双螺杆塑料挤压造粒机设计说明书.doc

1目录一设计任务.2二双螺杆挤压机工作原理及特点.2三、双螺杆挤压机的组成及应用.31.主机.32.辅机.43.控制系统（检测和控制）.4四、硬件设计.41.多路开关.42.采样保持器.43模数转换芯片.54.数模转换器.55.交流型固态继电器.66.开关量输出.67译码器.68.模拟量的采集.79.电机的控制.710.温控设计.811.报警设计.8五、软件界面设计.9六、软件设计.111.程序流程图：.112.软件中用到变量.123.系统启动.124.温度采集及控制模块.135.报警参数采集及控制模块.146.模数转换.157.PID控制：.157.显示.16七、总结.17八、参考资料.182一设计任务1设计硬件原理图一张。此硬件可以插入PC机的ISA插槽，用于实PC机和塑料挤压机的连接，其中包含有计算机测控系统的前向通道和后向通道部分。2用VisualBasic开发软件，完成测控软件设计，包括界面设计、模数、数模、开关量控制、PID控制、总体控制模块设计。3完成技术报告一份。包括塑料挤压机介绍、硬件原理和设计说明，软件各模块流程图、主要软件（温度采样、压力采样、电机调速等）源程序和设计功能注释，注明参考文献。二双螺杆挤压机工作原理及特点双螺杆挤压机的生产是内腔式的，即物料反应过程完全在设备内部进行。其结构形式为：有两根等长的旋转轴并排在两个相互连通的，截面成葫芦状的通腔内。两根轴上在相同的位置分别装有同型号的作业块。螺旋套由于安装的位置不同，根据需要螺旋升角、螺距也不同，旋向也有差别。螺旋套的间距是由进料口到出料口逐渐减小的，这样是可以给物料施加压力，促使物料前进而且可以使物料充分混合并且加快物料的融化速度。它是借助螺杆转动时的机械力学作用、机械能量的粘滞耗散以及筒壁外的湿热调质过程使物料发生物理、化学、生化变化的一种高效体积机械设备。1.机头联接器2.模板3.预热器4.机筒5.螺杆6.下料管7.料斗8.进料传动装置9.止推轴承10.减速箱3双螺杆挤压机的特点：1.容易加料：双螺杆挤出机靠正位移原理输送物料，不会有压力回流。在单螺杆挤出机上难以加入的，有很高或很低粘度，以及与金属表面间有很宽范围摩擦系数的物料，如带状料、糊状料、粉料、玻纤等都可以加入；玻纤还可以在不同部位加入。双螺杆挤出机特别适合于加工PVC粉料，可以用粉状PVC直接挤出管材、型材。2.物料在双螺杆挤出机中停留时间短：适合于那些停留时间过长就会固化或凝聚的物料的着色与混合，比如热固性粉末涂层材料的挤出。3.优异的排气性：由于双螺杆挤出机啮合部分的有效混合，排气部分的自洁功能使得物料在排气段能获得完全的表面更新。4.优异的混合与塑化效果：由于两根螺杆互相啮合，物料在挤出过程中进行着比单螺杆挤出机中更复杂的运动，经受纵横双向的剪切混合。5.较低的比功率消耗：由于双螺杆挤出机的螺杆长径比较短，物料的能量多由外热输入；而单螺杆挤出机的螺杆长径比要大出2030%，并且机头和分流板筛网增加了阻力，因此相同产量的双螺杆挤出机比单螺杆挤出机的能耗要低50%。6.双螺杆挤出机的容积效率非常高：其螺杆特性线较硬，流率对口模压力的变化不敏感，用于挤出大截面的制品比较有效，特别是挤出难以加工的材料时。单螺杆挤出机的流率对口模压力变化比较敏感。三、双螺杆挤压机的组成及应用1.主机挤压系统：双螺杆挤出机的挤压系统是由两根啮合或非啮合、整体式或组合式、同向回转或异向旋转的螺杆和整体式或组合式的料筒所组成。物料进入加料斗，经过螺杆到达口模；在此过程中，物料的运动情况、受到的混炼情况与螺杆是否啮合、是同向回转还是异向旋转、螺杆区段的形状和尺寸等因素关系密切。在非啮合型的全螺纹双螺杆中，物料会产生4种流动，使混炼剪切效果增强；但这种双螺杆没有自洁作用，一般用于混料。啮合同向回转型双螺杆中，螺槽和料筒壁形成一些封闭的小室。物料在小室中按螺旋线运动，但由于在啮合处两根螺杆圆周上各点的运动方向相反，而且啮合间隙非常小，使得物料不能从上到下运动，这样就迫使物料从一根螺杆和料筒壁形成的小室向另一根螺杆和料筒壁形成的小室移动，从而形成螺旋运动。这种同向啮合双螺杆，一根螺杆外径和另一根螺杆根径之间的间隙设计的很小，因此具有自洁作用，物料不会粘在螺槽上，物料在料筒中的停留时间也短；在共轭区有较大的相对速度，混合作用强烈。这种螺杆一般也用于混料。异向旋转啮合型双螺杆中，两根螺杆是对称的；由于两根螺杆回转方向不同，物料不能形成螺旋运动，而是在螺纹推动下通过各部分的间隙做圆周运动，同时朝口模方向运动。物料通过两根螺杆之间的径向间隙时所受的剪切搅拌作用最强。另外在螺纹外径和料筒壁形成的间隙中以及两根螺杆螺棱的侧隙间都有漏流发生。反向回转的双螺杆在一根螺杆的外径和另一根螺杆的根径之间必须留出一定的间隙，而不能完全靠公差来保证，以便让物料通过。这种双螺杆的自洁性能较差，但剪切强烈，塑化好，因此较多用于加工制品。传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。42.辅机机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料既定形状稳定下来,并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。3.控制系统（检测和控制）挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。双螺杆挤压机及挤压技术在食品、饲料、油脂、淀粉、造纸等行业有着广泛的应用。四、硬件设计对于出料温度，是通过按放在机筒外的热电偶来检测加热段温度的，对热电偶的采样值进行比对，从而决定对加热丝和冷却风机的开关；对于出料量，是由预先对转动电机的转速控制来决定的，在本次的课程设计中，只考虑对电机电流的监控，来判断电机工作情况是否正常，是属于操作指导控制系统；此外还有对负责润滑油供给的泵电机和切粒电机的监控，也同样是属于操作指导控制系统。还有报警装置，对电机电流和机头融压、融温报警。由以上分析可知，在这个控制系统的硬件里必要的芯片要有：1.多路开关多路开关，用来选择对哪一路模拟量的采集完成多到一的转换。对16