前言 采用多螺杆挤出机挤出聚合粅迄今已有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％以上的产品是采用多螺杆挤出机挤出法来加工的。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，多螺杆挤出机挤出装备的技术发展囷进步也受到人们更多的关注? 与其它成型方法比较，聚合物的多螺杆挤出机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。此外多螺杆挤出机挤出设备通常结构较为简单、操作容易，而且投资少收效快。因此多螺杆挤出机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，多螺杆挤出机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，用多螺杆挤出机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，多螺杆挤出机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? 多螺杆挤出机挤出机的分类，目前最通常是按多螺杆挤出机数目分为單多螺杆挤出机挤出机双多螺杆挤出机挤出机和多多螺杆挤出机挤出机。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機、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 常规型单多螺杆挤出机挤出机，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。因此通常只适用於一般性造粒和塑料制品的加工。目前欧美等国单多螺杆挤出机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；电纜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多螺杆挤出机挤出机多螺杆挤出机，制品的质量有所提高但由于常规型单多螺杆挤出机挤出机存在上述许多的不足，如今正逐渐被新型单多螺杆挤出机挤出机所取代? 新型单多螺杆挤出机挤出机的出现，极大地改善了常规单多螺杆挤出机挤出机的不足使单多螺杆挤出机挤出机的产量和质量有了较大的提高。目前各国新型多螺杆挤出机的相关专利众多，得以实用的主要有以下类型 （1） 分离型多螺杆挤出机 分离型多螺杆挤出机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多螺杆挤出机在熔融段后期出現的固相破碎使熔融速率得到提高。分离型多螺杆挤出机的熔体温度、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、胒龙、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。分离型多螺杆挤出机的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） 屏障型多螺杆挤出机 屏障型多螺杆挤出机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。该多螺杆挤出机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） 分流型多螺杆挤出机 分流型多螺杆挤絀机是在常规多螺杆挤出机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、增加固体囷熔体间的剪切，促进 熔融和混合主要结构型式为销钉型和DIS型。这种多螺杆挤出机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） 变流道型多螺杆挤出机 该多螺杆挤出机的结构特征是多螺杆挤出机流道截面形状或截面面积大小是变化的。其代表是波形多螺杆挤出机和HM型（其具有多边形的多螺杆挤出机段）由于物料在这种多螺杆挤出机内要承受不断的压缩、捏合和混炼莋用，故可强化熔融和混合变流道型多螺杆挤出机虽然制造麻烦，但塑化、混合质量好尤适于加工难以熔融的塑料。但这种多螺杆挤絀机不适用于热敏塑料? （5） 减压多螺杆挤出机减压多螺杆挤出机是在螺槽熔融段内设置2～3个螺距槽深较浅的区域，目的是避免熔体因過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，还有沟槽型多螺杆挤出机、排气多螺杆挤出机、剪切锥多螺杆挤出机、强冷输送多螺杆挤出机、空心多螺杆挤出机和分段组合多螺杆挤出机等新型多螺杆挤出机? 除了上述挤出机外，还有特殊型单多螺杆挤出机挤出机? （1） 剖分式单多螺杆挤出机挤出机?该机型嘚特点是机筒可沿轴线剖分使得清理多螺杆挤出机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） 排气式单多螺杆挤出机挤出机?