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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級： 姓 名 ： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 食品用雙螺旋擠出機主機的設(shè)計 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 黑龍江科技學院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學生姓名： 任務(wù)下達日期： 20** 年 12 月 19 日 設(shè)計開題日期： 20** 年 4 月 13 日 設(shè)計開始日期： 20** 年 4 月 16 日 中期檢查日期： 20** 年 5 月 18 日 設(shè)計完成日期： 20** 年 6 月 4 日 一、設(shè)計題目 ： 食品用雙螺桿擠出機主機的設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容 ： 針對設(shè)計題目，查閱相關(guān)文獻資料，綜合運用所學知識，確定所指定食品用雙螺桿擠出機主機的設(shè)計方案。進行設(shè)計計算與 工程圖繪制和技術(shù)文件的編制，完成雙螺桿擠出機主機的設(shè)計，其中包括擠出機發(fā)展概況、擠出機工作原理、擠出機各子系統(tǒng)的設(shè)計計算等 。 圖量 2~ 中 1 張圖必須徒手畫。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書。 三、設(shè)計目標： 通過方案確定、設(shè)計計算，完成保食品用雙螺桿擠出機主機的設(shè)計。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計說明書。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 20** 年 12 月 19 日 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo) ： 20**年 12 月 19 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 黑龍江科技學院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學生姓名： 任務(wù)下達日期： 20** 年 12 月 19 日 設(shè)計開題日期： 20** 年 4 月 13 日 設(shè)計開始日期： 20** 年 4 月 16 日 中期檢查日期： 20** 年 5 月 18 日 設(shè)計完成日期： 20** 年 6 月 4 日 一、設(shè)計題目 ： 食品雙螺桿擠出機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容 ： 根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)（螺桿直徑Φ 35徑比 25，調(diào)速范圍30~250完成食品 雙螺桿擠出機的設(shè)計。主要包括：總體方案的設(shè)計與選擇以及擠出機各子系統(tǒng)的設(shè)計（傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、擠出 系統(tǒng) 等） 。 圖量 2~ 中1 張圖必須徒手畫。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書。 三、設(shè)計目標： 通過方案確定、設(shè)計計算，完成 食品雙螺桿擠出機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計說明書。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 201** 年 12 月 19 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 食品用雙螺旋擠出機主機的設(shè)計 來源 工程實際 1、 研究目的和意義： 究的目的 本題目的研究內(nèi)容為食品用雙螺旋擠出機主機的設(shè)計。品擠壓概括的說就是將食品物料置于擠壓機的高溫高壓狀態(tài)下，然后突然釋放至常溫常壓，使物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化的過程。 為能使雙螺桿擠出機在滿足功能的前提下，要求結(jié)構(gòu)簡單，拆卸清理方便。同時要求造價便宜，節(jié)省空間。同時，在整個設(shè)計過程中 ,我們將學習到更多的知識。 近年來，隨著聚合物改性材料的不斷發(fā)展，其對混煉設(shè)備的要 求也越來越高。雙螺桿擠出機是連續(xù)混煉機中應(yīng)用最 多的一種設(shè)備， 理所當然，也就受到大家的廣泛關(guān)注，圍繞它的研究也就越多。