小型塑料挤出机设计

小型塑料挤出机设计

摘要

单螺杆挤出机是一种啮合型挤出设备，以其优异的加工性能得到了越来越广泛的应用，并成为市场发展的主要趋势。通过参阅了许多文献，分析了现有常规单螺杆挤出机和加料段机筒开直槽单螺杆挤出机（IKV单螺杆挤出机）的固体输送段存在的物料输送问题，设计了一种加料段机筒配置螺旋沟槽衬套的单螺杆挤出机。通过合理的沟槽设计，克服了现有加料衬套采用直槽产生的衬套剪切力大、温升高，导致挤出机强制输送能力下降的缺陷，提高了挤出机的产量。

本文的工作对于单螺杆挤出机的研究、设计和应用具有很好的参考价值。

关键词：单螺杆挤出机；机筒；设计。

ABSTRACT

As a kind of engaged device，single screw extrude has been gained widespread availability，for its extremely excellent attribute for processing，and single screw extruder has became the main tendency of market development.By referring to a lot of literature available and analysis the conveying problems existing in the solid conveying zone of the conventional single screw extruders and the single screw extruders that use the IKV system, a kind of single extruder whose feed section was comprising of a feed bushing that has several helical grooves in its inner surface was designed. Its conveying theory was also studied. It can realize positive conveying in the solid conveying zone. Besides, it can also overcome the defects that the existing feed bushings have, such as high shearing force, high melt temperatures, which can decrease the solid conveying capacity of the extruder. So it can highly increase the output of the extruder.

The works of the paper will play a positive role for designs，studies and applications of single screw extruder.

Key words: Single Screw Extrude; Barrel；Design

目录

1.绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.1.1普通单螺杆挤出机 (1)

1.1.2加料段机筒开轴向沟槽的单螺杆挤出机 (1)

1.2研究目标及内容 (4)

2.主要机构及零部件的方案对比、选择 (5)

2.1单螺杆挤出机的结构 (5)

2.1.1单螺杆挤出机组成 (5)

2.2传动方案的设计和选择 (5)

2.2.1挤出机驱动功率的确定 (5)

2.2.2挤出机的转速要求及调速范围 (5)

2.2.3挤出机的传动系统的组成 (6)

2.3螺杆的结构及材料 (7)

2.3.1螺杆的材料的选择 (7)

2.3.2螺杆结构形式 (7)

2.3.3螺杆的表面处理 (8)

2.4机筒的结构及材料 (8)

2.4.1机筒材料的选择 (8)

2.4.2机筒的表面处理 (8)

2.4.3机筒的结构形式 (8)

2.4.4机筒与机头的连接形式 (9)

2.5加热冷却方案的对比和选择 (9)

2.5.1加热功率的确定 (9)

2.5.2挤出机的加热方法 (10)

2.5.3挤出机的冷却装置 (11)

2.6机筒与支架间的连接 (12)

2.7挤出机加料系统的设计 (12)

3.重要结构的设计及校核 (13)

3.1传动系统的设计及校核 (13)

3.1.1皮带传动设计 (13)

3.1.2 V带轮的结构尺寸 (15)

3.2加料套的设计 (17)

3.3螺杆的设计及校核 (20)

3.3.1螺杆的设计 (20)

3.3.2螺杆的强度计算及校核 (23)

3.4机筒的设计及强度校核 (24)

3.4.1机筒壁厚的选择 (24)

3.4.2机筒的强度校核 (24)

3.5螺杆尾部平键的强度计算 (25)

结论 (26)

参考文献 (27)

致谢 (28)

1.绪论

1.1课题背景

挤出成型具有生产率高、适应性强、用途广泛等优点，几乎适合于所有高分子材料的加工。螺杆挤出机是聚合物加工最基本的装备之一。迄今为止, 对单螺杆挤出机的研究已有近90年的历史。过去人们对单螺杆挤出机的研究仅仅是停留在普通挤出机的理论研究和结构完善上，这只能适当提高产量、改善制品性能。

1.1.1普通单螺杆挤出机

普通单螺杆挤出机的机筒的内表面都是光滑的圆柱面，机筒中的物料向前输送的动力来源于物料与加料段机筒之间的摩擦力。由固体输送理论可知，通过提高，可以

增大输送角，进而获得较高的生产率。但是对于普通单螺杆挤出机来说，一般较

小，挤压系统的固体输送率很低，进而影响到挤出机的产量。

此外，加料段的冷却一般只限于机筒的加料口附近，再加上该段与前面的热机筒没有隔热措施，热机筒的热量就会传导至该段，因此冷却不充分，不但未能增大物料与机筒之间的摩擦系数，反而有可能在一定的条件下，虽然机筒表面温度未达到物料的熔点，但物料在摩擦热作用下便已经融化了，固体输送率会更低。