锥形双螺杆挤出机挤出系统的设计资料

第1 章绪论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，应用更广。

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。

锥形双螺杆挤出机螺杆设计摘要：随着高分子新材料市场需求的不断扩大，对高分子材料成型加工工艺的要求越来越高。

目前，高分子材料成型加工的方法主要有热压成型、注射成型、压延成型、吹塑成型和挤出成型等。

其中，挤出成型是高分子材料加工领域中塑化效果好、适应性强、生产率高、可连续化生产的成型加工方法。

高分子材料的性能和形状可以千差万别，成型工艺各不相同。

目前市场上的成型加工设备主要有开炼机、密炼机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。

本文中，主要探讨了锥形双螺杆挤出机的螺杆设计。

关键词：双螺杆挤出机；螺杆设计前言随着我国工业的快速发展，高分子材料越来越多的被广泛应用到日常生活中各个领域，大量的钢铁制品由于其自身的局限性和缺点而被橡胶制品和塑料制品取而代之，如汽车零部件、家电外壳、建筑材料等。

人们对橡胶和塑料制品的需求不断增多，因此高效且连续的生产工艺是必要的，从而推动了挤出成型技术的发展，增大了挤出机的市场需求。

挤出成型工艺适用于大部分高分子材料，几乎能成型所有的热塑性塑料，也可用于部分热固性塑料。

挤出机其结构和性能对于加工材料的性能的影响至关重要。

因此本文对一款锥形双螺杆挤出机（QE31A挤出机）的结构与性能进行探究。

1 双螺杆挤出机的结构及工作原理双螺杆挤出机组的整体结构和单螺杆挤出机的差不多，组成部分都是主机、机头和辅机。

二者的区别主要是在主机上，主机也就是我们所说的双螺杆挤出机。

而单独的一台机器并不能完成所有的任务，必须用辅机进行配合生产，组成一条完整的生产线。

双螺杆挤出机的性能衡量指标有很多，例如所生产产品的产量、能耗、产品质量等，同样，一条生产线所包含的机械设备又多了牵引机、切割机等，所以生产效率不仅仅受同向双螺杆挤出机影响，但是主机对生产效率的提升具有决定性作用。

如图1所示，双螺杆挤出机主机主要是由电机、传动装置、控制系统、挤压腔等组成。

1.主电机；2.传动箱；3.控制系统；4.底座；5.挤出腔及螺杆；6.出料装置；7.切割图1 典型双螺杆挤出主机性能特点：能把物料强制挤，物料不易降解，物料塑化能力强、混炼效果好、受到的剪切力小、可以直接成型，粉料类物料可以直接加入料斗，使用专用模具、品牌厂家生产，保证制品出料均匀、流畅、废次品率低、产量高。

双螺杆挤出机的结构及原理双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备，广泛应用于塑料加工行业，本文将介绍双螺杆挤出机的结构及其原理。

