螺杆设计.doc

4.主要技术参数的设计:螺杆直径:原螺杆直径是150mm,最大生产PE料为9770克,要生产出18000克PE料,螺杆直径()为:2:1502=18000:97702=41453=203.6(mm)取整后为205mm.注射压力原螺杆直径为205mm后,注射压力(F)为:F=1640x(1502/2502)=878kgf/cm2该参数达到生产地台板的要求.5.设计限制:( 1 )由于注射座油缸长度的限制,螺杆料筒只能加长 2 0 0 mm 普通螺杆的长径 比为 1 6 2 0 ，原螺杆的长径比为 1 7 8 5 ， 现在增大了螺杆的直径 ， 螺杆长度不能相应增长， 按原来的长径比17.85计算， 要增长 9 8 1 mm， 现只能增长 2 00 mm， 因此新螺杆的长径 比减少了，只达到 1 4 ，会影响到螺杆 的塑化效果 。( 2 )由于塑化液压马达的限制，螺杆尾部直径不能大于 1 3 0 mm由于使用原来的塑化马达 ， 不能改变油马达 的轴 孔 尺 寸 ，螺杆尾部直径不能大于1 3 0 m m，所以螺杆强度大大地削弱了，螺杆很容易被扭断。( 3 )由于注射座安装料筒 的孔径的限制,料筒尾部直径不能大于 3 0 0 mm 由于使用原来的注射座， 不能改变注射座的安装孔,料筒的尾部直径不能大于 3 0 0 mm，因此螺杆的危险断面直径只有 3 1 5 m m， 螺杆壁厚只有 5 5 m m， 注射时容易破裂。6.螺杆各段参数的设计长径比和分段原螺杆设计参数为：直径150 ，螺杆总长3738 ， 螺纹长度为2678 ，长径 比为17.85， 新螺杆设计参数为 ：直径 205 ，因受注射座油缸长度的限制，螺杆只加长 2 0 0 mm，所以螺杆总长3938， 螺纹长度为2878， 长径 比为 1 4 。 我公 司主要生产的原料 为 P E、 P P 、 A B S， 为能都生产以上材料， 决定采用通用型螺杆， 通用型螺杆设计分段为 ： 加料段为 4 55 0 ， 压缩段为 2 03 0 ， 均化段为 2 03 0 。新螺杆三段 比例为 4 5 ： 3 5 ： 2 0 。螺槽深度和螺杆压缩比均化段的螺槽深度 由加工塑料的比热、 道热性稳定性、 粘度和塑化的压力等因素决定。 一般取0.04 一0.07。大直径螺杆不宜超过5 -6 m m， 考虑到新螺杆长径比较少 ， 为提高塑化质量取 5 mm， 并在均化段采用分离型双螺纹结构 。 对 P E、 P P料 ， 压缩比一般取3.0 - 3.5， 我公司以生产以上两种材料为主， 故取压缩比一般取3.5。加料段槽深 ： 由均化段的螺槽深和压缩比可算出加料段槽深为17.5 mm。7.强度校核( 1 ) 注射量 ： 新螺杆注射量为 1 8 K G， 达到新地台板 的重量要求。( 2 )注射压力 ：新螺杆注射压力878kgf/cm2。达到新地台板的生产要求。( 3 ) 液压马达的扭矩 ：Mt =ADsMMt ： 螺杆扭矩( k g f *m)Ds ： 螺杆的直径( mm )A： 比例常数M：由树脂性能而定的指数 ，M=2.5 3,取M=3,所以： Mt (205 )=( 205150 )3Mt ( 150)Mt ( 205 )=2.55Mt ( 150 )因扭矩与液压系统的压力成正 比，塑化时 ， 3 2号机上的系统压力为 5 0 k g f c m2 ， 折算到新螺杆上 ， 系统压力为127.5 k g f/cm2， 低于最高系统压力175kgf/cm2加上我厂使用的液压马达有三级扭矩可调 ，现使用扭矩最低的一级新螺杆设计螺距较少 ，只取 1 7 0 mm，小于正常设计的 2 05 mm， 约可较少扭矩 2 0 。估计新螺杆塑化时系统压力少于100kgf/cm2.( 4 ) 螺杆强度 ：螺杆尾部直径为 d l =119mm的断面为危险断面 ， 使用材料为 3 8 C r Mo A 1 ， 螺杆最大驱动功率为 N=1 6 5 K W， 螺杆转速为 n=3 0转分 ， 传动部件的总效率 g =0 9 ， 2 个注射缸直径为 DO=3 9 0 mm， 注射缸轴直径 d O=1 6 0 mm。Mt ： 螺杆扭矩( k g f c m2 )Ws ： 危险断面抗扭模数 ( c m3)P 0 ： 塑化时背压 ， 取 p 0=2 0 k g f c m2材料的屈服限为 8500kgf/cm2螺杆的扭应力为 ：T=Mt Ws =97360N*g ( 0.2*dl3*n)= 97360*165*0.9/(0.2*11.93*30)=1430kgf/cm2螺杆的压应力为 ：Qc=2*D02/dl2*p0=2*3602/2052*20=430kgf/cm2螺杆危险断面合应力 Qr 为 ：Qr2=T2+4*Qc2Q r =1670kgf/cm2安全系数为 ：5.1， 故螺杆安全( 5 ) 料筒强度料筒危险断面的外径 DO=315 mm，内径d 0=2 0 5 ，摄 氏 3 0 0度 时 材 料 的 屈 服 限 为 5 7 5 0 k g f c ，常数 K=DO d O ，最大注射应力 P=8 7 8 k g f c 。料筒总应力 为 ：Q r=1.732*K2*p/(K2-1)=1.732*(315/205)2878/(315/205)2-1=2638kgf/cm2安全系数为 ：2.2 ， 故料筒安全。( 一般取1.5-2 )综合以上验算 ， 新螺杆的设计满足使用要求 。8.存在的问题：螺杆料筒强度较低 ：因位置限制而设计使螺杆料筒强度较低，为保证螺杆料筒正常使用， 严禁料筒未加够温度就塑化， 正常停机前一定要清理干净料筒里的塑料。塑化效果较差 ：因受长度限制而设计的螺杆长径 比较小， 为提高塑化效果 ， 防止生料，在均化段取了较少的槽深， 并参考了 日本东芝机的设计 ， 在均化段加了一条短的分离型双螺纹,也取了较少的螺距。螺杆注射压力较低 ：螺杆注射压力在9 0 0 k g f c 左右 ，可生产地台板 ，但生产深腔产品如垃圾桶等有一定困难。9、螺杆料筒造价：1 0万元