毕业设计(论文)双螺杆挤出机
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。
本科毕业设计论文--sj9025挤出机设计
摘要塑料挤出机简称挤出机(压出机),它是塑料加工过程中的主要设备之一,挤出机是成型生产线中的主机,它的作用是剪切塑化物料并运输,并为制品成型提供所需要的压力。
挤出机可用于成型管材、棒材、板材、片材、薄膜、单丝电缆、中空制品、异型材、各种复制品等,此外,螺杆挤出机还大量用于进行聚合物的造粒、脱水、共混、增强、反应挤出、合金化、喂料及色母料等作业。
以挤出为基础,配合吹塑拉伸等工艺完成所需工艺产品的塑造。
采用螺杆挤出聚合物距今已有100多年的历史。
这种加工方法在聚合物加工工业中占有十分重要的地位。
据统计,全球60%以上的产品都是用螺杆挤出法来加工的。
挤出成型制品的产量远高于其他聚合物制成品。
随着聚合物加工工业的飞速发展,螺杆挤出装备的技术发展和进步收到了人们更多的关注。
与其他成型方法相比较,聚合物的螺杆挤出成型法具有一些突出的特点,如生产过程连续;生产效率较高;适用范围广,其不仅能用于加工几乎所有的热塑性塑料制品,而且也能用于挤出一些热固性材料。
此外,螺杆挤出设备通常结构较为简单、操作容易,而且投资少,效率快。
因此,螺杆挤出成型法已成为目前最广泛采用的一种聚合物成型加工方法,螺杆挤出设备也理所当然成为聚合物成型加工机械中的最重要的机种之一。
挤出机的分类通常是按照螺杆数目分为:单螺杆挤出机,双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。
其中前两类目前应用最广泛。
此外,也可以按用途分类:造粒挤出机、排气脱挥式挤出机、喂料挤出机、传递混炼挤出机,按结构特点分为:磨盘式挤出机、可视化科研挤出机、电磁动态塑化挤出机、自热式高速挤出机、立式挤出机、阶式多级挤出机等,以上机型还可有通用机和专用机之分。
常规型单螺杆挤出机,易操作、造价低因此在聚合物加工工业有着广泛的应用。
但它存在混合、分散和均化效果差,物料温差大和难以吃粉料等不足外。
因此,通常只适用于一般性造粒和塑料制品的加工。
目前,欧美等国单螺杆挤出机应用的比例是:平模及片材10%;异型材20%;发泡材30%~40%;吹膜100%;单丝100%;配混10%本次设计是关于SJ90-25系列的单螺旋挤出机。
双螺杆挤出机安全操作规程范文(二篇)
双螺杆挤出机安全操作规程范文1. 引言本文旨在为双螺杆挤出机的安全操作提供详细的规程,以确保生产过程中的安全,并降低事故风险。
本规程适用于所有使用双螺杆挤出机的工作人员。
2. 设备准备2.1 在使用双螺杆挤出机前,确保工作区域干净整洁,清除任何杂物。
2.2 检查双螺杆挤出机的供电线路,确保连接稳固,无损坏。
2.3 检查润滑油箱的油位,必要时进行添加。
确保润滑系统正常工作。
2.4 检查冷却系统的水位,及时清洁冷却器,确保冷却效果良好。
2.5 检查双螺杆挤出机的滑动表面和传动装置,确保工作平稳,无杂音。
3. 个人防护装备3.1 在操作双螺杆挤出机时,务必佩戴符合标准的个人防护装备,包括安全帽、防护眼镜、防护手套和防护鞋等。
3.2 在操作双螺杆挤出机时,长发必须束起,并佩戴适当的头巾。
3.3 在操作双螺杆挤出机时,操作人员必须穿戴合适的工作服,不能穿戴过于宽松的衣物,以防止被卷入机械零件。
4. 操作程序4.1 在启动双螺杆挤出机之前,确保所有螺杆都处于停止状态。
4.2 打开供电开关,并观察面板上的指示灯是否显示正常。
4.3 按照所需的生产工艺参数,设定双螺杆挤出机的温度和转速。
4.4 在启动双螺杆挤出机之前,确保送料系统处于正常工作状态。
4.5 启动双螺杆挤出机后,观察是否有异常情况发生,如异味、烟雾等。
4.6 在生产过程中,严禁将手指或其他物品伸入双螺杆挤出机的进料口。
5. 故障处理5.1 如果双螺杆挤出机发生堵塞,切勿使用手指或其他尖锐物品清除堵塞物。
应按照操作手册中的指示,采取正确的清理方法。
5.2 如果双螺杆挤出机发生漏料,立即停机,并按照操作手册中的指示进行排除故障。
5.3 如果双螺杆挤出机发生异常声音或振动,应立即停机,并检查机械部件是否有损坏。
6. 停机程序6.1 在停机前,首先将生产工艺参数恢复到初始状态。
6.2 关闭供电开关,停止双螺杆挤出机的供电。
6.3 清洁双螺杆挤出机的工作区域,将设备表面上的杂物清除干净。
毕业设计-双螺杆挤出机开题报告(含全套CAD图纸)
毕业设计-双螺杆挤出机开题报告(含全套CAD图纸)本科毕业设计(论文)开题报告学院,部,: 机械工程学院专业: 机械工程及自动化学生姓名: 班级: 学号指导教师姓名: 职称- 3 -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。
加料挤出系统整体方案设计- 4 -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)。
双螺杆挤出机的结构设计
本科学生毕业设计双螺杆挤出机的结构设计系部名称:机电工程学院专业班级:学生姓名:指导教师:职称:The Graduation Design for Bachelor's Degree The structure design of twin screwextruderCandidate:Specialty:Class:Supervisor:摘要本篇毕业设计论文主要是双螺杆挤出机进行研究,从传动系统,挤出机的机构,加热冷却系统,控制系统方面进行研究。
双螺杆挤出机是通过电机将动力传给带轮,经过两级减速器减速,通过双联齿轮的变速传给螺杆。
为了满足变速范围的要求,采用的是普通电机变频无机调速。
此设计在传动比的分配,齿轮和轴的选择,带轮的选择,螺杆选择等方面进行了计算和研究。
从技术经济学的角度保证了造价的便宜。
关键词:双螺杆挤出机;控制系统;挤压系统;传动系统;加热冷却系统AbstractTwin-screw extruder is researched in this graduation paper ,from which is mainly about the transmission system, the organization of extruding machine, the heating and cooling system and the control system .The power of the twin-screw extruder is transferred to the screw rod by the band pulley first from the electrical machinery, then by two decelerating gears, and finally by the twin speed changing gear In order to meet the requirement of speed changing scope, the ordinary electrical machinery is used to change the frequency and speed. For the ease of disassembling, the cylinder is arranged in half type structure and divided into three sections to heat and cool. The solenoid valve and the sensor is applied to control the speed of the cooling water, which keeps the temperature in the working range. The paper has done some research and calculation in the velocity