刍议双螺杆挤出机压力控制系统的设计与实现

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双螺杆挤出机毕业小论文

1．前言1.1研究目的啮合同向双螺杆挤出机是应用最广泛的聚合物加工设备之一,由于其具有优异的混合性能,很强的适应性及良好的自洁性能而被广泛应用于聚合物的物理改性———共混、填充,增强及成型制品[1 ] 。

为了适应各种聚合物材料的加工要求并解决混炼过程中存在的问题,近年来世界著名的同向双螺杆挤出机厂家和双螺杆挤出机研究者们对其挤出系统中的混炼元件进行了重点的研究并开发出了一些典型的新型混炼元件。

如德国WP 公司开发出的具有特殊几何形状的RGS 元件、L GS 元件、Schaufel 元件和美国Far2rel 公司开发出的FAMME 混炼元件[2 ] 。

本研究小组的金月富设计了一种新型元件———S 型元件[3 ] ,这种元件借鉴了FAMME 的设计思路,即采用了FAMME 大的螺棱间隙、小螺棱夹角,引入了双楔形区(螺棱拖曳面和机筒内壁之间的楔形区、啮合区内两螺棱之间的楔形区) 内的拉伸流动和螺槽区内物料松弛等概念,从而设计出一种端面形状类似于英文字母S 的元件。

这种设计加大了螺杆与机筒之间的间隙,增加了物料在挤出机流道内的周向流动和轴向回流,使两螺杆间和相邻两螺槽间的物料产生混合;由于物料在流动过程中通过两个楔形区,便受到剪切和拉伸作用;在相对低压区(松弛区) 物料产生松弛,这也有利于混合。

在本研究小组曾分别对S 型元件和捏合块元件流场的理论分析及实验研究的基础上[4 、5 ] ,本文拟对S 型元件和捏合盘块的流场分别进行数值模拟,以分析和比较两种元件的输送特性和混合能力,以供选择使用。

1.2 前人工作四十多年来，化工机械及自动化研究设计院在科研开发中取得了在科研开发过程中取得了丰硕的科研成果，共获重大科技成果346项，其中获全国科学大会奖、国家发明奖和国家科技进步奖19项。

获部、省级科技进步奖61项。

获国内专利授权16项、获美国专利1项。

于1965年兰泰公司作为化工部化工机械及自动化研究设计院的下属科研生产机构，承担国家大型技术攻关项目的科研主体，即开始从事同向双螺杆挤出机的研究开发工作，是国内同行业历史最悠久、专业最齐全，技术积累最雄厚，研究开发实力最强的科研制造实体。

毕业设计(论文)双螺杆挤出机

第1 章绪论1.1 塑料挤出概述当今世界四大材料体系（木材、硅酸盐、金属和聚合物）中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。

据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50以上。

其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型，还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。

除此之外，在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。

挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。

挤出成型有如此发展趋势主要原因为：螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。

近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。

螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。

螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。

双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合，应用更广。

1.2 塑料挤出成型设备的组成一套完整的挤出设备由主机、辅机及控制系统组成。

挤出机是塑料挤出成型的主要设备，即主机。

由挤压系统、传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。

（1）挤压系统由机筒、螺杆和料斗组成，是挤出机的核心工作部分。

（2）传动系统由电机、调速装置和传动装置组成。

作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。

（3）加热冷却系统由温控设备组成。

作用是通过对机筒进行加热和冷却，以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。

（4）控制系统主要由仪表、电器及执行机构组成。

作用是调节控制机筒温度、机头压力和螺杆转速。

挤出机需配置相应的辅助机械设备才能实现挤出成型。

螺杆挤出机电控系统解决方案

螺杆挤出机控制系统摘要：挤出机、温控、PLC、变频器、HMI一、引言螺杆挤出机广泛应用于高分子聚合物成形加工领域，为最主要的塑料制品加工方法，适用于管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、线缆包覆层等连续性复合材料的生产。

