单螺杆挤出机构设计说明书汇总
单螺杆挤出机设计
单螺杆挤出机设计单螺杆挤出机是一种常见的塑料挤出设备。
它通过螺杆的旋转运动，将塑料颗粒加热熔化，并通过挤压螺杆头的形状来实现塑料的挤出成型。
单螺杆挤出机具有结构简单、操作方便、生产效率高等优点，在塑料加工行业得到广泛应用。
首先是结构设计，单螺杆挤出机通常由机架、进料系统、加热系统、螺杆系统、模头系统、冷却系统和控制系统等部分组成。
机架需要具备足够的强度和刚度，以承受挤出过程中的大功率和高转速的运转。
各个部分需要进行合理的布局和连接，确保挤出过程的稳定性和可靠性。
其次是加热系统设计，加热系统通常采用电加热方式。
加热系统需要有良好的温度控制能力，以确保塑料颗粒能够被充分加热熔化，并在螺杆的作用下形成均匀的熔融塑料。
加热系统还需要具备快速升温和稳定保温的能力，以适应不同塑料材料的加工需求。
螺杆是单螺杆挤出机的核心部件，螺杆的设计需要考虑颗粒进料、熔化、挤出和混炼等多个过程。
螺杆的直径、螺距、推力、螺杆槽形等参数需要根据挤出要求和加工材料的特性进行合理选择。
同时，螺杆的表面镀硬处理和材质的选择也需要考虑抗磨损和耐腐蚀性能，以延长螺杆的使用寿命。
最后是控制系统设计，控制系统通常采用PLC控制和触摸屏人机界面。
控制系统需要具备多个参数的实时监测和调整能力，以确保挤出过程的稳定性和一致性。
控制系统还需要具备报警功能和故障诊断能力，以提高设备的安全性和可靠性。
在单螺杆挤出机的设计过程中，还需要考虑其他一些细节问题，如冷却系统的设计、机械传动系统的设计和安全保护装置的设计等。
这些都需要根据具体的生产需求和现场条件进行综合考虑和调整，以实现最优的挤出效果和生产效率。
总而言之，单螺杆挤出机的设计需要综合考虑结构设计、加热系统设计、螺杆设计和控制系统设计等多个方面的因素。
只有在各个方面进行合理的设计和调整，才能够确保挤出设备的稳定运行和高效生产。
SJ200-12单螺杆挤出机
SJ200/12单螺杆挤出机江苏贝尔机械有限公司前言感谢您选用江苏贝尔机械有限公司生产的设备，为了您能更方便地使用本公司的产品，也确保您能安全地使用本设备并使其发挥更好的效用，请您在使用本设备之前务必仔细认真阅读使用说明书。
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本说明书内容不包括有关电器配件和机械配件，也不可能完全提供有关设备安装运行或维护中的各种意外情况，如果您需要了解更多的信息或出现问题，请与贝尔公司联系。
安全事项概述本章主要讲述了在设备使用过程中所必须了解的相关安全知识，在您使用设备之前，请务必仔细阅读。
注意在使用中请注意生产线上辅机的安全注意事项本章内容共分为以下5部分：内容页码安全标识1-1用户的职责1-2相关安全知识1-3安全保护装置1-7警示标识1-8☆安全标识以下的图标用于标示出需要引起注意的重要事项：注意请按规程操作，否则将会引起产品受损，设备损坏以及重大财产损失。
在操作挤出生产线时，为避免设备、产品及财产受损，请务必关注相关安全指示并按规程操作。
警告请按规程操作，否则将会引起人员伤亡在操作挤出生产线时，为避免人员伤亡，请务必关注相关安全指示并按规程操作。
危险有危险的电压，如果不按照规定操作将会引起人身伤亡，设备损坏以及重大财产损失。
请务必时刻对该警示标记引起注意提示该图标表示在本手册中的其他章节包含了相关的重要信息，阅读相关的信息将会有助于您更好、更安全使用设备。
☆用户的职责挤出机的使用范围单螺杆挤出机主要用于加工PE材料。
挤出机将这些塑料的熔融物挤出后通过模具进行定型并冷却加工成一定形状、尺寸的制成品警告请按规定正确使用挤出机，不要试图将设备用于其它原料的加工。
无论您使用哪种原料，请在使用前仔细阅读原料生产商提供的相关使用说明及安全注意事项，并严格按规定使用，否则将可能造成危险。
违章操作：对设备进行以下操作均属违章，请千万引起注意：●超负荷运作以及超范围●使用违反安全规定的操作●设备带故障运行（可能导致人员伤亡及设备受损）●任何对设备运行的干扰（可能会影响设备的正常运行及操作，并招致危险）●未经本公司允许，擅自对设备进行改动（将会影响设备的安全运行、降低设备性能及使用寿命）●将设备置于恶劣的工作情况下运行、无视设备的危险性与安全规定、忽视相关操作指示注意如果违规操作设备，本公司将不承担由此引发的任何责任。
2 单螺杆挤出机介绍
单螺杆挤出机的挤出过程
2.1.3.1 聚合物的三态变化
图2-5
聚合物三态变化图
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图2-6
常规全螺纹螺杆的三个职能区
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（1）加料段
功能主要是对塑料进行 压实和输送。
