机械工程及自动化毕业论文╱设计说明书.doc

前言 采用螺杆挤出聚合物迄今已有120多年的历史。这种方法在聚合物加工工业中已经占有十分重要的地位。据统计，全世界60％以上的产品是采用螺杆挤出法来加工的。挤出成型制品的产量雄居于其它聚合物成型制品之上。随着聚合物加工工业的飞速发展，螺杆挤出装备的技术发展和进步也受到人们更多的关注。 与其它成型方法比较，聚合物的螺杆挤出成型法具有一些突出的特点，如：生产过程连续；生产率较高；适用范围广，其不仅能用于加工几乎所有的热塑性塑料制品，而且也能用于挤出一些热固性材料。此外，螺杆挤出设备通常结构较为简单、操作容易，而且投资少，收效快。因此，螺杆挤出成型法已成为目前最广泛采用的一种聚合物成型加工方法，螺杆挤出装备也理所当然成为聚合物成型加工机械中的最重要的机种之一。 目前，用螺杆挤出法生产的制品有：管材、板材、片材、棒材、薄膜、单丝、电缆、中空制品、异型材、各种复合制品等。此外，螺杆挤出还大量用于进行聚合物的造粒、脱水、共混、增强、反应挤出、合金化、喂料及色母料等作业。 螺杆挤出机的分类，目前最通常是按螺杆数目分为：单螺杆挤出机，双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。其中前两类目前应用最广泛。此外，还可按用途分为：造粒挤出机、排气脱挥 式挤出机、喂料挤出机、传递混炼挤出机，按结构特点分为：磨盘式挤出机、可视化科研挤 出机、电磁动态塑化挤出机、自热式高速挤出机、立式挤出机、阶式多级挤出机等，以上机型还可有通用机和专用机之分。 常规型单螺杆挤出机，易操作、造价低，因此在聚合物加工工业得到广泛的应用。但它存在混合、分散和均化效果差，物料温差大和难以吃粉料等不足之外。因此，通常只适用于一般性造粒和塑料制品的加工。目前，欧美等国单螺杆挤出机应用的比例是：平膜及片材10％；异型材20％；发泡材30%～40％；吹膜100%；电缆100%；单丝100%；配混（包括双级式）10％。 第1章 挤出机概述 随着机械制造技术的进步，常规型单螺杆挤出机螺杆，制品的质量有所提高。但由于常规型单螺杆挤出机存在上述许多的不足，如今正逐渐被新型单螺杆挤出机所取代。 新型单螺杆挤出机的出现，极大地改善了常规单螺杆挤出机的不足，使单螺杆挤出机的产量和质量有了较大的提高。目前，各国新型螺杆的相关专利众多，得以实用的主要有以下类型 ： （1） 分离型螺杆 分离型螺杆是在普通螺丝杆的加料段末端设置一外径小于主螺纹的副螺纹，并在固体物料熔融结束处与主螺纹相交，从而有效地避免常规单螺杆在熔融段后期出现的固相破碎，使熔融速率得到提高。分离型螺杆的熔体温度、压力和流率波动小，挤出量大。不仅适用于通用的聚稀烃塑料、尼龙、聚碳酸酯和聚砜等工程塑料，而且可用于聚氯乙烯和聚甲醛等热敏性的塑料加工。分离型螺杆的BM型、Barr型熔体槽型、XLK双层型、PM 型和ICT型等，目前工业应用最多的是BM型。 （2） 屏障型螺杆 屏障型螺杆是在均化段设置屏障，以阻止未熔融固相进入均化段，并促进物料熔融。屏障元件有直槽式、斜槽式、三角槽式、深槽渐变型、斜槽双屏障式或多屏障式等多种结构。该螺杆属高剪切元件，通常仅适用于聚烯烃物料。但只要屏障头设计合理，也可用于挤出热敏性的塑料。 （3） 分流型螺杆 分流型螺杆是在常规螺杆螺槽内设置分流元件（如销钉、犁钉、凸台、分流沟槽、分流孔等），其作用是打乱固液两相流动、增加固体和熔体间的剪切，促进 熔融和混合。主要结构型式为销钉型和DIS型。这种螺杆可适用于硬聚氯乙烯制品、发泡挤出、交联挤出、聚乙烯和尼龙等混配作业。 （4） 变流道型螺杆 该螺杆的结构特征是螺杆流道截面形状或截面面积大小是变化的。其代表是波形螺杆和HM型（其具有多边形的螺杆段）。由于物料在这种螺杆内要承受不断的压缩、捏合和混炼作用，故可强化熔融和混合。变流道型螺杆虽然制造麻烦，但塑化、混合质量好，尤适于加工难以熔融的塑料。但这种螺杆不适用于热敏塑料。 （5） 减压螺杆减压螺杆是在螺槽熔融段内设置2～3个螺距槽深较浅的区域，目的是避免熔体因过大的剪切热而导致塑料过热分解。由于熔体可在较小的剪切作用下进行热量的扩散和均化，故可适用于热敏性塑料和需脱挥的物料挤出。此外，还有沟槽型螺杆、排气螺杆、剪切锥螺杆、强冷输送螺杆、空心螺杆和分段组合螺杆等新型螺杆。 除了上述挤出机外，还有特殊型单螺杆挤出机： （1） 剖分式单螺杆挤出机该机型的特点是机筒可沿轴线剖分，使得清理螺杆和机筒极为方便和省时，特别是当突遇停电或机器故障时，便于机内塑料的清除。尤其适用于热固性塑料（如粉末涂料。酚醛塑料等）的挤出。 （2） 排气式单螺杆挤出机这种机型具有排气脱挥的能力，其特点是机筒中部位置开有排气口和抽真空系统。排气式挤出机能排除固体粒料间带入机内的空气、粒料吸附的水分、残