成两级减速一级增速。
传动比的分配：由于配位齿轮受到螺杆直径的限制，如果第一级传动比取得过小，则减速器的第二根轴上的小齿轮会较小，而此轴的直径较第一根轴大，如此对键和齿轮的强度有很大的不利，因此应把第一级减速的传动比设置大些取：
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