塑料機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作與具體步驟

謝軍編塑料機(jī)械課程設(shè)計(jì)目的使學(xué)生進(jìn)一步穩(wěn)固?塑料機(jī)械?課程中的理論知識(shí)，了解塑料機(jī)械設(shè)(2)使學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)資料，如?塑料機(jī)械國(guó)家標(biāo)它有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。(3)訓(xùn)練學(xué)生初步設(shè)計(jì)塑料機(jī)械的能力，為以后的工作打下初步的根塑料機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作學(xué)生應(yīng)充分研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，了解產(chǎn)品用途，所應(yīng)用的樹(shù)脂，并進(jìn)行工藝性及尺寸公差等級(jí)分析，在初步明確設(shè)計(jì)要求的根底上，可按以下步驟進(jìn)行零部件總體方案的論證。(2)通過(guò)螺桿結(jié)構(gòu)初步計(jì)算及查找?塑料工程手冊(cè)?、?輕工業(yè)技術(shù)裝備設(shè)計(jì)步驟量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題2〕功率消耗：N/Q在保證塑化質(zhì)量的前題下，單位產(chǎn)量所消耗的機(jī)械功率---單耗化質(zhì)量：外觀質(zhì)量：指外表光滑，無(wú)波浪、竹節(jié)形、氣泡、斑紋和水紋等缺陷；混合質(zhì)量：指物料的各組分的分散程度。它直接影響制品的物理、機(jī)械和化學(xué)性擠出溫度：指物料的徑向、縱向溫度，在保證外觀質(zhì)量下，一是溫度越低越好，5〕適應(yīng)性廣：希望塑化效率和適應(yīng)性廣都兼?zhèn)?。。專用還是通用？對(duì)螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有不同要求。不同口模的幾何形狀和阻力特性，要求螺桿的幾何參數(shù)也不同，高阻力機(jī)頭要求2擠出機(jī)普通螺桿的設(shè)計(jì)螺紋斷面形狀及螺桿頭部結(jié)構(gòu)。2.1普通螺桿的主要形式及其確定2.1.1主要形式有三種，一是全長(zhǎng)漸變，二是三段漸變，三是三段突變?nèi)秉c(diǎn)：對(duì)壓縮比擬大的小徑螺桿的強(qiáng)度受到影響。變距螺桿螺桿。優(yōu)點(diǎn)：加工制造容易，本錢低；螺紋升程相等物料與機(jī)筒接觸面積大，有利于物料塑化；加料段的第一個(gè)螺槽深度大，有利于進(jìn)料，生產(chǎn)能力大。螺槽深度不變，螺槽寬度逐漸變窄。優(yōu)點(diǎn)：桿有足夠的強(qiáng)度，利于用增大轉(zhuǎn)速來(lái)提高生產(chǎn)能力；有利于設(shè)計(jì)大的壓縮由于H3較大，在同和壓縮比下，熔料倒流量較大；物料均化作用差；加工3〕變距變深螺桿普通螺桿形式確實(shí)定非結(jié)晶型塑料熔融時(shí)有玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)，是在一個(gè)較大的溫度D三段漸變形三段漸變形2.2普通螺桿主要參數(shù)的設(shè)計(jì)D是在初步確定產(chǎn)量和轉(zhuǎn)速后，采用：1QβD3n進(jìn)行初算β---經(jīng)驗(yàn)出料系數(shù)一般為,對(duì)轉(zhuǎn)速高的取大值；對(duì)質(zhì)韌而硬的物料取D70、80、90、100、110、120、150、200、250、300等，向上一檔靠。也可以按制品尺寸選定螺桿直徑，即按下表：螺桿直徑螺桿直徑30456590120150200硬管直徑~3010~4520~6530~12050~18080~300120~400吹膜折徑50~300100~1000400~1500700~2000~2500~3500~8000擠板寬度--400~800700~1200~1500~2500-D對(duì)難于加工的塑料，如含氟塑料、對(duì)要求較高溫度和壓力的塑料、L/D要大些；對(duì)熱敏性塑料、對(duì)進(jìn)行半成品螺桿各段主要參數(shù)確實(shí)定11.11.11的幾何壓縮比來(lái)計(jì)算加料段的螺槽深度。