结构双螺杆挤出机主要包括机头、料斗、螺旋输送机、缸体、螺杆组、电控系统等组件。

•机头：双螺杆挤出机的出料口，通过机头将挤出的熔融塑料进行成型。

•料斗：贮存塑料原料。

•螺旋输送机：将料斗中的塑料原料输送到缸体中。

•缸体：分为加热区和冷却区，加热区通过电热管加热，使塑料原料熔化并提高其流动性；冷却区通过水循环冷却，使塑料原料快速降温固化。

•螺杆组：可以分为驱动螺杆和被动螺杆，驱动螺杆由电机提供动力，通过传动装置带动被动螺杆旋转，将塑料原料在缸体中挤出。

•电控系统：控制双螺杆挤出机的启动、停止、加热、冷却和速度等参数。

原理双螺杆挤出机的工作原理是将塑料原料经过加热融化变成熔融塑料，通过螺杆的旋转将熔融塑料挤出机头形成管材、板材等形状。

具体工作过程如下：1.将塑料原料放入料斗中，由螺旋输送机将原料运送到缸体中。

2.缸体中的螺杆组由电机驱动旋转，将原料挤压向机头。

被动螺杆通过沟槽的作用将塑料原料送向驱动螺杆处。

3.加热区电热管的加热作用使塑料原料快速熔化变成熔融状态。

4.熔融塑料在螺杆的作用下，完全混合均匀后，通过机头挤出。

5.冷却区水循环制冷，使挤出的塑料快速降温固化成型。

6.控制系统可以实现对双螺杆挤出机的启停、加热、冷却、速度等参数的调节和控制。

总结双螺杆挤出机的结构及其原理相对简单，但具有高效、稳定、可靠的特点，广泛应用于塑料加工领域。

通过加热、挤出和冷却三个步骤，能够实现对塑料原料的自动化加工和成型，满足不同行业对塑料制品的需求。

双螺杆挤出机介绍双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备，主要用于将塑料颗粒通过挤出工艺转化为各种形状的塑料制品。

相比于单螺杆挤出机，双螺杆挤出机具有更高的生产效率和更广泛的应用领域。

下面将详细介绍双螺杆挤出机的工作原理、结构特点、应用范围以及市场前景等方面的内容。

一、工作原理双螺杆挤出机的工作原理是将塑料颗粒通过喂料口投入挤出机的双螺杆腔内，通过两个螺杆的旋转将塑料颗粒加热熔融，并通过注塑头使熔融塑料注入模具中，最后通过冷却系统使塑料固化并形成所需的产品形状。

其中，双螺杆挤出机的两个螺杆可以采用对转或同转方式运行，通过调整速度和压力参数可以灵活控制挤出过程中的温度、压力和速度等参数，以满足不同产品的生产需求。

二、结构特点1.双螺杆挤出机的双螺杆具有更大的传热面积和较高的传热效率，能够更好地实现塑料的熔融和连续稳定挤出；2.双螺杆挤出机的双螺杆之间的距离可调，可以实现对挤出机腔内的塑料压实和熔融效果的调控，使产品的外观质量更加均匀和稳定；3.双螺杆挤出机的挤出头结构多样，可以适应不同产品的挤出需求，通过更换挤出头可以制作出不同形状和尺寸的产品；4.双螺杆挤出机配备有先进的控制系统，可以实现对挤出温度、压力、速度和流量等参数的精确控制。

三、应用范围双螺杆挤出机广泛应用于塑料加工行业，可以用于制作各种塑料制品，如塑料板材、管道、薄膜、型材、线缆套管、异型制品等。

不仅适用于常见的塑料材料，如PP、PE、PVC等，还可以用于特殊塑料材料，如热塑性弹性体、聚酰胺、聚碳酸酯等。

由于双螺杆挤出机对原料的适应性和挤出效果较好，因此在汽车、建筑、电子、医疗器械等行业得到了广泛的应用。

四、市场前景随着工业技术的进步和市场需求的增加，双螺杆挤出机在塑料加工行业的市场前景非常广阔。

双螺杆挤出机具有更高的生产效率和更好的产品质量，能够有效提高企业生产能力和产品竞争力。

同时，双螺杆挤出机的自动化程度也在不断提高，可以实现智能化控制和远程监控，更加符合现代工业的发展趋势。

双螺杆挤出-技术与原理双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备，在塑料制品的生产中起着重要的作用。

本文将介绍双螺杆挤出机的技术与原理。

一、双螺杆挤出机的结构及工作原理双螺杆挤出机由主机、传动装置、加料装置、加热装置和控制系统等部分组成。

其工作原理是通过螺杆的旋转，将固态塑料料粒或塑化熔融塑料送入机筒内，并通过加热和剪切混合作用，使塑料熔化、塑化、融合等处理，并在螺杆旋转的过程中，通过机筒和模具，将塑料均匀挤出形成产品。