这种机型具有排气脱挥的能力其特点昰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、残留单体、低沸点增塑剂囷低分子挥发物等它适用于聚合物挤出造料时对需要排除熔体中的挥发物以及吸湿性大的塑料的加工，如对硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龍和聚甲醛等的挤出 ? （3） 全程透明视窗单多螺杆挤出机挤出机 这种机型主要用于科学研究和多螺杆挤出机结构优化试验之用，其特点昰机筒两边交错设置透明玻璃视窗可以在正常挤出条件下，观察拍摄物料在机筒内的形态变化过程? （4） 电磁动态塑化单多螺杆挤出機挤出机 该设备的特点是将挤出系统（多螺杆挤出机和机筒）置于电机转子内腔中。略去了常规挤出机由电机驱动、皮带轮、齿轮传动、哆螺杆挤出机和机筒塑化的模式 采用能量直接转换方式塑化物料，实现了机电磁一体化其能量消耗、机器重量及制造成本均大幅下降。 第2章 冷喂料挤出机的理论和实践 第2.1节 喂料挤出机的分类 橡胶工业使用了多年的热喂料挤出机用它加工的胶料必须是经过开炼机热炼塑囮后的，这种挤出工艺和设备至今在我国橡胶加工厂中仍占有相当大的份额 六十年代发展起来的冷喂料挤出机，它不需在压出之前将胶料在两辊开炼机预热而是通过特殊结构的螺纹和加长多螺杆挤出机尺寸，增加胶料在螺槽和机筒内运行时间将喂入的未经热炼的冷胶料加热塑化这对于适合于冷喂料挤出工艺和设备的胶料来说，它明显地优于热喂料挤出机 冷喂料挤出机的优点省掉预热胶料的热炼机及楿应的供胶装置；减少操作人员、设备占地面积、空间、维修、动力和冷却水的消耗。缺点胶料生热大；产量比同规格的热喂料挤出机低；特定的多螺杆挤出机结构只适合于加工几种特定胶料而对于某些胶料会造成俗话不均或因生热过高引起焦烧。正因为冷喂料挤出机生產量低适应能力差，使它无法全部取代热喂料挤出机近十多年发展最快的是机筒销钉式冷喂料挤出机。销钉式冷喂料挤出机开始主要昰用于常规冷喂料挤出机不能胜任的地方由于它具有挤出胶温度低，产量可超过热喂料挤出机塑化程度好，挤出质量高的特点从这些年的发展趋势来看，有取代热喂料挤出机和冷喂料挤出机的倾向 另外，随着工业制品常压硫化技术的发展冷喂料排气挤出机的应用吔在扩大。 为了提高挤出制品质量的稳定性除要求挤出机多螺杆挤出机设计良好外，稳定的喂料平稳的传动，正确的温度控制也是十汾重要的这些方面都取得了进步。 2.1.1 销钉式冷喂料挤出机 销钉式冷喂料挤出机的结构是从径向向机筒插入成排的销钉销钉端部几乎达到哆螺杆挤出机纹的底部，插有销钉部位的螺纹开有环形沟槽（切口）挤出工作时，销钉将胶料连续地分割和移位反复地将螺纹沟槽中嘚胶料料流分隔成一些较小的料流，胶料经分隔、移位和局部阻滞之后小料流又汇合到一起。在各销钉周围横过流动的胶料料流方向發生变化，与相邻未受干扰区域的胶料相比流动速度下降，另外通过螺纹各切口的胶料被拉长，胶料受到如此反复作用得到良好的塑化和均匀化。 销钉式冷喂料挤出机的主要优点还表现在销钉防止胶料在机筒表面打滑可提高和稳定产量，较一般冷喂料挤出机相比產量约提高10，对于较易加工的胶料和较难加工的胶料产量差别很小；可降低挤出机的温度，出口处挤出胶的温度较一般冷喂料挤出机低10-15℃ 销钉式冷喂料挤出机和热喂料挤出机、普通冷喂料挤出机的比较见表1。销钉式冷喂料挤出机取代一般热喂料挤出机和冷喂料挤出机的優越性是显而易见的此外，它还可取代供胶开炼机作为需要热炼胶的压延机等设备的胶料预热设备。 表2.1 各种挤出机的比较 2.1.2 冷喂料排气擠出机 目前像橡胶密封条等工业制品生产过程中采用常压硫化的技术正不断发展为使常压硫化的胶料在硫化过程中不致产生气孔，要求徹底地排除胶料中所含的气体以保证制品质量。为此需选用冷喂料排气挤出机，它可将挤出胶中的气体基本排除保证制品在常压硫囮时不致产生气孔。 冷喂料排气挤出机的工作原理是在多螺杆挤出机的塑化区段和挤出区段之间设有抽真空区段经过多螺杆挤出机塑化嘚胶料挤入到真空去段时，胶料体积突然膨胀所含气体被释放出来，释放出来的气体被抽真空装置抽走之后胶料挤至机头口型，挤出所需形状的半成品 挤出机的传动技术，有齿轮变速、直流电机和其他方式等若干种国内外常用的是由电机通过减速装置带动多螺杆挤絀机进行无级调速传动，国外多用直流电机变速传动而国内则多用整流子电机变速传动。近年国外在发展液压技术的基础上如同开炼機一样，采用液压马达传动方式来转被挤出机 挤出机运转过程中所压出的胶料常有不均匀及波动现象，这种现象引起的原因①电源波动；②供料不均匀；③胶料本身不均匀采用液压马达传动方式来装备挤出机，使胶料的挤出和电源的波动不发生直接的联系带动螺泛传動的转速，由油量的大小来决定因此液压传动不象电机转速一样有波动。此外液压传动具有工作稳定、噪音低、操作安全等特点，所鉯适用于挤出机作业 为提高挤出制品质量的稳定性，挤出机除要求多螺杆挤出机设计良好和传动系统平稳外稳定的喂料和正确温度控淛也是十分重要的。 装有对多螺杆挤出机进行强制喂料的喂料辊可以保证胶料均匀喂入。近年国外发展了转矩喂料装置即在加料口设置两个小辊筒分别由两个液压马达传动，由于两个小辊筒相当于一台小开炼机使胶料加料恒定在一定位置而不波动。加料口胶料由两只轉矩加料辊施以压力并产生反压力，当进入加料口的胶料过多时转矩加料辊就减速，当进入加料口的胶料减少时转矩辊就增速，当進入加料口的胶料适量时则转矩辊就恢复保持正常速度，多供给的胶片遇厚薄不匀时转矩加料装置能自动加以控制，以达到均匀加料提高胶料压出精度，其误差可由0.5mm到0.25mm 挤出机的温度控制，主要是对机身、多螺杆挤出机、和机头的温度进行控制而机身通常按多螺杆擠出机结构分三个区段进行控制，每个部位的控温介质用各自独立的热交换器控制以适应不同温控部位不同温度的要求。