目前，根據(jù)國內(nèi)外的發(fā)展趨勢，雙螺桿擠出機主要是向高速、大扭矩、大擠出量及低能耗轉(zhuǎn)方面發(fā)展 。 究的意義 擠出技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，從較早的方便食品，休閑食品到植物組織蛋白等領(lǐng)域。在一些發(fā)達國家，擠出技術(shù)的理論研究越來越完善，利用擠出技術(shù)改性蛋白質(zhì)，研究淀粉、蛋白質(zhì)等在擠出過程中的變化，并進一步研究營養(yǎng)吸收等問題。工藝條件的不斷完善和工藝設(shè)備的不斷改進為擠出技術(shù)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 隨著聚合物加工業(yè)的發(fā)展，作為聚合物 加工主要設(shè)備之一的雙螺桿擠出機在聚合物加工行業(yè)已經(jīng)得到并將進一步得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且也會衍生到其他行業(yè)。尤其在食品行業(yè)，雙螺桿擠出機被廣泛應(yīng)用于淀粉膨化食品、蛋白擠壓食品、膨化飼料的生產(chǎn)。 雙螺桿擠出機雖然傳動箱的設(shè)計和制造也比單螺桿擠出機的困難、復(fù)雜的多。在兩螺桿中心距確定后，要在有限的中心距內(nèi)傳遞很大的扭矩，并把這很大的扭矩相等的分配到兩根螺桿上去，在設(shè)計、制造及材質(zhì)選擇、熱處理上都遇到很多問題。自然，隨著機械設(shè)計水平、機械加工水平的提高及整體工業(yè)配套的發(fā)展，上述問題已逐漸得到解決，從而使雙螺桿擠 出機得到飛速發(fā)展。 2、 國內(nèi)外發(fā)展情況 (文獻綜述 )： 一個世紀以來 , 食品擠壓工藝在不斷的實踐中得到發(fā)展與提高。 雙螺桿擠出機發(fā)展至今，已在食品加工中居重要地位，而且大有應(yīng)用越來越廣泛之勢。雙螺桿擠出機是隨著聚合物加工業(yè)及食品加工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)和發(fā)展的；而在聚合物加工中真正應(yīng)用的雙螺桿擠出機是在 20 世紀 30 年代，首先在意大利研制成功。第二次世界大戰(zhàn)前后，雙螺桿擠出機發(fā)展較快；現(xiàn)在雙螺桿擠出機是在 20 世紀 60 年代末和 70 年代初 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 發(fā)展起來的。更準確的說，現(xiàn)代嚙合異向雙螺桿擠出機是隨 品的發(fā)展而發(fā)展的，嚙合 同向雙螺桿擠出機則是在聚合物改性的推動下發(fā)展的。 1935 年意大利的 制出世界上首個嚙合同向雙螺桿擠出機后。自從其誕生后，經(jīng)過半個多世紀的不斷改進和完善，它便以其積木式結(jié)構(gòu)帶來的多變性和適應(yīng)性以及優(yōu)異的混合性能，在成型、共混、改性、反應(yīng)擠出等聚合物加工過程中得到了廣泛應(yīng)用。 擠出機的核心部件是螺桿，嚙合同向雙螺桿擠出機一般分為固體輸送、熔融、排氣、熔體輸送等功能段。至今為止，研究主要集中在熔體輸送段，已經(jīng)有了成熟的理論體系和數(shù)理模型，有了很多有意義的研究成果；固體輸送段和熔融 段由于物料在該段的狀態(tài)還不能由現(xiàn)有方程和數(shù)理模型很好的描述，所以理論研究成果較少，主要依靠經(jīng)驗設(shè)計。 目前，嚙合同向雙螺桿擠出機向著高轉(zhuǎn)速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更優(yōu)的混合質(zhì)量、更低的能耗方向發(fā)展。也就是說，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何在更低的能耗下，獲得更高的生產(chǎn)能力，是雙螺桿擠出機制造商和用戶所共同追求的目標。 20 世紀 80 年代，我國開始較為廣泛的應(yīng)用雙螺桿擠出機，相對于西方國家（美、德、意、英、日等）起步較晚。隨后，我國一些廠家開始生產(chǎn)制造雙螺桿擠出機。但是最初的設(shè)計基本是依靠引進國外技術(shù)。 到 20 世紀 90 年代初，我國雙螺桿擠出機的設(shè)計制造發(fā)展很快，形成了雙螺桿擠出機制造熱。目前國內(nèi)所生產(chǎn)的雙螺桿擠出機的規(guī)格已由中小型開始向大型發(fā)展，制定了相應(yīng)標準并形成系列，年產(chǎn)量達幾百臺套。但在雙螺桿擠出機的設(shè)計、制造水平和機器的整體質(zhì)量方面，與國外先進國家生產(chǎn)的雙螺桿擠出機還有不小差距，這主要表現(xiàn)在獨立設(shè)計能力較弱，不少廠家的產(chǎn)品是測繪和仿制的，設(shè)計出水平較高的機器較少。 目前國內(nèi)嚙合同向雙螺桿擠出機方面研究工作做的較多的單位主要有：甘肅蘭州天華設(shè)計院，北京化工大學， 單位，制造主要是大連橡塑還有南 京科亞。 