双螺杆挤出机的螺杆主要由整体、分散和联结部分组成。

整体部分是指螺杆轴，通过驱动装置使其旋转。

整体螺杆的直径和螺距有助于将塑料输送到机筒内并加热、塑化。

分散部分是指螺纹槽，用于将固态塑料均匀地剪切和加热。

联结部分将整体和分散部分连接起来。

二、双螺杆挤出机的工作流程双螺杆挤出机的工作流程一般包括加料、加热和挤出三个步骤。

1. 加料：将固态塑料料粒送入加料装置。

加料装置一般由喂料器、喂料缸和螺杆组成。

当螺杆旋转时，塑料会被螺杆推送到机筒内。

2. 加热：在机筒中设置了电加热装置，通过加热将固态塑料料粒加热到熔融状态。

在加热的过程中，螺杆的剪切作用也会帮助塑料充分融化和混合。

3. 挤出：经过加热和剪切的塑料熔融物质经过挤出机筒进入到挤出头，在挤出头中的模具形成所要求的产品形状。

挤出机筒和模具之间会施加一定的压力，使得塑料能够均匀挤出，保证产品的质量。

三、双螺杆挤出机的特点及应用领域双螺杆挤出机相较于单螺杆挤出机具有以下几个特点：1. 塑化能力强：双螺杆挤出机的螺纹槽比单螺杆挤出机多，双螺杆的剪切作用强，能够充分塑化和混合塑料，使得产品的质量更好。

2. 适应性广：双螺杆挤出机适用于各种不同类型的塑料料粒，可以生产出各种塑料制品，如塑料管材、塑料板材、塑料薄膜等。

3. 生产效率高：双螺杆挤出机可以同时进行加热、塑化和挤出等步骤，生产效率高，能够满足大批量生产的需求。

双螺杆挤出机广泛应用于塑料加工行业，具体包括建筑领域、电子电器行业、汽车行业、医疗器械行业等。

本科学生毕业设计双螺杆挤出机的结构设计系部名称：机电工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：职称：The Graduation Design for Bachelor's Degree The structure design of twin screwextruderCandidate：Specialty：Class：Supervisor：摘要本篇毕业设计论文主要是双螺杆挤出机进行研究，从传动系统，挤出机的机构，加热冷却系统，控制系统方面进行研究。