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（2）熔融段或压缩段
是使塑料进一步压实和 塑化。
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（3）计量段 塑料进入计量段后将进 一步塑化和均匀化，并使之 定压、定量和定温地从挤出 机头挤出。
2 单螺杆挤出机
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2.1 概 述
挤出成型亦称挤压成型， 它是将物料加热熔融成粘流态， 借助螺杆的挤压作用，推动粘 流态的物料，使其通过口模而 成为截面与口模形状相仿的连 续体的一种成型方法。 所采用的设备称为挤出机。
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塑料原料
加热 挤出机
塑料熔体 定型
加压
挤塑模具（机头）
初始形状的连续体
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传动系统
其作用驱动螺杆，保证螺 杆在工作过程中所需要的扭矩 和转速。
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加热冷却系统 它保证塑料和挤压系统在 成型加工中的温度控制要求。
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加料系统
主要由料斗和自动上料装 置等组成。其作用是向挤压系 统稳定且（2）辅机
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 机头 定型装置 冷却装置 牵引装置 切割装置 卷取装置 堆放装置
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④螺纹螺距：用S表示 ⑤螺纹升角：用φ表示 ⑥螺纹头数：用P表示 ⑦螺槽轴向宽度：用B表示 B=S-b ⑧螺棱的轴向宽度：用b表示 ⑨螺槽的法向宽度：用W表示 ⑩螺棱的法向宽度：用e表示 11 螺纹外径与机筒内壁之间隙：用δ表示
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φ
图2-4
单螺杆挤出机设计课件
根据生产工艺要求设计冷却系统，如风冷、水冷 等，确保设备正常运行和产品质量。
01
单螺杆挤出机的材 料选择
螺杆材料
耐热性
耐腐蚀性
螺杆需要在高温下工作，因此需要选 择耐热性好的材料，如镍基合金、钛 合金等。
螺杆需要承受多种化学物质的腐蚀， 因此需要选择耐腐蚀性好的材料，如 不锈钢、镍基合金等。
设备维护与保养
为了确保单螺杆挤出机的长期稳定运 行和提高生产效率，需要定期进行设 备的维护和保养。对关键部件进行定 期检查、清洗、更换和维修，可以保 证设备的正常运行和使用寿命，降低 故障率和停机时间，提高生产效率和 经济效益。
维护与保养建议
制定维护与保养计划
培训操作人员
选择优质备件
建立设备档案
根据单螺杆挤出机的运行情况 和生产需求，制定合理的维护 与保养计划，包括定期检查、 清洗、更换和维修等任务，确 保设备的正常运行和使用寿命 。
详细描述
温度控制失灵的原因可能是温控器故障、加热元件损坏或热电偶接触不良等。解 决方案包括定期检查温控器和加热元件的工作状态、及时更换损坏的元件、定期 清洁热电偶等。
生产效率低下问题
总结词
生产效率低下是单螺杆挤出机常见的 问题之一，可能导致生产成本增加。
详细描述
造成生产效率低下的原因可能是设备 老化、工艺参数设置不当、操作人员 技能不足等。解决方案包括定期维护 和保养设备、优化工艺参数、加强操 作人员的培训等。
01
单螺杆挤出机的常 见问题与解决方案
螺杆磨损问题
总结词
螺杆是单螺杆挤出机的核心部件，其磨损会影响挤出机的性能和使用寿命。
详细描述
随着使用时间的增长，螺杆的表面会逐渐磨损，导致其直径减小，从而影响挤 出压力和产量。解决方案包括定期检查螺杆的磨损情况，及时更换磨损严重的 螺杆，以及优化工艺参数以减轻磨损。
单螺杆挤出机整体设计
单螺杆挤出机整体设计
一、简介
单螺杆挤出机是目前生产结构较为复杂的挤出机型式之一，该设备有着高效率的挤出特性，主要应用于加工有色金属、塑料等各种塑料材料的压制工艺。
它具有特种模具可实现工件的多种形状，冷却可靠，头部旋转方便，节能效果显著等优点，对日益提高的产品质量和生产效率也有重大的作用。
二、结构特点
1、单螺杆挤出机由头部、挤出机本体和推进装置组成，具有简单的结构。
头部由支撑架、模铁及模芯、加热系统、模夹等部件组成。
2、挤出机本体由主轴、螺杆、护筒、油缸等组成。
主轴安装在挤出机中，驱动螺杆旋转，在螺杆螺纹腔内装有合适的塞子及加热系统，使挤出料的温度可以控制在设定的循环温度范围内。