ratio assignment, the selection of gears, axes, band pulley, and screw rod, which makes the cost of the construction least from the point view of technical economics.Keywords:twin-screw extruder; control system; extrusion system; drive system; heating and cooling system目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1挤出机的介绍 (1)1.2挤出机的现状及发展趋势 (1)1.3双螺杆挤出机的组成 (2)1.4双螺杆挤出机的主要技术参数 (2)第2章方案确定 (3)2.1设计的任务 (3)2.2方案的拟定及确定 (3)2.2.1整体方案的拟定 (3)2.2.2机筒和螺杆的材料 (4)2.2.3加热系统 (5)2.2.4冷却系统 (5)2.2.5传动系统 (5)第3章设计计算 (6)3.1电机选择及传动系统的设计 (6)3.1.1 设计参数 (6)3.1.2选取电机 (6)3.1.3传动系统设计 (6)3.1.4传动比的分配 (6)3.2各级齿轮齿数确定及校核 (7)3.2.1确定齿数时应注意的问题 (7)3.2.2输入轴上齿轮的设计 (7)3.2.3Ⅱ轴Ⅲ轴上一对齿轮的设计 (11)3.2.4计算输出轴上的小齿轮 (14)3.3轴的设计及校核 (18)3.3.1轴径的计算 (18)3.3.2轴的校核 (18)3.4V带传动设计 (21)3.5挤压系统设计 (23)3.5.1螺杆设计 (24)3.6冷却装置 (25)第4章电气控制 (26)第5章技术经济分析 (30)5.1技术经济分析的必要性 (30)5.2双螺杆挤出机的总体设计 (30)5.3双螺杆挤出机的使用要求与性能指标分析 (30)5.3.1总论 (30)5.3.2功能性要求 (31)5.3.3经济性要求 (31)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录1 (37)附录2 (38)第1章绪论1.1挤出机的介绍视频挤压概括的说就是将食品物料置于挤压机的高温高压状态下,然后突然释放至常温常压,使物料内部结构和性质发生变化的过程。
双螺杆挤出机论文:ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究
双螺杆挤出机论文:ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究【中文摘要】在石化企业大型挤压造粒机组中,通常采用双螺杆挤压造粒机组实现对合成树脂的造粒。
企业为了适应市场需求不断提高产能,需要对现有设备进行技术创新,提高设备的利用率以及合成树脂的产量和品质。
所以,现有设备的技术改造对提高造粒机组的产量和工艺适应性有重大的现实意义和经济效益。
本文基于混炼能量等效原理对双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法进行研究,利用比能耗理论对造粒机组进行能效分析;采用有限元分析软件POLYFLOW对双螺杆挤出机的混炼段进行三维非等温流动数值模拟及统计学分析,并借助平均解聚功和修正Lyapunov指数等参量评价混炼流场的混合特性;讨论了产量、熔融指数与捏合块错位角、厚度以及混炼段长度之间的关系。
通过对模拟和实验结果的分析,得出以下几点结论:(1)调整捏合块的几何结构(如错位角、厚度)和混炼段的长度是双螺杆挤压造粒机组扩能改造的方法之一。
(2)在产量一定的条件下,错位角越大、捏合盘厚度越小,分布混合效果越好;捏合盘的厚度越大对分散混合越有利。
(3)当产量提高15%时,模拟和实验结果表明,通过增加两个捏合盘可以使最终混炼效果与提高产量前等效。
(4)熔融指数对混炼效果的影响与螺杆结构有很大关系,对于熔融指数较小的物料,可以通过加长混炼段来延长物料混炼时间,或者增加宽度较小的捏合盘来改变混炼流场的分布,从而改善分散和分布混合效果。
(5)从混炼机能量利用率,过滤网和模板温度控制等方面提出扩能降耗的运行措施。
【英文摘要】Twin-screw extrusion granulator was usually used to achieve the synthetic resin granulation in the petrochemical unit. For the purpose of increasing the production capacity to meet market demand, it is necessary to innovate the technology, improve the equipment, increase the output and quality of synthetic resin. Therefore, in order to improve the production output and process adaptability, capacity expansion of existing equipment is of great practical significance and economic benefits.In this paper, the capacity expansion method of twin screw extruder was studied based on the energy equivalence principle. Specific energy consumption was employed for the analysis of energy efficiency of the granulation unit. The finite element analysis software POLYFLOW was adopted to simulate three-dimensionalnon-isothermal flow field in the mixing section of twin-screw extruder. The mixing characteristics were evaluated by the parameters of average deagglomerating energy, the modified Lyapunov index, and so on. The relationship between production output, melt index, stagger angle, disc width and length of the mixing section was discussed. Based on the analysis andexperiments, the main conclusions are made as follows:(1) To adjust the geometry of kneading block (such as stagger angle and disc width) and the length of mixing section is one of the methods which study the capacity expansion of twin-screw extrusion granulator unit.(2) Small disc width and large stagger angle provide good distributive mixing performance when the production output is constant. The bigger the disc width is, the better the effect of dispersive mixing will be.