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中國地質(zhì)大學長城學院
本科畢業(yè)設計文獻綜述
系 別： 工程技術系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
姓 名： 李 江
學 號： 05208307
2012 年4月20日
小型塑料擠出機設計文獻綜述
1、前言
擠出成型具有生產(chǎn)率高、適應性強、用途廣泛等優(yōu)點，幾乎適合于所有高分子材料的加工。螺桿擠出機是聚合物加工最基本的裝備之一。迄今為止, 對單螺桿擠出機的研究已有近 90年的歷史。過去人們對單螺桿擠出機的研究僅僅是停留在普通擠出機的理論研究和結(jié)構(gòu)完善上， 這只能適當提高產(chǎn)量、改善制品性能。
2、正文
2.1普通單螺桿擠出機
普通單螺桿擠出機的機筒的內(nèi)表面都是光滑的圓柱面，機筒中的物料向前輸送的動力來源于物料與加料段機筒之間的摩擦力fb。由固體輸送理論可知，通過提高fb，可以增大輸送角?，進而獲得較高的生產(chǎn)率Qs。但是對于普通單螺桿擠出機來說，一般較小，擠壓系統(tǒng)的固體輸送率Qs很低，進而影響到擠出機的產(chǎn)量。
此外，加料段的冷卻一般只限于機筒的加料口附近，再加上該段與前面的熱機筒沒有隔熱措施，熱機筒的熱量就會傳導至該段，因此冷卻不充分，不但未能增大物料與機筒之間的摩擦系數(shù)fb，反而有可能在一定的條件下，雖然機筒表面溫度未達到物料的熔點，但物料在摩擦熱作用下便已經(jīng)融化了，固體輸送率會更低。
2.2發(fā)展情況
目前, 隨著人們對高能效比和高產(chǎn)量的追求, 高速化已成為塑料擠出加工技術的發(fā)展方向之一, 同時也是衡量塑料成型設備技術水平的最重要指標之一。高速擠出最早興起于歐洲和美國。
在歐洲, Thyssen 塑料機械制造公司于20世紀70年代就為德國的Bellaplast公司制造了直徑90m m的擠出機, 并以螺桿轉(zhuǎn)速達 450r/min的速度生產(chǎn)聚苯乙烯( PS) 片材, 產(chǎn)量高達1180 kg/ h。1980年, Thyssen公司被德國Battenfeld擠出技術公司( BEX) 收購, 其高速擠出機研發(fā)工作停止。后來BEX公司也開始生產(chǎn)小型高速擠出機。
而在美國, 高速單螺桿擠出機的研發(fā)走的是一條不同的路——生產(chǎn)色母料而不是熱成型片材, 目的是快速混合和顏色變換, 而不是追求高產(chǎn)量。20世紀60年代, 美國Prodex公司制造了兩臺直徑50mm的擠出機, 轉(zhuǎn)速可達1000r/min,用于生產(chǎn)聚丙烯( PP) 色母料。Prodex 后來發(fā)展成為HPM公司。在 20世紀90 年代中期, HPM公司開始生產(chǎn)直徑50~ 115 mm、長徑比50：1的擠出機, 用于生產(chǎn)色母料。這些采用了HPM專利技術的Triple Wave螺桿的轉(zhuǎn)速可達800~ 1 000r/min。直徑65mm的擠出機以850r/min的速度加工PEHD時,產(chǎn)量可達1090kg/h。HPM公司 直徑90mm的擠出機轉(zhuǎn)速可達500r/min。
近10年來, 人們又對高速擠出技術進行了大量研究,在理論和結(jié)構(gòu)方面有了很多創(chuàng)新?，F(xiàn)在高速擠出機發(fā)展非常迅速, 已難以對高速進行定義了。傳統(tǒng)上認為,螺桿圓周線速度大于1m/s就算是高速, 而現(xiàn)在最高的轉(zhuǎn)速可以達到3m/s、4m/s甚至5m/s。
就單螺桿擠出機而言, 擠出量隨著螺桿轉(zhuǎn)速和螺桿長徑比的增加而增加,高速擠出機的機械結(jié)構(gòu)必將不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)有擠出機的結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)擠出機現(xiàn)在基本上以單螺桿擠出機為主，技術較成熟，市場銷量和應用也最廣，能維持市場頂峰期的50%-60%左右。