3、推进装置由电机、减速机、润滑系统组成，电机驱动减速机，将功率转换为惯性力，再由减速机转动油缸，提供液压推进力。
三、技术性能
1、动力：单螺杆挤出机的动力主要由电机与减速机组成，可根据客户要求调整动力，以满足客户不同生产的挤出需求。
2、温度控制：单螺杆挤出机的加热系统采用分离式设计，调节挤出料的温度可以满足技术要求。
单螺杆挤出机
Ds—螺杆根径
D —螺杆平均直 L2—压缩段长度 L3—均化段长度
螺杆长径比 L/D
2、螺槽尺寸
宽度：B—螺槽轴向宽度
W—螺槽法向宽度
深度：H1（h1）—加料段深度
H2（h2）—压缩段深度 H3（h3）—均化段深度
压缩比ε ：加料段第一个螺槽容积与均化段 最
基本原理： 在熔融区内设法把固体物料和熔融物 料分开，防止固体床破裂而产生不均匀 的固体碎块，加速固态物料融化，并能 稳定已熔化的熔体流。 特点: 相当于增加了L3长度，减少温度、 压力波动，产品质量、产量明显提高。 （20%~30%） (h3取1.4~1.6倍)
熔体槽
固体槽
突变
渐变
单螺杆挤出机
• • • • • 单螺杆挤出机的总体认识 熔融机理 熔体输送及口模特性 加热冷却及温度控制 新型单螺杆挤出机
单螺杆挤出机总体认识
单螺杆挤出机的基本结构
一、单螺杆挤出机的结构 二、挤压系统的组成及作用 三、螺杆结构参数
单螺杆挤出机的基本结构 一、单螺杆挤出机的结构
传动与控制系统 挤压系统
加热、冷却系统
二、挤压系统的组成及作用
1、组成：
加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等
塑料在普通单螺杆挤出机中的挤出过程
2、作用
连续稳定地运输（固体、熔体） 熔融、塑化（固体→熔体） 混合、均化（温度、组成分布均匀） 增压—有利于排气、泵送，使制品密实
三、螺杆结构参数
Db
Ds
1、规格尺寸
螺杆直径D：Db—螺杆外径
熔融机理
物料以固状进入螺槽后，被螺杆的旋转 运动压实，从而形成固体床。固体床中与 加热料筒表面接触的固体粒子首先熔化并 在料筒表面形成一层熔体膜。熔体膜达到 一定厚度后由于机筒的拖拽作用而积存在 螺杆推进面一侧。随着固体床的宽度的减 小，积存的熔体膜形成一个熔体池。当固 体床全部消失时，熔化结束。
单螺杆挤出机设计
单螺杆挤出机设计1.设计要求在进行单螺杆挤出机的设计时，需要考虑以下几个方面的要求：-生产能力：根据用户的需求确定挤出机的生产能力，通常以单位时间内的产量来衡量。
-塑料种类：不同种类的塑料对挤出机的要求有所不同，例如高温塑料需要耐高温的材料制作。
-产品尺寸和形状：挤出机的设计需要根据产品的尺寸和形状来确定挤出机的主要参数，如螺杆直径、挤出机长度等。
-温度控制：挤出机需要能够准确控制加热和冷却系统，以确保塑料的熔化和冷却过程。
-稳定性和可靠性：挤出机需要稳定可靠地运行，以确保长时间的连续生产。
2.设计步骤（1）确定挤出机的生产能力：根据产品需求和市场需求来确定挤出机的生产能力，这将直接影响到挤出机的尺寸和功率。
（2）选择螺杆参数：根据塑料种类和产品形状来选择螺杆的直径、螺距以及螺杆槽型等参数。
（3）确定挤出机长度：根据产品形状和挤出机的运行速度来确定挤出机的长度，一般来说，长度越长，产能越大。
（4）设计加热和冷却系统：根据挤出机的长度和塑料种类来设计加热和冷却系统，以确保塑料的熔化和冷却过程。
（5）选取驱动系统：根据挤出机的生产能力和运行要求来选择适合的电机和减速器，以确保挤出机的稳定和可靠运行。
3.设计方案在进行单螺杆挤出机的设计时，可以采用以下方案：（1）传统型单螺杆挤出机：采用传统的螺杆和筒体结构，适用于一般的塑料挤出加工。
（2）异形螺杆挤出机：采用异形螺杆和筒体结构，适用于生产特殊形状的产品，如管材、板材等。
（3）特殊功能挤出机：根据产品需求，设计具有特殊功能的挤出机，如混炼挤出机、扩散挤出机等。
4.设计细节在具体的设计过程中，需要注意以下几个细节：（1）螺杆和筒体的材料选择：挤出机的螺杆和筒体需要具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，常见的材料有45#钢、40Cr钢、不锈钢等。
（2）加热和冷却系统的设计：挤出机的加热和冷却系统需要能够准确控制温度，提高产品的质量和生产效率。
（3）控制系统的设计：挤出机需要配备先进的控制系统，准确控制挤出机的温度、压力、速度等参数。
单螺杆挤出机设计
• 螺杆压缩比和螺槽深度 确定几何压缩比 i 等距不等深（通用型）螺杆压缩比的计算 式如下：
对于大多取经验数据来确定，通用公式 H3=(0.025～0.06)Ds。
再根据确定的螺杆压缩比计算加料段螺杆槽 深度。
• 螺杆各段的确定
高聚物在螺杆中的挤出过程，实际上经历 固体输送，熔融和均化的过程。所以一般 螺杆都设计成三段：加料段，压缩段及均 化段。
