螺杆挤出机是高分子材料加工最常用的设备之一。 迄今为止，单螺杆挤出机已有近90年的研究历史。 过去，为了提高产量、优化产品质量，我们一般进行挤出机理论研究，优化挤出机机构设计。 但没有太大改善。 1.1.1普通单螺杆挤出机普通单螺杆挤出机的物料输送主要依靠机筒、螺杆与加料段物料之间的相互摩擦。 常见的挤出机的机筒内壁是光滑的，没有凹槽。 从固体输送理论可以看出，如果牵引角最大，则牵引角应最大，这意味着聚合物对螺杆的摩擦因数应最小，而聚合物对螺杆的摩擦因数应最小。桶应尽可能增加。 普通单螺杆挤出机一般体积较小，固体输送率很低，降低了挤出机的产量。 另外，只有料筒进料段的冷却，与前面的热料筒段绝缘，才会对料筒进行加热和冷却，不仅提高摩擦系数，而且提高固体输送率。 1.1.2加料段机筒内有轴向凹槽的单螺杆挤出机的起始位置不仅是机筒的热传导和剪切生热，而且是塑料的压缩状态。 从该输出来看，当转速增加时，该现象变得更加严重。 尽管已经采取了一些措施来改善上述情况，例如塑料压实在螺杆上、加压速度慢等。 20世纪70年代，德国亚琛工业大学塑料加工研究所（IKV）的研究人员对固体输送速率进行了研究。 ，设计一种新的挤出机。 该设备通过加料段强制加料来保证输送速率，并依靠压缩段和熔体输送段的原装部件来保证挤出质量。
为了增加固体输送能力，IKV还提出了对料筒加料段进行强制冷却的方法。 目的是使输送物料的温度保持在软化点或熔点以下，避免过早熔膜，保持物料的固体摩擦性能。 。 1桶； 2-喂食座； 3 料斗； 4槽5送料套； 6-冷却水道； 7-绝缘垫。 IKV螺杆的强制输送主要在加料段完成。 其基本结构： a—粉末楔形结构 b—颗粒楔形结构 1—螺杆； 2—送料套筒； 3—粉末； 4—颗粒 其工作原理：随着螺杆的旋转，物料被压出沟槽。 槽侧面的螺杆旋转，物料作轴向旋转。 效果相当于改善，减少打滑和回流，提高固体输送率； 锥孔的内孔和凹槽的斜度保证了材料的压实； 冷却系统带走高压摩擦产生的热量，固体输送机构过早被熔膜破坏； 普通挤出机进料段建立的压力较小，其大小取决于背压，而开槽衬套挤出机，物料在末端能建立高于背压的压力，产量受背压的影响，物料在加料段输送。 喂料段的筒体开槽，可以提高物料的输送速率，从而提高挤出机的产量。 另外，挤出机的性能更加稳定。 但它也有缺点：冷却水结垢、冷却效率低、螺杆轴承、螺杆、IKV系统是固体摩擦理论，因此该系统不适合熔体挤出造粒机。 美国发明专利（专利号5909958）一种新技术喂料段筒形开槽挤出机。 传统的开槽枪管在枪管凹槽上配备有键。 凹槽的径向深度就是键的径向高度。 凹槽的深度取决于形状和尺寸。 塑料颗粒、摩擦力以及获得的输送效率。
优点是：产量较高，加工过程稳定，可加工高分子量聚乙烯，沟槽部分的输送效率与聚合物和螺杆相匹配。 由于凹槽和键的组合，可以在更换材料时清洗筒体。 此功能是进料段的筒体所不具备的。 在实践中，可以通过调整凹槽的深度来优化加工工艺。 挤出机的主要作用是精确控制输送效率、温度和压力等，实现高效、稳定的挤出。 1—螺丝； 2—桶； 3—钥匙； 4——控制机制。 本发明的另一种设计形式是：凹槽设计成倾斜的，因此凹槽的深度在整个长度上不相等，但钥匙的厚度在整个长度上是相同的。 ; 或者凹槽全长的深度设计为相等，但钥匙全长的厚度不相等。 上端较薄，下端较厚（下游端厚度略小于凹槽深度）。 当放入等深度的凹槽中时，形成一端的凹槽深度。 ，凹槽一端较浅。 梯度槽深由以上两种形式组成。 每个凹槽都有相应的结构和键连接，用于时刻控制键的高度变化，从而可以通过调节精确控制枪管中心孔的尺寸和凹槽的深度。 数据通过监控系统进行监控并传输至处理控制器。 控制器调节执行机构来控制凹槽的凹槽深度，同时也控制工艺参数。 综上所述，通常在给料机的筒体内设置直槽，以提高给料段的固体输送效率。 但机筒内有直槽的挤出机的输送效率存在问题。 因此，本课题的目的是通过单螺杆挤出机的固体输送理论，提高挤出机的固体输送效率和产量。 挤出机采用挤出机螺杆螺旋槽衬套。
