本科学生毕业设计单螺杆挤出机构设计系部名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化08-3班学生姓名：指导教师：职称：讲师黑龙江工程学院二○一二年六月摘要近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料制品的应用领域不断扩展，塑料加工设备已渗透到国民经济的各个行业，成为我国机械工业的重要组成部分，在国民经济中起着越来越重要的作用。
其中塑料成型机械是塑料工业中的一个重要组成部分，是完成塑料制品生产成型的必要手段。
而挤出成型又是塑料成型加工的重要成型方法之一。
本文主要讲述其基本成型原理、结构组成、主要技术参数、主要零部件及有关的调控系统和辅助装置、设备的安全操作和维护保养以及主要故障的排除等内容，并阐述这些内容之间的相互关系及影响。
并且在讲解单杆塑料挤出机的工作原理、基本结构和有关专业知识的基础上，具体深入分析问题，理论与实际相结合，并从机理、结构以及塑料成型工艺、设备的调控、安全及维护保养等方面综合分析问题，找出矛盾的主要方面，选择最优的改进方案，来提高单杆塑料挤出机的综合水平，从而获得更好的经济效益和社会效益。
关键词单螺杆；挤出机；塑料成型机械；挤出原理；塑料成型工艺。
AbstractIn recent years, with the rapid development in the plastic industry, plastic product has been continuously enlarged in application field。
The plastic machine has been used in many fields that is detached to the national economy, has become the important part, and this role is getting gradually important. while plastic-molding machinery plays a vital role in plastic industry, and it is the necessary way to accomplish the plastic-molding, whereas the injection machine is one of the most crucial methods to make the plastic-molding.It is mainly involved in the basic molding principle, structure composition, chief tech parameter, general parts and relevant coordination system, assist equipment, and how to operate safely and maintain, as well as how to obviate the error, surly the connection and mutual impact among these item. Furthermore, on the basis of working principle, structure, and relevant subjects, this thesis gives a deeper analysis, both theoretically and practically, and a benign promotion to the traditional types. It does study on the problem of principals, structure, plastic-molding process in synthesis, separate the main contradiction and optimize the plan in order to benefit the highest profit and social interest.Keywords single-screw; extruding machine; plastics-shaping machine ;Extrusion principle;Plastic injection molding process.目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 单螺杆挤出机 (1)1.1.1 基本操作 (1)1.1.2 排气挤出机 (2)1.1.3 橡胶挤出 (2)1.2 多螺杆挤出机 (3)1.2.1 双螺杆挤出机 (3)1.2.2 多螺杆挤出机 (3)1.3 新型挤出机 (4)1.3.1 手提式挤出机 (4)1.3.2 磨盘式挤出机 (5)1.3.3 往复螺杆挤出机 (5)1.4本文的主要内容 (6)第2章挤出机总体方案的确定 (7)2.1 挤出机总体方案布局的基本要求 (7)2.2 螺杆类型的确定 (7)2.2.1 螺杆的工作性能指标评定 (7)2.2.2 螺杆的选用原则 (8)2.2.3 螺杆的分类 (8)2.2.4 螺杆方案的确 (8)2.3 机筒类型的确定 (8)2.4 本章小结 (9)第3章挤出机的整体设计 (10)3.1 