[文学]第三节.ppt

第三节、工作原理与参数 第一组 主讲：丁建国 本节任务 1.螺杆直径与长径比的概念及确定。 2螺杆转数高低的影响因素及确定。 3.挤出压力概念、分布状态及影响因素。 4.挤出轴向力概念及组成。 5.生产能力计算：（ 1）按经验公式计算 （2）实测法 计算 6.挤出稳定工作点 。 7.生产能力影响因素。 8.实现稳定挤出的基本方法 。 本课程总任务： 建设1个100万套/年轮胎生产工厂，通过充分调查分析论证选型配套全部设备 一、螺杆直径与长径比 1.螺杆直径 （1）表达方式 螺杆直径指螺杆工作部分外径，挤出机的规格就是用它来表示的。 （2）螺杆直径与挤出产量和挤出半制品截面尺寸成正比。螺杆直径D与挤出半制品宽度b的关系： 当b300mm时，b=(3~4)D 当b300mm时，b=(3.5~5)D. 另外，还需要考虑制品断面大小与螺杆横截面的关系，即： 缩小比=制品断面积/螺杆外圆截面积=（1/4）~（1~8） （1）按生产能力确定： a.可按L3段（均化段）流率公式来确定D，计算量较大； b.可按经验公式估算D： 式中： Q—产量（kg/h); D—螺杆外径（cm) n—螺杆转速(rpm); B—出料系数（0.003—0.007），可先取中值。 （2）按产品规格（即制品断面尺寸）来确定螺杆直径D： 通常：螺杆直径D应与所生产的制品断面有一个合适的搭配关系。 即应：大截面制品→大螺杆直径挤出机 小截面制品→小螺杆直径挤出机 2·长径比 概念： 螺杆工作部分长度与直径之比（L/D)称为长径比。 L为螺杆有效长度： 增大L/D有如下好处： (1)L/D↑，螺杆总长↑，物料停留时间长，塑化更充分，故可n↑→Q↑； （2）由流率公式可知：L3↑，Qp↓Q1↓故Q↑； （3）L/D↑，对应L3↑，螺杆特性变硬，产量波动减小； （4）L3↑，易于熔体温度均化，易于实现低温挤出。 但L/D不可无限增大。 （1）L↑，Q↑，相应功率N↑，生产成本↑； （2）L太长，加工及装配困难（螺杆与机筒的同心度不易保证），螺杆加工成本↑； （3）L↑，螺杆自重↑，下垂增加，螺杆易刮机筒，使用寿命↓； （4）L/D太大，螺杆强度、刚度↓，当n↑，扭矩加大，故L/D有一个高限。 长径比大有利于胶料塑化、混合，有利于提高挤出压力，促使制品密集积产量的提高。但过大的长径比会增加胶料在机筒内停留时间，由于升温过高易引起胶料焦烧。另外，长径比过大，功率增加，螺杆制造困难。热喂料挤出机螺杆长度比一般为4~6，也有资料介绍最大为8，最小为2.85.冷喂料挤出机螺杆长径比较大，一般为8~16，最大达到20？ 二、螺杆转速 （一）对挤出的影响 螺杆转速直接影响挤出机的产量、功率消耗、挤出半制品质量以及机器的结构等。 随着转速的增加产量增加不大，且胶料易焦烧，挤出半制品易产生海绵状。 随着转速的增加功率消耗也增加，但达到一定转速后功率增加的速率下降，这也由于转速增加时，胶料在机器内的摩擦力减小而引起的。 随着转速的增加，胶料运动的速度梯度增加，这对胶料的剪切、搅拌有利，故塑化效果好。与此同时，胶料发热量大，易产生焦烧，需采取有效的冷却措施才能保证操作条件。 螺杆转速不仅是提高对物料的挤出速度和挤出量，更重要的是使挤出机在实现高产量的同时得到好的塑化效果。 以往要提高挤出机产量，主要的办法是加大螺杆直径。虽然螺杆直径增大后，在单位时间内挤出的物料会增加。但挤出机不是螺旋输送机。螺杆除了挤出物料，还要对塑料进行挤压、搅拌、剪切，使塑料塑化。在螺杆转速不变的前提下，大直径大螺槽的螺杆对物料的搅拌、剪切效果不如小直径的螺杆。 因此，现代挤出机主要通过提高螺杆转速的方法提高产能和制管质量。普通挤出机的螺杆转速，传统的挤出机是60转到90转（每分钟，下同）。而现在一般已提高到100~120转。高速一点的挤出机达到了150转到180转。国外报导某挤出机生产厂商生产的挤出机螺杆转速在200转以上，甚至达到了1000多转。 （二）转速确定 螺杆转速过高时，