3、 研究 /設(shè)計的目標： 作為工業(yè)中使用的雙螺桿擠出機，在設(shè)計過程中，除了要求能夠完成固體輸送、增壓、熔融、熔體輸送和泵壓等一系列通用過程以外，還要求涉及到復(fù)合塑料與聚合物顆粒之間的混合，以及物料喂料量的控制。物料喂料量的控制則是通過控制主螺桿及其輔助喂料螺桿的轉(zhuǎn)速來完成的。同時，雙螺桿擠出機具有分布混合和分散混合效果良好、自潔作用較強、可實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)、產(chǎn)量高等特點，特別適合聚合物的改性，如共混、填料、增強及反應(yīng)擠出。有利于增加擠出機的擠出產(chǎn)量，提高塑化質(zhì)量。 4、設(shè)計方案（研究 /設(shè)計方法、理論 分析、計算、實驗方法和步驟等）： 本題目加工的總泵缸體零件圖如圖 1 所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1— 連接器 2— 過濾器 3— 料簡 4— 螺桿 5— 加熱器 6— 加料器 7— 支座 8— 上推軸承 9— 減速器 10— 電功機 圖 1 雙螺桿擠出機示意圖 雙頰桿擠出機 雙螺桿擠出機是指在一根兩相連孔道組成“∞”截面的料筒內(nèi)由兩根相互嚙合或相切的螺桿所組成的擠出裝置。雙螺桿擠出機由傳動裝置、加料裝置、料筒和螺桿等幾部分組成，如圖 5— 3 所示。各部件的功能與單螺桿擠出機相似。但在眾多雙螺桿擠出機中，最重要的差別是螺桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計。首先，兩根螺桿是嚙合的 還是非嚙合的，其次，在嚙合型雙螺桿中，螺桿是同向轉(zhuǎn)動，還是反向轉(zhuǎn)動；第三，螺桿是圓柱形 (平行雙螺桿 )還是錐形；第四，實現(xiàn)壓縮比的途徑：①變動螺紋的高度或?qū)С?。②螺桿根徑由小變大或外徑由大變小。③螺紋的頭數(shù)由單頭變成二頭或三頭；第五，螺桿是整體的還是組合的。所有這些表明，雙螺桿擠出機的螺桿結(jié)構(gòu)要比單螺桿擠出機的復(fù)雜得多?，F(xiàn)舉出幾種有代表性的雙螺桿以說明螺桿的幾何形狀。 (1) 雙螺桿螺桿分為三段，每一分段有一混合室，加料段的外徑和螺距為最大，壓縮段次之，均化段為最小，這樣組成壓縮比但在同一段中，螺桿是 等徑等距的，這種雙螺桿是早期開發(fā)的。現(xiàn)在，根據(jù)加工硬聚氯乙烯管材的需要，已開發(fā)出具有多種功能 (進料、剪切、混合、排氣和均化等 )的雙螺桿擠出機 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 (2) 錐型雙螺桿 如圖 5— 5 所示，這類擠出機是向外反向轉(zhuǎn)動的。從加料段到計量段，螺桿的外徑和根徑均勻地由大到小。通過螺桿各部分的長度、螺紋頭數(shù)、螺槽數(shù)、螺棱寬度、螺棱形狀等的變化，實現(xiàn)對物料的輸送、壓縮、排氣、混合與塑煉。這種錐形雙螺桿擠出機具有剪切速率沿口模方向減小和安裝推力軸承的空間較大等優(yōu)點，但制造較困難。 (3) 組合型雙螺桿 這種螺桿是由不向數(shù)目的具有不同功能的螺桿元件 (輸送、剪切、混合、壓縮和捏合等元件 )按一定要求和順序裝到帶導(dǎo)鍵或三角形芯軸上組合而成的，它可以連續(xù)輸送、塑化、均化、加壓、排氣，以靈活適應(yīng)特定用途。這種配料用雙螺桿擠出機具有強大的剪切力，能剪斷和分散填料、顏料和玻璃纖維。屬于這類雙螺桿的有 配料雙螺桿擠出機。 (4) 非嚙合型雙螺桿 在結(jié)構(gòu)上類似于兩根平行單螺桿在料筒中轉(zhuǎn)動，但兩根螺桿反向轉(zhuǎn)動并相切。按照整體結(jié)構(gòu)又可分為單階和雙階兩種形式。 雙螺桿擠出機的主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑（ D） 桿直徑的大小在很 大程度上反映了擠出機規(guī)格的大小，生產(chǎn)能力的大小，因為擠出機的生產(chǎn)能力與螺桿直徑的平方成正比。其它參數(shù)也都與它有關(guān)。中心距 制定總體方案到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計它決定了如下幾何關(guān)系，并因而決定了有關(guān)的設(shè)計參數(shù)： 傳動系統(tǒng)輸出軸（與螺桿相連）及有關(guān)齒輪的尺寸； 螺桿的外徑和根徑、兩螺桿的嚙合程度，螺桿槽深度和雙螺桿擠出機的最大理論輸送量。長徑比 (L/D)也是一個重要的參量，在一定程度上反映出雙螺桿擠出機的規(guī)格及其性能。 螺桿轉(zhuǎn)速范圍 一定程度上反映了雙螺桿擠出機的擠出能力和混煉能力。雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，除了像單螺桿擠出機那樣取決于對擠出量的要求，被加工物料的特征和最終制品的質(zhì)量以外，還受螺桿旋轉(zhuǎn)方向的影響。