1由于影響因素很多，難于用理論公式去計(jì)算。一般是通過(guò)塑料的物理性能分析，用經(jīng)騐數(shù)據(jù)確定。對(duì)熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性差，熱焓大的塑料，L要長(zhǎng)些；如加工PP的就要比1根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1結(jié)晶型塑料：L=30~65%L1具體確定時(shí)，應(yīng)按加工物料的具體物理性能而定。2熔融段要有足夠的壓縮比，其幾何壓縮比3用下面公式計(jì)算：1111333313H13H222具體確定時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工的物料實(shí)際物理性能和加料段及均化段綜合衡來(lái)確定。333P淺螺槽時(shí)有較大的生產(chǎn)能力。QQp+Ql33Q從理論公式看到，淺螺槽對(duì)物料的剪切作用大，有利于對(duì)物料進(jìn)一步H值用理論公式計(jì)算較困難，與L一樣，大多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定。333對(duì)于直徑較大的螺桿，取小值；對(duì)粘度低、熱穩(wěn)定性好的物料，取小值；反之，取大值。3它的大小對(duì)生產(chǎn)能力、擠出物的質(zhì)量和螺桿工作特性都有一定的影響。從熔融理論公式可看到，增大，等于減少倒流和漏流的流量，在其它條件相同時(shí)，相對(duì)地提高了生產(chǎn)能力。它使倒流和漏流的流量減少，生產(chǎn)能力增加。物料在均段的停留時(shí)間增加，也就是增加了對(duì)物料的剪切作用的時(shí)間，有利于物料的分散33熱敏性物料可取短些，對(duì)高速擠出L/D大的，均化段取大值，以適應(yīng)其定選取時(shí)要根據(jù)物料的實(shí)際物理性能和工藝條件確定。大，有利于物料的流動(dòng)，同時(shí)有較好的混合和均化物料的作用，防止了渦12r=〔1/2~2/3)HR=(1~2)r3以上數(shù)值范圍，大直徑螺桿取大值。也有資料介紹按以下數(shù)據(jù)選?。篟=〔0.04~0.12〕Dr=〔0.02~0.04)D在螺桿直徑、螺槽深度和螺紋升程相同的條件下，多頭螺紋與單頭螺生產(chǎn)能力、壓力的波動(dòng)。其結(jié)果使制品的質(zhì)量下降。如果在單獨(dú)在某一段時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有一個(gè)急劇使用壓、扭、彎聯(lián)Zσc=~1.25)PmaxD2/(ds2-d2)kg/cm20式中：Pmax---可視為機(jī)頭壓力kg/cm2D-----螺桿外徑cmds----螺桿最小根徑cmd-----螺桿冷卻水孔直徑cm0nmax---螺桿最高轉(zhuǎn)速kg/cm20C=d/ds0b式中：γ---螺桿材料的比重，鋼材取0.00785kg/cm3L---螺桿有螺紋局部長(zhǎng)度cm.4求螺桿的合成應(yīng)力σrn-----平安系數(shù)=338CrMoAlAσy=8500kg/cm2b3.5例題：試校核SJ-150擠出螺桿和機(jī)筒的強(qiáng)度，其有關(guān)參數(shù)為：螺桿外徑D=15cm，螺桿螺紋尾部斷面根徑ds=,螺桿冷卻水孔直徑00桿最大驅(qū)動(dòng)功率Nmax=75KW,螺桿最高轉(zhuǎn)速n=41.8r/min,螺桿、機(jī)筒材料max均為38CrMoAlA(其屈服強(qiáng)度y=8500kg/cm2)Cb3=310kg/cm24新型螺桿的設(shè)計(jì)螺桿存在的主要問(wèn)題及解決方法膜將會(huì)滲入固體床的縫隙中，此時(shí)熔融段出現(xiàn)供料缺乏現(xiàn)象，造成熔融不外加熱和物料受到的摩擦和剪切作用產(chǎn)生的熱量。而外加熱是靠熱傳導(dǎo)，剪Da負(fù)擔(dān)，又導(dǎo)致了制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較大采用強(qiáng)制加料、對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱枯燥、機(jī)筒上開(kāi)一些細(xì)淺的軸向溝槽，增加物料與機(jī)筒的摩擦等手段，雖然都有一定據(jù)有關(guān)資料介紹，設(shè)計(jì)合理的屏障型螺桿，比同規(guī)格的擠出機(jī)擠出量料端〕處，銷釘段位于螺桿頭端部。