我国是塑机生产大国，螺杆挤出机的产量在全球占有极为重要的地位。

螺杆挤出机常分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。

单螺杆挤出机是生产上最基本的挤出机。

双螺杆挤出机近年来发展最快，其应用日渐广泛。

二、螺杆挤出机控制对象分析1、主要控制功能及性能要求高分子聚合物成形加工基于原材料的物理化学特性，要求控制温度不能超过设定温度正负3摄氏度。

温度过低，挤出口出料不畅，造成前端挤出机构负载过大；温度过高，则可能改变原料特性导致成品报废。

挤出机的基本工作原理是将聚合物熔化压实，以恒压、恒温、恒速推向模具，通过模具形成产品熔融状态的型坯。

相关控制功能包括：各温区温度控制、主电机转速控制、给料转速控制、熔体压力控制、以及相关的逻辑保护功能等。

2、挤出机温控特性分析采用风冷的单螺杆挤出机通过温度越限的报警输出接通风机，一般配置单PID的温控仪表；采用水冷的双螺杆挤出机采用加热和水冷两路输出控制一个温区的温度，需配置双PID 的温控仪。

挤出机温控为复杂的大滞后、强扰动的控制对象，对控制回路的挑战主要体现在如下几个方面：（1）、塑料颗粒由料斗进入料筒，在螺杆的牵引和旋转挤压下，受到强烈的剪切、搅拌和压延作用,产生大量的热量扰动，且不同的配料发热情况可能存在一定的差异；（2）、主机的给进速度影响物料在温区的存留时间进而影响热传递，控制策略需考虑主电机驱动给进物料的影响；（3）、通过电热加热和热电偶测温构成的温控回路具有一定的延迟特性；（4）、加热和冷却的温度响应速率差异较大，会影响温控的精度；3、螺杆挤出机的控制现状国内中低端的螺杆挤出机的温度控制系统普遍采用分离仪表控制方案,其加热方式为电热圈分区加热。

根据加工工艺的要求,各区分别设定为不同的加热温度。

双螺杆挤出机电气控制系统分析

双螺杆挤出机电气控制系统分析1. 引言挤出机由于三大合成材料之一的塑料问世以来得到迅猛发展。

以塑代钢、以塑代有色金属、以塑代水泥等，被广泛地应用于农业、建材、包装、机械、电子、汽车、家电、石化和国防，挤出机以及人们的日常生活等各个领域，塑料已是人类活动的最主要的原料之一。

由于挤出成型是塑料加工的最主要的形式，因此发展塑料挤出成型技术与设备具有重要意义。

双螺杆挤出机是塑胶加工机械中的一种重要设备，它已不仅仅适用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。

挤出机高速、高产，可使投资者以较低的投入获得较大的产出和高额的回报。

但是，挤出机螺杆转速高速化也带来了一系列需要克服的难点：如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均，物料经受过度剪切可能造成物料急骤升温和热分解，挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动，相关的辅助装置和控制系统的精度必须提高，螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质，减速器与轴承在高速运转的情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。

从整体上说双螺杆挤出理论的研究尚处于初始阶段,这就是所说的"技艺多于科学".；挤出机工作过程的电气自动化控制也在不断发展，传统的电气控制都是分别采用单机自动化仪表实现的，如今已发展到采用人机界面技术、计算机技术、变频技术等构成的触摸屏、PLC、温度控制模块、变频调速等组成的电气控制系统。

2.挤出机的构成挤出机主要由螺杆、机筒、加热冷却系统、传动系统和控制系统等组成。

2.1螺杆和机筒螺杆是塑料机设备中最重要的零部件，它直接关系到塑料机塑化效果和产量。

螺杆在料筒内旋转工作是在高温高压大扭拒下进行的，由于它要在转动中强力推动物料前移，同时，它本身还要承受强大的摩擦力和塑料分解腐蚀气体的侵蚀，因而螺杆的材料必须具有很高的力学强度、承受巨大的扭力矩和高温高压条件下不变形的性能。

