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擠出機(jī)螺桿的設(shè)計(jì)原理，東莞擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)定做 *東莞華鴻

在設(shè)計(jì)制造擠出機(jī)螺桿產(chǎn)品時(shí)，螺桿的三維實(shí)體造型是一個(gè)亟需解決 的技術(shù)難題如果螺桿造型的精度不高。將直接影響有限元分析虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果并影響到擠出機(jī)螺桿產(chǎn)品的制造精度, 目前對(duì)于一些變螺距( 變螺深的新型螺桿) 其三維造型理論與方法研究得較。 因此三維造型難度更大, UR是一交互式的系 統(tǒng)在擠出機(jī)新型螺桿造型中) 可以采用UR的二次開發(fā)技 術(shù)或掃描成型法, 其中二次開發(fā)法對(duì)設(shè)計(jì)人員的技 術(shù)水平要求較高造型過程煩瑣 適用范圍也受到一 定限制* 而掃描成型法是通過將UR的三維參數(shù)化造型表達(dá)式處理自由曲面掃描等功能有機(jī)結(jié)合起來是一種通用的螺桿三維設(shè)計(jì)方法, 實(shí)際應(yīng)用表明掃描成型法的設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)效率較高 操作簡(jiǎn)。擠出機(jī)螺桿是擠出機(jī)的關(guān)鍵性部件也是擠出機(jī)的心臟, 由于螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)) 塑料才可產(chǎn)生移動(dòng))得到增壓和部分熱量摩擦熱，螺桿的直徑長(zhǎng)徑比各段 長(zhǎng)度比例，螺槽深度等參數(shù)對(duì)螺桿的工作特性均有重 大影響, zui普通的螺桿是三段式螺桿分為加料段 !又稱送料段或喂料段"壓縮段，計(jì)量段, 在加料 段螺桿的作用是使塑料受壓，受熱前移* 在壓縮段是 使塑料受熱并壓實(shí)熔化。同時(shí)也能排氣* 在計(jì)量段是 使熔體進(jìn)一步塑化均勻，并使料流定量( 定壓從機(jī)頭 流出) 使得制品質(zhì)量保持*, 由于普通螺桿存在的問題及加工質(zhì)量、產(chǎn)量對(duì)螺 桿設(shè)計(jì)的要求。上在&5 世紀(jì)/5 至,5 年代設(shè)計(jì) 了多種構(gòu)型螺桿) 各種新型螺桿具有高效、高質(zhì)、低 耗的特點(diǎn), 常用的幾種新型螺桿有& 分離型螺桿、屏障型螺桿、分流型螺桿等等, 8單螺桿設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成之后生產(chǎn) 樣板然后進(jìn)行測(cè)試。其主要缺陷是在已經(jīng)進(jìn)行大量 投入之后才能發(fā)現(xiàn)問題的所在，并需要進(jìn)行大量的后 續(xù)修改工作, 生產(chǎn)一個(gè)螺桿的費(fèi)用很高且一個(gè)成品 螺桿的設(shè)計(jì)往往需要多次修改和試驗(yàn)。花費(fèi)大量的人 力和物力資源, 螺桿設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)也無法適應(yīng)當(dāng)今的生產(chǎn)需求，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中缺乏競(jìng)爭(zhēng)力, 目前螺桿設(shè)計(jì)的主要方法仍然是經(jīng)驗(yàn)性的, 隨著螺桿理論研究工作的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展建立在理論模型基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了相 當(dāng)?shù)某煽?jī)但在生產(chǎn)實(shí)際中仍需加入經(jīng)驗(yàn)修正和進(jìn)行 一定的試驗(yàn), 我國的開發(fā)研究滯后于*水平系統(tǒng)化程度需進(jìn)一步完善, 因此應(yīng)用手段建立一套螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是非常有必要的擠出機(jī)螺桿參數(shù)化設(shè)計(jì)是一般規(guī)律螺桿的主要參數(shù)。螺桿設(shè)計(jì)的主要參數(shù)包括螺桿的直徑螺桿的機(jī)床與液壓。長(zhǎng)徑比( 螺桿的壓縮比、螺槽深度、螺距、螺旋角、螺棱寬等, 下面僅以螺桿直徑和長(zhǎng)徑比為例) 來說明 螺桿參數(shù)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律, 螺桿直徑& 即螺桿外徑) 它是擠出機(jī)的重要參 數(shù)一般用 9來表示) 單位是毫米 ! 它可以 表征擠出機(jī)擠出量的大小, 它的設(shè)計(jì)可以由生產(chǎn)能力確定一般情況下 在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)生產(chǎn)能力與螺桿直徑 9的立方成正比, 此外螺桿直徑還可以 根據(jù)加工制品的斷面尺寸及形式要求確定, 經(jīng)過初步 定下直徑后) 再由國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)螺桿直徑系列來選取, 螺桿的長(zhǎng)徑比，螺桿的長(zhǎng)度與螺桿直徑的比值) 通常螺桿長(zhǎng)徑比用 I P9來表示) 即螺桿有效螺紋部 分長(zhǎng)度I 與螺桿外徑 9之比, 現(xiàn)代塑料工業(yè)中的螺 桿長(zhǎng)徑比大于早期螺桿) 一般為 %’( &5( &’( -5) zui長(zhǎng)可達(dá)#-, 螺桿設(shè)計(jì)要點(diǎn)& 擠出成型用塑料品種較多) 一根 螺桿不可能成型所有的塑料 -&. , 設(shè)計(jì)螺桿時(shí)) 應(yīng)根據(jù) 加工塑料的特性來設(shè)計(jì)螺桿, 在確定螺桿三段的長(zhǎng) 度( 螺槽深度時(shí)) 應(yīng)該注意螺桿的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，料筒溫 度生產(chǎn)率，熔體溫度和功率的消耗等, 螺桿塑化的 能力取決于螺桿的轉(zhuǎn)速和料筒的溫度) 另外螺桿的溫度和壓力的大小對(duì)螺桿的一個(gè)功能都有影響,為了便于螺桿造型過程的再現(xiàn)和修改造型過程 宜以程序形式實(shí)現(xiàn)，又為了進(jìn)行多方案比較)有必要采用參數(shù)化造型對(duì)一些特征量如螺桿直徑螺桿、長(zhǎng)徑比、螺桿壓縮比、螺槽深度、螺距、 螺旋角( 螺 棱寬等) 都設(shè)計(jì)成可變參數(shù)) 在程序運(yùn)行中由用戶輸入具體數(shù)值, 參數(shù)化造型 !

