南京棉亚JSH-B75平行双螺杆挤出机

 3.1.2螺杆材料的选择

螺杆工作时不仅所受扭矩较大，是在高温、高压下工作。因螺杆要与机筒配合工作，还要受到机械摩擦磨损、刮磨及塑料摩擦的作用，某些塑料还会有较强的化学腐蚀作用。螺杆可能产生扭断、因磨损严重而与机筒间隙增大使产量降低等失效形式。

根据以上螺杆的实际工况，要保证螺杆能正常工作，必须选择合适的材料。其材料性能要求为：机械性能好，耐磨性能好，耐腐蚀性能好，加工性能好。由于38CrMoA1综合性能好且是挤出机螺杆应用Zui广泛的材料，选择38CrMoAl作为螺杆的材料。

3.1.3螺杆设计计算

到此已知螺杆参数为：

Zui高转速：n=260r/min=4.3r/s

maxZui高产量：G=200Kg/h螺杆直径：D=72mm 螺距S：  S=72mm 长径比：  L/D=30

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螺槽法向宽度：E=38.7mm螺槽轴向宽度：B=40.6mm螺棱法向宽度：e=30mm螺棱轴向宽度：b=31.4mm螺纹升角f：f=1741'3

r=500kg/m查表得:聚氯乙烯（PVC）的堆积密度为

3固相密度    r=1400kg/m

s3r=1200kg/m液相密度    m

熔池温度     T=190C

b由于双螺杆挤出机的理论很不成熟，加之螺杆啮合部分容积相对于整个螺杆来说很小，故可以把双螺杆看成两根单螺杆进行计算，做一定的因双螺杆啮合带来数据校正。

（1）计算熔融速率。

为了保证稳定的挤出过程，熔体输出量、固体输送量和固体熔融量应该平衡。即：G=WA=rQ

Sm式中   G——固体输送量；

S       ——单位面积熔融速率；

       A——固体粒料与机筒的接触面积；

      r——熔体密度；

m       Q——熔体输出量；

取螺杆转速4.3r/s下塑料的输出量为：G=200Kg/h53      Q=G/r=4.6310m/s

m估算面积A。由于螺杆啮合部分没有机筒对物料进行加热，但螺纹啮合处没有机筒部分占整个机筒的比例较小，机筒的总面积约为1.8pDL,其中螺槽占56.3%，假设其中固体与熔体塑料各占一半，则固体总面积A：A0.5pDL

G2熔融速率：W==0.228kg/s·m

0.5pDL

（2）计算计量段螺槽深度。Q为了保证螺杆的硬特性，避免压力波动引起过大的输出量波动，i应取

pQd

 9                                    双螺杆挤出机毕业论文 

较小的值，但为了达到较好的混合质量，又不能取得过小。综合上述原因，取：i=0.2

53  由Q=Q-Q得：Q1.25Q=5.7910m/s

dpd2由于是双螺杆，则有：Q=pDH(D-b)ncosf

d3Qd=1.574mm   取 H1.8mm

H=323pD(D-b)ncosf

（3）验算计量段长度。pDn

-1 螺杆的剪切速率为：g==540.1s

H3

当温度为190C时，由流变曲线得：h=4100Pa·s

-53有上文可知：Q=0.25Q=1.16´10m/s

p1DP3令P=P，由式：Q=(D-b)Hcosfsinf得： p312hL3

3

(D-b)HPcosfsinf3L==94.7mm    497mm >94.7mm  合格

312hQp

  （4）确定加料段螺槽深度。

根据常用塑料的几何压缩比表，取：ε=3

2则加料段螺纹槽深度h为：h=0.5[D-D-4

εh(D-h)]=5.72mm 1133(D-h)h11

    取h=5.7mm  =2.99      正确

验算压缩比e=1(D-h)h33

（5）验算压缩段长度。

   计算螺槽内固体粒料厚度减小的速率，即形成熔膜的速率V,

Z2W-4     V==4.56´10m/s

Z2rb

即固体粒料在压缩段中移动时，在每秒钟移动的距离上螺槽深度的减小量不能超过0.456mm.否则固体粒料来不及完全熔融而堵塞螺槽，引起产量波动。此时固G

体粒料顺着螺槽的流动速率V=0.4033m/s

：V=SZSZrH(D-b)cosf

b1VSZ

则压缩段顺着螺槽展开的长度L:L=(H-H)=3449.3mm

Z2S213VZ2

则压缩段的Zui小长度L为:L=Lsinf=1032mm 

22S210                                    双螺杆挤出机毕业论文 

由于1404mm>1034mm    （6）螺杆中心距的确定。

考虑到螺杆的安装和物料的混合均匀，又不至于螺杆产生干涉，取螺杆的中心距a:a=D-h+0.5=70.7mm 

3（6）归纳设计结果。

加料段长度：L=259mm1加料段螺槽深度：h=5.7mm1压缩段长度：L=1404mm2计量段长度：L=497mm3计量段螺槽深度：H1.8mm

3螺槽轴向宽度：B=40.6mm螺棱轴向宽度：b=31.4mm螺杆中心距a：a=70.7mm