1.2英寸单螺杆挤出机是挤出机发展的主要方向。 可以提高公司的生产效率，从而提高公司的效益。 本文是在前人研究的基础上，通过单螺杆挤出机进行的。 主电机功率7.5kw，加热功率2kw。 加热段为3段，机台中心高度为1000mm，熔体材质为聚苯乙烯。 (2)挤出机总体结构的理论解释和总体方案的确定。 通过收集挤出机和机械行业的相关资料，对传动装置、机筒、加热装置等部件进行讨论设计和计算。 (3)完成零件图和装配图，根据计算出的理论尺寸，利用AutoCAD软件完成零件图和装配图。 2、主要机构及部件的比较与选择。 2.1 单螺杆挤出机的结构 2.1.1 单螺杆挤出机 加热、冷却系统的组成： (5) 2.2 传动方案的设计与选择 传动系统是挤出机的重要组成部分之一。 其作用是向螺杆提供动力，使螺杆在给定的工艺条件（如挤出温度、转速和机头压力等条件下）运转，获得必要的扭矩和转速，完成螺杆的工作。材料的塑化和传输。 2.2.1 挤出机驱动功率的确定 (21) 式(21)中，挤出机驱动功率（螺杆直径、螺杆转速，r/min）为系数，由实验和统计分析确定。 根据我国挤出机的统计，对于挤出机来说，一般是； 对于挤出机， 2.2.2 挤出机的速度要求有两个方面。 一是可以无级调速，二是要有一定的调速范围。 前者为本设计中挤压质量辅机的最大转速。
挤出机的最低速度。 2.2.3 挤出机传动系统的组成 传动链形式：电机、皮带减速箱、双扣螺杆 （1）电机的选择 由于IKV挤出机所需的电机功率比普通挤出机大，因此前挤出该机的驱动功率初步选定为7.5kW。 电动机为三相异步电动机，型号为Y132-M-表2-1 Y132-M-2电动机主要技术参数 JB/T 96161-999 电动机型号 额定功率 满载转速 满载电流 A 功率因数 重量 Y132 -M-7.5144015 .40.8581 （2）减速机的选择 从电机到螺杆的总传动比即为减速箱的传动比。 然后就是滑轮的比的设计。 选用的减速箱为：ZLYJ 146-20。 减速箱的装配形式如下： 根据挤出机的安装要求。 螺杆的轴向推力为，ZLYJ 146-20承受轴向推力。 采用飞溅润滑，自然冷却。 产品型号 标称传动比 标称转速 允许输入功率输出 输入扭矩输入输出 ZLYJ 146-20-Ⅰ201000508.1115492.3 螺杆结构及材质 2.3.1 螺杆材质的选择： 根据上述要求，选用螺杆常用材质：38CrMoAl。 2.3.2螺杆结构形式：苯乙烯螺杆采用渐变型。 熔化段等距深，加料段等距等距，计量段等距深。 螺杆制造容易，成本低，螺纹升程相等，受料面积大，机筒上吸收的热量有利于固体塑料的塑化； 进料段第一螺杆槽深度大。
2.3.3 螺杆表面处理、氮化、硬度、脆性：调质： 2.4 机筒结构及材质 2.4.1 机筒材质选择 机筒材质38GrMoAl。 2.4.2 机筒表面处理、氮化深度、硬度、脆性 2.4.3 机筒结构形式 a bcda——整体式； b——分段式； c——套管型式； d——双金属型。 本设计中由于进料段设有进料套筒，因此采用分段筒体b。 与整体筒体相比，这种筒体的加工更加容易。 2.4.4 筒体与机头连接形式a——铰链连接； b——螺纹连接； c——分体连接； d——皇冠螺母连接。 选择筒体与机头的连接形式时，应考虑机头的组装和拆卸是否方便，减少辅助工时，提高生产效率。 因此，本设计采用铰链形螺钉连接。 2.5 加热和冷却方案的比较和选择 为了保证挤压过程能够进行，温度控制是一个重要因素。 挤出压力、外部加热功率、周围介质温度变化、机筒内物料温度2.5.1加热功率的确定根据机筒内表面积计算(2)式中:机筒直径( cm) 螺杆长径比 单位面积 此处一般取加热功率()。 如果 ，取挤出机机筒的长度和计算出的加热功率，则机筒分为 3 个加热段。 该段的加热功率为，加热段的数量。 2.5.2 挤出机的加热方法 (1)载体加热是以载体为加热介质的加热方法。 (2)电阻加热。 近年来，铸铝加热器已应用于挤出机上。