这种温控方式准确、有效、合理 2.1.3 挤出机的应用 挤出机主要应用于挤出胎面、轮胎半成品部件、内胎、胶管、电缆及其他需要挤出的半成品。由于挤出機的进步其应用方法和应用范围也在不断的改进和扩大。 （1） 汽车用散热器胶管的制造 （2） 工业制品小胶条的制造 （3） 挤出连续硫化的橡胶制品 （4） 由挤出机取代压延机 第2．2节 排气挤出机简介 在用普通多螺杆挤出机挤出机加工制品时要出去原料中所含的气体和水分等，┅般通过两种途径一种是先将原料进行预热烦躁处理；另一种是靠物料在机筒中通过多螺杆挤出机的挤压作用返回加料段并从加料口逸絀。采用第一种途径势必增加设备和工序费工又费时，并使成本增加而且对于单体和某些高沸点溶剂的脱除效果也不一定好，因为在加工前用烘箱的热空气来干燥物料由于塑料的导热性差，使得干燥时间长达树小时效率很低，且物料易受污染而采用第二种途径时，由于被封闭在原料颗粒内的挥发物、空气和水分等又往往无法在颗粒熔融前完全逸出特别是在多螺杆挤出机转速较高的情况下。 针对仩述问题为了找出一个脱除这些成分的更有效的途径，更好地提高产品质量在生产中发展了排气挤出机。 排气挤出机是在挤出成型制品过程中能够用来排除物料中所含的水分、溶剂、剩余单体、不凝性气体及在成型温度下能挥发的低聚物的一种挤出设备。它可以省却粅料的干燥工序提高制品质量，它既具有排气性能而又有较大的长径比因此可以提高多螺杆挤出机的转速，从而提高机器的生产能力 排气挤出机在加工塑料制品过程中，显示出许多优点欧洲的许多有名度的挤出机制造商都在生产排气挤出机，一般可分成两大类 ① 单哆螺杆挤出机排气挤出机 ② 多多螺杆挤出机排气挤出机（大多数指双多螺杆挤出机） 本论文只讨论单多螺杆挤出机排气挤出机 1．最基本的商用单多螺杆挤出机排气挤出机 通常单多螺杆挤出机排气挤出机挤压部件的基本结构由两段（通常叫两阶）组成，一般每阶均有一固定嘚螺距和不同的槽深物料从第一阶的进料区进入，融化、升压最后送到第一计量段，然后半熔融体被释压（由于螺槽突然加深有时伴随着螺距突然加宽），这样半熔融体边进入排气段此段一般认为是第二阶多螺杆挤出机的首段；在排气段，挥发性物质以及其它的气體成分从熔融体中释放通过开在机筒上的排气孔逸出或由真空泵抽出。 半熔融体在排气段排气后继而又在第二压缩段、死二计量段（泵送段）升压，并保持一定的压力（此压力由机头的阻力而决定），最后从机头挤出成型制品 然而，排气挤出机在生产过程中通常囿两个不易解决的问题①产量波动；②排气口堵塞（即冒料问题）。这两个问题是矛盾的统一为了避免产量波动，多螺杆挤出机的第二計量段必须充满熔体并保持足够的压力，这就很可能会把熔体挤回排气区充满排气段，导致冒料；相反威力防止排气口堵塞，保持囿效的排气效率就必须使排气段不充满熔体，即希望熔体能尽快从第二计量段通过机头挤出这往往又会使挤出量波动，因此设计时偠兼顾二者，设法达到平衡 2．二阶单多螺杆挤出机排气挤出机的类型 尽管排气挤出机工作原理相同，但结构类型和多螺杆挤出机的几何結构参数等方面往往相差很大这不仅取决于制造技术水平的高低，而且还取决于生产、科研需要的不同 根据目前国内外所设计和使用嘚排气挤出机的情况来看，从排气口的开设情况（亦既排气段的多少）可分为二阶和多阶排气式挤出机；只有一个排气段的称为二阶排气擠出机；有两个或两个以上排气段的称为多阶排气挤出机多阶排气挤出机比二阶排气挤出机多若干段排气程序，因此可以满足某些物料加工的特殊要求在一般的情况下，当工艺上只需要排除物料中所含的不凝性气体和挥发物时采用二阶排气挤出机（一次抽气）已足够囿效，故目前用得较多的是二阶排气挤出机 第3章 排气挤出机 第3．1节 排气挤出机的分类 目前国内生产的二阶单多螺杆挤出机排气挤出机有矗排和直接抽气式、旁路式、中空排气和尾部排气式挤出机。 （1） 和直接抽气式排气挤出机 图3.1 一般排气挤出工艺原理 所谓直排和直接抽气式排气挤出机即是系统直接由第一计量段进入 排气段后，气体是从设在排气段的机筒上的排气口排出的挤出机如图3.1所示，它的特点是哆螺杆挤出机加工较其它类型的排气多螺杆挤出机方便加工物料的种类范围较广，较容易安装加热冷却系统装置目前广泛采用。 （2） 旁路式排气挤出机 图3.2 旁路式排气挤出机 上图所示旁路式排气挤出机的特点是在机筒上开有旁路系统在旁路上安有调压阀，以控制流量茬其多螺杆挤出机的第一计量段末有一反向螺纹，以迫使物料通过旁路进入排气段其优点是可方便地控制流量，达到防止冒料的目的泹这种机台的机筒形状复杂，热处理加工时容易变形而且多螺杆挤出机上的反螺纹制造亦较难，在机筒上也不易布置加热冷却装置它鈈适于加工热敏性塑料，但易于安装调压装置 （3） 中空式排气挤出机 图3.3 中空排气式挤出机结构原理图 1.中空部分 2.反螺纹 上图所示中空排气擠出机的特点是在其多螺杆挤出机的第一计量段后面设有一个或几个反螺纹，在反螺纹的作用下使向前的料流被迫从开设在多螺杆挤出機中心的孔中流到第二阶多螺杆挤出机，而气体却可以通过反螺纹到达排气段并从排气段排气口排出，脱除了气体的物料经压缩和塑化後从机头挤出该排气挤出机亦不使用于加工热敏性塑料，但其机筒的结构比旁路式的简单而多螺杆挤出机的结构却复杂不易加工，因茬多螺杆挤出机的中心开了孔之多螺杆挤出机的冷却长度受到限制。 （4） 尾部排气挤出机 图3.4 尾部排气式挤出机 图3.4所示尾部排气挤出机的特点是其多螺杆挤出机有较短的压缩段且排气口不开设在机筒上，而开在排气段的多螺杆挤出机上气体是从排气口经开在多螺杆挤出機中心的孔中从多螺杆挤出机尾部排出的，故称其为尾部排气挤出机此机台的多螺杆挤出机亦较复杂，其多螺杆挤出机冷却计受到限制但在机筒的加工及安装加热冷却装置等方面比较容易。 第3．2节 排气挤出机的结构 排气挤出机与普通挤出机的主要不同是多螺杆挤出机与料筒的结构同时排气挤出机还有一套排气系统。图3.5所示为一级排气挤出机的多螺杆挤出机与料筒结构示意简图排气挤出机的多螺杆挤絀机可以看成是由前后两根多螺杆挤出机组成，第一根多螺杆挤出机的出料端与排气段相接排气段可以看成是第二根多螺杆挤出机的加料段。这前后相联的结构决定了这两根多螺杆挤出机的产量相互牵制相互影响。假如第一根多螺杆挤出机的挤出能力大于第二根多螺杆擠出机的进料能力则排气口必然会冒料，影响正常生产假如第二根多螺杆挤出机的挤出能力大于第一根多螺杆挤出机，则排气挤出机擠出不稳定影响挤出质量，因此要使排气挤出机能正常工作这两根多螺杆挤出机的挤出能力，在转速相同的条件下必须相等。一台高质量的排气挤出机不仅要求挤出产量高、质量好、能耗低，而且要求排气口不冒料或少冒料 因此，排气挤出机的机筒和多螺杆挤出機设计比普通用挤出机的要复杂的多 图3.5 排气挤出机结构图 1.加料段； 2.熔融段； 3.计量段； 4.减压段 5.排气段； 6.压缩段； 7.第二计量段 排气挤出机的結构类型很多，根据料筒上排气口的数量可以分为一级和多级，采用较多的是一级和二级；根据排气条件可以分为自然排气和抽真空排氣排气口的位置可以设在熔融段的前方，也可以设在熔融段的末端设计者应根据材料的性能和最终所需达到的条件进行结构设计。对粉末状的原材料、原材料中所含挥发物的沸点比较低的排气口的位置应放在熔融段的前端比较有利。对粒料含高沸点挥发物的，排气ロ的位置应放在熔融段的后面对要求挤出物中所含挥发物极限值比较高的可采用自然排气，这样不易冒料对提高产量有利。但对含量極限值比较低的则应采用真空排气。对原材料中含挥发物量大的应采用多级排气多螺杆挤出机对固态料用抽真空排气效果比较明显，泹对熔体的效果就小得多了 第3．3 节 排气原理 塑料在通过排气挤出机多螺杆挤出机时，要经历比普通多螺杆挤出机更为复杂的历程各段功能在直接影响整机性能的同时还会相互影响，相互促进或牵制设计多螺杆挤出机的各段时，必须应用系统工程的观点使各段功能相互匹配，最优组合提高整机效率。偏面提高某一段功能不但不能提高整机功能，有时甚至会不利于其它段更好的发挥功能如设计排氣挤出机，假如把加料段的进料能力提得很高排气段的排料能力达不到要求，结果多螺杆挤出机转速愈高，排气口处的冒料量就愈大为此，多螺杆挤出机只能在较低的转速下进行生产产量不能有实质性的提高。设计排气挤出机的多螺杆挤出机排气段的设计是关键，物料通过此段时突然降压有的还要受负压的影响，物料必须早此段内将所含高于极限值的所有挥发物放出同时将排好气的物料及时姠前输送。排气段的长度不宜太长太长不仅增加了多螺杆挤出机的总长，同时增加了冒料的危险因此，设计排气挤出机多螺杆挤出机如何提高排气段的效率至关重要，也是目前研究的一个热点 本文将对90橡胶排气挤出机在传统机型的基础上进行开发设计。从理论结合實践设计出一套挤出机的主机系统并与传统主机进行比较。 90橡胶排气挤出机是一个有机整体对它的开发设计必然要求综合材料，材料加工实践等多方面的知识。由于本人知识结构的局限对聚合物加工、高分子材料、高分子材料加工机械设计及流体动力学等理论和设計实践还有许多认识不足，恳请各界师长、学人和朋友批评指正 第4章 设计排气挤出机 第4．1节 排气挤出机主要组成部分 （1） 一台挤出成型設备通常又主机、辅机及其控制系统组成。 1）主机 主机主要由以下三部分组成 ① 挤压系统 它主要由机筒、衬套和多螺杆挤出机组成是挤絀机的关键部分。 ② 传动系统 其主要作用是驱动多螺杆挤出机保证多螺杆挤出机工作过程中、所需的扭距和转速。 ③ 加热冷却系统 它保證塑料和挤压系统在成型加工中的温度要求 2）辅机 挤出设备的组成根据制品的种类而定的。一般来说辅机是由机头、定性装置、冷却装置、牵引装置、切割装置等组成 3）控制系统 挤出机的控制系统主要由电仪表和执行机构组成，其主要作用 ① 控制主、辅机的拖动系统鉯满足工艺要求的转速和功率。 ② 控制主辅机的温度、压力、流量和制品的质量 ③ 实现整个挤出机的自动控制。 一般来说主机在整个設备中是最主要的部分，而在主机部分中挤压系统是最主要的传动系统和加热冷却系统是为了保证挤出机正常工作服务的。在辅机的各項组成部分中机头的设计和制造往往是比较复杂的。随着情况的转变这些矛盾可以相互转化。 （2） 挤出机的主要技术参数有多螺杆挤絀机直径（指多螺杆挤出机外圆直径）、多螺杆挤出机的长径比（即多螺杆挤出机的工作部分长度与之比值）、多螺杆挤出机转速范围、拖动主多螺杆挤出机的功率N、机器的生产能力Q、机筒的加热功率和机筒的分段数、机器的中心高度和外形尺寸（长、宽、高）等这些是衡量和选用挤出机的主要根据，也是设计挤出机时首先确定的技术参数 ① 生产能力 生产能力是设计多螺杆挤出机的主要指标之一。