双螺杆挤出机温度控制模型建立与实现

双螺杆挤出机温度控制模型建立与实现发布时间：2021-05-07T10:40:30.527Z 来源：《科学与技术》2021年29卷第3期作者：张永昌张倩[导读] 双螺杆挤出机最终的产品质量和众多因素息息相关，张永昌张倩乐凯胶片股份有限公司保定新能源材料分公司河北保定 072150摘要：双螺杆挤出机最终的产品质量和众多因素息息相关，因此，本文为了实现系统运行能力的提升，借助PID控制方式，建立数学模型，确定不同参数，对变论域模糊PID控制方式的系统性能进行研究。

关键词：双螺杆挤出机；温度控制；PID控制引言双螺杆挤出机是加工设备的一种，在生产塑料的领域中应用较多。

双螺杆挤出机运行正常与否，和基础产品质量、产量等，往往会受到双螺杆挤出机参数精确性，以及运行稳定性的较大影响。

随着科学技术的不断发展，工业生产智能化水平的提升，也会进一步提高双螺杆挤出机运行水平，通过智能计算机对冷却器、加热器的开关进行控制，就能在一定范围内实现对温度的控制，进而维持双螺杆挤出机工作的稳定性[1]。

而借助比例积分微分（PID）的发展，以及在人们生产生活中不同领域的应用，可以基于比例积分微分（PID）理论，正确达到双螺杆挤出机的恒温恒压工作要求。

从比例积分微分（PID）理论发展并成熟的模糊PID控制，也对提升PID控制性能，有极大积极影响。

模糊PID控制方式的优势，可以不对数学模型的精确程度，产生较强依赖性，可以结合规则，提高控制的自适应水平，但是在指定调整规则上，对较多的实验数据，则有较大需求。

本研究将对模糊PID控制，在降低对调整规则的依赖程度的条件下，实现双螺杆挤出机温度控制效果进行研究。

1 双螺杆挤出机温度采集和控制系统组成在双螺杆对物料进行挤出操作的环节，应以一定范围内为节点，对双螺杆挤出机的不同段温度进行合理控制。

此外，不同段的温度，应当保证一定梯度，从而为混合物料提供便利性，并促进物料塑化的过程。

基于此，双螺杆挤出机温度控制原理，主要是借助不同段温度采集器，加上装置功能的不同（冷却和加热），达到分段控制的效果。

(完整版)双螺杆挤压机设计说明书

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。

（图纸要上交） 2．用 Visual Basic 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。

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。

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，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，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，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。

这样是可以给物料施加压力，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、变化的一种高效体积机械设备。

化学、生化二、双螺杆挤压机的组成及应用1.主机挤压系统：主要由料筒和螺杆组成。

塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。

在“∞”字形机筒内，装有两根互相啮合的螺杆，双螺杆挤出机的每根可以是整体，也可以加工成几段组装，其形状可以是平行式，也可以是锥形，两螺杆的旋转方向分为同向和异向两种。

点：双螺杆挤出机的特a 、由摩擦产生的热量较少；b 、物料受到的剪切力比较均匀；c 、输出能力较大，挤出量比较稳定；d 、机筒可以自动清洗。

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。

双螺杆挤出机的原理

双螺杆挤出机的原理
双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备，主要用于将塑料原料加热、
熔融、挤压形成连续性的塑料制品。