• 由轴向力引起的轴向拉应力在机筒全长上 不变，即：
•
z
=
Pz A
prb 2 (Rb2 rb2 )
=
prb 2 Rb 2 rb 2
• 因机筒多为塑性材料，所以当计算出三个 主应力的最大值后，可用第四强度理论进 行设计计算及校核。 按第四强度理论最大变形能理论计算，机筒壁厚的强度条 件为：
在开槽机筒中形成的挤出压力趋势图
二、熔融理论
• 固体物料充满螺槽 →→→→ 形成熔膜→→
• →→→→→→→→→→ 螺纹刮下熔体进入 熔池
• →→ 因熔池中的熔体挤压而使固体床形变， 径向加厚，固体进入熔膜以补充熔体流入 熔池 →→ 不断往复逐渐熔化。
熔体输送
• 设：Q1—送料速率；Q2—压缩段熔化速率； Q3—均化段挤出速率。
螺杆受力分析图
螺杆综合受力为：螺杆轴向力、螺杆扭矩 及螺杆自重产生的压、扭弯的组合。一般 加料段及排气段螺杆根径较小，其承受载 荷力最低，所以螺杆的加料段以加料段的 根径截面计算、校核裁面。
A.机头压力的确定
机头压力可用理论计算方法和实测方法得到。
当关闭机头，可认为挤出量Q=0，若螺杆与
机筒间隙正常，机头最大压力可由下式计
3．7.6 挤出量和停留时间
螺杆的结构分成三段，塑料在这三段上的运 动按一定的规律进行。正常的情况下螺杆 三段在结构上应该符合下列的要求： Q1>Q2>Q3，Q1为加料段流量，Q2为压缩 段流量，Q3为计量段流量，否则就会使挤 出量不稳定和质量低劣。
单螺杆食品挤出机设计
1.2
挤出技术作为一种经济实用的新型加工方法广泛应用于食品生产中，并得到迅速的发展。谷物食品的传统加工工艺一般需经过粉碎、混合、成型、烘烤或油炸、杀菌、干燥等生产工序，每道工序都需配备相应的设备，生产流水线长、占地面积大、劳动强度高、设备种类多[3]。采用挤压技术来加工谷物食品，在原料经过初步粉碎和混合后既可用一台挤压机一步完成混炼、熟化、破碎、杀菌、预干燥、成型等工艺，制成膨化，组织化产品或制成不膨化的产品，这些产品在经油炸、烘干、调味后即可上市销售，只要简单的更换挤压模具，便可以很方便的改变产品的造型。与传统生产工艺相比，挤压加工极大的改善了谷物食品的加工工艺，缩短了工艺过程，丰富了谷物食品的花色品种，降低了产品的生产费用，减少了占地面积，大大的降低了劳动强度，同时也改善了产品的组织状态和口感，提高了产品的质量[4]。
2.2.1
螺杆挤出机的设计应是一个整体的设计，包括传动系统，加料系统，加热冷却系统，控制系统的设计。
传动系统包括电机的选择，为了满足转速范围在15r/min-150r/min，变频无级调速的要求，可直接使用变频电机还是采用普通电机加变频器两种方案。为了达到减少成本的目的，采用普通电机加变频器的方式，在普通电机中还有型号选择的问题，因为转速越低，成本越高，采用何种电机，也影响到以后的总传动比，电机转速越高，总传动比就越大，从而使变速箱过于庞大，综合以上因素，采用的是同步转速1500r/min的Y112-4的电机配合变频范围在25Hz-50Hz的变频器，这样只需要采用二级减速器就可以达到要求的转速范围。由于输出轴的最终转速是在一定范围内的，因此必须采用多联滑块，是采用二联还是三联，另外采用了多联滑块，变速比多大也是一个必须讨论的问题，过大则导致最小转速与最大转速的比值过小，而使用的只是15r/min-150r/min的转速范围，造成了浪费。升速比与降速比的选择也影响到重合的速度范围，重合过多也造成了极大的浪费。因此在确定升降比的时候采用由后往前的推力方式，采用的是双联滑块。此时有两种方案，方案一升2.5降2，方案二升2降2.5，他们的转速重合范围都是35-75r/min，采用不同的方案对减速部分的减速比有很大的影响。方案一中的减速比为24，方案二中的减速比为19.7，一中减速比过大，使得减速部分较大，因此采用的是方案二。在单螺杆挤出机传动系统的设计中，另一个重要的问题是输出轴上止推轴承的位置问题，选择不同的位置会影响到齿轮的位置，拆装的方便等[8]。
挤出机传动系统说明书
广东工业大学成型设备课程设计（说明书）单螺杆挤出机传动系统设计年级: 2011级材加2班学号: 3111006711________ 姓名: 黄海峰 ________ 专业: 材料成型与控制工程指导老师: 张婧婧 __二零一四年六月院系材料与能源学院专业材料成型与控制工程年级 2011级材加2班姓名黄海峰题目单螺杆挤出机传动系统设计指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章)成绩答辩委员会主任 (签章)年月日课程设计任务书班级材加2班学生姓名黄海峰学号 3111006711 专业材料加工发题日期：2014 年 6月日完成日期：2014 年 6 月日题目挤出机传动系统设计题目类型：工程设计设备研发一、设计任务及要求（1）要求对挤出机传动系统进行整体方案设计。
（2）绘制挤出机传动系统的结构原理图。
