塑料機械設計準備工作與具體步驟

謝軍編塑料機械課程設計目的使學生進一步穩(wěn)固?塑料機械?課程中的理論知識，了解塑料機械設(2)使學生能夠熟練地運用有關設計技術資料，如?塑料機械國家標它有關設計標準等。(3)訓練學生初步設計塑料機械的能力，為以后的工作打下初步的根塑料機械設計準備工作學生應充分研究設計任務書，了解產(chǎn)品用途，所應用的樹脂，并進行工藝性及尺寸公差等級分析，在初步明確設計要求的根底上，可按以下步驟進行零部件總體方案的論證。(2)通過螺桿結構初步計算及查找?塑料工程手冊?、?輕工業(yè)技術裝備設計步驟量標準和設計時應注意的問題2〕功率消耗：N/Q在保證塑化質(zhì)量的前題下，單位產(chǎn)量所消耗的機械功率---單耗化質(zhì)量：外觀質(zhì)量：指外表光滑，無波浪、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、機械和化學性擠出溫度：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〕適應性廣：希望塑化效率和適應性廣都兼?zhèn)?。。專用還是通用？對螺桿的結構設計有不同要求。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，高阻力機頭要求2擠出機普通螺桿的設計螺紋斷面形狀及螺桿頭部結構。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，一是全長漸變，二是三段漸變，三是三段突變?nèi)秉c：對壓縮比擬大的小徑螺桿的強度受到影響。變距螺桿螺桿。優(yōu)點：加工制造容易，本錢低；螺紋升程相等物料與機筒接觸面積大，有利于物料塑化；加料段的第一個螺槽深度大，有利于進料，生產(chǎn)能力大。螺槽深度不變，螺槽寬度逐漸變窄。優(yōu)點：桿有足夠的強度，利于用增大轉(zhuǎn)速來提高生產(chǎn)能力；有利于設計大的壓縮由于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定非結晶型塑料熔融時有玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)，是在一個較大的溫度D三段漸變形三段漸變形2.2普通螺桿主要參數(shù)的設計D是在初步確定產(chǎn)量和轉(zhuǎn)速后，采用：1QβD3n進行初算β---經(jīng)驗出料系數(shù)一般為,對轉(zhuǎn)速高的取大值；對質(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對難于加工的塑料，如含氟塑料、對要求較高溫度和壓力的塑料、L/D要大些；對熱敏性塑料、對進行半成品螺桿各段主要參數(shù)確實定11.11.11的幾何壓縮比來計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算。一般是通過塑料的物理性能分析，用經(jīng)騐數(shù)據(jù)確定。對熔點高，導熱性差，熱焓大的塑料，L要長些；如加工PP的就要比1根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)：1結晶型塑料：L=30~65%L1具體確定時，應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用下面公式計算：1111333313H13H222具體確定時，應根據(jù)加工的物料實際物理性能和加料段及均化段綜合衡來確定。333P淺螺槽時有較大的生產(chǎn)能力。QQp+Ql33Q從理論公式看到，淺螺槽對物料的剪切作用大，有利于對物料進一步H值用理論公式計算較困難，與L一樣，大多數(shù)采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定。333對于直徑較大的螺桿，取小值；對粘度低、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，相對地提高了生產(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間增加，也就是增加了對物料的剪切作用的時間，有利于物料的分散33熱敏性物料可取短些，對高速擠出L/D大的，均化段取大值，以適應其定選取時要根據(jù)物料的實際物理性能和工藝條件確定。大，有利于物料的流動，同時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。其結果使制品的質(zhì)量下降。如果在單獨在某一段時的直線運動過程中，有一個急劇使用壓、扭、彎聯(lián)Zσc=~1.25)PmaxD2/(ds2-d2)kg/cm20式中：Pmax---可視為機頭壓力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---螺桿有螺紋局部長度cm.4求螺桿的合成應力σrn-----平安系數(shù)=338CrMoAlAσy=8500kg/cm2b3.5例題：試校核SJ-150擠出螺桿和機筒的強度，其有關參數(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)動功率Nmax=75KW,螺桿最高轉(zhuǎn)速n=41.8r/min,螺桿、機筒材料max均為38CrMoAlA(其屈服強度y=8500kg/cm2)Cb3=310kg/cm24新型螺桿的設計螺桿存在的主要問題及解決方法膜將會滲入固體床的縫隙中，此時熔融段出現(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，剪Da負擔，又導致了制品在冷卻過程中產(chǎn)生較大采用強制加料、對物料進行預熱枯燥、機筒上開一些細淺的軸向溝槽，增加物料與機筒的摩擦等手段，雖然都有一定據(jù)有關資料介紹，設計合理的屏障型螺桿，比同規(guī)格的擠出機擠出量料端〕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，一是在螺槽中設置銷釘，可設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；即可設在距在螺桿槽中設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，假設銷釘為方形的可以此值做設計思路筒的設計4565溝槽數(shù)Z468槽寬度b(mm)88h=1大及襯套較長筒與機頭的連接機筒與螺桿的機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鋼雖光滑耐磨耐蝕易剝落，少用層鋼40~65取決于合金層國內(nèi)已有應用，較少6機筒的壁厚及強度校核徑強度計算2)切向應力：σtmax=p(Da2+Db2)/(Da2-Db2)babbabτttaa00桿最大驅(qū)動功率Nmax=75KW,螺桿最高轉(zhuǎn)速n=41.8r/min,螺桿、機筒材料max均為38CrMoAlA(其屈服強度y=8500kg/cm2)2)切向應力：σtmax=p(Da2+Db2)/(Da2-Db2)=500(252+152)/(252-152)=1060〔kgf/cm2〕babbab=280〔kgf/cm2〕平板狀分流班勢力尺寸參數(shù)部部分國產(chǎn)機分流板尺寸規(guī)格mm桿徑孔眼徑開孔率%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、30607802508140600六螺桿式注射機塑化部件的設計墊圈5-料筒8-冷卻水圈注射機的螺桿與擠出機的螺桿根本相似，但有所不同，一是長徑比和壓縮比擬小；二是它的均化段的螺槽較深；三是它的加料段較長，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塑時的回流和剪切效果，也就是說影響到塑化能力和塑化質(zhì)量。一般按經(jīng)驗公式確定：3對大直徑桿〔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與螺桿的強度。HεH3樹樹脂代號或名稱ε螺桿頭裝配圖b=(0.6~0.8)D位移量：S=(0.1~0.15)DDH/f80枋該螺桿的強度。1kg/cm20103)求螺桿加料段處的合成應力：σr=c=(4442+4×9102)1/2=1873kg/cm21整體式機筒b0biN=0.15QpQp=55kg/h,計算該規(guī)格注射機的機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e8d9c9機筒公差帶代號H92.2機筒與噴咀體連接結構型式。2.3噴咀用的開式