橡胶冷喂料挤出机项目设计方案.doc

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1、橡胶冷喂料挤出机项目设计方案第一章设计方案的初步确定此次设计的挤出机适应与橡胶的冷喂料挤出机，挤出的成品可直接作为成品或半成品。由于是冷喂料挤出机的长径比要相应的取大，故胶料在机筒的时间也相应的增加，同时螺杆和机筒要受到较大的轴向力，从热平衡的角度考虑，为使挤出机吃料性能增加，对挤出机的加料段要进行加热，故在机筒上应加加热通道，并采用蒸汽加热；在塑化段和挤出段要进行冷却，又由于在此两段机筒上沿径向排列有销钉，故在机筒上横向开沟槽。在销钉间隙处依次开槽与相临两周向沟槽相通，采用端面密封，循环，并采用水冷。在螺杆中心钻水孔（采用端面密封）,并在中心插入通水管，管入冷水，

2、冷水在螺杆前段冷却，螺杆升温后，在螺杆后部加料段放热。对螺杆加热，完成加热冷却过程，从受力角度来说螺杆受力较为复杂，故采用较好的材料并做完整式结构，同样机筒也要承受较大的摩擦，但为了节省贵重金属，故将机筒做成双筒结构，筒采用耐磨材料而且可以更换，外筒采用普通材料制成。本次设计的挤出机对传动部分的要求：可以调整螺杆转速（最好是无级调速）并且是传动系统的工作特性满足挤出机的工作特性，而挤出机的工作特性为恒扭矩工作特性。另外再考虑传动效率、成本，制造的难以和控制操作的复杂程度，根据直流电机的优点，本设计的传动部分采用直流电机无级调速机构。本设计的挤出机的机头部分不是本设计

3、的重点，机头可根据产品结构自行安装。挤出机的销钉的加工和安装，是本次的设计的重点。整个机台的布置情况如下：直流电机（平键）联轴器（平键）齿轮减速器（平键）挤出系统螺杆轴向力的封闭传导路线如下:螺杆——止推轴承——轴承座——箱体——联接螺栓——机筒——联接螺栓——机头——胶料——螺杆1.1工作原理直流电机通过减速机构将转速和扭矩传递给螺杆，而胶料加入胶料口后，在旋转螺杆作用下，胶料被搓成团状沿螺槽滚动前进。因螺杆的剪切压塑和搅拌作用，胶料受到进一步的混炼和塑化，呈现出粘流态以一定的压力和温度通过机头得到所需一定形状的制品。1.2螺杆设计螺杆的材料为38CrMoAIA,

4、螺杆基本上分为三段：加料段，塑化段和挤出段，销钉安装在塑化段（中间段）和挤出段上。1.2.1机构设计以及主要工艺参数的确定螺杆直径：120mm螺杆长度及其各段长度的分配：根据工艺要求和资料显示去长径比为14，L=120×14=1680mm，将各段长度分配为，加料段L1=560mm,中间段L2=700mm,挤出段L3=420mm螺纹头数：加料段为双头螺纹，且加单螺纹沟槽，中间段和挤出段为双头螺纹螺杆几何压缩比ε：一般冷喂料挤出机的压缩比为1.7-1.8故取1.8螺纹导程t和螺纹升角β加料段：双头螺棱，宽取（0.06-0.08）D=7.2-9.6故取8mmt=（0.6-

5、1.5）D=72-180故取150mmα=21.71°弹头沟槽：宽取22mm，导程t=55mm中间段和挤出段:双头螺棱宽取8mm导程t2=t3=80mm,β2=β3=13.45°落槽深度H：加料段：螺棱H1=（0.125-0.17）D=（15-20.4）取18mm沟槽为8mm中间段和挤出段H2=H3=18mm螺纹断面形状：取矩形断面，推料表面与螺杆根径用小圆弧r1=6mm,过渡螺纹背面，有较大的过渡圆弧R=12mm螺杆头部形状：取圆头杆头螺杆与减速器低速轴的联接方式：采用花键联接，设计与校核见后面的计算螺杆上的沟槽：在塑化段和挤出段上，与机筒销钉对应的位置上揩油周向

6、沟槽，沟槽宽度比销钉直径大4-6mm。1.2.2螺杆的消耗功率与电机的选择功率的计算：N=D3(L/D)nk10-5KW（1-1）式中D=120mm=12cmL/D=14n临=424/(D-1/2)r/min=122.398r/min（1-2）n=(0.1-0.7)n临n取40r/minK=0.005-0.067，K取0.06故N=1231440610-5N=58.06KW选择电机国产冷喂料销钉冷喂料挤出机的主要性能参数的类比电机功率Pd=Pw/ηa式中pw=58.06KWηa=η13η23η3=0.963×0.993×0.97=0.84Pd=69.12KW故取75

7、KW确定电机的转速：根据有关材料推荐的传动比合理围即二级圆柱齿轮减速器i=8-40.故电机转速的可选围：nd=n螺杆i=40×(8-40)=320-1600r/minnd为1000r/min按工作要求和条件：选用直流电机查机械手册得：选Z4-225-31额定电压440V额定电流227A额定转速/最高转速为1000/2000转效率η=88%1.2.3螺杆的强度校核剪应力的计算：N/mm2Mn=9550000Nmax/nmaxηNmax电机最大功率nmax螺杆最大转速η取0.7-0.8Mn=955000090/500.7=17190000N.mmWn=π/16d13