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擠出機螺桿的設計原理，東莞擠出機螺桿設計定做 *東莞華鴻

在設計制造擠出機螺桿產品時，螺桿的三維實體造型是一個亟需解決 的技術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設計的仿真結果并影響到擠出機螺桿產品的制造精度, 目前對于一些變螺距( 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 統在擠出機新型螺桿造型中) 可以采用UR的二次開發技 術或掃描成型法, 其中二次開發法對設計人員的技 術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的三維參數化造型表達式處理自由曲面掃描等功能有機結合起來是一種通用的螺桿三維設計方法, 實際應用表明掃描成型法的設計精度和設計效率較高 操作簡。擠出機螺桿是擠出機的關鍵性部件也是擠出機的心臟, 由于螺桿的轉動) 塑料才可產生移動)得到增壓和部分熱量摩擦熱，螺桿的直徑長徑比各段 長度比例，螺槽深度等參數對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 使塑料受熱并壓實熔化。同時也能排氣* 在計量段是 使熔體進一步塑化均勻，并使料流定量( 定壓從機頭 流出) 使得制品質量保持*, 由于普通螺桿存在的問題及加工質量、產量對螺 桿設計的要求。上在&5 世紀/5 至,5 年代設計 了多種構型螺桿) 各種新型螺桿具有高效、高質、低 耗的特點, 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單螺桿設計制造現狀 傳統的產品設計方法是在產品設計完成之后生產 樣板然后進行測試。其主要缺陷是在已經進行大量 投入之后才能發現問題的所在，并需要進行大量的后 續修改工作, 生產一個螺桿的費用很高且一個成品 螺桿的設計往往需要多次修改和試驗。花費大量的人 力和物力資源, 螺桿設計制造周期長也無法適應當今的生產需求，在激烈的市場競爭中缺乏競爭力, 目前螺桿設計的主要方法仍然是經驗性的, 隨著螺桿理論研究工作的深入和計算機技術的發展建立在理論模型基礎上的計算機輔助設計已經取得了相 當的成績但在生產實際中仍需加入經驗修正和進行 一定的試驗, 我國的開發研究滯后于*水平系統化程度需進一步完善, 因此應用手段建立一套螺桿優化設計方法是非常有必要的擠出機螺桿參數化設計是一般規律螺桿的主要參數。螺桿設計的主要參數包括螺桿的直徑螺桿的機床與液壓。長徑比( 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徑比為例) 來說明 螺桿參數設計的一般規律, 螺桿直徑& 即螺桿外徑) 它是擠出機的重要參 數一般用 9來表示) 單位是毫米 ! 它可以 表征擠出機擠出量的大小, 它的設計可以由生產能力確定一般情況下 在一定的轉速范圍內生產能力與螺桿直徑 9的立方成正比, 此外螺桿直徑還可以 根據加工制品的斷面尺寸及形式要求確定, 經過初步 定下直徑后) 再由國家頒布的標準螺桿直徑系列來選取, 螺桿的長徑比，螺桿的長度與螺桿直徑的比值) 通常螺桿長徑比用 I P9來表示) 即螺桿有效螺紋部 分長度I 與螺桿外徑 9之比, 現代塑料工業中的螺 桿長徑比大于早期螺桿) 一般為 %’( &5( &’( -5) zui長可達#-, 螺桿設計要點& 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 -&. , 設計螺桿時) 應根據 加工塑料的特性來設計螺桿, 在確定螺桿三段的長 度( 螺槽深度時) 應該注意螺桿的運轉速度，料筒溫 度生產率，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速和料筒的溫度) 另外螺桿的溫度和壓力的大小對螺桿的一個功能都有影響,為了便于螺桿造型過程的再現和修改造型過程 宜以程序形式實現，又為了進行多方案比較)有必要采用參數化造型對一些特征量如螺桿直徑螺桿、長徑比、螺桿壓縮比、螺槽深度、螺距、 螺旋角( 螺 棱寬等) 都設計成可變參數) 在程序運行中由用戶輸入具體數值, 參數化造型 !

東莞華鴻擠出機螺桿優化設計的理論基礎

1.1擠出機螺桿理論依據

 機械優化設計有兩個主要的環節或內容：一是建立優化問題的數學模型，它可以是解析式、試驗數據或經驗式，以及求解問題的限制條件；二是選擇優化問題的求解方 法，即優化方法。 對于解析形式的數學模型，除了取決于預定的優化目標之外，還在相當程度上依賴于對部件( 機構) 的工作情況及機理的認識。所以，擠出機擠出理論就自然成 為螺桿優化設計的重要理論依據。   

1.2擠出機螺桿優化目標

 螺稈優化設計的目標有多種，主要有：在保證擠出物質量的前提下能達到zui高生產

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動示意。對于給定的物料，影響輸送率

Q的主要因素有；螺桿的幾何參數、轉速n，壓力和溫度等，其表達式為：

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

式中: ф-移動角

      W=平均螺槽寬度,其余參數如圖1所示.

1.3擠出機螺桿設計變量

 一個設計方案可甩一組基本參數的數值來表示。其中，需要優選的獨立參數 ，稱之為設計變量。 由于螺桿直徑 D，長徑比 L /D，螺紋升角θ_b螺桿深度 H等直接關系到螺桿

的承載能力、生產能力、動力消耗，擠出物質量，以及螺桿的機加工等，故通常選擇為設計變量.

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