该原理图应清楚且准确地表示各零件的尺寸、各零件之间的装配关系。
（3）绘制螺杆的零件图，该零件图应严格安装国家制图标准制图，应标注所有的尺寸、公差、粗糙度及形位公差。
（4）撰写设计说明书，要求对电机进行选型，设计齿轮减速箱，关键零件进行强度校核，说明书应文字表达清楚，句子流畅，书写工整，插图清晰整齐。
按学校毕业设计说明书规定格式编写并装订成册（A4纸约20页）。
表3 挤出机参数表二、应完成的硬件或软件实验1.完成原理图的绘制。
2.完成螺杆零件图的绘制3.编写任务书三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）1：设计说明书一份2：原理图纸一张3：螺杆零件图纸一张四、指导教师提供的设计资料1：机械设计手册2:液压设计手册五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）[1]成大先主编.机械设计手册. [M].北京:化学工业出版社,2008.04[2]吴宗泽主编.机械零件设计手册.[M].北京:机械工业出版社,2004.455-488,818-869[3] 王三民编著.机械设计计算手册.[M].北京:化学工业出版社,2012.07[4] 成大先主编.机械设计手册液压传动单行本.[M].北京:化学工业出版社,2010.1[5] 李绍炎主编.自动机与自动线.[M].北京:清华大学出版社,2010.2[6] 北京化工学院、华南理工学院合编.塑料机械设计.[M].北京:轻工业出版社,1990.发出任务书日期：2014年 6月14日指导教师签名：张婧婧计划完成日期：2014年 6 月27日基层教学单位责任人签章：陈绮丽主管院长签章：肖小亭六、设计进度安排第一部分准备设计资料：6.16-6.17第二部分总体方案设计：6.18-6.19第三部分机械设计、原理图、零件图绘制 6.20-6.23第四部分说明书编写 6.24-6.25评阅及答辩 6.26指导教师：年月日系主任审查意见：审批人：年月日注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。
9 挤出机概论 单螺杆挤出机
3 挤出机及其机组的组成
1、主机（挤出机）
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。
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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。
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单螺杆挤出机
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1 挤出成型的特点
与其它成型方法相比，挤出成型有下述特点： 1、 生产过程是连续的，因而其产品都是连续的
；——可连续化生产。 2、 生产效率高,一台φ200挤出机700kg/小
时，德国φ500挤出机20t/小时 3、 应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄
。而未熔融的物料量逐渐减少，大约在压缩段的 结束处，全部物料熔融而转变为粘流态，但这时 各点的温度尚不很均匀。
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3、均化段---均化、挤出
经过均化段的均化作用就比较均匀了，最后 螺杆将熔融物料定量、定压、定温地挤入机 头。
4、机头---成型、定型
口模是个成型部件，物料通过它便获得一定 截面的几何形状和尺寸。再经过冷却定型和 其它工序，就得到成型好的制品。
螺杆直径D ：指螺杆外径，单位mm。 螺杆长径比L／D ：L为螺杆的有效长度，
即有螺纹部分的长度（工艺上将L定义为由 加料口中心线到螺纹末端的长度），D为螺 杆直径。
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螺杆的转数n：单位r/min。 驱动电机功率N ：用表示，单位kw。 料筒加热段数B ：3~4段 料筒加热功率E ：单位kw。 挤出机生产率Q ：用表示，单位kg/h。 机器的中心高H ：用表示，指螺杆中心线到地面
螺杆设计说明书
螺杆设计说明书1.螺杆挤出机基本参数确定1.1螺杆区域划分及材料螺杆分为三部分：加料段，塑化段和挤出段。
机器的生产能力很大程度上取决于加料段的进料能力和挤出段的基础能力，胶料的混炼，塑炼质量则直接与塑化段的塑化能力有关。
选用38CrM0AlA。
1.2螺杆直径本设计螺杆直径D=60mm1.3螺杆长径比长径比是螺杆工作部分长度L与直径D之比。