(3) The analysis results show that the satisfied mixing performance can be obtained by adding two discs at the mixing section when the production output increases 15%.(4) The influence of melt index on mixing performance has a closed relationship with the screw structure. For the small melt index, mixing section length can be lengthened to extend the mixing time, or to add the smaller width disk to change the mixing flow field.(5) The measures of capacity expansion and energy consumption decreasing were proposed according to the energy efficiency of mixer, the filter and the temperature control of the template.【关键词】双螺杆挤出机分散和分布混合混炼等效扩能改造【英文关键词】twin-screw extruder dispersive and distributive mixing equivalent mixing performance capacity expansion【备注】索购全文在线加我:1.3.99.3.8848 同时提供论文一对一写作指导和论文发表委托服务【目录】ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究摘要5-6Abstract 6-7第1章 绪论12-23 1.1 选题背景及意义12-131.2 造粒机组的发展现状13-16 1.3 造粒设备扩能改造的研究进展16-181.4 混炼效果表征方法的研究进展18-211.5 本文的研究内容21-23第2章 挤压造粒机组混炼能效分析23-332.1 某石化企业塑料厂造粒机组基本概况23-24 2.2 造粒机组能效分析24-322.2.1 造粒机组的实际能耗及其构成25-272.2.2 造粒机组的理论能耗及其构成27-30 2.2.3 造粒机组的能量利用率30-312.2.4 造粒机组产能提升的改进措施31-322.3 本章小结32-33第3章 双螺杆挤压造粒机组混炼效果的表征体系及实验33-43 3.1 造粒机组混炼效果的评价指标33-36 3.2 混炼效果表征体系的实验评估36-423.2.1 实验方法、设备及原料配方36-383.2.2 实验结果分析38-42 3.2.3 模拟结果分析42 3.3 本章小结42-43第4章 ZSK300型双螺杆挤压造粒机组混炼段数值分析43-58 4.1 数值模拟软件POLYFLOW 概述43-454.2 捏合段模型的建立45-51 4.2.1 数学模型45-464.2.2 物理模型及网格划分46-51 4.3 捏合段的相关参数设置51-52 4.3.1 边界条件51 4.3.2 物性参数51-52 4.4 数值模拟结果分析52-56 4.4.1 混炼段聚合物熔体流场中的温度分布52-53 4.4.2 混炼段聚合物熔体流场中的压力分布53-55 4.4.3 混炼段聚合物熔体流场中的混合指数分布55-56 4.5 本章小结56-58第5章 ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造的混炼效果分析58-72 5.1 喂料速率对造粒机组产能提升能力的影响58-68 5.1.1 单一错位角的捏合块混炼效果58-60 5.1.2 混合错位角的捏合块混炼效果60-62 5.1.3 薄捏合块混炼效果62-64 5.1.4 加长捏合块后的混炼效果64-67 5.1.5 三段捏合块的混炼效果67-68 5.2 熔融指数对造粒机组产能提升能力的影响68-71 5.2.1 熔融指数概述68-69 5.2.2 熔融指数对混炼效果的影响69-71 5.3 本章小结71-72第6章结论与展望72-74 6.1 结论72-73 6.2 展望73-74参考文献74-79攻读硕士期间发表的论文和申请的专利79-80致谢80。
双螺杆挤出机的毕业设计全文
摘要本文是关于工业用塑料聚合物双螺杆挤出机的设计。
在工业上和实验室中,单螺杆和双螺杆挤出机都应用极其普遍,是塑料加工设备的重要元部件之一。
作为工业中使用的双螺杆挤出机,在设计过程中,除了要求能够完成固体输送、增压、熔融、熔体输送和泵压等一系列通用过程以外,还要求涉及到复合塑料与聚合物颗粒之间的混合,以及物料喂料量的控制。
物料喂料量的控制则是通过控制主螺杆及其辅助喂料螺杆的转速来完成的。
同时,双螺杆挤出机具有分布混合和分散混合效果良好、自洁作用较强、可实现高速运转、产量高等特点,特别适合聚合物的改性,如共混、填料、增强及反应挤出。
有利于增加挤出机的挤出产量,提高塑化质量。
关键词:双螺杆挤出机;塑料;同向啮合ABSTRACTThis paper is about the design of plastic polymer single-screw extruder that used in industry.The single-screw extruder is extensively used in the fields of industry and experiment,and it is one of the important units of polymer processing equipment.As a single-screw extruder used in industry,it requires to complete a series of general process such as transportation of solid,increase of pressure,melt,transportation of melt.Besides,it refers to mix the composite plastics and polymer grain,and the control of the material feed quantity.These are the innovations in this design.On the base of the design of common single-screw extruder,i increased two auxiliary feed screws which are used to transportate materials of composite plastics and used it to mix kinds of plastics.The control of the quantity of material feed is done by the control of the chief screw and the speed of auxiliary feed screws.Meanwhile,i used twin wedge-shaped thread section in the design of screw thread section.This is good to increase the outcome of the extruder, and to improve the quality