擠出量 (Q)是一個重要的參數(shù)，它表征機器生產(chǎn)能力大小，是用戶選擇雙螺桿擠出機規(guī)格時的重要依據(jù)之一。最大理論擠出量等于無機頭壓力下，單位時間內(nèi)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)與一個 C 型小室（嚙合型雙螺桿擠出機）體積的 2 倍的乘積再乘上螺紋頭數(shù)。 在設(shè)計過程中，除了要求能夠完成固體輸送、增壓、熔融、 熔體輸送和泵壓等一系列通用過程以外，還要求涉及到復(fù)合塑料與聚合物顆粒之間的混合，以及物料喂料 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 量的控制。物料喂料量的控制則是通過控制主螺桿及其輔助喂料螺桿的轉(zhuǎn)速來完成的。同時，雙螺桿擠出機具有分布混合和分散混合效果良好、自潔作用較強、可實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)、產(chǎn)量高等特點，特別適合聚合物的改性，如共混、填料、增強及反應(yīng)擠出。有利于增加擠出機的擠出產(chǎn)量，提高塑化質(zhì)量。 一般而言，雙螺桿擠出機主機設(shè)計包括擠出機類型的確定，擠壓系統(tǒng)的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，加料冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計。 而本設(shè)計中采用積木式同向嚙合雙螺 桿擠出機來進行設(shè)計。 5、方案的可行性分析： (1)對于機頭的開式與閉式設(shè)計問題上，我們采用開始設(shè)計以便于進行檢修。而采用積木式設(shè)計的原因是該形式嚙合的雙螺雙螺桿擠出機在制造時省時，從而可以降低成本。 (2)此外，為了清洗螺桿方便，采用了機筒快速移出裝置和快速移出螺桿裝置，以便于制造及日常使用維護。 (3)該雙螺桿擠出機的設(shè)計嚴格按照先收集和研究有關(guān)資料，再確定雙螺桿擠出機的結(jié)構(gòu)方案，然后繪制擠出機主機總圖，最后確定并標注。在設(shè)計過程中，基準及其定位方案的選擇都嚴格遵循各自的選擇原則 ,并 嚴格遵守相關(guān)要求和 標準。 綜上分析故該方案可行。 6、 該設(shè)計的創(chuàng)新之處： (1)該雙螺桿擠出機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、經(jīng)濟性好，在食品及飼料和輕工業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用，比傳統(tǒng)的單螺桿擠出機更具優(yōu)勢。 (2)該雙螺桿擠出機經(jīng)過局部改進， 采用積木式以及開式設(shè)計有利于清洗及維護。 7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域： 該雙螺桿擠出機主要用于淀粉、蛋白質(zhì)、膨化食品、飼料等的加工生產(chǎn)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 8、時間進程： 2012 年 3 月 12 日 ~2012 年 3 月 30 日 在哈爾濱商業(yè)大學輕工學院、校圖書館，收集螺桿擠出機的相關(guān)資料， 在校圖書館和哈爾濱商業(yè)大學輕工學院，了解總泵缸體的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，學習螺桿擠出機拆裝的原理，并完成實習日記和實習報告 2012 年 3 月 31 日 ~ 2012 年 4 月 11 日 完成開題報告 2012 年 4 月 12 日 ~ 2012 年 4 月 30 日 雙螺桿擠出機整體方案的擬定 2012 年 5 月 1 日 ~ 2012 年 5 月 19 日 各部分零件的計算 2012 年 5 月 20 日 ~ 2012 年 6 月 3 日 總裝圖及零件圖的繪制 2012 年 6 月 4 日 ~ 2012 年 6 月 10 日 編寫畢業(yè)設(shè) 計說明書、審圖、修改 2012 年 6 月 11 日 ~ 2012 年 6 月 15 日 答辯 9、 參考文獻： 1 楊凱 ,林富來 ,丁峰 ,王增昌 . 螺桿泵的應(yīng)用及雙螺桿泵的發(fā)展 [J]. 機床與液壓 , 1999,(04) . 2 陳金海 ,陳德偉 . 雙螺桿泵型面加工、刀具設(shè)計及計算方法 [J]. 流體機械 , 2002,(06) . 3 武文斌 . 國產(chǎn)臥式雙螺旋輥饅頭成形機的分析研究 [J]. 輕工機械 , 2002,(01) . 4 耿孝正 . 各種雙螺桿擠出機的性能及應(yīng)用 [J]. 中國塑料 , 1995,(05) . 5 王平 ,沈曉陽 ,薛強 . 雙螺桿磨漿機的研究與應(yīng)用 [J]. 中國造紙 , 2004,(01) . 6 于鳳云，唐慶菊，胡金平 . 煤礦機械制造工藝與夾具 [M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社 ,2011： 2. 