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双螺杆塑料挤出机设计开题报告.doc

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双螺杆塑料挤出机设计开题报告.doc

湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料3湖南工业大学本科毕业设计(论文)开题报告(2010届)学院(部)机械工程学院专业机械工程及自动化学生姓名苏志远班级机工062学号06405600206指导教师姓名林益平职称教授2010年元月15日湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料4题目双螺杆塑料挤出机1.双螺杆塑料挤出机设计概述1.1双螺杆塑料挤出机概述塑料挤出成型是在挤出机中通过加热、加压而使塑料以及熔融流动状态连续通过口模成型的方法,或简称为挤塑。挤出成型是聚合物加工中出现较早的一门技术,在19世纪初已有使用。挤出成型可加工的聚合物种类很多,制品更是多种多样,成型过程也有许多差异,比较常见的是以固体块状加料挤出制品的过程。双螺杆塑料挤出机有主机,机头和辅机组成。其中主机是核心部分,由传动系统,挤压系统,加热冷却系统,控制系统组成。其挤出成型过程为将颗粒状或粉状的固体物料加入到挤出机的料斗中,挤出机的料筒外面有加热器,通过热传导将加热器产生的热量传给料筒内的物料,温度上升,达到熔融温度。机器运转,料筒内的螺杆转动,将物料向前输送,物料在运动过程中与料筒、螺杆以及物料与物料之间相互摩擦、剪切,产生大量的热,与热传导共同作用使加入的物料不断熔融,熔融的物料被连续、稳定地输送到具有一定形状的机头或称口模中。通过口模后,处于流动状态的物料取近似口型的形状,再进入冷却定型装置,使物料一面固化,一面保持既定的形状,在牵引装置的作用下,使制品连续地前进,并获得最终的制品尺寸。最后用切割的方法截断制品,以便储存和运输。加料挤出系统湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料5整体方案设计双螺杆挤出机有啮合型的,也有非啮合型的啮合型的又分同向旋转的和异向旋转的异向旋转啮合型双螺杆又有平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机之分。主要考虑的参数是双螺杆直径(Φ72MM)、中心距、长径比、螺杆转数范围、功耗、挤出量、螺杆轴向推力。1.2挤出系统设计1.2.1螺杆设计(1)螺杆元件的设计根据实现功能的不同,可将螺杆元件分为输送元件(它由螺纹元件组成,可有不同的螺纹头数和导程),剪切元件(主要是捏合盘及其组成),混合元件(主要是齿形元件等)。(2)螺杆局部构型设计整根螺杆的组合分两个方面一是完成不同局部功能的各种螺杆区段(即局部构型)设计二是针对整个挤出过程完成的任务,整跟螺杆的组合设计。(3)螺杆机械结构设计双螺杆的结构设计包括芯轴、螺杆轴、螺杆元件的设计以及各种螺杆元件的类型、数量及如何装配在一起等总体规划设计。(4)螺杆的材质及热处理螺杆材质的选自要考虑强度、耐磨度、耐腐蚀等问题,国内双螺杆挤出机厂家一般用合金结构钢,制成螺杆后氮化处理,氮化层厚度一般0.30.5mm。1.2.2机筒设计根据挤出过程和工艺的需要,将不同功能,不同结构形状的若干机筒段用不同的方法把它们组合成一根整体机筒,与相应的组合螺杆装在一起,成为挤压系统。1.3传动系统设计双螺杆挤出机传动系统的作用是在设定的工艺条件下,向两根螺杆提供合适的转湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料6数范围、稳定而均匀的速度、足够且均匀相等的扭矩(功率),并能承受挤出过程中所产生的巨大的螺杆轴向力。下图是德国某公司的传动箱的内部结构。传动系统(1)主驱动电动机选型常用的电机有直流电动机、交流变频调速电机、滑差电机、整流子电机,其中以直流电机和交流变频调速电机居多。(2)传动箱设计双螺杆挤出机的传动箱由两部分组成,即减速部分和扭矩分配部分。这两部分虽然功能不同,但联系紧密,有时互相制约。根据目前流行的结构看,其布置设计主要分两种一种是将减速部分和扭矩分配部分很明显的分开,即分离式一种是将两者和在一起。追求的目标总的来说是实现规定的螺杆转数(范围)、螺杆旋转方向、扭矩均匀分配、轴承合理布置的前提下,通过传动方案的确定和结构设计,采取措施,降低齿轮负载,抵消或减小传动齿轮的径向载荷,传递更大的功率和轴向力,提高轴承的寿命,装配维修方便。1.4双螺杆挤出机辅助系统设计(1)压力调节装置挤出过程中沿螺杆轴向方向的压力分布是挤出过程的操作因变量之一,它会影响湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料7能量的转换和混合效果,沿螺杆方向的压力分布跟螺杆构型、物料特征与操作条件有关。(2)排气系统双螺杆挤出机一般都设有排气系统,用于将挤出过程中物料中的空气、残留单体、低分子挥发物、溶剂、反应生成物中的气体排出。排气效果的好坏,排气口冒不冒料,与排气系统各组成部分的合理设计与匹配有很大关系。(3)加料系统双螺杆挤出机一般使用计量加料,有时也采用溢流加料,强制加料。所谓计量加料,就是加料装置给挤出系统加多少料,挤出系统就挤出多少料。挤压系统的挤出量与螺杆转数无关。加料系统的调速电机可以采用直流电机,也可以采用变频调速电机,计量方式有体积计量、失重计量、称重计量。(4)加热冷却系统挤出过程物料要吸热变成粘流态才能完成挤出,一般的加热方式是电加热和载体加热。冷却有风冷,油冷、水冷。(5)安全保护系统双螺杆挤出机设有很多安全装置,如螺杆扭矩过载保护,止推轴承过载保护,计量加料装置和主机联锁,润滑系统保护。

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