of plasticity comparing with common tectangular thread section.Keyword: Single-screw Extruder; plastics; Industry目录第1章绪论 (1)1.1 塑料挤出成型概述 (1)1.2 塑料挤出成型设备的组成 (1)1.3 挤出机的分类 (2)1.3.1 分类方法 (2)1.3.2 各挤出机的结构特点及用途 (2)1.4 设计类型的确定 (3)第2章同向啮合双螺杆挤出机 (4)2.1 同向啮合双螺杆挤出机工作原理及其特性 (4)2.2 同向啮合双螺杆挤出机的主要技术参数和规格 (4)第3章同向啮合双螺杆挤出机主要零部件的设计 (7)3.1 主螺杆的设计 (7)3.1.1 螺杆的基本尺寸初步确定 (7)3.1.2 螺杆材料的选择 (8)3.1.3 螺杆设计计算 (8)3.1.4 螺杆的强度校核与计算 (11)3.1.5 螺杆的技术要求 (13)3.1.6 螺杆传动系统及止推轴承布置设计 (13)3.2 机筒的设计 (14)3.2.1 机筒的结构类型选择及特性 (14)3.2.2 机筒的结构尺寸设计 (15)3.2.3 机筒的材料选择 (15)3.3 螺杆与机筒的配合要求 (16)3.3.1 螺杆与机筒的配合间隙 (16)3.3.2 螺杆与机筒的对中性 (17)3.4 送料螺杆的设计 (17)3.5 分流板及过滤网 (18)3.5.1 分流板 (18)3.5.2过滤网 (18)3.6 料斗的设计 (19)3.7 挤出机电机的选择 (19)3.8 传动系统的设计 (19)3.8.1 传动方案的确定 (19)3.8.2 齿轮参数 (20)3.8.3 齿轮轴的确定 (26)3.8.4 轴承寿命校核 (38)3.8.5 键的校核 (39)3.8.6 箱体的设计 (41)第4章双螺杆挤出机辅助系统设计 (43)4.1 定量给料系统 (43)4.2 恒温系统 (43)4.3 真空排气系统 (43)4.4 电气控制系统 (43)4.4.1 直流调速系统 (44)4.4.2 加热控制系统 (44)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)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。
双螺杆塑料挤出机的设计
任务书学院(部):专业:中期报告开题报告说明:开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,此报告应在导师指导下,由学生填写,将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据,经导师审查后签署意见生效。
摘要本文是关于工业用塑料聚合物双螺杆挤出机的设计。
在工业上和实验室中,单螺杆和双螺杆挤出机都应用极其普遍,是塑料加工设备的重要元部件之一。
作为工业中使用的双螺杆挤出机,在设计过程中,除了要求能够完成固体输送、增压、熔融、熔体输送和泵压等一系列通用过程以外,还要求涉及到复合塑料与聚合物颗粒之间的混合,以及物料喂料量的控制。
物料喂料量的控制则是通过控制主螺杆及其辅助喂料螺杆的转速来完成的。
同时,双螺杆挤出机具有分布混合和分散混合效果良好、自洁作用较强、可实现高速运转、产量高等特点,特别适合聚合物的改性,如共混、填料、增强及反应挤出。
有利于增加挤出机的挤出产量,提高塑化质量。
关键词:双螺杆挤出机;塑料;同向啮合ABSTRACTThis paper is about the design of plastic polymer single-screw extruder that used in industry.The single-screw extruder is extensively used in the fields of industry and experiment,and it is one of the important units of polymer processing equipment.As a single-screw extruder used in industry,it requires to complete a series of general process such as transportation of solid,increase of pressure,melt,transportation of melt.Besides,it refers to mix the composite plastics and polymer grain,and the control of the material feed quantity.These are the innovations in this design.On the base of the design of common single-screw extruder,i increased two auxiliary feed screws which are used to transportate materials of composite plastics and used it to mix kinds of plastics.The control of the quantity of material feed is done by the control of the chief screw and the speed of auxiliary feed screws.Meanwhile,i used twin wedge-shaped thread section in the design of screw thread section.This is good to increase the outcome of the extruder, and to improve the quality of plasticity comparing with common tectangular thread section.Keyword: Single-screw Extruder; plastics; Industry目录第1章绪论 (1)1.1 塑料挤出成型概述 (1)1.2 塑料挤出成型设备的组成 (1)1.3 挤出机的分类 (2)1.3.1 分类方法 (2)1.3.2 各挤出机的结构特点及用途 (2)1.4 设计类型的确定 (3)第2章同向啮合双螺杆挤出机 (4)2.1 同向啮合双螺杆挤出机工作原理及其特性 (4)2.2 同向啮合双螺杆挤出机的主要技术参数和规格 (4)第3章同向啮合双螺杆挤出机主要零部件的设计 (7)3.1 主螺杆的设计 (7)3.1.1 螺杆的基本尺寸初步确定 (7)3.1.2 螺杆材料的选择 (8)3.1.3 螺杆设计计算 (8)3.1.4 螺杆的强度校核与计算 (11)3.1.5 螺杆的技术要求 (13)3.1.6 螺杆传动系统及止推轴承布置设计 (13)3.2 机筒的设计 (14)3.2.1 机筒的结构类型选择及特性 (14)3.2.2 机筒的结构尺寸设计 (15)3.2.3 机筒的材料选择 (15)3.3 螺杆与机筒的配合要求 (16)3.3.1 螺杆与机筒的配合间隙 (16)3.3.2 螺杆与机筒的对中性 (17)3.4 送料螺杆的设计 (17)3.5 分流板及过滤网 (18)3.5.1 分流板 (18)3.5.2过滤网 (18)3.6 料斗的设计 (19)3.7 挤出机电机的选择 (19)3.8 传动系统的设计 (19)3.8.1 传动方案的确定 (19)3.8.2 齿轮参数 (20)3.8.3 齿轮轴的确定 (26)3.8.4 轴承寿命校核 (38)3.8.5 键的校核 (39)3.8.6 箱体的设计 (41)第4章双螺杆挤出机辅助系统设计 (43)4.1 定量给料系统 (43)4.2 恒温系统 (43)4.3 真空排气系统 (43)4.4 电气控制系统 (43)4.4.1 直流调速系统 (44)4.4.2 加热控制系统 (44)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)充值后就可以下载此设计说明书(不包含CAD图纸)。