東莞華鴻擠出機(jī)螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

1.1擠出機(jī)螺桿理論依據(jù)

 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩個(gè)主要的環(huán)節(jié)或內(nèi)容：一是建立優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，它可以是解析式、試驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)式，以及求解問題的限制條件；二是選擇優(yōu)化問題的求解方 法，即優(yōu)化方法。 對(duì)于解析形式的數(shù)學(xué)模型，除了取決于預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)之外，還在相當(dāng)程度上依賴于對(duì)部件( 機(jī)構(gòu)) 的工作情況及機(jī)理的認(rèn)識(shí)。所以，擠出機(jī)擠出理論就自然成 為螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要理論依據(jù)。   

1.2擠出機(jī)螺桿優(yōu)化目標(biāo)

 螺稈優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)有多種，主要有：在保證擠出物質(zhì)量的前提下能達(dá)到zui高生產(chǎn)

能力 Q_max或zui小的功率消耗 N _min。

 圖1所示為物料固體塞于螺桿加料段中的運(yùn)動(dòng)示意。對(duì)于給定的物料，影響輸送率

Q的主要因素有；螺桿的幾何參數(shù)、轉(zhuǎn)速n，壓力和溫度等，其表達(dá)式為：

Q=πnHD_b（D_b-H）*[(tg ф*tgθb/tgф+tgθb)*(W/W+e)] (1)

式中: ф-移動(dòng)角

      W=平均螺槽寬度,其余參數(shù)如圖1所示.

1.3擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)變量

 一個(gè)設(shè)計(jì)方案可甩一組基本參數(shù)的數(shù)值來表示。其中，需要優(yōu)選的獨(dú)立參數(shù) ，稱之為設(shè)計(jì)變量。 由于螺桿直徑 D，長(zhǎng)徑比 L /D，螺紋升角θ_b螺桿深度 H等直接關(guān)系到螺桿

的承載能力、生產(chǎn)能力、動(dòng)力消耗，擠出物質(zhì)量，以及螺桿的機(jī)加工等，故通常選擇為設(shè)計(jì)變量.

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