它由两根齿螺杆轴向旋转并互相啮合的
螺杆组成，每根螺杆都有一定的槽槽螺旋线，形成一条连续的螺旋槽沿着整
个螺杆长度。

双螺杆挤出机的核心原理是通过旋转的螺杆将塑料颗粒从进料口送入机筒，随着螺杆的旋转和摩擦热量的产生，塑料颗粒逐渐熔化并变成粘稠的熔
融物质。

通过机筒内的压力和温度控制，塑料可以在螺杆的作用下被挤出机筒。

在挤出过程中，螺杆的一端是进料区，塑料颗粒经过螺旋槽被送入机筒。

在螺杆的转动下，塑料颗粒不断向前推进，同时受到机筒的外界加热和螺杆
的转动摩擦，温度逐渐升高。

当塑料颗粒进入机筒的封闭区域后，被挤出机筒。

在这个过程中，螺杆
的螺旋槽逐渐变浅，螺杆之间的距离也逐渐变小。

这种设计使得塑料在被挤
出时，受到较大的剪切力和挤压力。

通过控制机筒的温度、压力和螺杆的转速，可以精确地控制挤出过程中
塑料的温度、压力和流速。

这样可确保塑料的熔融均匀性和挤出速度的稳定性，从而生产出质量优良的塑料制品。

总结来说，双螺杆挤出机的原理是通过两个旋转的螺杆，将塑料原料加热、熔化，并在一定的温度、压力和力量的作用下，将熔融塑料挤出形成所
需的产品。

这一技术广泛应用于塑料加工行业，并在塑料制品的生产中发挥
着重要作用。

双螺杆挤出机双技术结合达到高产低能耗

双螺杆挤出机双技术结合达到高产低能耗双螺杆挤出机技术结合了目前世界上两种“锥形异向双螺杆挤出机”和“平行同向双螺杆挤出机”的功能结构优势，将”锥形螺杆”和”同向旋转”相结合，既保持了锥形异向双螺杆挤出机挤出力大的特点，又达到了平行同向双螺杆挤出机塑化性能好的特性，同时还可以充足螺杆低速旋转、低温等难度较大的加工要求，具有高产低能耗的特点。

双螺杆挤出机由挤出系统、定量加料装置、真空排气系统、减速箱、调配齿轮箱、加热冷却系统、螺杆芯部调温掌控系统、电控系统（包括故障报警系统和扭距保护装置）等构成。

可以生产管材、异性材、板材、片材及造粒等。

双螺杆挤出机的零部件构成与单螺杆挤出机的零部件构成基本相像。

双螺杆挤出机的机筒内有两根螺杆、加料采纳螺旋强制向机筒内供料，螺杆用轴承的规格和布置比较多而杂。

双螺杆挤出机图片双螺杆挤出机关键技术：（1）锥形螺杆的同方向旋转使加工的物料进入机筒后环绕锥形双螺杆成””字形运动，加添了塑化时间和密炼性能，从而保证了产品的塑化质量。

（2）采纳锥形螺杆可在减速调配箱末端有充足的空间可选用大规格推力轴承，以承当锥形螺杆的大挤出力，保持了锥形双螺杆挤出机良好的挤出力性能。

双螺杆挤出机既具有良好的塑化性能，同时又具有良好的挤出力。

双螺杆挤出机其锥形螺杆的同方向旋转使被加工塑料在进入机筒后，在机筒中环绕锥形双螺杆成8字形挤压，加添了塑化时间，削减了塑料和机筒螺杆的摩擦力，从而保证了塑化质量，降低了能耗；由于采纳的螺杆为锥形，保持了锥形双螺杆造粒机良好的挤出力性能。

双螺杆挤出机通过上述技术，*实现了挤出力大、塑化性能好、产量高、能耗低的特征，经检测证明本双螺杆挤出机可节能30%—50%以上，是适合各种塑料或橡胶挤出造粒成型的新奇设备。

双螺杆挤出机是塑料挤出机进展*的一次技术革命，以进展的眼光看，在将来几年内，替代传统的塑料挤出机而成为塑料加工行业中重要的热成型机械已经成为了必定趋势。

近几年以来，人们对螺杆进行了大量的理论和试验讨论，至今已有近百种螺杆，常见的有分别型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。

双螺杆挤压系统结构和工作原理

双螺杆挤压系统结构和工作原理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。

双螺杆挤出机中，螺杆的螺纹头数对物料的作用也有很大影响。

单头螺纹：用于啮合型的同向回转双螺杆，主要用于加工硬质聚氯乙烯；由于螺槽较深不适合于其它树脂。

如果用于非啮合的异向回转双螺杆上，因其没有自洁作用，功能上更像是单螺杆挤出机，适合于混炼。

双头螺纹：有较深的螺槽，因此在单位长度上有较大的自由体积，在相同的螺杆转数下物料的平均剪切热比较低，混合作用柔和，当其在和三头螺纹相同的剪切应力和扭矩下工作时，可以开到较高的转数；适合于混料，特别适于加工粉料、低松密度的物料、难于加入的物料、不需要高剪切力或者对剪切敏感、对温度敏感的物料。