双螺杆挤出机是通过电机将动力传给带轮，经过两级减速器减速，通过双联齿轮的变速传给螺杆。

为了满足变速范围的要求，采用的是普通电机变频无机调速。

此设计在传动比的分配，齿轮和轴的选择，带轮的选择，螺杆选择等方面进行了计算和研究。

从技术经济学的角度保证了造价的便宜。

关键词：双螺杆挤出机；控制系统；挤压系统；传动系统；加热冷却系统AbstractTwin-screw extruder is researched in this graduation paper ,from which is mainly about the transmission system, the organization of extruding machine, the heating and cooling system and the control system .The power of the twin-screw extruder is transferred to the screw rod by the band pulley first from the electrical machinery, then by two decelerating gears, and finally by the twin speed changing gear In order to meet the requirement of speed changing scope, the ordinary electrical machinery is used to change the frequency and speed. For the ease of disassembling, the cylinder is arranged in half type structure and divided into three sections to heat and cool. The solenoid valve and the sensor is applied to control the speed of the cooling water, which keeps the temperature in the working range. The paper has done some research and calculation in the velocity ratio assignment, the selection of gears, axes, band pulley, and screw rod, which makes the cost of the construction least from the point view of technical economics.Keywords：twin-screw extruder; control system; extrusion system; drive system; heating and cooling system目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1挤出机的介绍 (1)1.2挤出机的现状及发展趋势 (1)1.3双螺杆挤出机的组成 (2)1.4双螺杆挤出机的主要技术参数 (2)第2章方案确定 (3)2.1设计的任务 (3)2.2方案的拟定及确定 (3)2.2.1整体方案的拟定 (3)2.2.2机筒和螺杆的材料 (4)2.2.3加热系统 (5)2.2.4冷却系统 (5)2.2.5传动系统 (5)第3章设计计算 (6)3.1电机选择及传动系统的设计 (6)3.1.1 设计参数 (6)3.1.2选取电机 (6)3.1.3传动系统设计 (6)3.1.4传动比的分配 (6)3.2各级齿轮齿数确定及校核 (7)3.2.1确定齿数时应注意的问题 (7)3.2.2输入轴上齿轮的设计 (7)3.2.3Ⅱ轴Ⅲ轴上一对齿轮的设计 (11)3.2.4计算输出轴上的小齿轮 (14)3.3轴的设计及校核 (18)3.3.1轴径的计算 (18)3.3.2轴的校核 (18)3.4V带传动设计 (21)3.5挤压系统设计 (23)3.5.1螺杆设计 (24)3.6冷却装置 (25)第4章电气控制 (26)第5章技术经济分析 (30)5.1技术经济分析的必要性 (30)5.2双螺杆挤出机的总体设计 (30)5.3双螺杆挤出机的使用要求与性能指标分析 (30)5.3.1总论 (30)5.3.2功能性要求 (31)5.3.3经济性要求 (31)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录1 (37)附录2 (38)第1章绪论1.1挤出机的介绍视频挤压概括的说就是将食品物料置于挤压机的高温高压状态下，然后突然释放至常温常压，使物料内部结构和性质发生变化的过程。

摘要本文是关于工业用塑料聚合物双螺杆挤出机的设计。

在工业上和实验室中，单螺杆和双螺杆挤出机都应用极其普遍，是塑料加工设备的重要元部件之一。

作为工业中使用的双螺杆挤出机，在设计过程中，除了要求能够完成固体输送、增压、熔融、熔体输送和泵压等一系列通用过程以外，还要求涉及到复合塑料与聚合物颗粒之间的混合，以及物料喂料量的控制。

物料喂料量的控制则是通过控制主螺杆及其辅助喂料螺杆的转速来完成的。

同时，双螺杆挤出机具有分布混合和分散混合效果良好、自洁作用较强、可实现高速运转、产量高等特点，特别适合聚合物的改性，如共混、填料、增强及反应挤出。

有利于增加挤出机的挤出产量，提高塑化质量。

关键词：双螺杆挤出机；塑料；同向啮合ABSTRACTThis paper is about the design of plastic polymer single-screw extruder that used in industry.The single-screw extruder is extensively used in the fields of industry and experiment,and it is one of the important units of polymer processing equipment.As a single-screw extruder used in industry,it requires to complete a series of general process such as transportation of solid,increase of pressure,melt,transportation of melt.Besides,it refers to mix the composite plastics and polymer grain,and the control of the material feed quantity.These are the innovations in this design.On the base of the design of common single-screw extruder,i increased two auxiliary feed screws which are used to transportate materials of composite plastics and used it to mix kinds of plastics.The control of the quantity of material feed is done by the control of the chief screw and the speed of auxiliary feed screws.Meanwhile,i used twin wedge-shaped thread section in the design of screw thread section.This is good to increase the outcome of the extruder, and to improve the quality of plasticity comparing with common tectangular thread section.Keyword: Single-screw Extruder; plastics; Industry目录第1章绪论 (1)1.1 塑料挤出成型概述 (1)1.2 塑料挤出成型设备的组成 (1)1.3 挤出机的分类 (2)1.3.1 分类方法 (2)1.3.2 各挤出机的结构特点及用途 (2)1.4 设计类型的确定 (3)第2章同向啮合双螺杆挤出机 (4)2.1 同向啮合双螺杆挤出机工作原理及其特性 (4)2.2 同向啮合双螺杆挤出机的主要技术参数和规格 (4)第3章同向啮合双螺杆挤出机主要零部件的设计 (7)3.1 主螺杆的设计 (7)3.1.1 螺杆的基本尺寸初步确定 (7)3.1.2 螺杆材料的选择 (8)3.1.3 螺杆设计计算 (8)3.1.4 螺杆的强度校核与计算 (11)3.1.5 螺杆的技术要求 (13)3.1.6 螺杆传动系统及止推轴承布置设计 (13)3.2 机筒的设计 (14)3.2.1 机筒的结构类型选择及特性 (14)3.2.2 机筒的结构尺寸设计 (15)3.2.3 机筒的材料选择 (15)3.3 螺杆与机筒的配合要求 (16)3.3.1 螺杆与机筒的配合间隙 (16)3.3.2 螺杆与机筒的对中性 (17)3.4 送料螺杆的设计 (17)3.5 分流板及过滤网 (18)3.5.1 分流板 (18)3.5.2过滤网 (18)3.6 料斗的设计 (19)3.7 挤出机电机的选择 (19)3.8 传动系统的设计 (19)3.8.1 传动方案的确定 (19)3.8.2 齿轮参数 (20)3.8.3 齿轮轴的确定 (26)3.8.4 轴承寿命校核 (38)3.8.5 键的校核 (39)3.8.6 箱体的设计 (41)第4章双螺杆挤出机辅助系统设计 (43)4.1 定量给料系统 (43)4.2 恒温系统 (43)4.3 真空排气系统 (43)4.4 电气控制系统 (43)4.4.1 直流调速系统 (44)4.4.2 加热控制系统 (44)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)第1章绪论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。