聚苯乙烯的基本特征 (10)3.2 螺杆设计 (10)3.2.1 螺杆深度和压缩比的确定 (10)3.2.2 螺距和螺纹升角的确定 (15)3.2.3 螺纹头数 (16)3.2.4 三段式螺杆长度的确定 (16)3.2.5 螺纹断面设计 (20)3.2.6 螺杆设计的校核 (22)3.3 螺杆与机筒的间隙 (26)3.4 加料装置 (26)3.5加热冷却装置 (26)3.6本章小结 (27)第4章传动机构设计 (28)4.1 计算传动装置的运动和动力参数 (28)4.1.1 减速器传动比的分配 (28)4.1.2 减速器各轴动力参数的计算 (28)4.2 齿轮的设计计算 (28)4.2.1 高速级齿轮的计算 (28)4.2.2 低速级齿轮的计算 (31)4.3 轴的设计计算 (34)4.3.1 输入轴轴Ⅰ的设计 (34)4.3.2 中间轴轴Ⅱ的设计和计 (35)4.3.3 输出轴轴Ⅲ的设计 (36)4.4 键的选择与校核 (38)4.5 滚动轴承的选择和计算 (40)4.6 润滑与密封 (40)4.7 减速器的设计资料 (41)4.8 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)第1章绪论1.1单螺杆挤出机螺杆挤出机分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出。
单螺杆挤出机是聚合物工业中最重要的一类挤出机。
其主要优点为成本较低、设计简单、坚固而可靠、以及满意的性能成本比。
常规塑化挤出机的螺杆具有3个不同的几何段，见图1.1：图1.1常规挤出机螺杆几何形状这种几何形状也称之为“单级”。
“单级”是指这种螺杆尽管有3个不同的几何段，但事实上仅有一压缩段，第一段(最靠近进料口)的螺槽—般较深。
此段中的物料大都处于固体状态。
此段称之为螺杆的进料段。
最末段(最靠近模头)的螺槽通常较浅。
此段中的物料大都为熔融状态。
此蝉杆段称之为计量段或挤出段。
第二段连接进料段和计量段。
此段称之为过渡段或压缩段。
多数情况下，螺槽深度(或螺棱高度)从进料段向计量段以线性方式减小，因而使物料在螺槽中经受压缩．以后将证明这种压缩作用在多数悄况下对挤出机的正确运行是必不可少的。
1.1.1基本操作单螺杆挤出机的操作相当简单。
物料从加料斗进入。
通常物料靠重力由加料斗流入挤出机机筒。
有些物料在干燥状态不易流动，必须采用特殊措施防止物料在进料斗中挂料。
物料一旦落入挤出机机简，即处于挤出机螺杆和机筒之间的环状空间内，并进而为螺棱的主动螺腹和被动蝶腹螺槽所包围。
机简静止而蝉杆旋转。
因此，摩擦力都作用于物料以及机筒和螺杆表面。
至少物枓处于固体状态(低于熔点)，这些摩擦力负责向前输送物料。
物料向前运动时，即因摩擦产生的热和机筒加热器传导的热而被加热。
当物料温度超过其熔点，则在机筒内表面形成熔膜，塑化段即由此开始。
必须指出，塑化段起点通常不是压缩段起始点。
各功能段的分界线取决于聚合物性能、挤出机几何形状以及操作条件。
因而，分界线可因操作条件改变而改变。
然而，螺杆的几何段由设计确定，不因操作条件的变化而变化。
当物料向前运动时，在各个位置的固态物料量将因熔融而减少。
当全部固态聚合物消失时则达到塑化段末端，而熔体输送段开始。
在固体输送段中，将熔体均匀的输送给模头。
当聚合物流进模头时，即呈现模头流道的形状，因而，当高聚物离开模头时，其形状或多或少的符合模头流道最后部分的断面形状。
由于模头产生流动阻力，所以需要压力迫使物料通过模头。
这种压力通常称之为模头压力。
模头压力因模头形状(特别是流道)、高聚物熔体温度、通过模头的流率、以及高聚物熔体的流变特性所决定。
模头压力由模头产生而不由挤出机产生。
挤出机只是产生足够的压力，以迫使物料通过模头。
如聚台物、挤出量、模头、模头温度均相同，则无论挤出机是齿轮泵单螺杆挤出机，还是双螺挤出机等都不会造成差异，机头力相同。
1.1.2排气挤出机排气挤出机在设计和功能上与非排气挤出机有很大区别。
排气挤出机在其机筒上有一个或多个开口(排气口)，挥发物可由此逸出。
因而．排气挤出机能连续从聚合物中连续排除挥发物。
这种排气增加了一种非排气挤出机所没有的功能。
除排出挥发物外，还可利用排气口向聚合物添加某些组分，渚如添加剂、填充剂、反应组分等等。
这显然增加了排气挤出机的多功能性，并且还有额外的好处，即只要堵塞排气口并在可能情况下变换螺杆几何形状，排气挤出机即可作为常规非排气挤出机。
螺杆的设计对排气挤出机的正确运，非常关键。
困扰排气挤出机的主要问题之一是排气口溢料。
在这种情况下，不仅挥发物通过排气口释放，而且也流出一定量的聚合物。
因而，挤出机螺杆必须设计成使排气口(排气段)下面的聚台物中不呈正压，这就导致开发二级挤出螺杆，尤其是为排气挤出机所设计的二级挤出螺杆。
二级挤出螺杆有被释压/排气段所分隔的两个压缩段。
这由各类似于沿一根轴串联相接的两根单级挤出螺杆。
1.1.3橡胶挤出机用于弹性体加工的挤出机的历史比任何其它类型的挤出机都长。
用于橡胶挤出的工业机器早在19世纪下半叶即已间世。
一些早期的挤出机制造商有美国John Royle和英国Frsncis Shaw。
德国主要橡胶挤出机制造商之一是Paul TrosteL事实上, Paul TrosteL仍为主要的挤出机制造商。
尽管橡胶挤出机问世已超过一个世纪，但有关橡胶挤出文献的缺乏今人吃惊；某些橡胶手册讨论了橡胶挤出，但在多数情况下，资料非常贫乏而且实用性有限。