双螺杆挤出机的传动系统的方案设计

双螺杆挤出机的传动系统的方案设计[摘要] 本文对双螺杆挤出机的传动系统的结构布局进行分析，并对实现传动系统设计目标的各种传动方案进行了讨论，在对双螺杆磨浆机传动系统设计方式分析和比较的基础上，结合具体设计参数要求，提出了最佳的传动方案。

[关键词] 双螺杆挤出机传动系统方案前言双螺杆挤出机的传动系统是双螺杆挤出机的关键部分之一，要实现在规定的螺杆转速、螺杆旋转方向、扭矩均匀分配、轴承合理布置的目标，需要在传动系统的设计中确定合理的传动方案和结构设计。

因此，对双螺杆挤出机传动系统的设计具有重要的现实的意义。

一、传动系统的结构布局分析螺杆挤出机的传动箱由两大部分即减速部分和扭矩分配部分组成，这两部分的功能虽有不同，但它们紧密联系，有时还相互制约。

根据目前流行的结构看，其设计布置大致有两种方案，一种是将减速部分和扭矩分配部分很明显地分开，即所谓分离式；另一种是将二者合在一起。

图1所示为减速部分与扭矩分配部分明显分开的示意图。

右边是减速部分，左边是扭矩分配部分，各自独立成体系，中间用连接套(花键)连接起来。

其特点设计结构简单，对于同样的承载能力，减速部分可适当增大，承载能力也相应的增加，还可以对两部分的齿轮强度进行分别计算。

但双螺杆传动系统需要承受由机头传来的轴向力，由于输出轴的中心距的限制，承受轴向力的两个止推轴承组，一个在减速部分之前，另一个在减速部分之后，势必造成传动部分输出轴一长一短，并且同时承受扭矩和轴向力，这样对于长轴而言，其受力扭转角增大，挠度增大，同时由于传动装置由两部分组成，增加了装配难度，并且占地面积增加。

此结构使用于大功率且双螺杆中心距较大的机组。

这种布置可能采用标准减速器，因而简化了扭矩分配部分的设计制造工作量，但占用空间体积较大。

图1 减速部分和扭短分配部分分开的传动箱图2所示为减速部分与扭矩分配部分合一。

由电机传来的扭矩经齿轮Zl、Z2、Z3、Z4传至螺杆Ⅰ，而经由齿轮Zl、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8传给螺杆Ⅱ。

一种双螺杆挤出机温控系统及其使用方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010429541.1(22)申请日 2020.05.20(71)申请人苏州威瑞成新材料有限公司地址 215134 江苏省苏州市相城区渭塘镇凤凰泾村(72)发明人唐强　李世平　王克成　王少强　(74)专利代理机构佛山粤进知识产权代理事务所(普通合伙) 44463代理人耿鹏(51)Int.Cl.B29C 48/92(2019.01)B29C 48/80(2019.01)B29C 48/82(2019.01)(54)发明名称一种双螺杆挤出机温控系统及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种双螺杆挤出机温控系统及其使用方法，包括：两个螺杆，包裹螺杆的壳体，两个螺杆轴向平行排布，两个螺杆上相邻的螺旋叶片平行；壳体厚度方向分为温控层以及防护层，温控层为空心层体，温控层与壳体内部空间相邻，防护层位于温控层远离壳体内部空间一侧；温控层内部设有间隔排布的若干温度传感器，温度传感器测量方向朝向壳体内部空间，温度传感器附近设有温控机构，温控机构位于温控层层体内部温控机构与温度传感器一一对应；温控机构包括冷水管以及热水管，冷水管以及热水管管壁紧贴温控层靠近壳体内部空间的层壁，本发明能够对螺杆轴线上各位置处温度进行监控，并视情况进行温度调节。

