叶片式挤出机的设计毕业论文.docx

叶片式挤出机的设计毕业论文目录螺杆单元的设计…………………………………………… 叶片塑化输运单元的设计…………………………………………… 核心部件的强度校核……………………………………………第四章机头的设计……………………………………………传动系统的设计……………………………………………辅助部件的设计……………………………………………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：设计加料段和均化段螺杆：螺杆直径的确定：设计螺杆时，一般都根据所需要的生产能力来设计。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=（1）来确定，式（1）中 Q——生产能力（kg/h）——经验出料系数，取——螺杆外直径（cm）。 n——螺杆转速（转/分）。计算出的值，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,，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，加料段螺槽深度和加料段螺杆长度。螺纹升角的确定，从固体输送理论公式：ctg[1]（塑料机械设计）得知，如果固体塞与螺杆之间没有摩擦（=0）和p=最大生产能力的最佳螺纹升角是，但实际上固体塞与螺杆是有摩擦的，并且有一定的压力，因而加料段的最佳螺纹升角不是,若选取加料段螺杆的螺纹升程等于螺杆直径，得到的螺纹升角是。从以上分析可知，影响螺纹升角的因素很多，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。加料段的最后一个螺槽深度的确定，在理论上是随的增大，固体输送量增大。确定时，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。加料段的确定，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。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，密度为0.91g/,又聚丙烯为结晶性聚合物。根据经验数据取加料段长度占螺杆全长L的百分比如下：结晶性高聚物：加料段熔融段=（3均化段=20由任务书的要求知：Q=32kg/h,取0.005，首选65mm,由Q=得n=23r/min。由上知熔融段=（3，取=4=260mm,取L,=由++=L得：L=1300mm,即=728mm,=312mm一般先确定均化段始端螺槽深度后，再由螺杆几何压缩比来计算加料段的最后一个螺槽深度。根据经验：=（0.025,取=3，此挤出机用来加工聚丙烯pp,选几何压缩比i=3.8=。所以=3=11.4mm螺纹断面形状的确定：采用矩形断面，和一般取0.51mm,r和R按下列范围选取。r=(), R=(1r由前面的论述知：=3，因此，当取r==2时，R=1.5r=3mm。e=0.08在此次设计中，取e=0.1=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，下面讨论该单元的工作原理和设计过程。叶片单元的工作原理：叶片单元由定子，转子，侧面挡盘组成，定子与挡盘同心，转子与定子偏心，有偏心距e，转子同时又与加料段螺杆和均化段螺杆通过花键同心连接，并且随螺杆的转动而转动，有相同的转速，在挡盘上开有进料口和出料口，通过定子，转子及挡盘所构成封闭容积的变化来改变压力，从而实现进料与排料，同时完成对聚合物的加工。因为叶片转子与定子有一定的偏心，定子是固定不变的，转子随螺杆的转动而不断转动，叶片在转子的巨型槽内滑动，当封闭腔的容积由小变大时，吸进物料，当封闭腔的容积由大变小时，排出物料。物料在叶片单元中，在正应力的主要作用下实现研磨，压实，排气，同时在定子外加热辅助作用下完成塑化熔融。物料在很短的热机械历程内完成塑化输运过程。随着封闭腔容积的周期性变化，物料在轴向受到周期性的正应力作用，同时由于流道在周向呈收敛状，物料将受到拉伸流场的作用，物料在此过程中受到周期性的正应力场和拉伸场的共同作用，使得物料在叶片塑化挤出机中的输送热历程短，塑化混合效率提高。(二）叶片单元的基本参数。