螺杆局部构型设计依据捏合同向双螺杆挤出过程一般由固体输送、熔融、熔体输送、混淆、排气等区段构成，以及同向双螺杆是组合式，即整根螺杆是由达成不一样功能的螺杆区段组合而成的特色，因此整根螺杆的组合应包含双方面：一是达成不一样局部功能的各样螺杆区段（即局部构型）设计，二是针对整个挤出过程达成的任务，整根螺杆的组合设计。

这里先议论螺杆的局部构型设计。

1.加料段：此地方指的加料段，是指第一（或主）加料口下方对着的螺杆区段。

对这一段的主要要求是能顺利地、多适应性地加入物料，包含能适应各样形状的粒料、低松密度的粉料、含有纤维状增添组分的物料的加入。

据此，大螺距、正向螺纹输送元件用在此处可获取最大的加料能力。

有资料介绍这一段也可采纳加大螺槽深度的螺纹元件，可使其容积输送能力超出一般标准螺纹元件，因此也可获取较大的加料能力。

下列图表示的为 Berstorff 企业的加料段螺杆槽深度的变化状况。

关于 ZE-A 系列，在给定的中心距下，勇敢外径 D 于螺杆的根径 d 的比值由 ZE 系列的 D/d=1.24 加大到 1.43，以后来的 ZE-R 系列其 D/d=1.74，这比ZE 型的体积增添了 2.3 倍。

2.用于压缩物料的螺杆局部构造：像单螺杆挤出过程同样，在固体输送段要将松懈的粉状物料压实或提升粒状料在螺槽中的充满程度。

以利于促使物料的熔融、塑化，就要设置能实现这一要求的螺杆局部构造。

分段改变螺距，使螺距由大到小，这是目前流行的组合式双螺杆往常采纳的方法。

应当指出，加工低松密度的粉状物料，在组合不一样导程螺纹元件时一般不会出现什么问题；但若加入的是颗粒料，则相接螺纹元件导程的变化有时会致使挤出机过载，为此在设计相邻导程变化的程度时要考虑到这点阶跃式导程变化对充满度的影响3.用于熔融塑化的螺杆局部构型：熔融塑化给定聚合物的最正确螺杆构型取决于物料的比热容、熔点、熔体粘度以及聚合物在固体状态时粒子的大小。

用于熔融、塑化的局部螺杆构型设计的目标是在设定的温度下将固体物料平均、迅速熔融。