权利要求书2页说明书8页附图4页CN 111605162 A 2020.09.01C N 111605162A1.一种双螺杆挤出机温控系统，包括：两个螺杆，包裹所述螺杆的壳体，其特征在于：两个所述螺杆轴向平行排布，两个所述螺杆上相邻的螺旋叶片平行；所述壳体厚度方向分为温控层以及防护层，所述温控层为空心层体，所述温控层与所述壳体内部空间相邻，所述防护层位于所述温控层远离所述壳体内部空间一侧；所述温控层内部设有间隔排布的若干温度传感器，所述温度传感器测量方向朝向所述壳体内部空间，所述温度传感器附近设有温控机构，所述温控机构位于所述温控层层体内部所述温控机构与所述温度传感器一一对应；所述温控机构包括冷水管以及热水管，所述冷水管以及热水管管壁紧贴所述温控层靠近所述壳体内部空间的层壁。

浅谈双螺杆挤出机温度控制系统的设计与优化

浅谈双螺杆挤出机温度控制系统的设计与优化摘要：双螺杆挤出机温度控制系统通常存在大扰动、非线性以及滞后性等特点，拥有固定参数的传统PID控制策略控制效果并不理想，为此提出了一种基于模糊神经网络PID控制的温度控制方法，对于现场无法充分预估的情况，该控制方法能够根据具体情况对PID参数做出适当调整。

首先介绍了双螺杆挤出机温度采集与控制系统组成，将模糊控制理论、神经网络控制与传统PID控制相结合，利用模糊控制和神经网络对PID参数实现在线实时调整。

最后，将模糊神经网络PID控制与常规PID和模糊PID控制进行仿真对比，模糊神经网络PID控制对螺杆机温度控制效果更佳，采用该控制方法可以大大提高产品合格率。

关键词：双螺杆挤出机；温度控制系统；模糊PID控制；设计与优化引言双螺杆挤出机是塑料生产中普遍使用的加工设备之一，双螺杆挤出机运行的稳定性、各参数控制精确性对于双螺杆挤出机正常运行以及挤出产品产量和质量均有重要影响。

采用智能计算机控制算法控制加热器和冷却器的开关，对双螺杆挤出机温度控制系统进行设计和优化，确保温度在设定范围内，从而保证双螺杆挤出机的正常工作。

比例积分微分（PID）控制经过数十年的发展，在各领域得到了广泛应用，尤其在恒温恒压控制方面。

随后发展起来的模糊PID控制使PID 控制的性能极大提升，模糊PID控制的优点是不依赖于控制对象数学模型的精确性，可根据制定的规则实现自适应控制。

1双螺杆挤出机温度采集与控制系统组成在挤出物料过程中，要控制双螺杆挤出机各段温度保持在一定范围内，并且各段之间要有温度梯度，以利于物料的塑化和混合。

因此，双螺杆挤出机的温度控制是通过对各段配置的温度采集器以及加热和冷却装置实现分段控制。

各段温度控制系统结构功能基本相同，以其中一段控制系统为例，其基本组成（见图1）。

通过高精度的温度采集传感器采集该段的实时温度，通过模拟信号采集卡将数据传输至计算机，计算机内部温度控制软件将当前温度与设定温度进行对比，通过智能控制算法调节电加热器开关的固态继电器和控制冷却水进出的电磁阀，实现对温度的闭环控制（见图2）。