下面圖示的位置是單獨(dú)使用屏障段的G---屏障間隙B'---剪切棱寬度η---粘度生0333度B'：一般分兩種情況，一是在螺槽中設(shè)置銷釘，可設(shè)在壓縮段的末端或在均化段上，具體位置可根據(jù)加工條件確定，如圖中所示的位置；即可設(shè)在距在螺桿槽中設(shè)置銷釘螺桿直徑螺桿直徑mm45銷釘直徑mm465上述表中所列數(shù)據(jù)均為最小的參考值，假設(shè)銷釘為方形的可以此值做設(shè)計(jì)思路筒的設(shè)計(jì)4565溝槽數(shù)Z468槽寬度b(mm)88h=1大及襯套較長(zhǎng)筒與機(jī)頭的連接機(jī)筒與螺桿的機(jī)筒與螺桿的尺寸公差及材料和熱處理螺桿直徑2030456590直徑最大0.35間隙最小2螺桿直徑螺桿直徑2030456590120150200直線度0上下456590+度火45、40Cr-于小型螺桿蝕表硬，耐磨，芯部韌堆鈷或鎳基等合金和碳化物40~70取決于堆材或螺桿修復(fù)鋼雖光滑耐磨耐蝕易剝落，少用層鋼40~65取決于合金層國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用，較少6機(jī)筒的壁厚及強(qiáng)度校核徑強(qiáng)度計(jì)算2)切向應(yīng)力：σtmax=p(Da2+Db2)/(Da2-Db2)babbabτttaa00桿最大驅(qū)動(dòng)功率Nmax=75KW,螺桿最高轉(zhuǎn)速n=41.8r/min,螺桿、機(jī)筒材料max均為38CrMoAlA(其屈服強(qiáng)度y=8500kg/cm2)2)切向應(yīng)力：σtmax=p(Da2+Db2)/(Da2-Db2)=500(252+152)/(252-152)=1060〔kgf/cm2〕babbab=280〔kgf/cm2〕平板狀分流班勢(shì)力尺寸參數(shù)部部分國(guó)產(chǎn)機(jī)分流板尺寸規(guī)格mm桿徑孔眼徑開(kāi)孔率%板厚板至桿頭距3110≤83512≤1045.815≤10904;539；442010.5中24，外32-1505；4.5393012~82005；4.5393520桿桿L/DQNN/QQ/n筒加徑max加熱高r/minWKW/(kg/h)熱KWmmmmKg/h段33343535460384428、3004909020、2510015050425100028、301202006053050012020、259025075540110028、3010032010065060015020、2565400125665110028、30755001606.60078060020020、25506002007120110028、30607802508140600六螺桿式注射機(jī)塑化部件的設(shè)計(jì)墊圈5-料筒8-冷卻水圈注射機(jī)的螺桿與擠出機(jī)的螺桿根本相似，但有所不同，一是長(zhǎng)徑比和壓縮比擬??；二是它的均化段的螺槽較深；三是它的加料段較長(zhǎng)，而均化〔25~20〕%〔20~30〕%通用型〔45~50〕%〔35~20〕%〔20~30〕%D=(4V/παΚ)1/3mi3)理論注射速率q:化能力Q：5)螺桿轉(zhuǎn)速n:熱敏性塑料：u=15~20m/min一般塑料：u=30~45m/min3均化段槽深影響螺桿預(yù)塑時(shí)的回流和剪切效果，也就是說(shuō)影響到塑化能力和塑化質(zhì)量。一般按經(jīng)驗(yàn)公式確定：3對(duì)大直徑桿〔大于90mm〕的可取小值，槽深不宜大于6mm.2〕加料段槽深H1：它直接影響壓縮比ε與螺桿的強(qiáng)度。HεH3樹(shù)樹(shù)脂代號(hào)或名稱ε螺桿頭裝配圖b=(0.6~0.8)D位移量：S=(0.1~0.15)DDH/f80枋該螺桿的強(qiáng)度。1kg/cm20103)求螺桿加料段處的合成應(yīng)力：σr=c=(4442+4×9102)1/2=1873kg/cm21整體式機(jī)筒b0biN=0.15QpQp=55kg/h,計(jì)算該規(guī)格注射機(jī)的機(jī)筒加熱功率為螺桿直徑螺桿直徑mm≥15~25>25~50>50螺桿直徑公差帶代號(hào)e8d9c9機(jī)筒公差帶代號(hào)H92.2機(jī)筒與噴咀體連接結(jié)構(gòu)型式。2.3噴咀用的開(kāi)式