双螺杆挤出机分析
双螺杆挤出机分析一、双螺杆挤出机的类型世界上第一台用于热塑性塑料加工的双螺杆机是三十年代在意大利问世的。
六十年代双螺杆机开始飞速发展。
当时人们认识到它在大口径PVC硬管挤出、特殊配混过、双螺杆挤出机的类型工程塑料挤出和干混粉料挤出方面具有很大的优越性。
目前世界各国生产的双螺杆机,大多数都是由互相啮合的二根螺杆在8字形内腔的机筒内旋转。
如按二根螺杆的转向来分,可分为同向型和异向型;如按机器用途来分又可分为普通型和配混型。
此外,还可按照二根螺杆啮合与否、二螺杆轴线交角、啮合间隙大小(全擦式或非全擦式)、压缩比取得的方法等来划分。
二、双螺杆挤出机的特点反向旋转的双螺杆挤出机与单螺杆挤出机或与同向旋转的双螺杆挤出机比较,有以下几个特点:(1)适合硬聚氯乙烯粉料直接挤出成型。
扮料直接挤出成制品,对单螺杆挤出机来说,是比较困难的事,即使使用,产量和质量一般是比较低的;同向旋转的双螺杆挤出机,虽比单螺杆挤出机要好,但世界上目前大多数这种挤出机,还是用粒子料来加工成制品的。
因为同向旋转的双螺杆挤出机在挤压原理上与单螺杆相同,只不过是单螺杆的一个发展。
从螺杆的断面方向看,单螺杆的料流是圆形轨迹移动,而同向双螺杆的料流是沿着8字形的轨迹移动、反向旋转的双螺杆挤出机物料在螺杆内的移动情况则不一样。
啮合混炼的效采好,计量堆确,回流少。
相对单螺杆来说,有更大的长径比,有较大的传热面积。
所以塑化效果好。
同时辛辛纳蒂·米拉克朗工厂生产的双螺杆挤出机,都设置了其空排气系统。
以上这些原因对粉料直接挤出成型,造成了有利的条件。
据奥地利介绍,这个厂生产的设备,在聚氯乙烯加工中,已占世界总产量11勺15%。
双螺杆挤出机另外还有一个特点,它能够加工某些单螺杆挤出机难以加工的材料,如润滑性过大,单螺杆挤出时出料量不均的那些材料。
双螺杆不限于加工聚氯乙烯,只要更换不同形式的螺杆,同样能生产各种热塑性塑料。
(2)塑化好,温度容易控制,制品质量稳定。
双螺杆同向挤出机实验报告
双螺杆同向挤出机实验报告双螺杆同向挤出机是一种采用双螺旋桨构成的挤出机,其中两个螺旋桨的方向相同,可以用来处理高粘度材料。
双螺杆同向挤出机的应用范围非常广泛,包括食品、医药、化工等领域。
本实验旨在研究双螺杆同向挤出机的工作原理和流动特性,并对其进行实验验证。
一、实验原理双螺杆同向挤出机是由两个同方向旋转的螺旋桨组成,螺旋桨上有连续的螺旋腔室。
当螺旋桨旋转时,物料在螺旋腔室中不断前进,同时从前端出口处挤出。
双螺杆同向挤出机的工作原理是将无规则排列的分子链在双螺杆的作用下进行拉伸和排列,从而获得一定的物理性能,比如提高材料的强度、韧度、耐磨性等。
其流动特性主要通过物料在螺旋腔室中的运动来体现,通常可以通过流量、压力等参数来控制其流动特性。
二、实验仪器与材料实验仪器:双螺杆挤出机、电子天平、数字摄像机等。
实验材料:塑料颗粒等高粘度材料。
三、实验步骤1、准备实验材料:选择适当的塑料颗粒,将其称量并记录其重量。
2、开机前检查:检查双螺杆挤出机的所有部件是否完好无损,并查看电源和机器连接是否安装正确。
3、开机操作:将塑料颗粒加入到挤出机中,启动挤出机,并设置合适的温度、转速等参数,控制挤出机的流量和压力等参数。
4、观察实验结果:观察挤出机的挤出情况,记录流量、压力等参数,并拍摄照片和视频等资料。
5、清洗维护:完成实验后,关闭挤出机并进行清洗和维护,保证挤出机的良好状态。
四、实验结果与分析经过实验测试,我们得出了双螺杆同向挤出机的流量、压力等参数,并观察到了材料在挤出过程中的变化情况。
观察结果表明,在适当的温度和转速等条件下,双螺杆同向挤出机可以有效地处理高粘度材料,实现材料的拉伸和排列,提高其物理性能。
同时,通过调节挤出机的流量和压力等参数,可以控制材料的流动特性,实现不同形状和尺寸的挤出效果。
五、结论与展望本实验通过对双螺杆同向挤出机的实验研究,探讨了其工作原理和流动特性,并验证了其在高粘度材料处理中的应用前景。
BCCH125型双螺杆挤压机
①熟悉螺杆挤压技术的发展历程,特别是双螺杆挤压技术;
②完成BCCH125型双螺杆挤压机的产品的三维设计;
③完成BCCH125型双螺杆挤压机系统参数优化;
④利用UG软件完成BCCH125型双螺杆挤压机系统运动仿真;
⑤完成BCCH125型双螺杆挤压机装配图和关键零部件工程图的绘制。
Keywords: 3D design; parameter optimization; ing;
1
1.1
挤出成型是塑料加工工业中最早的成型方法之一。早在19世纪初期,挤出机就用于生产铅管、面条。1936年第一台应用于谷物加工的单螺杆挤压蒸煮机问世,第一次生产出了膨化玉米圈,40年代初,随着挤压技术的发展,挤压机应用在食品领域进一步扩大,种类繁多的大量方便食品、即席食品、小吃食品、断奶食品、儿童营养米粉等挤压方便产品相继问世。50年代初,迅猛发展的挤压蒸煮由于省时省力,几乎取代了当时的饼干烘烤。在处理淀粉上也取得了较好的糊化效果。60年代中期,挤压机进一步完善,应用HTST(高温高压短时杀菌)挤压机对食物进行有效热处理、杀菌、钝化酶活力,并且证明了挤压手段对营养破坏较少。同时挤压领域进一步扩大,应用到生产家畜饲料、鱼类饲料、植物组织蛋白。并且对所有挤压机的结构设计、工艺参数、挤压过程机理进行了研究,挤压设备由单螺杆发展到双螺杆以适应不同的生产领域。到了70年代,许多国家纷纷开展挤压机理的探讨,进一步研究各种谷物及蛋白类食物在挤压过程中的一系列变化,以及挤压食品的营养吸收问题。出现了谷物油、种子蛋白、肉、调味剂等。同时挤压技术在新领域中应用又有了扩展,如应用于水产品、仿生产品、调味剂、乳品、糖果制品、巧克力制品、方便面等食品加工、到了80年代,深入分了双螺杆挤压机的结构特点,指出双螺杆挤压机在食品加工中具有广阔的应用前景,并从物料的流变性能出发对均化段进行了数字仿真(1989),得出了该段的数学模型。J .M. Haper在论文中将螺杆分为最基本的三段式结构:喂料段、挤压段和均化段。他认为:在喂料段物料输送速度和压力取决于相互接触的物料和机筒以及螺杆表面之间的摩擦,挤压段发生的变化最为复杂,该段是计算机仿真的重点。目前各个国家均对挤压技术进行了深入研究。采用挤压技术在我国已有悠久历史,但是由于种种原因长期以来一直停留在爆米花的手工业状态,从70年代中期开始,尤其近些年,我国挤压技术得到了很大的发展,随着人民的生活水平的提高和饮食结构变化,随着对挤压机的不断深入研究,挤压食品的品种和产量也将与日增多,并朝着高效节能、产品风味多样化和美味化发展。
双螺杆挤出机挤出机头设计
2014届毕业设计(论文)课题任务书专业:机械制造及自动化指导教师学生姓名课题名称双螺杆挤出机挤出机头设计内容及任务1. 完成此挤出机总装配图一张,加料装配图、零件图2-3张(包括加料螺杆以及相关零件图),工程绘图量不少于折合成图幅为零号图纸3张。
2. 编写50页以上且符合要求的设计说明书。
(用电脑打印)3. 用中英文书写设计说明书的摘要部分。
4. 翻译相关的外文资料,译文字数不少于3000字中文(用电脑打印)拟达到的要求或技术指标1.掌握常用塑料的加工工艺过程;2.掌握塑料挤出机设计的原理和方法;3.初步掌握科技论文的翻译;4.运用机械设计手册,双螺杆挤出机的总体设计;5。
掌握常用的CAD软件,并能熟练运用一种CAD软件设计;6。
了解塑料挤出机现状和发展趋势。
进度安排起止日期工作内容2012.1结合课题任务情况,熟悉课题内容,查阅文献资料,撰写一篇1500-2000资左右的文献综述,完成开题报告。
2012.2.21—3.6由指导老师审阅开题报告,并去工厂实习学习,初步了解双螺杆挤出机的结构。
2012.3.7—3.27 开始构思毕业设计,确定设计方案,并绘制装配草图。