双螺杆膨化挤出机的设计

安徽农业大学毕业论文（设计）论文题目双螺杆膨化挤出机的设计姓名学号 05110013 院系工学院专业机械设计制造及其自动化指导教师职称教授中国·合肥二oo九年六月目次1 引言 (1)2 工作原理和工作图 (1)2.1 工作原理 (1)2.2 结构工作图 (2)3 螺杆和机筒的设计 (2)3.1 螺杆直径D和驱动功率P (2)S3.1.1 螺杆直径D的确定 (2)S3.1.2 驱动功率P的确定 (3)3.1.3 中心距A (3)3.2 螺杆各段主要参数的确定 (3)3.2.1 加料段L的确定 (3)13.2.2 压缩段L (3)23.2.3 均化段 (3)3.3 螺纹形状的确定 (4)3.4 螺杆的螺纹头数及结构 (4)4 机筒结构设计和搅拌设备结构设计 (4)4.1 机筒和加料口的设计 (4)4.1.1 机筒的设计 (4)4.1.2 加料口的设计 (5)4.1.3机筒与机头的连接形式 (5)4.2 螺旋搅拌混合送料调节装置的设计 (5)4.2.1 螺旋加料装置 (5)4.2.2 搅拌容器的设计和选用 (6)5 加热与冷却装置的设计 (6)5.1 挤出机的加热系统 (6)5.2 挤出机的冷却系统 (7)6 传动装置的设计 (7)6.1电动机的选择 (7)6.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (8)6.2.1 传动装置的总传动比 (8)6.2.2 分配传动装置传动比 (8)6.2.3 计算传动装置的运动和动力参数 (8)6.2.4各轴转速 (8)6.2.5 各轴的输入功率 (8)6.2.6 各轴输入转矩 (8)6.3 传动零件的设计 (9)6.3.1 联轴器 (9)6.3.2 齿轮传动的设计 (9)6.3.3 轴的设计 (18)6.4 平衡块的选择 (28)6.5 润滑及密封 (28)6.5.1 齿轮的润滑 (28)6.5.2 滚动轴承的润滑 (28)6.5.3 轴外伸处的密封 (28)结论 (29)致谢 (29)参考文献 (29)外文摘要 (30)双螺杆膨化挤出机的设计作者：指导老师：安徽农业大学工学院 05机械设计制造及其自动化合肥 230036摘要：双螺杆挤出机的应用现今非常广泛，因此它成为人们研究的焦点。

螺杆泵挤出机挤出压力测控系统设计及验证

螺杆泵挤出机挤出压力测控系统设计及验证乐发达;张家梁;杨建国;吕士银【摘要】为了提高负极片自动化生产线涂膏工序中螺杆泵挤出机挤出锌膏的质量精度,设计了挤出机锌膏挤出过程压力闭环测控系统.介绍了测控系统组成结构及原理.以工控机、USB数据采集卡、微型压力传感器、电气比例阀等其他硬件搭建了测控系统的硬件平台,编写了基于LabVIEW的测控系统软件,并详细介绍了其运行流程、控制算法原理以及前面板组成模块.该测控系统已在自动化生产线上进行了工程实验,实验结果表明系统运行稳定可靠、闭环控制效果良好,具有良好的应用前景及推广价值.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】4页(P249-251,256)【关键词】螺杆泵挤出机;LabVIEW;闭环控制;自动化生产线【作者】乐发达;张家梁;杨建国;吕士银【作者单位】东华大学机械工程学院,上海201620;东华大学机械工程学院,上海201620;东华大学机械工程学院,上海201620;上海空间电源研究所,上海200245【正文语种】中文【中图分类】TH16基于螺杆泵的锌膏挤出设备（以下简称“螺杆泵挤出机”）是负极片自动化生产线上的关键设备，涂膏工序也是负极片成型的关键工序。

根据相关技术规定，负极片产品要求平整无缺口、质量精度要求为±0.1g，涂膏过程的连续性和均匀性是直接影响极片成型质量的重要因素[1]。

螺杆泵挤出机锌膏挤出过程原理，如图1所示。

气压缸提供动力将料筒里面的锌膏压入螺杆泵容腔，电机驱动螺杆，处于压力下的锌膏在不断旋转的螺杆作用下，源源不断地沿着螺旋凹槽前进，最后从膏嘴流出，在三维移动平台的带动下进行涂膏工序[2]。

在自动化生产的过程中每次涂膏的时间是提前设定即是固定的，因此影响负极片产品质量误差因素为锌膏从膏嘴挤出的速度。

锌膏的挤出速度与螺杆泵挤出机的锌膏出口处压力大小有着重要的联系。

对于遵循幂律模型的假塑性流体来说，压力波动幅度对挤出流率波动的影响关系式为[3]：式中：δp—压力波动值；δQ—流率波动值；n—膏体的非牛顿指数。

双螺杆挤出机原理

双螺杆挤出机原理双螺杆挤出机是一种常用于塑料加工的设备，它的作用是将塑料颗粒或粉末加热压缩并挤出成型。

本文将从双螺杆挤出机的结构、工作原理、优点和应用等方面进行阐述。

一、双螺杆挤出机的结构双螺杆挤出机由机身、螺杆、马达、控制系统等部分组成。

其中，螺杆是双螺杆挤出机的核心部件，包括主螺杆和副螺杆。

主螺杆是整个挤出过程的主导者，它的作用是将物料从喂料口送入融化和塑化区，然后再将熔融物料挤出成型。

副螺杆是作为辅助的角色，主要起到混合物料、提高塑化效果等作用。

二、双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的工作原理是：当物料从喂料口进入挤出机后，主螺杆和副螺杆将物料压缩并加热，使其在细小的缝合处塑化成为熔融状态。