不同規格的多螺杆挤出机的指标不一样同一种规格的多螺杆挤出机由于结构和几何的差异或者由于多螺杆挤出机的差异，加工同一种物料的苼产能力也不同因此，必须有一个衡量生产能力的标准其中的一个标准就是生产能力Q和多螺杆挤出机n的转速之比，称为比流量Q/n 熔料茬多螺杆挤出机中流动时，在不考虑漏流的影响下对单头螺纹其生产率简化公式为 （4.1） 其中 多螺杆挤出机直径（厘米） n 多螺杆挤出机转速（转/秒） Q 生产能力（） 第一计量段螺槽深度（厘米） 第一计量段多螺杆挤出机的螺旋升角 把9cm，n75r/min1.25r/s1cm，代如到以上公式可得 ② 功率消耗 从挤絀机的能量平衡来看在挤压系统中对物料所消耗的能量应等于对物料的加热能量和对多螺杆挤出机的输入功率的总合。通常以多螺杆挤絀机每单位生产能量的所消耗的机械功率作为衡量的标准称为多螺杆挤出机的单耗N/Q。多螺杆挤出机的单耗值越大说明多螺杆挤出机的機械功率对物料进行剪切和摩擦作用而转化为热能越多，机械功率转化的热能越多可能引起局部过热，甚至造成物料的分解影响制品嘚质量另一方面增加多螺杆挤出机的传动装置的湖负载或多螺杆挤出机和机筒局部冷却造成浪费。因此在保证物料塑化的前提下多螺杆擠出机的单耗应以底值为好。 ③ 挤出物的质量 挤出物的质量包括外观质量、挤出物的混合质量、挤出物的挤出温度在径向上的温度差值、溫度随时间波动的轴向温差、挤出的压力波动等方面的内容 挤出物的外观质量是指挤出物在挤出时表面是否出现不光滑、波浪形、鲨鱼皮形等。 挤出物的混合质量指挤出物的各组分的分散程度混合质量好表明制品的各点的性能均匀性好。 挤出物的挤出温度是指保证塑化嘚前提下挤出物挤出时的温度的高低。挤出物的基础温度低制品容易定型、可以缩短对制品的冷却时间，能减轻辅机的冷却负担 轴姠温差指多螺杆挤出机头部前面某一轴向位置上物料的温度随着时间而伯父动的温度差值。径向温差是指在多螺杆挤出机头部前面某一垂矗于物料流动方向的截面上径向各点的温度差值这两种差值太大容易使制品尺寸不均、变形、甚至造成局部过热分解，降低制品的性能 ④ 多螺杆挤出机加工制造容易，使用寿命长 多螺杆挤出机的加工制造困难影响多螺杆挤出机的造价。使用寿命短机台的经济性差。 ⑤ 机头压力的计算 胶料在挤出机内流动的过程中由于受到机头内腔流道的阻力和多螺杆挤出机的压缩作用，使机筒内胶料的压力有加料ロ开始沿胶料流动的方向逐渐升高到多螺杆挤出机头部附近达到最大值，该值习惯上称为机头压力机头压力的大小与多螺杆挤出机的幾何参数、多螺杆挤出机转速、机筒内表面与螺棱顶部的间隙、胶料的性质、机头结构以及口型截面等有关。对普通多螺杆挤出机而言,胶料压力在多螺杆挤出机头端 形成最大值.对于带有屏障头的多螺杆挤出机,从喂料口到多螺杆挤出机头端会形成两个压力峰值,其最大的仍在多螺杆挤出机的头部附近 在正常操作的条件下，当多螺杆挤出机挤出机达到操作温度后挤出压力可以达到3-10MPa，如果操作条件不合理胶料沒有达到预热的温度，或者口型截面较小时挤出压力可以达到13MPa。通常压型挤出机的挤出压力是10MPa左右滤胶机为15MPa左右。 因为本设计中为冷喂料滤胶机机头压力主要用于多螺杆挤出机、机筒及其它一些零件的校核时使用，为了安全起见将机头压力假定为50MPa。 ⑥ 驱动功率影响箌机器能否正常生产它直接决定成本的高低。它与所加工物料的品种、多螺杆挤出机的长径比、转速、挤出工多螺杆挤出机的几何形状等多种因素有关目前排气多螺杆挤出机的驱动功率一般还是靠实验、类比和经验公式来确定，当然在条件具备的情况下亦可用理论公式来进行计算。 排气挤出机的驱动功率应为一、二阶多螺杆挤出机所消耗的驱动功率之和即 （4.2） 式中 N 排气挤出机所消耗的驱动功率（千瓦） 排气多螺杆挤出机第一阶所消耗的驱动功率（千瓦） 排气多螺杆挤出机第二阶所消耗的驱动功率（千瓦） 在计算、时，可参考普通多螺杆挤出机的驱动功率的计算方法进行但这时还必须注意到他们之间还存在一些异同点。如第一计量段末的压力是否为零物料在到达苐二阶时是否处于基本熔融塑化的状态等情况来考虑。 下表列出了部分排气挤出机的驱动功率供设计时参考。 表4.1 部分排气挤出机的驱动功率 多螺杆挤出机直径 毫米 长径比 转速范围 转/分 生产率 公斤/时 驱动功率 （千瓦） 加热功率及分段数 加热功率 多螺杆挤出机的轴向力是挤出機设计的一个重要参数它是由作用在多螺杆挤出机上的两个不同部分的力组成的多螺杆挤出机头端胶料对多螺杆挤出机的反压力（胶料嘚静压力）作用在多螺杆挤出机端面上引起的，即由挤出压力引起的轴向力称为静压轴向力；在多螺杆挤出机旋转推动胶料运动时，胶料对多螺杆挤出机表面摩擦阻力的轴向分力而引起的称为动压轴向力。 4.3 式中 轴向力N； 静压轴向力，N； 动压轴向力N。 静压轴向力可以按挤出压力与多螺杆挤出机的横截面积来计算即 4.4 式中 多螺杆挤出机头端胶料的挤出压力， 多螺杆挤出机外径m.。 动压轴向力主要取决于膠料的性质及其运动状态动压轴向力要精确计算是困难的，以下的是半经验公式 4.5 式中 胶料移动时的摩擦阻力； 多螺杆挤出机螺纹部分長度，； 多螺杆挤出机螺纹头数； 螺纹的导程； 螺峰的轴向宽度， 在上式中，摩擦阻力经国内测定对排气挤出机推荐采用 4.6 实验证明仅為的1/81/4即 本设计中轴向力的确定 ⑧ 多螺杆挤出机转速的确定 挤出机多螺杆挤出机转速是挤出机的重要参数，直接影响挤出机的生产率、功率、压出半成品的质量机器的结构等。下面是一些影响转速的因素 生产率与转速的关系 从生产率Q的计算公式中可知，随着转速n的增加 生产率Q也上升。但转速过高生产率提高不多，而且胶料容易焦烧 功率与转速的关系 随着转速的增加，功率也随着增加但功率随转速增加的速率是逐渐下降的。 机头压力与转速的关系 随着转速n的增加机头压力P略有增加。较大的机头压力可以提高半成品的致密度但n增加时，P的增加不大所以转速对提高致密度的效果并不显著。 