塑料挤出机毕业设计范文

塑料挤出机螺杆、机筒设计初探

［内容摘要］

首先介绍聚氯乙烯板挤出成型生产工艺，单螺杆挤出机的工作原理、基本结构及各系统在工作中的作用，根据设计任务书要求确定挤出机的基本参数,并对挤出机主要零件螺杆和机筒进行了设计,最后对螺杆和机筒的制造要求、修复方法提出了自己的一些看法。

［关键词］

挤出成型挤出机螺杆机筒设计

一、PVC塑料板挤出成型工艺及主要工艺流程

挤出成型是橡胶工业的基本加工工艺之一。它是指利用挤出机及其辅机，使胶料在螺杆的推动下，连续不断地向前运动，再借助于口型挤出各种所需形状的半成品，然后由特定的辅机配合，来完成挤出成型或其他作业的工艺过程。挤出成型工艺的优点主要是操作简单、经济，半成品质地均匀、致密，容易变换规格和断面形状，设备占地面积小，结构简单，造价低，灵活机动性大，生产能力大，且能连续操作。

（一）聚氯乙烯板挤出成型生产工艺流程及主要装置

1、工艺流程

塑料板的挤出成型可用聚氯乙烯﹑聚乙烯﹑聚丙烯﹑聚碳酸酯﹑ABS﹑聚偏氟乙烯和聚苯乙烯等树脂。其生产工艺顺序如图一。

图一

PVC-U异型材的生产工艺路线主要分为单螺杆挤出机成型工艺和双螺杆挤出机成型工艺。

单螺杆挤出成型工艺适用于小批量、小规格异型材生产及装饰型材生产。其塑料板挤出机成型设备生产线如图二。

图二塑料板挤出生产线

1—挤出机2—成型模具3—三辊压光机4—冷却输送辊组

5—切边装置6—牵引装置7—切断机8—制品检查堆放平台

2、主要装置

（1）挤出成型装置

挤出机与成型模具，它是制件成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。本设计将主要针对挤出机的工作原理进行分析研究。

（2）冷却定型装置

该装置包括真空定型和水冷却两部分。当温度为190℃左右，PVC-U熔融型坯从机头口模出口后，立即进入冷却定型模。模内抽真空，使型材外壁和定型模具表面贴紧，并用水通过定型套进行冷却定型。对真空吸附要求吸附力大而且均匀，定型套分型要求密封性好，特别是在筋与棱角处吸附要好，以保证型材外观和尺寸精度及表观质量。

（3）牵引装置

异型材挤出型坯进入定型套后，由于真空吸附力和摩擦力作用，必须配置牵引力牵伸，才能保证正常挤出，同时也保证型材壁厚、尺寸公差、性能及外观要求，使型材挤出速度和牵引速度相匹配。门窗异型材生产中通常采用履带式牵引机，其夹紧面较宽，型材受力均匀，牵引速度稳定。

（4）切割与翻转装置

为使挤出异型材满足运输、储存和装配要求,需将型材切割成一定长度。这里选用的是行走式圆锯。翻转装置主要作用是支承制品，使制品定向，保证制品

平直并将其堆积成垛，这里选用的是采用气动翻板式。制品切割后自动进入托架。

二、挤出机的工作原理

（一）挤出机的分类

随着塑料挤出机成型工艺的广泛应用和发展，塑料挤出机的类型日益增多，分类方法也不一致。按螺杆的空间位置可分为卧式和立式挤出机；按螺杆的转速又可分为普通挤出机、高速和超速挤出机；按螺杆的数量来分，分为无螺杆挤出机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机等。

目前，我们主要研究的是单螺杆挤出机和它的结构特点以及它的工作原理。（二）单螺杆挤出机的结构

单螺杆挤出机主要由传动系统、加料系统、挤压系统、加热冷却系统、控制

图三单螺杆挤出机基本结构

1—机头联接板2—分流板3—冷却器4—加热器5—螺杆6—机筒7—液压泵8—测速电机9—止推轴承10—料斗11—减速机12—冷却管

系统和机架等几部分组成。其基本结构如图三所示。

1、传动系统由驱动电机、减速机8、止推轴承9等组成，其作用是驱动螺杆5旋转, 为螺杆5旋转提供所需的扭距和转速，承受螺杆轴向力。

2、加料系统由料斗10、加料斗座等组成。料斗用于储存一定量的塑料。加料斗座除支撑斗外，还在机筒6和减速机之间起连接作用。

3、挤压系统由螺杆5、机筒6等组成，是挤出机工作的“心脏”部分，完成对塑料的连续输送、塑化、均化、定压定量挤出。

4、加热冷却系统由加热器4、冷却器3、冷却管12等组成，以保证挤压系统中的塑料能够在一定工艺要求的温度范围内完成塑化和均化。

5、控制系统由电控柜、检测元件、仪器、电气元器件及其他电器装置等组成，实现对挤出机的运转及工艺条件的测控。

（三）单螺杆挤出机工作原理

当挤压系统加热到给定工艺温度并保温一定时间后，启动电机，通过减速机提供给螺杆所需的扭矩和转速。料斗中的塑料在自重或加料器推力的作用下，由加料口进入螺槽。随着螺杆的旋转，塑料在与机筒螺杆摩擦力的作用下被向前输送。

物料在挤压系统中的形态变化（如图四所示）。塑料自料口进入螺杆后，在旋转着的螺杆作用下，通过料筒内壁和螺

杆表面的摩擦作用向前输送。在成型过程

中，物料以粉状或颗粒状从料斗加入至挤

出机后，要完成输送，压实，压缩，熔融

塑化、均化成均匀融体的过程。在螺杆加

料段，松散的固体粒料（或料末）充满螺

槽，随着物料的不断输送，物料开始被压

实。当物料进入压缩段后，由于螺杆螺槽

图四

深度逐渐变浅以及机头的阻力，使塑料逐渐形成高压，并进一步被压实与此同时，在料筒外加热以及螺杆与料筒内表面对物料的强烈搅拌、混合和剪切摩擦所产生的内摩擦剪切热的作用下，塑料温度不断升高，与料筒相接触的某一点，塑料温度到达熔点，开始熔融。随着物料的输送，继续加热，熔融的物料量逐渐增多，而未熔融物料量相应减少。大约在压缩段的结束处，全部物料都转变黏流态，但这时各点温度尚未均匀，经过均化段的均化作用就比较均匀了，最后螺杆将熔融物料定量、定压、定温地挤入到机头。机头中口模是个成型部件，物料通过它而