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年产10万吨长玻璃纤维增强PP板材车间工艺设计(23)
得, 29.52 =0.5152弧度
G 其他螺杆参数的确定
为了加工方便,等距螺杆取S=D
螺距S: S=D=80mm
螺纹升角 : =arctan =arctan = 17°42’
我们选取单头螺杆,而不是多头螺杆,因为除了考虑到加工比较麻烦之外,还考虑到在加料段几个螺槽不易均匀填满,因而容易导致各槽间挤出量不等而发生产量波动。各槽间塑料移动速度和熔融速率不一样,塑化程度也不一样,挤出压力也会发生波动。这些都将影响到挤出制品的质量。
螺纹头数: i=1
目前,常见的螺杆螺纹形状有两种,一种是矩形断面,另一种是锯齿形断面。前者装料体积较大,后者改善了塑料的流动状态,避免了存料现象的发生。因此我们选用锯齿形断面。其推进面的圆弧半径 比后面的圆弧半径 小,一般取后角为30°。
螺棱法向宽度e:根据对紧密共轭齿廓的要求和齿轮传动啮合基本原理,考虑到螺杆制造和安装方便,同时为了更好的对物料进行充分混合,把螺杆设计成接近共轭型,取螺棱法向宽度为:
螺棱轴向宽b:b=e/Cosφ=8/Cos 17°42’=8.40mm
螺槽法向宽E:E=S×Cos -30=80×Cos 17°42’-8=68.21mm
螺槽轴向宽B:B=D―b=80―8.40=71.6mm
螺杆与机筒的配合间隙值影响到挤出机的功率消耗、生产能力、使用寿命、机器加工成本等问题。取值过大,加工、装配比较容易容易,但生产能力会降低,塑料原料在机筒内的停留时间难以控制,甚至会造成热分解。如果取值过小,功率消耗大,加工、装配困难,且易使螺杆和机筒发生磨损,降低挤出机使用寿命。
螺杆与机筒之间的间隙值可按表3.5来选取。则设计的双螺杆挤出机的螺杆和机筒之间的间隙取值δ=0.3mm
表3.5 间隙表(JB1291-73) 单位:mm
挤出机系列 40 65 80,85 90 100 110 120,130
间隙 0.20 0.25
0.20 0.35
0.20 0.38
0.30 0.38
0.30 0.42
0.30 0.48
0.38 0.54
H 螺杆转速n
平行双螺杆有低速运转型和高速运转型,由于啮合型异向双螺杆挤出机主要用来混合加工,故螺杆转数不能开的很高,且啮合型异向双螺杆挤出机工作时,在啮合区的压延间隙有压延效应,该压延效应随螺杆转数的提高而加剧,引起螺杆机筒的过度磨损,综上来看,螺杆转速不应过高。一般情况下,啮合型双螺杆挤出机的螺杆转数范围一般2~60r/min。
螺杆直径越大,最高转速越低,我国行业标准未规定啮合型异向双螺杆挤出机的螺杆转数范围,本文设计挤出机为PP混合加工,参照ZBG 95009。1-88,根据螺杆转数范围,本设计采用低运转型,故选取螺杆转速为45r/min,即n为45r/min。
I 生产能力的确定
双螺杆输送物料时,存在正流 和漏流 ,其计算公式如下:
(3-4)
值与机头压力物料黏度有关,由于强制输送的特性, 的特性曲线斜率很小,其值约为5~10%。因此,实际计算时,可直接用下式(如3-5)所示:
Q-生产能力,kg/h
-挤出机的生产率,
D-螺杆直径,cm
n-螺杆转速,r/s
-均化段螺槽深度,cm
-螺旋角
-溶体密度,0.91g/cm3
至此,可以给出双螺杆的全部参数,如下表3.6所示,
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