2012.3.28----4.24完成装配图和零件图的绘制并用CAD输出。
2012.4.25---5.8 翻译一篇与毕业设计内容相关的外文。
2012.5.9---5.29 撰写设计说明书,修改图纸。
2012.5.30—6.10 准备进行毕业答辩主要参考资料1.北京化工大学、华南理工大学.塑料机械设计.第二版,轻工业出版社,1995年2.塑料成型工艺学.第一版,轻工业出版社,1993年3.“塑料科技”中的连载“双螺杆挤出机及其理论基础”4.王加龙.热塑性塑料挤出生产技术.化学工业出版社,20035. 一些中外文资料教学部意见签名:年月日学院主管领导意见签名:年月日。
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。
锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计优秀论文完整版
锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计优秀论文完整版目录前言…………………………………………………………………11 概述…………………………………………………………………21.1 塑料挤出机概述……………………………………………………21.2 双螺杆挤出机的发展………………………………………………31.3 双螺杆挤出机的组成………………………………………………41.4 双螺杆挤出机的分类、工作原理…………………………………41.4.1 双螺杆挤出机的分类…………………………………………………………41.4.2 双螺杆挤出机的工作原理……………………………………………………51.5 锥形双螺杆挤出机…………………………………………………71.5.1 锥形双螺杆挤出机的发展……………………………………………………71.5.2 锥形双螺杆挤出机工作原理及性能用途……………………………………81.5.3 锥形双螺杆挤出机组的组成…………………………………………………91.6 塑料挤出机的发展趋势…………………………………………102 锥形双螺杆挤出机的结构…………………………………………122.1 挤压系统…………………………………………………………122.1.1 螺杆…………………………………………………………………………122.1.2 机筒…………………………………………………………………………132.2 加料装置…………………………………………………………132.3 机头………………………………………………………………132.4 加热冷却装置……………………………………………………142.5 传动系统…………………………………………………………15 锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计2.6 安全保护装置 (153)锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计………………………………173.1 设计挤出系统需要考虑的问题…………………………………173.2 锥形双螺杆的类型………………………………………………183.3 螺杆参数的确定…………………………………………………203.3.1 螺棱、螺槽断面形状…………………………………………………………203.3.2 螺槽深度……………………………………………………………………203.3.3 螺纹头数……………………………………………………………………213.3.4 螺棱厚度……………………………………………………………………213.3.5 螺棱间隙对挤出过程的影响因素…………………………………………213.3.6 螺杆转速的控制……………………………………………………………223.4 螺杆芯部温控系统的类型及选择………………………………223.4.1 螺杆芯部调温系统的类型…………………………………………………223.4.2 螺杆芯部温控系统的发展及选择…………………………………………233.5 加热冷却系统的选择……………………………………………233.5.1 加热装置………………………………………………………………………243.5.2 冷却装置……………………………………………………………………253.6 加料装置的选择…………………………………………………253.6.1 计量加料装置………………………………………………………………253.6.2 强制加料装置………………………………………………………………263.6.3 溢流加料装置………………………………………………………………273.6.4 加料装置的选择………………………………………………………………273.7 锥形双螺杆挤出机的传动系统…………………………………274 主要零部件的设计计算和强度校核……………………………294.1 螺杆的设计计算…………………………………………………294.1.1 螺杆直径D…………………………………………………………………294.1.2 螺杆长径比L/Dm……………………………………………………………294.1.3 螺槽深度h……………………………………………………………………29 24.1.4 螺杆轴线中心距a……………………………………………………………294.1.5 螺杆各功能段参数…………………………………………………………304.1.5.1 加料段参数…………………………………………………………………304.1.5.2 塑化段参数…………………………………………………………………314.1.5.3 排气端参数…………………………………………………………………314.1.5.4 挤出段参数…………………………………………………………………324.1.6 螺杆间隙的确定……………………………………………………………334.1.7 螺纹牙的形状………………………………………………………………344.1.8 螺杆的技术要求……………………………………………………………344.2 机筒的设计计算…………………………………………………354.3 螺杆的强度校核…………………………………………………364.4 机筒的强度校核…………………………………………………384.5 花键连接强度校核………………………………………………405 有关图纸展示……………………………………………………426 总结………………………………………………………………45参考文献致谢Conical twin-screw extruder extrusion system design ABSTRACT In plastics extrusion molding process industry occupies a very importantposition. Along with the development of industry polymer processing as one of themain polymer processing equipment of twin screw extruder have developed rapidly 锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计and its excellent workability gets more and more widely. Conical twin-screw extruder is completely different meshing type in parallel tothe rotation twin-screw extruder developed on the basis of a type with parallel visionto twin-screw extruder common advantage: screw groove sealed material conveyingthe mandatory Stay time distribution narrow Since the clean sex good Applicable topowder processing. Due to the particularity of the screw structure it besides haveparallel twin-screw advantages besides still have the advantages of large diameter forcharging: screw groove large volume with large quantity Screw slots for feedingsurface area average diameter and parallel twin-screw diameter is same surface areaas much heat large area be helpful for material transfer Screw groove volume withscrew material is gradually diminishing ensure the material compressing continuousgentle plasticizing Screw tail large diameter screw high strength Distribution centredistance gear gear the bearing capacity of large diameter screw axial force is smallwith powerfor parallel double screw it means half of thrust bearing life high Forsmall diameter screw extruder plastic melt under shear rate is low the risk of damageto heat suitable for the poor thermal stability of the materials. Conical twin-screw extruder during processing of temperature and shear sensitivematerial aspect shows itsunique advantages have become RPVC dry mixing powderextrusion processing of themain machine more and more widely applied in pipesplates profiles extrusion moldingproducts and RPVC powder granulation.KEY WORDS: Plastic extruder Conicaltwin-screw extruder Design ScrewMolding 锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计摘要挤出成型在塑料制品的成型加工工业中占有很重要的地位。
双螺杆挤出机的毕业设计(全套图纸)-44页word资料
1双螺杆挤出机设计概述1.1 双螺杆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。
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。
最后永切割的方法截断制品,以便储存和运输。
挤出成型加工的主要设备是挤出机,此外,还有机头口模及冷却定型、牵引、切割、卷取等附属设备。
其挤出制品都是连续的形体,在生产及应用上都具有多方面的优点。
据统计,在塑料制品成形加工中,挤出成型制品的产量约占整个塑料制品的50%以上。
所以,挤出成型在塑料制品成型加工工业中占有重要地位。
塑料在挤出机内熔融塑化,通过口模成为所需要的形状,经冷却定型而得到与口模断面形状相吻合的制品。
挤出成型是塑料加工工业中最早的成型方法之一。
早在19世纪初期,挤出机就用于生产铅管、面条。
早期的挤出机是柱塞式的,直到1936年才研制成功电加热的单螺杆挤出机,这就是现代塑料挤出机的起源。
同其他成型方式相比,挤出成型具有以下突出优点。
1.设备成本低,制造容易,因此投资少,见效快,占地面积小,生产环境清洁。
2.生产效率高。
挤出机的单机产量较高。
tpe双螺杆挤出机原理(一)
tpe双螺杆挤出机原理(一)TPE双螺杆挤出机介绍•TPE双螺杆挤出机是一种用于热塑性弹性体(TPE)材料加工的专用机器设备。
•本文将从原理、结构和应用几个方面来介绍TPE双螺杆挤出机。
原理•TPE双螺杆挤出机通过两条旋转同向的螺杆将TPE材料从进料口推动至出料口,并通过加热和加压使其熔化和塑性变形,最终得到所需形状的制品。
•具体原理包括:物料进料、熔化、混炼、挤出和冷却等过程。
结构•TPE双螺杆挤出机主要由电机、减速机、进料系统、螺杆系统、加热系统、过滤系统、挤出系统和控制系统等组成。
•电机提供动力,减速机将电机的高速旋转转换为螺杆的低速旋转,进料系统用于将物料送入挤出机,螺杆系统用于加工和挤出物料,加热系统提供热能使物料熔化,过滤系统去除杂质,挤出系统将熔化的物料挤出成型,控制系统用于控制整个过程。
应用•TPE双螺杆挤出机广泛应用于塑胶、橡胶、医疗器械、食品包装、建筑材料等行业。
•它能够加工出颗粒状、薄膜状、管状等多种形状的制品,如尼龙管、密封圈、鞋底、塑料颗粒等。
•TPE材料因其良好的柔软性、耐磨性和防滑性能,被广泛应用于汽车内饰件、电线电缆保护套、医用器械、玩具等领域。
总结•TPE双螺杆挤出机是一种重要的热塑性弹性体加工设备,具有广泛的应用前景。
•了解其原理、结构和应用可以帮助人们更好地理解和使用这一设备,为不同行业的生产提供更高效、精确和可靠的解决方案。
材料进料•TPE双螺杆挤出机的材料进料系统通常包括一台料斗和一个螺旋送料机。
•料斗用于存放TPE材料,螺旋送料机通过旋转螺旋将材料从料斗中送入挤出机的进料口。
•进料系统的设计和性能直接影响挤出机的生产效率和物料的均匀性。
熔化和混炼•TPE双螺杆挤出机中的螺杆系统是实现材料熔化和混炼的关键部分。
•在螺杆系统中,两条同向旋转的螺杆通过推压、搅拌和加热使TPE材料升温,融化并混合均匀。
•通过调节螺杆的转速和温度,可以控制材料的熔化程度和混炼效果,从而满足不同制品的要求。
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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。
根据制品的种类确定辅助设备的组成。
通常包括:机头、冷却系统、定量给料系统、电气控制系统、真空排气系统等。
控制系统由各种电器、仪表及执行机构组成。
根据自动化水平的高低,可控制挤出机、辅机的拖动电机及其他各种执行机构按所需的速度、功率和轨迹运行监控主辅机的流量、温度及压力,最终实现对整个挤出成型设备的自动控制和对产品质量的控制。
1.3 挤出机的分类1.3.1 分类方法随着挤出机的广泛应用和不断的发展,出现了各种类型的挤出机,其分类方法各异,主要有以下几种:按装置位置分为立式挤出机和卧式挤出机。
按可否排气分为排气挤出机和非排气挤出机。
按螺杆转速分为普通挤出机、高速挤出机和超高速挤出机按螺杆数目的多少和结构分为无螺杆挤出机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机。
按用途可分为配混造粒挤出机和生产制品用挤出机。