7 M]北京：輕工業(yè)出版社 永，李青蓮。擠出機中的傳熱 [J]1992（ 02） . 9 710 濮良貴，紀明剛。機械設(shè)計 [M]2001,6:6711 張耀宏 J]2007（ 2） . 12 宋小梅 J]2009(03). 13 北京化工大學 塑料機械設(shè)計（第二版） [M]國輕工業(yè)出版社 2:57 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 指導(dǎo)教 師意見 教師簽字： 年 月 日 開題答辯小組意見： 組長簽字： 成員簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組意見 : 組長簽字： 年 月 日 I 摘 要 針對設(shè)計任務(wù)要求，進行了組合式食品雙 螺桿擠出機的設(shè)計。首先，進行了總體方案的設(shè)計與選擇，確定采用積木式螺桿和剖分式機筒，有利于提 高生產(chǎn)效率，降低擠出機的制造難度；然后，對擠出機的各組成子系統(tǒng)進行了設(shè)計與計算，主要包括傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)和擠出系統(tǒng)等的設(shè)計。最后，對關(guān)鍵的零部件進行了校核計算。 總體上看，所設(shè)計的食品雙螺桿擠出機，結(jié)構(gòu)比較簡單，有較好的進料特性、正向輸送特性、良好的混合和自潔性能，而且，生產(chǎn)效率也較高。 關(guān)鍵詞： 組合式 ； 雙螺桿；自潔 to of of is is I 目 錄 摘 要 ............................................................ I ......................................................... 1 章 緒 論 .................................................... 1 課題研究的意義 ......................................... 1 雙螺桿擠出機的發(fā)展概況 ................................. 1 雙螺桿擠出機的組成 ..................................... 2 雙螺桿擠出機的主要技術(shù)參數(shù) ............................. 2 第 2 章 總體方案確定 .............................................. 4 設(shè)計參數(shù) ............................................... 4 整體方案的擬定 ......................................... 4 第 3 章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................ 5 動機的選擇 ............................................ 5 選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 ........................... 5 選擇電動機的容量及轉(zhuǎn)速 ............................. 5 初步方案 .............................................. 7 轉(zhuǎn)速圖布置 ......................................... 7 動系統(tǒng)和扭矩分配裝置 .............................. 8 計算傳動系統(tǒng)裝置的運動和動力參數(shù) ....................... 9 軸輸入功率 ........................................ 9 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 ...................................... 10 齒輪的齒數(shù) ........................................ 10 第五對齒輪的設(shè)計 .................................. 10 第二對齒輪的設(shè)計 .................................. 14 帶輪的設(shè)計 ........................................ 18 軸 的初步設(shè)計 ...................................... 22 軸的校核 .......................................... 