转速n与胶料在机筒内剪切、捏炼、塑化、升温的关系 当n升高后速度梯度增加，则胶料的撕裂、剪切、捏炼的效果好塑化亦好。但n过高发热量过大，当冷却不好时容易发生早期硫化。因此n的高低既影响半荿品的质量又影响挤出机的正常运转。如果能够改善挤出机机筒和多螺杆挤出机的散热条件就可以提高多螺杆挤出机转速n。 多螺杆挤絀机的临界转速 在无旁压辊的颗粒加料挤出机中当转速过高时，会使进料困难甚至加不进料。加不进料胶料时的多螺杆挤出机转速称為多螺杆挤出机的临界转速它可以根据胶料被多螺杆挤出机转动所产生的离心力与其重力相等的条件来确定。 4.7 式中 多螺杆挤出机直径厘米。 转速n与传动系统的关系 多螺杆挤出机转速越低传动系统的减速比就越大，使传动系统结构复杂 最佳条件下的多螺杆挤出机转速 朂佳条件下的多螺杆挤出机转速n可以通过下式计算 4.8 式中 n 多螺杆挤出机的最佳转速，； 多螺杆挤出机直径mm； c 系数，排气挤出机胶料流动性差时，c值应相应减少 排气挤出机多螺杆挤出机转速与多螺杆挤出机长径比有一定的关系，多螺杆挤出机长径比大转速允许范围大，鉯保证胶料在挤出机内停留足够的时间 参考国内外同类的挤出机的多螺杆挤出机转速，确定多螺杆挤出机的最佳转速即正常工作时的哆螺杆挤出机转速为，有效工作的多螺杆挤出机转速范围是 第4．2节 设计排气多螺杆挤出机 挤出机多螺杆挤出机的基本参数 （1） 多螺杆挤絀机的直径指多螺杆挤出机的外经，它是挤出机规格大小的标志； （2） 多螺杆挤出机的长度L和长径比多螺杆挤出机的长度L是指多螺杆挤出機的有效工作长度即自多螺杆挤出机加料段螺纹部分至均化段长度的末端的长度。 （3） 多螺杆挤出机的螺槽深度H和压缩比I多螺杆挤出机嘚螺槽深度是指螺纹的外半径与其根部半径之差 多螺杆挤出机的压缩段比（又称为几何压缩比）I是指多螺杆挤出机加料段第一个螺槽容積和均化段最后一个螺槽的容积之比。 （4）多螺杆挤出机的螺纹升程（又称为导程）、螺纹升角、螺纹头数和螺距 排气多螺杆挤出机的设計的基本参数有多螺杆挤出机直径、长径比、多螺杆挤出机的特征深度、压缩比、排气段的螺槽深度及排气段的长度、多螺杆挤出机的转速及多螺杆挤出机各段长度的分配等 在设计并确定排气多螺杆挤出机的这些基本工作特性参数的时候，应当根据理论计算、生产实践和科学实验的有关资料的累积同时还应考虑到所加工的原料的工艺条件、排气过程的特殊要求及所配的机头口模结构类型等因素。 （1） 长徑比 整条排气多螺杆挤出机的有效工作长度L与多螺杆挤出机的直径的比值即为排气多螺杆挤出机的长径比（L/） 在普通挤出机上，由于物料是经过塑化和均化后即进行挤出成型而排气挤出机的物料是在经过第一阶多螺杆挤出机的基本塑化后，还要在排气段进行排气而排氣后的物料再经第二阶多螺杆挤出机挤出。因此它的长径比都比普通多螺杆挤出机的大。 在确定多螺杆挤出机的长径比时应注意到，洳选得太小则物料在第一阶中有可能达不到基本塑化的程度，这将影响到排气效果而长径比过大，又容易使多螺杆挤出机弯曲变形苴使制造带来困难。因此在设计时应根据具体要求而定。目前国内部分排气挤出机的长径比如下表所示 表4.2 目前国内部分排气挤出机的長径比 多螺杆挤出机直径 毫米 45 65 90 90 150 150 长径比（L/） 25 26 25 30 27 30．7 （2） 排气多螺杆挤出机的螺槽特征深度 排气多螺杆挤出机第一计量段的螺槽深度称为它的特征罙度，一般用K来表示式中是多螺杆挤出机直径（厘米），K是系数 第一计量段的螺槽深度影响着生产能力，因此在多螺杆挤出机直径等巳确定的情况下可根据生产能力的要求，来确定第一计量段的螺槽深度的大小 对于系数K来说，根据现有排气挤出机进行统计在直径楿同的情况下，长径比较大的则对应着较大的K值 根据资料介绍，0.03-0.05左右对一般排气挤出机来说，可取K0.033 （3） 排气多螺杆挤出机的压缩比 排气式多螺杆挤出机在第一、第二阶均有压缩段和压缩比。而且这两段的压缩比是有所不同的因为物料在这两个压缩段中的状态有所不哃。在第一压缩段中物料还未被塑化，而在第二压缩段时物料已经基本塑化并已经通过脱气。因此在选取和计算这两段的压缩比时應根据它的所处的状态和所对应的物料密度来考虑。 （4） 排气段各参数的确定 衡量排气挤出机的优劣的质量指标之一是排气效果的好坏排气纯粹是一个物理过程。当气体从熔融物料中排出时必须克服熔体表面的张力和气体从熔体向表面扩散的阻力。 影响排气段排气效果嘚因素很多根据实验表明，排气段的流量、物料在排气段的充满程度、排气段的长度、物料在排气段的停留时间以及物料在排气段所承受的剪切应变等都直接关系到排气段的排气效果。 排气段中的物料流量大则排气效率低；物料在排气段停留的时间长，则排气率高；粅料在排气段充满程度大则排气效率低；物料在排气段所承受的剪切变形大，则排气效率高；排气段较长时排气效率亦高 （5）排气多螺杆挤出机各段长度的分配 ① 第一阶多螺杆挤出机的长度 排气多螺杆挤出机在第一阶的长度应保证物料在进入排气段前已基本塑化。在一般情况下其长度约为多螺杆挤出机全长的53-58，最长亦不超过全长的2/3对于长径比较大的排气多螺杆挤出机，这一百分比可取较小的值 ② 苐一加料段的长度 第一加料段长度可取第一阶多螺杆挤出机长度的60-65。 ③ 第一、二压缩段长度 因物料在第二压缩段中已熔融故第二压缩段長度一般不大于2。 ④ 第一、二计量段长度 第一计量段长度可取为第一阶多螺杆挤出机全长的25-30根据资料介绍，第一计量段长度不少于3 在鈳能的情况下，为保证挤出过程的稳定适当的增加第二计量段的长度是可行的。一般认为它可取整体排气多螺杆挤出机长度的15-25。对于長径比较大的多螺杆挤出机这一百分比还可取得大些。第二计量段与第一计量段的长度比可为1.8-0.8 ⑤ 减压段长度 减压段长度一般不大于1。 表4.3 多螺杆挤出机和机筒共同组成了挤出机的挤压系统完成对物料的固体输送、熔融和定压定量输送。机筒的结构形式关系到热量的稳定性和均匀性并且对于一些新型的挤压系统来说，机筒在加料段上的机构形式也影响到固体输送效率机筒的机械加工使用寿命也影响到整个挤压系统的工作性能。因此机筒在挤压系统中是仅次于多螺杆挤出机的重要零部件。 普通挤出机机筒的结构形式常见的有三种分別为整体式机筒、分段式机筒和双金属机筒。 （1） 整体式机筒 图4.1所示为整体式机筒的结构形式之一其特点是长度大、加工要求比较高；茬加工精度和装配精度上容易得到保证（特别式多螺杆挤出机和机筒的同心度要求），也可简化装配工作；在机筒上设置外加热器不易受箌限制机筒受热均匀。一般专业制造厂用的比较多但是机筒的加工设备要求较高，技术加工要求也较高；机筒内表面磨损不易修复 圖4.1 整体式机筒 （2） 分段式机筒 分段式机筒如图4.2所示，是将机筒分成几段加工然后各段用法兰或其它形式联结起来。 图4.2分段式机筒 这种机筒形式的机械加工比整体式简单便于改变长径比。多用于需要改变长径比或实验室用的挤出机以及排气时挤出机的机筒使机筒结构更加合理。 这种机筒的主要缺点是分段太多时难以保证各段的对中；法兰联结处影响了机筒的加热均匀性 （3） 金属机筒 双金属机筒主要结構形式有两种一种衬套式机筒；另一种实在机筒上浇铸一层合金箔层，简称为浇铸式机筒 ① 衬套式机筒 衬套是机筒一般是在大中型挤出機的机筒内装配上可以更换的合金钢衬套。衬套可制作成整体式或分段式的形式分段式衬套制作方便一些。机筒是用一般的碳素钢或铸鋼材料 这种机筒结构可节省贵重金属；衬套磨损后可更换，提高了机筒的使用寿命但是衬套式机筒的设计、制造和装配等比非衬套式機筒复杂，设计时需注意的问题 衬套于机筒的配合间隙要适合过松的配合间隙，挤出机在工作式会出现衬套相对于机筒的移动或转动哃时也不利于传热。过紧的间隙配合除了使装拆衬套的工作带来困难外还会产生过大的装配应力。因此要选择适当的配合间隙。为防圵产生衬套与机筒相对运动在衬套与机筒之间常常装有止动键获止动销（见图4.3）。 由于衬套和机筒的材料不同受热后膨胀不一致，因洏在结构上应使衬套在机筒内有伸缩的余地各段衬套之间的接合处要有一定的接触应力，使受热后不留下接触间隙以防止塑料落入间隙而发生热分解。 图4.3衬套式机筒 ② 浇铸式机筒 浇铸使机筒是在机筒内壁上离心浇铸一层大约2毫米厚的合金属然后研磨到所需要的机筒内徑尺寸（一般研磨量很小）。这种机筒的特点是合金层与机筒的基体结合的很好且沿机筒轴向长度上的结合较均匀，既没有剥落的倾向也不会开裂，还有机好的滑动性能由于这种合金层的耐磨性高，使用寿命较长 参照以上所述的机筒形式，虽然整体式机筒的加工技術要求高但考虑到其普遍性以及在装配时的简单性，因此选用了整体式的机筒 第4.4节 机筒和多螺杆挤出机的材料选择以及对中性的确定 哆螺杆挤出机和机筒在挤出机挤出时受到高温、高压的作用。同时受到机械刮磨有的塑料还有化学腐蚀作用，且多螺杆挤出机受到的扭矩也较大多螺杆挤出机和机筒的工作温度有时达400℃高温和30～50MPa的压力，甚至压力高达70～80MPa多螺杆挤出机和机筒在这些条件下工作，要求其機械性能能满足要求且多螺杆挤出机的螺棱的顶面和机筒的内表面受到刮磨，不断加大了多螺杆挤出机与积筒之间的间隙影响了多螺杆挤出机的工作性能。有些腐蚀性较强的塑料在加工时对多螺杆挤出机和机筒有很大的腐蚀作用。加工含有填料的塑料造成多螺杆挤絀机和机筒的磨损更加严重。因此对材料的性能应该满足如下要求 （1） 机械强度高 在选择材料时时要求有足够的机械强度，以保证设计囷使用上的要求 （2） 工性能好 选择的钢材要有好的切削加工性能和热处理性能。在一般情况下切削加工之后还要进行热处理，如氮化戓淬火等所以钢材要易于适应这方面的要求。 （3） 耐腐蚀性和抗磨性能好 一般未经处理的钢材其耐磨性能不是很高，往往影响其使用壽命加工含腐蚀性物质时，要求选取的钢材或经过出理后具有较好的耐腐蚀性 （4） 取材容易，成本低 我国目前常用的一些材料及其主要性能见表4.4所示。 表4.4 我国多螺杆挤出机和机筒常用材料 材 料 类 别 性 能 45钢 40Cr钢镀铬 38CrMoAlA氮化 屈服极限（MPa） 360 800 ﹥85 硬度最高用温度（℃） 500 500 热处理硬度（HRC） 基体≥45镀铬层＞55 ﹥65 耐HCl腐蚀性 不好 较好 中等 热处理工艺 简单 较复杂 复杂 线膨胀系数（/℃） 12.1 基体13.8铬层8.2～9.2 14.8 相当价格 1 1.5 2.5 对于一些要求不高的多螺杆擠出机和机筒采用45钢虽然成本低取材容易，但其耐磨性和耐腐蚀性差 40Cr钢经过渡铬（一般镀其深度为0.050.1mm）后的抗磨性和抗腐蚀性能大大提高。但对铬层的厚度要求太高厚度过薄时，质地疏松；过厚时容易剥落从而加速其磨损。 参照国内主要机筒和多螺杆挤出机的生产产镓选其材料38CrMOAlA的氮化钢，其综合性能良好煅后正火处理，粗加工后调质处理 多螺杆挤出机与机筒的对中性 从设计要求上，多螺杆挤出機与机筒的中心线必须重合但是由于制造和装配的原因，实际上却无法达到此要求由于多螺杆挤出机和机筒之间间隙的存在，因此一般不同心度所造成的影响较小而不垂直度造成的影响较大。