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双螺杆挤出机的设计（含CAD图纸全套）.doc 51页
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1双螺杆挤出机设计概述
双螺杆挤出机概述
塑料挤出成型是在挤出机中通过加热、加压而使塑料以及熔融流动状态连续通过口模成型的方法，或简称为挤塑。挤出成型是聚合物加工中出现较早的一门技术,在19世纪初已有使用。挤出成型可加工的聚合物种类很多,制品更是多种多样,成型过程也有许多差异比较常见的是以固体块状加料挤出制品的过程。其挤出成型过程为:将颗粒状或粉状的固体物料加入到挤出机的料斗中,挤出机的料筒外面有加热器,通过热传导将加热器产生的热量传给料筒内的物料,温度上升,达到熔融温度。机器运转,料筒内的螺杆转动,将物料向前输送,物料在运动过程中与料筒、螺杆以及物料与物料之间相互摩擦、剪切,产生大量的热,与热传导共同作用使加入的物料不断熔融,熔融的物料被连续、稳定地输送到具有一定形状的机头(或称口模)中。通过口模后,处于流动状态的物料取近似口型的形状,再进入冷却定型装置,使物料一面固化,一面保持既定的形状,在牵引装置的作用下,使制品连续地前进,并获得最终的制品尺寸。最后永切割的方法截断制品,以便储存和运输。
挤出成型加工的主要设备是挤出机，此外，还有机头口模及冷却定型、牵引、切割、卷取等附属设备。其挤出制品都是连续的形体，在生产及应用上都具有多方面的优点。据统计，在塑料制品成形加工中，挤出成型制品的产量约占整个塑料制品的50％以上。所以，挤出成型在塑料制品成型加工工业中占有重要地位。
塑料在挤出机内熔融塑化，通过口模成为所需要的形状，经冷却定型而得到与口模断面形状相吻合的制品。
挤出成型是塑料加工工业中最早的成型方法之一。早在19世纪初期，挤出机就用于生产铅管、面条。早期的挤出机是柱塞式的，直到1936年才研制成功电加热的单螺杆挤出机，这就是现代塑料挤出机的起源。
同其他成型方式相比，挤出成型具有以下突出优点。
1.设备成本低，制造容易，因此投资少，见效快，占地面积小，生产环境清洁。
2.生产效率高。挤出机的单机产量较高。特别适合于较长的尺寸的制品。如制造较长的管材，板材、型材、薄膜等，而且产品质量均匀、密实。其生产效率的提高比其它成型方法快。
3.挤出成型可以实现连续化、自动化生产。生产操作简单，工艺控制容易，产品质量稳定。
4.可以根据产品的不同要求，改变产品的断面形状。其产品为管材、棒材、片材、板材、薄膜、电缆、单丝、中空制品及异型材等。
5.应用范围广。只要改变螺杆及辅机，就能适用于多种塑料及多种工艺过程。例如，可以加工大多数热塑性塑料及部分热固性塑料，也能用挤出法进行共混改性、塑化、造粒、脱水和着色等。
6.可以进行综合性生产。挤出机与压延机配合，可以喂料生产压延薄膜，与油压机配合生产各种模压制品。
随着聚合物加工业的发展，作为聚合物的主要加工设备之一的挤出机得到了飞速发展，并以其优异的加工性能得到了越来越广泛的应用。
一套完整的挤出设备由主机和相应的辅机以及其它控制系统组成。 通常这些组成部分统称为挤出机组。它主要包括挤出系统、传动系统和加热冷却系统及控制系统。
1.挤出系统
它由料斗、螺杆和机筒组成，是挤出机工作的核心部分。其作用是使塑料塑化成均匀的熔体，并在此过程中建立压力，再被螺杆连续、定压、定温、定量地挤出机头。
2.传动系统
它由电机、调速装置及传动装置组成。其作用是驱动螺杆，并保证供给螺杆在工作过程中所需的扭矩和转速。
3.加热冷却系统
它由温度控制设备组成。其作用是通过对机筒进行加热和冷却，保证挤出系统的成型在工艺要求的温度范围内进行。
4.控制系统
它主要由电器、仪表和执行机构组成。其作用是调节控制螺杆的转速、机筒温度、机头压力等。
在挤出成型中，应用得最广的是单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出机是在挤出机机筒中并排地安装两根螺杆的一种挤出机，它是在单螺杆挤出机的基础上发展起来的。最初的双螺杆挤出机是20世纪30年代后期在意大利开发的。Roterto Colombo开发了同向旋转式双螺杆挤出机，Carlo Pasqutti开发了异向旋转式双螺杆挤出机。
单螺杆挤出机易于加工粒料，对粉料则不易加工。对那些形状不规则的或是含湿度很大的悬浮料、乳剂料或分子量很高因而粘度很高的料等，实际上无法加工。单螺杆挤出机对于加入无机填料的适应能力也是差的，且混炼效果较差。
与单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机具有一系列的优点，如双螺杆挤出机可以用在混炼、排气、脱水、造粒粉料直接挤出以及玻璃纤维或其他填料的填充增强改性等方面。据资料介绍，近年来西欧工业国家的双螺杆挤出机的数量已达到挤出机台数的40%左右。特别是在成型加工中，应用更多、更广。例如，在管材和造粒中几乎全部使用双螺杆挤出机，在板材和型材的成型中，双螺杆挤出机约占80－90%。尤其对RPVC粉料、LDPE塑料的加工
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双螺杆挤出机毕业设计全文（含CAD图纸全套）.doc 49页
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1.1 塑料挤出概述
