叶片式挤出机的设计

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1、毕业设计目录第一章螺杆单元的设计……………………………………………第二章叶片塑化输运单元的设计……………………………………………第三章核心部件的强度校核……………………………………………第四章机头的设计……………………………………………第五章传动系统的设计……………………………………………第六章辅助部件的设计……………………………………………13页毕业设计叶片式挤出机的设计摘要在本次设计中，通过大量阅读文献，搜集了和本次设计相关的资料。叶片式挤出机的设计总共包括五章内容，其设计的核心问题是叶片塑化输运单元的设计

2、。叶片塑化输运单元是通过固定不动的定子和随螺杆一起转动的转子的偏心配置，在转子上有叶片单元，通过转子的转动，定子，转子，叶片单元构成的封闭腔的容积不断变化，从而完成对物料的挤压，拉伸，塑化。除去核心部件的设计，还设计了与叶片单元配合使用的螺杆，叶片式挤出机的传动系统以及机架等辅助部件。第一章螺杆单元的设计本次设计的叶片式挤出机，其加料段使用螺杆，均化段使用螺杆，塑化熔融单元使用叶片结构。下面首先讨论螺杆结构的设计过程：（一）设计加料段和均化段螺杆：螺杆直径Ds的确定：设计螺杆时，一般都根据所需要的生产能力来设计

3、。在本次设计中，根据任务书的要求，螺杆的生产能力为32kg/h，螺杆的生产能力除与螺杆的直径有关外，还与螺杆转速，机头压力及其他几何参数有关。初步确定螺杆直径时，根据经验公式Q=βDs3n（1）来确定，式（1）中Q——生产能力（kg/h）Β——经验出料系数，取β=0.003~0.007。Ds——螺杆外直径（cm）。n——螺杆转速（转/分）。计算出的Ds值，不一定是整数，需要圆整，直径系列：30，45，65，90，120，150，200选取。在本次设计中，任务书中只给定了生产能力，初步取螺杆外径65mm,β取0.

4、005，由（1）可以算得n为23r/min.对固体输送段输送能力的要求是：固体输送能力应稍高于或等于熔融段或均化段的工作能力。在本次设计中，采用等距变深螺杆，加料段的主要几何参数有罗纹升角θ，加料段螺槽深度H1和加料段螺杆长度L1。螺纹升角的确定，从固体输送理论公式：ctg∅=DDbtgθ=tgθb[1]（塑料机械设计）得知，如13页毕业设计果固体塞与螺杆之间没有摩擦（fs=0）和p=p0（p0为初压力），可以得到最大生产能力的最佳螺纹升角θb是45°，但实际上固体塞与螺杆是有摩擦的，并且有一定的压力，因而加料

5、段的最佳螺纹升角不是45°,若选取加料段螺杆的螺纹升程等于螺杆直径Ds，得到的螺纹升角是17042'。从以上分析可知，影响螺纹升角θ的因素很多，很难根据理论公式来计算最佳螺纹升角，根据经验选取螺纹升角为17°~20°。加料段的最后一个螺槽深度H1的确定，在理论上是随H1的增大，固体输送量增大。确定H1时，不仅要考虑螺杆的机械强度，还要考虑物料的物理压缩比大小，一般先确定均化段螺槽深度后，再由螺杆的几何压缩比来计算加料段的最后一个螺槽深度H1。加料段长度L1的确定，加料段的长度理论上可由固体输送理论计算确定，但实

6、际上影响的因素很多，难于由理论公式去计算，所以，通常根据高聚物的物理性能的分析，用经验数据区确定所需要的长度L1。熔点高，导热性差，热焓大的高聚物，加料段的长度要取长一些，反之取短一些。本次设计的叶片式挤出机是用来加工聚丙烯的，聚丙烯的熔融温度是174℃，密度为0.91g/cm3,又聚丙烯为结晶性聚合物。根据经验数据取加料段长度L1占螺杆全长L的百分比如下：结晶性高聚物：加料段L1=30~50%L熔融段L2=（3~5）Ds均化段L3=20~50%L由任务书的要求知：Q=32kg/h,β取0.005，Ds首选65

7、mm,由Q=βDs3n得n=23r/min。由上知熔融段L2=（3~5）Ds，取L2=4Ds=260mm,取L1=50%L,L3=24%L由L1+L2+L3=L得：L=1300mm,即L1=728mm,L3=312mm一般先确定均化段始端螺槽深度H3后，再由螺杆几何压缩比来计算加料段的最后一个螺槽深度H1。根据经验：H3=（0.025~0.06）Ds,取H3=0.046Ds=3，此挤出机用来加工聚丙烯pp,选几何压缩比i=3.8=H1H3。所以H1=3×3.8=11.4mm螺纹断面形状的确定：采用矩形断面，r1

8、和r2一般取0.5~1mm,r和R按下列范围选取。r=(12~23)H3,R=(1~2)r由前面的论述知：H3=3，因此，当取r=23H3=2时，R=1.5r=3mm。e=0.08~0.12Ds在此次设计中，取e=0.1Ds=6.5mm螺杆的螺纹头数：加料段使用单头螺纹，均化段使用单头螺纹。第二章叶片塑化输运单元的设计叶片式挤出机与传统挤出机的主要区别是其塑化输运单元为叶片结构，下面讨