它将电阻丝安装在管中并用铝合金铸造。 加热器的加热，如加热温度，采用铸铜加热器。 (3)电感应加热有几个特点：①减少塑料加工设备的预热时间，提高劳动生产率。 塑料由料筒直接加热，需要预热时间。 筒体径向温度梯度小。 ② 提高产品质量和产量：对温度调节敏感，具有更好的温度稳定性，产品质量更好。 由于电磁感应加热的加热效率高，产品的质量和产量显着提高。 ③节能效果好：原电阻丝加热圈电效达30%以上。 针对不同原材料、不同产品，节能效果为，目前使用的产品节电效率最高可达75%。 ④正确使用，使用寿命更长。 感应加热器和感应丝的绝缘性能不适合需要较高成型加工温度的工程塑料。 二是径向尺寸大。 本设计采用铸铝加热器进行分段加热。 2.5.3挤出机冷却装置1——铸铝加热器； 2——桶； 3—螺杆； 4—风机 表2-3 DF-3风机参数、性能型号、流量（）、全压（Pa）、转速（r/min） 噪声（dB） 电机 电机重量 功率（kW） 电压（V） 三-相DF-340.18380或2205.32.6 1—调节螺丝； 2—桶； 3—螺丝； 4—调节筒体的支架 支架中心防止轴向移动，支架上有3个螺钉。
2.7 为了保证挤出机的连续生产，挤出机上必须安装加料装置。 给料装置在物料的给料和输送中起着重要的作用。 喂料装置一般由料斗和喂料装置组成。 料斗的形状一般是对称的，常见的有圆形、方形、方形等。 料斗侧面有开口。 观察料位。 料斗底部的门打开和关闭以限制添加的材料量。 盖住料斗顶部，防止杂物进入。 本设计中使用的料斗如下。 1—料斗盖； 2—料斗； 3—视镜； 4—开关门 3.重要结构的设计与验证 3.1 传动系统的设计与验证 3.1.1 皮带传动设计 现在电机功率和转速已知，利用皮带传动比计算功率运行系数，因此(33)根据参考直径选择V带的皮带类型，以检查皮带速度(34)，因此皮带速度合适。 计算弹性滑动系数为的大皮带轮 (35) 的基准直径 (4) 实际传动比 (36) (5) 初始中心距 (3) (3-) 初始中心距 (6) 确定皮带基准长度(3) 取 (7) 实际中心距 (310) 安装时所需的最小轴距 (311) 张紧或补偿伸长所需的最大轴距 (312) (8) 小带轮包角 (313) 单轮的额定功率皮带能传递的量是根据皮带类型、总和，并考虑传动比的影响。 额定功率的增量为V带根数Z(314)——带长修正系数，取包角修正系数。 取Z为4，需要4条单三角带(315)的初张力——单位长度三角带的质量，取(13)有效圆周力(3-16)作用在轴(317)上的力) (318)——考虑到新皮带的初始张力为正常张力的1.5倍，综合以上，选用的三角带型号为SPZ-1600-GB/T 11544-1997。
皮带的参考直径和中心距控制在。 单条带材的初始张力。 3.1.2 V带轮的结构尺寸、带轮的材料、带轮的线速度，因此可以采用HT200。 小带轮的结构形式： 小带轮参考直径 带式 SPZ 机械设计手册 小带轮的结构形式 实心小带轮孔直径及其直径偏差 (319) 小带轮轮毂直径 (3) 由于电机的延伸长度轴是，取较小皮带轮的长度和皮带轮槽的横截面尺寸：基线上方的槽深度，基线下方的槽深度，最小轮缘厚度，基线宽度，距第一个对称表面的最小距离槽到端面、槽间距、轮槽角度、小皮带轮外径小，皮带轮宽度为大皮带轮结构形式：减速箱输入轴直径为腹板式，腹板厚度较大，皮带轮轮毂直径为：由于减速箱输入轴的伸出长度为，取较大的皮带轮长度和较大的皮带轮槽截面尺寸：基线上的槽深，槽基线以下的深度，最小轮缘厚度 参考宽度 第一槽对称面到端面的最小距离 槽距 轮槽角度 大带轮外径 大带轮 宽幅带轮技术要求： 槽面不得有砂眼轮槽工作面； 任意两个轮槽的参考直径之差不得大于， 每个轮槽之间的距离的累积误差不超过。 3.23.2.1 挤出机喂料套的设计 ⑴ 喂料套结构参数的确定 机筒喂料套的结构特点：机筒喂料套为螺旋状，沟槽浅，沟槽宽度窄，避免剪切沟槽深度的颗粒。比颗粒小。 直径; 送料套的螺旋角是逐渐变化的。 ①进料套长度L是指进料套的长度加上进料口到套管出口的距离L。
通常，此设计采用 . 喂料套的螺旋角是逐渐改变的，当螺旋角效果最好时，逐渐改变喂料套的导程。 ②送料套的沟槽形状。 本设计的送料套的凹槽为螺旋状，本设计的螺旋凹槽的形状为螺旋凹槽。 ③确定送料套的螺纹头数、槽的螺杆直径、送料套的螺纹头数。 ④喂料套的槽深H为螺杆边缘顶面与螺杆槽底的距离。 对应于物料的最大粒径。物料在槽内运动，槽的三边相互接触，即槽底面的两侧。 材料会受到这三种外摩擦力的影响。 凹槽深度大，凹槽两侧相互接触。
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