L/D较大，有利于胶料的均匀混合和塑化，并可使胶料升温过程变得缓和，为提高螺杆转速提供了可能性，有利于提高产量；但L/D过大，螺杆机加工的难度也增大，功率消耗也相应增加，易焦烧，还会造成螺杆端部与机筒之间的间隙不均，严重时产生与衬套刮研，影响设备的使用和产量。
经分析，本设计选长径比为L/D=6，即L=360mm。
1.4螺杆转速的确定螺杆转速是螺杆挤出机的重要参数，它影响挤出机的产量、功率消耗、挤出质量等方面。
（1）转速与产量的关系随着转速的增加，产量上升，在相当一段转速区间内，产量与转速成正比。
当转速过高时，产量上升速率下降，因为转速增大，胶温随之提高，喂料段摩擦力减小、挤出段的胶料粘度下降，漏流量增加，结果是喂料和挤出能力都下降，导致产量上升的速率下降。
（2）转速与功率的关系转速增加，电机功率也增加，但随转速增加的速率下降。
（3）转速与挤出压力的关系随着螺杆转速的增加，挤出压力也增加，但不十分显著。
挤出压力增加有利于提高挤出半制品的致密性。
但挤出压力过高时，会由于胶料的温升过高，破坏操作的稳定性。
（4）转速与胶料塑化、升温的关系随着螺杆转速的增加，胶料运动速度梯度增大，有利于胶料的撕裂、剪切、搅拌、塑化。
但转速过高，胶料发热量过大，当冷却不好时，易形成早期硫化。
（5）转速与电能单耗的关系挤出1kg重量胶料所消耗的功率称之电能单耗。
电能单耗与转速间的关系，视具体操作条件而定。
通常普通冷喂料挤出机螺杆转速越高，电能单耗越大，而冷喂料销钉机筒挤出机螺杆转速越高，电能单耗越小。
单螺杆挤出机操作手册
单螺杆挤出机操作手册1.启动前的准备工作1.1给需要润滑的地方涂上油脂,检查油位,如有需要,补足油量到油位计的最大值和最小值之间。
1.2打开水、气流获压缩空气的阀门,检查管道是否泄露。
检查水箱水位,加水至水箱容积的2/3,启动水泵,检查水压值是否在0.3-0.4Mpa之间。
1.3清理料仓和料斗,加入原料,原料至少要满足1小时的生产。
1.4启动切粒机,检查切刀的旋转方向是否正确。
2.启动2.1加热过程分三个阶段来进行,每个阶段之间间隔约15min。
达到运行温度时,需要再次紧固加热器连接螺钉。
2.2根据工艺要求设定各区温度,在各区温度达到设定值后,保持恒温50分钟,进一步检查温控表和电磁阀是否正常。
2.3打开润滑油阀门进一步确认没有漏油,开启润滑油的水冷却器开关。
2.4设定主机转速,启动主电机并在空转的状态下逐渐增速,保持转速20rpm下转动约1分钟,检测主机的空转电流是否稳定。
2.5低速启动喂料电机并开始喂料。
当有物料从机头挤出的时候,加快螺杆转速并逐渐加快喂料速度使其与主机转速相匹配,每次增加不超过50rpm。
2.6设备运转稳定一定时间后,调节筒体截止阀开度达到最佳状态。
2.7启动水循环系统,吹干机和切粒机,调节切粒机的速度与挤出速度相匹配,保证料粒直径均匀。
2.8挤出机稳定运行后打开抽真空系统。
3停车3.1关闭真空管道阀门并打开真空室盖子,关闭真空泵。
3.2停喂料机,逐渐降低螺杆转速,挤出筒体内的残余物料,物料基本清楚干净后,按下主机停止按钮。
3.3按照顺序停主电机风机,油泵,真空泵和水泵。
切断控制面板上所有的加热区,停切粒机,吹干机,关闭空气压缩机获气瓶气阀,关闭所有水管阀门(不包括筒体冷却水管截止阀)。
4注意事项4.1需要紧急停车时,先按下红色按钮,在切断电源开关。
4.2严格按照操作手册操作机器,避免损坏。
4.3操作过程中注意安全,小心被肢体被螺杆卷入,小心高温筒体烫伤和水蒸气烫伤。
4.4禁止随意改变机器运行参数。
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本科学生毕业设计单螺杆挤出机构设计系部名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化08-3班学生姓名：指导教师：职称：讲师黑龙江工程学院二○一二年六月摘要近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料制品的应用领域不断扩展，塑料加工设备已渗透到国民经济的各个行业，成为我国机械工业的重要组成部分，在国民经济中起着越来越重要的作用。
其中塑料成型机械是塑料工业中的一个重要组成部分，是完成塑料制品生产成型的必要手段。
而挤出成型又是塑料成型加工的重要成型方法之一。
本文主要讲述其基本成型原理、结构组成、主要技术参数、主要零部件及有关的调控系统和辅助装置、设备的安全操作和维护保养以及主要故障的排除等内容，并阐述这些内容之间的相互关系及影响。
并且在讲解单杆塑料挤出机的工作原理、基本结构和有关专业知识的基础上，具体深入分析问题，理论与实际相结合，并从机理、结构以及塑料成型工艺、设备的调控、安全及维护保养等方面综合分析问题，找出矛盾的主要方面，选择最优的改进方案，来提高单杆塑料挤出机的综合水平，从而获得更好的经济效益和社会效益。