23 第 4 章 擠出系統(tǒng)的設(shè)計 ... ....... ................ ........... 27 螺桿的設(shè)計 ............................................ 27 螺桿設(shè)計主要指標 .................................. 27 螺桿主要參數(shù)的設(shè)計 ................................ 27 螺桿軸承裝置 .......................................... 30 螺桿軸向力的確定 .................................. 30 螺桿的強度計算 .................................... 31 軸承組的工作特點 .................................. 32 套筒式串聯(lián)推力軸承組 .............................. 32 軸承設(shè)計原則 ...................................... 33 機筒設(shè)計 .............................................. 33 機筒元件的結(jié)構(gòu)形式 ................................ 33 機筒的材質(zhì) ........................................ 35 第 5 章 加熱與冷卻裝置 ........................................... 37 加熱裝置 .............................................. 37 載體加熱器 ........................................ 37 電阻加熱 .......................................... 37 電感應(yīng)加熱器 ...................................... 38 冷卻裝置 .............................................. 38 結(jié) 論 ........................................................... 39 致 謝 ........................................................... 40 參考文獻 ......................................................... 41 充值后就可以下載此設(shè)計說明書（不包含 紙）。我這里還有相應(yīng)的 明書（附帶：任務(wù)書、開題報告、外文翻譯）和 紙（共計 6 張圖紙）。 需要全套資料的朋友請 加 1： 1459919609或 2： 1969043202， 需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系?。?！ .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 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........................................................ 41 ........................................................ 44 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 .................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 ................................................................................................................................... 49 ............................................................................................................................. 50 1 第 1 章 緒 論 課題研究的意義 擠出技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，從較早的方便食品，休閑食品到植物組織蛋白等領(lǐng)域。在一些發(fā)達國家，擠出技術(shù)的理論研究越來越完善，利用擠出技術(shù)改性蛋白質(zhì)，研究淀粉，蛋白質(zhì)等在擠出過程中的變化，并進一步研究營養(yǎng)吸收等問題。