这时，由于主螺杆周围的套筒具有多个节温点，可以根据需要精确调节丝杆周围的温度，保证物料的塑化效果。

完成塑化后，经过打气孔和过滤器的过滤，物料再被挤出成型，最终形成所需要的产品。

三、双螺杆挤出机的优点与单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机具有更高的生产效率和更好的均质性。

双螺杆挤出机在塑料及橡胶加工方面有着较强的适应性，可以满足不同塑料材料加工的需求。

它还可以应用于复合材料、合金塑料、颗粒等多种材料的加工。

四、双螺杆挤出机的应用双螺杆挤出机广泛应用于各种塑料制品的生产中，例如PE管材、PVC管材、PP-R管材、PE板材和PVC板材等，还可以应用于制造塑料包装袋、塑料注塑制品、塑料薄膜等。

以上就是双螺杆挤出机的原理和应用方面的一些基本介绍。

双螺杆挤出机已经成为塑料加工生产中不可或缺的一部分，其高效率、高产能，使得它在不同领域应用越来越广泛。

双螺杆挤压机模糊控制系统设计及其工程实现的开题报告

双螺杆挤压机模糊控制系统设计及其工程实现的开题报告一、研究背景及意义随着工业化的发展和科技的进步，双螺杆挤压机已成为制造化学物质的主要设备之一，广泛应用于橡胶、塑料、食品等行业。

但是，在挤出加工过程中，受到原材料特性、挤出机结构、加工参数等多种因素的影响，很难精确控制挤出产品的质量和生产效率。

因此，研究双螺杆挤压机数学模型及控制方法，具有重要的理论和实际意义。

目前，国内外对双螺杆挤压机的研究主要包括数学建模、控制算法和实验研究等方面。

传统的PID控制和反馈控制法在控制双螺杆挤压机中存在着响应速度慢、控制精度不高、抗扰性差等问题。

而模糊控制技术因其具有自适应、非线性、鲁棒性强等特点，已成为双螺杆挤压机控制中的研究热点之一。

因此，本文拟设计一个双螺杆挤压机的模糊控制系统，以提高其控制效果和生产效率。

二、研究内容和方法本文主要研究双螺杆挤压机的模糊控制系统设计及其工程实现。

具体研究内容包括：1. 建立双螺杆挤压机数学模型，分析其控制特点和难点。

2. 设计基于模糊控制的双螺杆挤压机控制系统，包括模糊控制器参数设计、控制规则库的建立和模糊综合评估方法的确定。

3. 利用Matlab/Simulink进行仿真验证，研究模糊控制系统的控制效果和鲁棒性。

4. 在实际双螺杆挤压机生产线中进行工程实现和测试，探究模糊控制系统在实际生产中的可行性和实用性。

本文的主要研究方法包括理论分析和仿真实验。

通过对双螺杆挤压机的数学模型进行研究和分析，设计模糊控制器，建立控制规则库，以达到对双螺杆挤压机控制的精确度和效率的要求。

并通过Matlab/Simulink进行仿真实验，检验控制策略的有效性和鲁棒性。

最后在实际生产线上进行实际测试，验证控制策略的实用性。

三、研究预期成果本文主要实现了双螺杆挤压机的模糊控制系统设计及其工程实现。

预期的研究成果包括：1. 建立了双螺杆挤压机的数学模型，分析了其控制特点和难点。

2. 设计了基于模糊控制的双螺杆挤压机控制系统，并通过仿真和实验验证了其控制效果和鲁棒性。