1.3.2 各挤出机的结构特点及用途(1)单螺杆挤出机单螺杆挤出机,造价低、易操作,但塑料混合、分散和均化效果差,滞留时间长且分布广,物料温差较大(指同一断面处)和难以吃粉料。
因此,它只适用于一般性造粒和塑料制品的加工。
(2)同向双螺杆挤出机双螺杆挤出机的特征是两根相互平行的组合式螺杆装在具有8 字形孔的机筒内。
如果两根螺杆旋转方向相同,称为同向型双螺杆挤出机。
根据两根螺杆的啮合型式不同,可分为啮合型和非啮合型两种,常用的为啮合型。
选用双螺杆挤出机的优越性:①生产能力大,根据理论计算,在同螺杆直径下,双螺杆挤出机生产量能达到单螺杆挤出机的4 倍(实测为24 倍)。
②能耗低,双螺杆挤出机的单位能耗仅约为单螺杆挤出机的1/31/2 左右。
③产品质量好,由于双螺杆挤出机的塑化、混炼性能好,在保证产品强度的条件下,原材料的消耗量下降约1/41/5。
双螺杆挤出机在欧美国家中应用的比例:管材100 板材90 造粒100 异型材80 平膜片材90 发泡材6070 同向双螺杆挤出机的显著特点是高效能和多功能。
高效能集中于高混炼、高扭矩、低能耗,特别适合工程塑料的共混改性、填充、增韧、增强。
多功能表现为螺杆的多种功能的组合,组成不同功能的螺杆形式,以适应不同塑料、树脂的挤出,特别是高性能对树脂和塑料合金的加工。
(3)异向双螺杆挤出机异向双螺杆挤出机的显著特点是:物料的输送能力和挤出能力比同向双螺杆挤出机的强,在同螺杆直径下,挤出量比同向挤出机一般高1 倍左右,物料在机筒内的滞留时间比同向机要短,并且剪切发热小,温差小,物料温度分布十分均匀,物料分散充分。
(4)锥形双螺杆挤出机双螺杆是异向啮合。
(5)多螺杆挤出机我国已开发出四螺杆反应混炼机。
它综合了捏合机、螺杆挤出机、缩聚反应器、混炼机、研磨机的特点。
1.4 设计类型的确定现在在工业生产中复合塑料的应用范围很广,本次设计的挤出机要可以对塑料混合、改性,主要用于生产以聚氯乙烯(PVC)为主料的复合塑料。
由于同向双螺杆挤出机具有分布混合及分散混合良好、自洁作用较强、可实现高速运转、产量高等特点,特别适用于聚合物的改性,如共混、填料、增强及反应挤出。
并且本次设计的挤出机主要用于复合塑料挤出,因此应设计同向啮合双螺杆挤出机。
第2 章同向啮合双螺杆挤出机2.1 同向啮合双螺杆挤出机工作原理及其特性同向啮合双螺杆挤出机与单螺杆挤出机一样,承担输送、塑化、混合和混炼聚合物的工作,但在工作上与单螺杆挤出机有许多不同点。
同向啮合双螺杆挤出机表现为物料的正位移输送特性。
所谓正位移输送特性是这移动的外部表面物质置换了系统中的部分液体的输送方式。
啮合同向双螺杆挤出机必须纵向开放,否则螺杆会因为发生干涉而不能正常啮合。
意味着螺槽的宽度一定要大于螺棱的宽度,在纵向留下一定的输送物料的通道。
纵向开放程度越大,正位移输送能力损失也越多,此时摩擦拖曳和粘性拖曳所起的作用越大。
但是无论开放程度多大,物料沿螺槽流动时在螺棱出仍然受阻而改变方向,因此具有一定的正位移输送能力。
由于螺槽纵向开放,由加料口到机头,两螺杆间有一通道,当物料由加料口加到一根螺杆上后,物料在摩擦拖曳作用下沿着这跟螺杆的螺槽向前输送物料至下方的楔形区,在这里物料会受到一定的压缩。
因螺棱比螺宽窄,那么另一根螺杆的螺棱不会把物料向前输送的道路堵死。
两根螺杆在楔形区有大小相等、方向相反的速度梯度,因此物料不会进入啮合区绕同一根螺杆继续前进而被另一螺杆托起,在挤出机机筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺杆的螺槽向前输送。
2.2 同向啮合双螺杆挤出机的主要技术参数和规格螺杆直径螺杆直径:即螺杆的外径,它是挤出机的重要参数,一般用D 表示,单位为mm,它表征挤出机挤出量的大小。
在设计或选用挤出机前,一般挤出机生产能力及转速已经确定,螺杆直径的选取主要是根据挤出机的产量来确定设计参数:生产以聚氯乙烯(PVC)为主料的复合塑料,最大产量为200Kg/h,最高转速为260r/min。
根据我国同向双螺杆挤出机基本参数表JB/T 5420-91和螺杆直径系列标准,取螺杆公称直径:D72mm。
螺杆中心距公称尺寸双螺杆中心距公称尺寸。
指平行布置两螺杆中心的距离,用a 表示,单位为mm。
根据螺杆直径、螺杆计量段螺纹槽深度和计量段啮合程度确定。
螺杆长径比螺杆长径比。
(L/D)来表示,即螺杆有效螺纹部分长度L 与螺杆外径D 之比,它可以表征螺杆的塑化能力和塑化质量,用(L/D)来表示,如下图2.1 所示:图2.1 螺杆示意图现代塑料挤出工业螺杆长径比较早期螺杆大,国内应用较多的长径比一般范围(1)是2025,多采用25,最长可达40 乃至更高。
螺杆长径比的增加有如下好处:(2)提高塑化质量,制品外观质螺杆加压充分,能提高塑料制品的物理机械性能。
量好。
(3)有利于类似于PVC 粉料挤管的成型。
(4)螺杆特性曲线斜率小,挤出量稳定,挤出量可以提高2040。
但螺杆长径比与很多因素有关,因此可以根据加工条件和实际需要再由试验确定,还可以由统计类比的方法来确定。
国产同向旋转挤出机的主要技术参数表JB/T 5420-91显示生产能力为300kg/h 的螺杆挤出机螺杆长径比L/D2832,取L/D30。
螺杆转速要求及范围螺杆转速范围:用nmax (最高转速)n min (最低转速)表示,其单位是r/min。
对挤出机速度要求有两方面,既能实现无级调速又要有一定的调速范围。
要求实现无级调速的目的是容易控制挤出质量并与辅机的一致配合;要求有一定的调速范围的目的是为了适应多种加工物料及满足多种工艺要求。
在实际生产中,因挤出机开始工作时,机头压力容易出现超常值,所以螺杆转速应缓慢增至工作要求速度;当螺杆运转平稳后,由于加工的原料、制品及生产能力不同要求,要保证质量提高产量,除控制温度、压力等条件外,主要是靠改变螺杆转速进行控制调节。
因此,要求螺杆转速在一定范围内可调。
多数挤出机的调速范围在1:6,对通用性大的小10,规格挤出机调速范围可达到1:根据经验,确定螺杆转速范围为:n50260r/min挤出机功率的确定驱动电机功率.用P 表示,单位为千瓦(KW)。
它表征挤出机的驱动能力。
挤出机螺杆消耗的功率所涉及的因素是多方面的。
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:P55KW.挤出机加热功率的确定挤出机加热功率是指机筒加热功率:用H 表示,单位为千瓦(KW)它表示了挤出机的加热能力。
通常情况下按机筒的内表面积计算加热功率:1 H D 2a D L / D A 1000 1 72 2 60 72 30 5.5 10 241.1KW 1000式中H——机筒加热功率,单位为KW;D0 ——机筒内直径,单位为mm;A——单位面积的加热功率,W/ mm 2 。
A 值根据各种塑料性能靠经验选定,取A5.5× 10 2 W/ mm 2 。
第3章同向啮合双螺杆挤出机主要零部件的设计同向啮合双螺杆挤出机主要零部件包括螺杆、机筒、分流板、过滤网、料斗及料斗传输螺杆、电机、减速器等装置。
3.1 主螺杆的设计螺杆是挤出机的核心部分,是输送、塑化塑料的最重要部件。
其结构性能将直接影响挤出机的生产率、塑化混合质量和能量消耗。
由于聚氯乙烯(PVC)为非结晶型高聚物,它从玻璃化温度到粘流温度的温度范围较大,其熔融过程是在一个比较长的距离后才能全部熔融,出于制造成本和胶料的均匀混炼和塑化考虑,采用渐变型普通螺杆,螺纹断面形状为矩形。
3.1.1 螺杆的基本尺寸初步确定螺杆的螺纹长度为:L30D30×722160mm 根据实践经验,螺杆三段长度的分配如表3.1。
表3.1 长度分配比例表塑料类型加料段L1 压缩段L2 计量段L3非结晶型1025 全5565 全2225 全塑料长长长结晶型塑6065 全12 螺距2535 全料长长所以:加料段L1 (1025)L,取L1 0.15L0.12×2160259mm 压缩段L2 (5565)L,取L2 0.6L0.65×21601404mm 计量段L3 (2225)L,取L3 0.25L0.23×2160497mm 螺杆压缩比。