工藝條件的不斷完善和工藝設(shè)備的不斷改進為擠出技術(shù)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 隨著聚合物加工業(yè)的發(fā)展，作為聚合物加工主要設(shè)備之一的雙螺桿擠出機，在聚合物加工行業(yè)已得到、并將進一步得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且在其他行業(yè)將得到更多的應(yīng)用。尤其在食品行業(yè)， 雙螺桿擠出機被廣泛用于淀粉膨化食品、蛋白擠壓食品、膨化飼料的生產(chǎn)，還被用作特殊化學或生化反應(yīng)器 [1] 。 人們已花費大量時間來研究擠壓機，特別是單螺桿擠壓機中物料輸送情況，跟單螺桿擠壓機相比，雙螺桿擠壓機有較好的進料特性和正向輸送特性、良好的混合和自潔性能、物料在機筒內(nèi)的停留時間短以及對整個物料溫度控制性能良好等特點，所以在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。理想的擠壓膨化與成型加工是采用雙螺桿擠壓機，而發(fā)展的主流是同向旋轉(zhuǎn)、完全嚙合、梯形螺旋的雙螺桿擠壓機 [2]。所以，雙螺桿擠壓機的設(shè)計對于發(fā)展我國的食品工業(yè)以及其它運 用雙螺桿擠壓技術(shù)的行業(yè)有著重要的意義。 雙螺桿擠出機的發(fā)展概況 雙螺桿擠出機發(fā)展至今，已在聚合加工中居重要地位，而且大有應(yīng)用越來越廣泛之勢。雙螺桿擠出機是隨著聚合物加工業(yè)及食品加工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)和發(fā)展的；而在聚合物加工中真正應(yīng)用的雙螺桿擠出機是在 20 世紀 30 年代，首先在意大利研制成功。第二次世界大戰(zhàn)前后，雙螺桿擠出機發(fā)展較快；現(xiàn)在雙螺桿擠出機是在 20 世紀 60 年代末和 70 年代初發(fā)展起來的。更準確的說，現(xiàn)代嚙合異向雙螺桿擠出機是隨 品的發(fā)展而發(fā)展的，嚙合同向雙螺桿擠出機則是在聚合物改性的推動下 發(fā)展的 [3]。 在雙螺桿擠出機的發(fā)展過程中，就制造方面而言，遇到的困難比單螺桿擠出機多得多。除了螺桿元件及構(gòu)型的研制外，最重要的就是止推軸承和傳動箱設(shè)計制造問題。因為雙螺桿擠出機的兩螺桿中心距確定后，其承受巨大軸向推力的止推軸承的安裝間隙有限，要設(shè)計制造出性能良好的能承受軸向和徑向軸承，及能均載的軸承組合結(jié)構(gòu)是比較困難的。早期的推力軸承固定到足以提供給雙螺桿傳動箱良好的機械可靠性。 20 世紀 60 年代，開發(fā)出一種特別適用與雙螺桿擠出機應(yīng)用的特殊推力軸承后，雙螺桿擠出機的可靠性才可與單螺桿擠出機相比，但雙螺桿擠出 機仍沒有像單螺桿擠出機那樣高能力的推力軸承。另外，雙螺桿擠出機傳動箱的設(shè)計制造也比單螺桿擠出機的困難、復(fù)雜的多。要在有限的中心距內(nèi)傳遞很大的扭矩，并把這很大的扭矩相等的分配到兩螺桿上去，在設(shè)計、制造及材質(zhì)選擇、熱處理上都遇到很多問題 [1]。自然，隨著機械設(shè)計水平、機械加工水平的提高及整體工業(yè)配套的發(fā)展，上述問題逐漸得到解決，從而使雙螺桿擠出機得到飛速發(fā)展。 2 與西方國家（美、德、意、英、日等）相比，雙螺桿擠出機在我國開始應(yīng)用較晚（大約在 20 世紀70 年代初），只是到了 20 世紀 80 年代初才開始較多的由國外引進。隨 著對雙螺桿擠出機性能的加深，在 20 世紀 80 年代中期，雙螺桿擠出機在我國的應(yīng)用范圍和使用量擴大。通過引進國外技術(shù)，我國有的廠家開始生產(chǎn)制造雙螺桿擠出機。到 20 世紀 90 年代處，我國雙螺桿擠出機的發(fā)展很快，形成雙螺桿擠出機制造熱。至今，不但能生產(chǎn)嚙合同向雙螺桿擠出機，也能生產(chǎn)嚙合異向平行和錐形雙螺桿擠出機。所生產(chǎn)的雙螺桿擠出機的規(guī)格已由中小型開始向大型發(fā)展，并基本形成系列，制定了相應(yīng)標準，年產(chǎn)幾百臺套，除特種類型和大規(guī)格的雙螺桿擠出機尚未生產(chǎn)外，國產(chǎn)雙螺桿擠出機以基本能滿足國內(nèi)一般生產(chǎn)的需求。但就雙螺桿擠出機的設(shè) 計、制造水平和機器的整體質(zhì)量而言，與國外先進國家生產(chǎn)的雙螺桿擠出機還有不少差距，這表現(xiàn)在獨立設(shè)計能力較弱，不少廠家的產(chǎn)品是測繪和仿制的，設(shè)計出水平較高的機種較少；機械制造水平、材質(zhì)、熱處理水平也有差距；軸承、電器、儀表配套還不健全，電器儀表質(zhì)量也較差，不可靠 [4]。 雙螺桿擠出機的組成 不論何種雙螺桿擠出機，其整體結(jié)構(gòu)組成與單螺桿擠出機差不多，由主機、機頭和輔助機組成。其中主機就是通常所說的雙螺桿擠出機。在實際應(yīng)用中，雙螺桿擠出機必須配以機頭和輔助機才能完成預(yù)定的任務(wù)，這就是所謂雙螺桿擠出機組。