2.3研究目的及內(nèi)容
研究高產(chǎn)量的單螺桿擠出機是當前擠出機發(fā)展的主要方向，它能很大程度地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，進而有助于提高企業(yè)效益。本文的目標就是在總結(jié)借鑒前人研究的基礎上，通過研究高產(chǎn)量擠出機的機理，試圖設計單螺桿擠出機的傳動系統(tǒng)，加料系統(tǒng)和擠壓系統(tǒng)的設計，使其能夠完成較高的產(chǎn)量擠出機的工作。
3、部分參考文獻簡介
[1]濮良貴，紀名剛主編.機械設計.第8版.北京:高等教育出版社. 2006.5
該文獻主要講解了傳動軸、齒輪等零件的設計。書中涵蓋了傳動軸、齒輪的設計思路、設計方案、設計計算、具體設計方法，還包括軸承選擇、零件選擇，結(jié)構(gòu)的潤滑，圖紙的繪畫及設計說明書的編寫，還包括大量的標準與規(guī)范，供參考與查詢的表與圖。
[9]鄧淮鈴，陳松星．螺桿擠出機傳動系統(tǒng)的技術改造［J］．廣東化纖，1999.4
該文獻提出用變頻控制技術改造螺桿擠出機傳動系統(tǒng)的必要性，改造方法和效果。
[10]魯?shù)希穸酄柣舴颍X輪傳動機構(gòu)中國專利［P］：96106518．8，1991—06．26
該文獻對提出一種帶有兩個以同方向轉(zhuǎn)動的軸線平行的輸出軸的齒輪傳動機構(gòu)，特別用于傳動雙螺桿擠壓機，該機構(gòu)具有帶齒的大小相等的主動和從動小齒輪，小齒輪的齒與一個作為中心小齒輪的較大中間齒輪和一個回轉(zhuǎn)內(nèi)齒圈相嚙合。
4、總結(jié)及心得
通過對本次畢業(yè)設計所涉及文獻的閱讀、分析和總結(jié)，得到以下結(jié)論：
目前，國內(nèi)外對單螺桿擠出機的布局結(jié)構(gòu)設計研究己經(jīng)達到一定的水平，分別就傳動方式以及各種傳動方式的基本類型、傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局分析、止推軸承的組合設計及布置、傳動系統(tǒng)的外部聯(lián)接等進行了一定的研究。在傳動系統(tǒng)的設計工作主要集中在結(jié)構(gòu)布局的分析和設計上。塑料擠出機的安全、可靠、有效高速運行，直接關系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。所以在以后的設計中，要特別注重以下幾項工作：
1、掌握設計的流程及要求，為日后的設計、工作打下基礎；
2、通過熟悉小型塑料擠出機，在設計方面盡可能做出創(chuàng)新；
3、練習并熟練掌握CAD制圖，學習有關標準及資料施用有關標準以及其他技術資料；
4、在設計中學會分析解決設計中遇到的各種疑難問題的能力。
5、參考文獻
[1]濮良貴，紀名剛主編.機械設計.第8版.北京:高等教育出版社. 2006.5
[2]郭克希，王建國.機械制圖.第7版.北京:機械工業(yè)出版社,2006.8.
[3]左健民.液壓與氣壓傳動.第4版.北京:機械工業(yè)出版社,2007.5.
[4]王伯平主編.互換性與測量技術基礎.第2版.北京:機械工業(yè)出版社,2008.12.
[5]劉鴻文主編.材料力學.第4版.北京:高等教育出版社,2004.
[6] 孫恒，陳作模，葛文杰主編．機械原理．第7版．北京：高等教育出版社，2006.5
[7] 王先逵主編．機械制造工藝學．第2版．北京：機械工業(yè)出版社，2006.1
[8]熊詩波，黃長藝主編．機械工程測試技術基礎．第3版．北京：機械工業(yè)出版社，2006.5
[9]鄧淮鈴，陳松星．螺桿擠出機傳動系統(tǒng)的技術改造［J］．廣東化纖，1999.4
[10]魯?shù)希穸酄柣舴颍X輪傳動機構(gòu)中國專利［P］：96106518．8，1991—06．26