关键词单螺杆；挤出机；塑料成型机械；挤出原理；塑料成型工艺。
AbstractIn recent years, with the rapid development in the plastic industry, plastic product has been continuously enlarged in application field。
The plastic machine has been used in many fields that is detached to the national economy, has become the important part, and this role is getting gradually important. while plastic-molding machinery plays a vital role in plastic industry, and it is the necessary way to accomplish the plastic-molding, whereas the injection machine is one of the most crucial methods to make the plastic-molding.It is mainly involved in the basic molding principle, structure composition, chief tech parameter, general parts and relevant coordination system, assist equipment, and how to operate safely and maintain, as well as how to obviate the error, surly the connection and mutual impact among these item. Furthermore, on the basis of working principle, structure, and relevant subjects, this thesis gives a deeper analysis, both theoretically and practically, and a benign promotion to the traditional types. It does study on the problem of principals, structure, plastic-molding process in synthesis, separate the main contradiction and optimize the plan in order to benefit the highest profit and social interest.Keywords single-screw; extruding machine; plastics-shaping machine ;Extrusion principle;Plastic injection molding process.目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 单螺杆挤出机 (1)1.1.1 基本操作 (1)1.1.2 排气挤出机 (2)1.1.3 橡胶挤出 (2)1.2 多螺杆挤出机 (3)1.2.1 双螺杆挤出机 (3)1.2.2 多螺杆挤出机 (3)1.3 新型挤出机 (4)1.3.1 手提式挤出机 (4)1.3.2 磨盘式挤出机 (5)1.3.3 往复螺杆挤出机 (5)1.4本文的主要内容 (6)第2章挤出机总体方案的确定 (7)2.1 挤出机总体方案布局的基本要求 (7)2.2 螺杆类型的确定 (7)2.2.1 螺杆的工作性能指标评定 (7)2.2.2 螺杆的选用原则 (8)2.2.3 螺杆的分类 (8)2.2.4 螺杆方案的确 (8)2.3 机筒类型的确定 (8)2.4 本章小结 (9)第3章挤出机的整体设计 (10)3.1 聚苯乙烯的基本特征 (10)3.2 螺杆设计 (10)3.2.1 螺杆深度和压缩比的确定 (10)3.2.2 螺距和螺纹升角的确定 (15)3.2.3 螺纹头数 (16)3.2.4 三段式螺杆长度的确定 (16)3.2.5 螺纹断面设计 (20)3.2.6 螺杆设计的校核 (22)3.3 螺杆与机筒的间隙 (26)3.4 加料装置 (26)3.5加热冷却装置 (26)3.6本章小结 (27)第4章传动机构设计 (28)4.1 计算传动装置的运动和动力参数 (28)4.1.1 减速器传动比的分配 (28)4.1.2 