这是由于多螺杆挤出机和机筒较长微小的不垂直度反映到多螺杆挤出机头蔀都会出现较大的偏差。 为了提高多螺杆挤出机和机筒的对中性采取下列措施提高多螺杆挤出机和机筒的加工和装配精度，减小积累误差尽量减少组成零件的数目；采用有效的定位基准和合理的连接方式在设计时参考塑料机械设计图集，通过在机筒两端的结构改进来保證多螺杆挤出机与机筒的对中性 第4．5节 传动系统的设计 传动系统是挤出机的主要组成部分之一。其作用是驱动多螺杆挤出机并使多螺杆挤出机在选定的工艺条件下（如压力、速度和温度等）获得所需的扭矩并能均匀的旋转，完成对塑料的塑化和连续地输送、挤出成型 （1） 挤出机功率的确定 整个挤出机的多螺杆挤出机转动所需要的能量靠电动机来驱动。查阅塑料机械设计国产90挤出机的电机选择的功率為45KW。 （2） 挤出机对多螺杆挤出机转速的要求 多螺杆挤出机转速一般在一定范围内要求到达无级调速以满足挤出机的产量和质量的要求，鉯及使主辅机能更好的配合在生产实践中，挤出机所加工的原材料、制品以及对生产能力的要求往往是变化的要达到对产品的质量和產量的很好控制，除了通过对压力和温度的调节外其中一个最主要的方法就是改变多螺杆挤出机的转速。在通常的条件下要求多螺杆挤絀机转速能够在一定的范围了随意加以改变和调节 挤出机的多螺杆挤出机的调速范围的确定很重要。调速范围是指最低转速与最高转速の间的比值范围转速范围影响到挤出机所能加工的物料与制品的范围、生产率、功率消耗、制品质量、设备成本和操作方便与否等。参栲目前国内挤出机的调速范围以及最高转速值选取的。 目前可以实现无级调速的方法通常有下几种 ① 步整流子电机实现无级调速 采用此種电机其工作特性曲线与挤出机工作特性工作曲线很相近。因此采用它作原动机时，可保证有较高的功率与效率且这种电机起动性能好，运转稳定当转速固定后受负载变化的影响较少。此种电机比直流电机相比有成本低占地小的优点，但与一般异步电机比较又显嘚成本高体积较大，故障较多 ② 直流电机实现无级速速 其特点有调速范围广，启动平稳的优点可通过改变电枢电压和改变激磁电压兩种方式调速，以得到不同的效果使用直流电机时常需配用直流供电装置，使用可控硅整流器（其特点为体积小重量轻，效率高）为擠出机上应用直流电机提供了非常有利的条件 ③ 滑差电机实现无级调速。 其特性是在规定的转速范围内均匀地连续地进行调速并能输絀额定的扭矩。此种电机调节器速平滑起动转矩大，结构简单可靠且控制装置所消耗的功率小。但因其在低速时效率较低且惯性大，在挤出机上使用还不多 ④ 机械无级变速器与异步电机配用进行无级调速 采用机械式无级调速、液压马达等实现无级调速。 以上几种方法各有特点在选用时，既考虑挤出机的恒转矩特性和调速范围又考虑到它们所传递的功率大小及效率，制造维修控制系统的配置，偉动的可靠性和成本问题因此选择Y225M-4型三相异步电动机。 第4．6节 带轮设计 通过电机的额定转速与多螺杆挤出机的最高转速可知总的传动比i120根据所选择的减速箱型号的传动比114,则带轮的传动比为11.42。 （1） 确定计算功率 （为工况系数） （2） 选择带型根据计算功率和小带轮的转速選择SPB型窄V带 （3） 初选小带轮直径，则大带轮直径 原整取250mm 则实际传动比为 （4）确定V带的基准长度和传动的中心距 初选中心距a0 区600mm 带长计算值 原整后取2000mm （5） 验算主动轮的包角 包角适合 （6） 选取窄V带SPB型，查表得到， 根数Z 故选取6根V带 第5章 计算与校核 第5．1节 按照多螺杆挤出机的连結形式似呈悬臂梁，但由于多螺杆挤出机与减速箱中的传动轴固定方式不同一般可分为紧固式和浮动式两种。多螺杆挤出机的受力状态洳图5.1所示在多螺杆挤出机的全长上主要受物料的压力，克服物料的阻力所需的扭矩和多螺杆挤出机自重G的作用由图5.1可见，沿多螺杆挤絀机径向所受的压力大小相等方向相反，因而相互抵消故计算时对的影响只考虑轴向压力对多螺杆挤出机的作用（即多螺杆挤出机所受的轴向力），多螺杆挤出机的纵向弯曲问题可以忽略因此，对多螺杆挤出机的强度计算可归结为压、扭、弯共同作用下的复合计算，可进一步归结为上述复合应力下多螺杆挤出机根径断面的强度计算 图5.1 多螺杆挤出机受力分析 （1） 轴向力产生的压缩应力 （5.1） 式中 多螺杆挤出机最小断面的根径（毫米） 多螺杆挤出机冷却水空直径（毫米） 注（机头最高压力压力取） 则， （2） 由扭矩产生的剪应力 （5.2） 式中 擠出机电机最大传动功率（KW） 多螺杆挤出机最大转速（r/min） 挤出机传动效率 注（0923），参考机械设计手册 则 （3） 多螺杆挤出机自重G产生的彎应力 （5.3） 式中 L多螺杆挤出机的有效长度（cm） G多螺杆挤出机自重（kg） 多螺杆挤出机材料比重（），钢材取 （4） 多螺杆挤出机的合成应力 根據材料力学可知对塑性材料合成应力用第三强度理论计算，其强度条件为 （5.4） 注（38CrMoAlA的屈服极限为8500安全系数为3，） 所以 多螺杆挤出机強度许可。 第5．2节 机筒校核 挤出机工作时机筒内部受熔料的压力作用，而物料在即筒内产生的压力沿机筒轴向的分布式相当复杂的各處压力不等，一般都

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