当今世界四大材料体系（木材、硅酸盐、金属和聚合物）中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50%以上。其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型，还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。除此之外，在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。
挤出成型有如此发展趋势主要原因为：螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。
双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合
1.2塑料挤出成型设备的组成
一套完整的挤出设备由主机、辅机及控制系统组成。
挤出机是塑料挤出成型的主要设备，即主机。由挤压系统、传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。
（1） 挤压系统
由机筒、螺杆和料斗组成，是挤出机的核心工作部分。
（2） 传动系统
由电机、调速装置和传动装置组成。作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。
（3） 加热冷却系统
由温控设备组成。作用是通过对机筒进行加热和冷却，以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。
（4） 控制系统
主要由仪表、电器及执行机构组成。作用是调节控制机筒温度、机头压力和螺杆转速。
挤出机需配置相应的辅助机械设备才能实现挤出成型。根据制品的种类确定辅助设备的组成。通常包括：机头、冷却系统、定量给料系统、电气控制系统、真空排气系统等。
控制系统由各种电器、仪表及执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机、辅机的拖动电机及其他各种执行机构按所需的速度、功率和轨迹运行监控主辅机的流量、温度及压力，最终实现对整个挤出成型设备的自动控制和对产品质量的控制。
1.3 挤出机的分类
1.3.1 分类方法
随着挤出机的广泛应用和不断的发展，出现了各种类型的挤出机，其分类方法各异，主要有以下几种：
按装置位置分为立式挤出机和卧式挤出机。
按可否排气分为排气挤出机和非排气挤出机。
按螺杆转速分为普通挤出机、高速挤出机和超高速挤出机
按螺杆数目的多少和结构分为无螺杆挤出机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机。
按用途可分为配混造粒挤出机和生产制品用挤出机。
1.3.2 各挤出机的结构特点及用途
（1）单螺杆挤出机
单螺杆挤出机，造价低、易操作，但塑料混合、分散和均化效果差，滞留时间长且分布广，物料温差较大（指同一断面处）和难以吃粉料。因此，它只适用于一般性造粒和塑料制品的加工。
（2）同向双螺杆挤出机
双螺杆挤出机的特征是两根相互平行的组合式螺杆装在具有8字形孔的机筒内。如果两根螺杆旋转方向相同，称为同向型双螺杆挤出机。根据两根螺杆的啮合型式不同，可分为啮合型和非啮合型两种，常用的为啮合型。
选用双螺杆挤出机的优越性：
① 生产能力大，根据理论计算，在同螺杆直径下，双螺杆挤出机生产量能达到单螺杆挤出机的4倍（实测为2~4倍）。
② 能耗低，双螺杆挤出机的单位能耗仅约为单螺杆挤出机的1/3~1/2左右。
③ 产品质量好，由于双螺杆挤出机的塑化、混炼性能好，在保证产品强度的条件下，原材料的消耗量下降约1/4~1/5。
双螺杆挤出机在欧美国家中应用的比例：
同向双螺杆挤出机的显著特点是高效能和多功能。高效能集中于高混炼、高扭矩、低能耗，特别适合工程塑料的共混改性、填充、增韧、增强。多功能表现为螺杆的多种功能的组合，组成不同功能的螺杆形式，以适应不同塑料、树脂的挤出，特别是高性能对树脂和塑料合金的加工。
（3）异向双螺杆挤出机
异向双螺杆挤出机的显著特点是：物料的输送能力和挤出能力比同向双螺杆挤出机的强，在同螺杆直径下，挤出量比同向挤出机一般高1倍左右，物料在机筒内的滞留时间比同向机要短，并且剪切发热小，温差小，物料温度分布
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核心提示：双螺杆中的螺杆结构类型比较多，在2-9问中双螺杆挤出机是按螺杆的旋向及啮合与否分类，这里介绍的是按螺杆外形结构和螺杆的螺纹部分组成来分类。
(1)按螺杆的螺纹部分组成分类
可分为整体式螺杆和组合式螺杆。
&&& 双螺杆中的螺杆结构类型比较多，在2-9问中双是按螺杆的旋向及啮合与否分类，这里介绍的是按螺杆外形结构和螺杆的螺纹部分组成来分类。
&&& (1)按螺杆的螺纹部分组成分类
&&& 可分为整体式螺杆和组合式螺杆。
&&& ①整体式螺杆卫可分为：螺杆的螺距从加料段至均化段逐渐变小型螺杆，螺杆的螺距不变而螺纹棱宽度尺寸由加料段至均化段逐渐加大型螺杆和螺杆的外圆直径逐渐变小型螺杆（即锥型螺杆）。
&&& ②组合式螺杆是指螺杆的螺纹部分由几段不同形式的螺纹单元组合而成，这些螺纹单元装在一根带有链的轴上或组装在六角形心轴上，成为一根挤出某一种原料的专用螺杆。双螺杆挤出机中的啮合同向旋转双螺杆多采用组合式螺杆。
&&& (2)按双螺轩的轴线平行与否分类
&&& 可分为两根螺杆直径相同、组装后两根螺杆轴线平行的圆柱形螺杆和两根螺杆直径由大到小变化、组装后两根螺杆轴心线不平行的圆锥形螺杆。双螺杆挤出机_塑料改性造粒机-南京聚力化工机械有限公司
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