减速器各轴动力参数的计算 (28)4.2 齿轮的设计计算 (28)4.2.1 高速级齿轮的计算 (28)4.2.2 低速级齿轮的计算 (31)4.3 轴的设计计算 (34)4.3.1 输入轴轴Ⅰ的设计 (34)4.3.2 中间轴轴Ⅱ的设计和计 (35)4.3.3 输出轴轴Ⅲ的设计 (36)4.4 键的选择与校核 (38)4.5 滚动轴承的选择和计算 (40)4.6 润滑与密封 (40)4.7 减速器的设计资料 (41)4.8 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)第1章绪论1.1单螺杆挤出机螺杆挤出机分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出。
单螺杆挤出机是聚合物工业中最重要的一类挤出机。
其主要优点为成本较低、设计简单、坚固而可靠、以及满意的性能成本比。
常规塑化挤出机的螺杆具有3个不同的几何段，见图1.1：图1.1常规挤出机螺杆几何形状这种几何形状也称之为“单级”。
“单级”是指这种螺杆尽管有3个不同的几何段，但事实上仅有一压缩段，第一段(最靠近进料口)的螺槽—般较深。
此段中的物料大都处于固体状态。
此段称之为螺杆的进料段。
最末段(最靠近模头)的螺槽通常较浅。
此段中的物料大都为熔融状态。
此蝉杆段称之为计量段或挤出段。
第二段连接进料段和计量段。
此段称之为过渡段或压缩段。
多数情况下，螺槽深度(或螺棱高度)从进料段向计量段以线性方式减小，因而使物料在螺槽中经受压缩．以后将证明这种压缩作用在多数悄况下对挤出机的正确运行是必不可少的。
1.1.1基本操作单螺杆挤出机的操作相当简单。
物料从加料斗进入。
通常物料靠重力由加料斗流入挤出机机筒。
有些物料在干燥状态不易流动，必须采用特殊措施防止物料在进料斗中挂料。
物料一旦落入挤出机机简，即处于挤出机螺杆和机筒之间的环状空间内，并进而为螺棱的主动螺腹和被动蝶腹螺槽所包围。
机简静止而蝉杆旋转。
因此，摩擦力都作用于物料以及机筒和螺杆表面。
至少物枓处于固体状态(低于熔点)，这些摩擦力负责向前输送物料。
物料向前运动时，即因摩擦产生的热和机筒加热器传导的热而被加热。
当物料温度超过其熔点，则在机筒内表面形成熔膜，塑化段即由此开始。
必须指出，塑化段起点通常不是压缩段起始点。
各功能段的分界线取决于聚合物性能、挤出机几何形状以及操作条件。
因而，分界线可因操作条件改变而改变。
然而，螺杆的几何段由设计确定，不因操作条件的变化而变化。
当物料向前运动时，在各个位置的固态物料量将因熔融而减少。
当全部固态聚合物消失时则达到塑化段末端，而熔体输送段开始。
在固体输送段中，将熔体均匀的输送给模头。
当聚合物流进模头时，即呈现模头流道的形状，因而，当高聚物离开模头时，其形状或多或少的符合模头流道最后部分的断面形状。
由于模头产生流动阻力，所以需要压力迫使物料通过模头。
这种压力通常称之为模头压力。
模头压力因模头形状(特别是流道)、高聚物熔体温度、通过模头的流率、以及高聚物熔体的流变特性所决定。
模头压力由模头产生而不由挤出机产生。
挤出机只是产生足够的压力，以迫使物料通过模头。
如聚台物、挤出量、模头、模头温度均相同，则无论挤出机是齿轮泵单螺杆挤出机，还是双螺挤出机等都不会造成差异，机头力相同。
1.1.2排气挤出机排气挤出机在设计和功能上与非排气挤出机有很大区别。
排气挤出机在其机筒上有一个或多个开口(排气口)，挥发物可由此逸出。
因而．排气挤出机能连续从聚合物中连续排除挥发物。
这种排气增加了一种非排气挤出机所没有的功能。
除排出挥发物外，还可利用排气口向聚合物添加某些组分，渚如添加剂、填充剂、反应组分等等。
这显然增加了排气挤出机的多功能性，并且还有额外的好处，即只要堵塞排气口并在可能情况下变换螺杆几何形状，排气挤出机即可作为常规非排气挤出机。
螺杆的设计对排气挤出机的正确运，非常关键。
困扰排气挤出机的主要问题之一是排气口溢料。
在这种情况下，不仅挥发物通过排气口释放，而且也流出一定量的聚合物。
因而，挤出机螺杆必须设计成使排气口(排气段)下面的聚台物中不呈正压，这就导致开发二级挤出螺杆，尤其是为排气挤出机所设计的二级挤出螺杆。
二级挤出螺杆有被释压/排气段所分隔的两个压缩段。
这由各类似于沿一根轴串联相接的两根单级挤出螺杆。
1.1.3橡胶挤出机用于弹性体加工的挤出机的历史比任何其它类型的挤出机都长。
用于橡胶挤出的工业机器早在19世纪下半叶即已间世。
一些早期的挤出机制造商有美国John Royle和英国Frsncis Shaw。
德国主要橡胶挤出机制造商之一是Paul TrosteL事实上, Paul TrosteL仍为主要的挤出机制造商。
尽管橡胶挤出机问世已超过一个世纪，但有关橡胶挤出文献的缺乏今人吃惊；某些橡胶手册讨论了橡胶挤出，但在多数情况下，资料非常贫乏而且实用性有限。