雙 螺桿擠出機（主機）是雙螺桿擠出機組的核心組成部分。從總體組成上看，雙螺桿擠出機和單螺桿擠出機差不多，由傳動系統(tǒng)、積壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成 [5]。 雙螺桿擠出機的主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑（ D） ——雙螺桿擠出機的螺桿直徑是一個基本而重要的參數(shù)，螺桿直徑的大小在很大程度上反映了擠出機規(guī)格的大小，生產(chǎn)能力的大小，因為擠出機的生產(chǎn)能力與螺桿直徑的平方成正比 ,其他參數(shù)也都與它有關(guān) [6]。 中心距 ——雙螺桿擠出機兩螺桿之間的中心距是一個重要參量，從制定總體方案到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，決定了如下幾何關(guān)系， 并因而決定了有關(guān)的設(shè)計 /參數(shù)： 傳動系統(tǒng)輸出軸（與螺桿相連）及有關(guān)齒輪的尺寸； 推力軸承外徑尺寸的大小，及最大的機頭設(shè)計應(yīng)取多大； 螺桿的外徑和根徑、兩螺桿的嚙合程度，螺桿槽深度和螺桿擠出機的最大理論輸送量。 長徑比（ L/D） ——螺桿長度與螺桿直徑的比值，這也是一個重要的參量，在一定程度上反映出雙螺桿擠出機的規(guī)格及其性能。螺桿轉(zhuǎn)速范圍 一定程度上反映了雙螺桿擠出機的擠出能力和混煉能力。雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速，除了像單螺桿擠出機那樣取決于對擠出量的要求，被加工物的特征和最終制品 的質(zhì)量外，還受螺桿旋轉(zhuǎn)方向的影響。 擠出量（ Q） ——擠出量就是所謂的產(chǎn)量，它是一個重要的參數(shù)它表征機器生產(chǎn)能力大小，是用戶 3 選擇雙螺桿擠出機規(guī)格時的重要依據(jù)之一。最大理論擠出量等于無機頭壓力下，單位時間內(nèi)螺桿轉(zhuǎn)速與一個 C 型小室（嚙合型雙螺桿擠出機）體積的 2 倍的乘積在乘上螺紋頭數(shù) [7]。 ?? 2m 式中 m——螺紋頭數(shù) n——螺桿轉(zhuǎn)速 V——一個 C 型小室的體積 4 第 2 章 總體方案確定 設(shè)計參數(shù) 雙螺桿擠出機的直徑為 35徑比 25，轉(zhuǎn)速范圍是 30 雙螺桿轉(zhuǎn)動方向為同向，要求按已知條件設(shè)計出同向嚙合雙螺桿擠出機。 整體方案的擬定 螺桿類擠出機的應(yīng)用都是以機組式出現(xiàn)，擠出機組包括主機（即通常所說的擠出機）機頭和輔機。因此就雙螺桿擠出機的設(shè)計而言，它可以包括主機（即通常所說的擠出機），機頭和輔機的設(shè)計，也可以單指主機的設(shè)計 [8]。本設(shè)計就是針對主機的設(shè)計。而雙螺桿主機的設(shè)計應(yīng)當包括擠出機的類型的確定，擠壓系統(tǒng)的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，加料冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計。 雙螺桿擠出機的類型確定后，要進行整體設(shè)計，除了下面將要詳細介紹的雙螺桿擠出機的主要技術(shù)參數(shù)的確定外，還應(yīng)包括以下幾個問題：是整體式還是積木式？是開式還是閉式？整個主機是一階還是二階？如果是二階，第一階、第二階是雙螺桿擠出機，還是單螺桿擠出機？在擠壓系統(tǒng)中要不要串接齒輪泵？機筒是整體封閉的，還是剖分的？這些問題帶有全局性，它們會對雙螺桿擠出機的設(shè)計帶來很大影響，必須根據(jù)需要及經(jīng)濟性、技術(shù)上的可行性來選擇確定。下面就其中的幾個問題進行簡單討論 [9]。 開式設(shè)計和閉式設(shè)計，所謂開式設(shè)計，一般指雙螺桿擠出機的擠壓系統(tǒng)，冷卻加熱系統(tǒng)都裸露在外面。這種設(shè)計的優(yōu)點是各部分出現(xiàn)故障時，檢查、維修及拆裝比較方便，也一目了然，但有人覺得其外觀比較零亂。嚙合同向雙螺桿擠出機大多采用這種設(shè)計。所謂閉式，與開式設(shè)計相反，其擠壓系統(tǒng)，冷卻加熱系統(tǒng)的外面裝有外罩，其余的部分有時也封閉起來。這種設(shè)計看上去外形比較整齊，但檢修不太方便。錐形雙螺桿擠出機多采用這種結(jié)構(gòu)。 一階機和二階機，所謂一階機，指主機只有一個擠壓系統(tǒng)，包括一套螺桿、機筒和傳動箱；而二階，是指主機有兩個擠壓 系統(tǒng)，包括兩套螺桿、機筒和傳動箱，柔性串聯(lián)起來組成主機。就目前見到的、用于成型制品的雙螺桿組的主機多是一階的，如嚙合平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機和錐形雙螺桿擠出機。用于配混料造粒的嚙合同向雙螺桿擠出機有的情況下設(shè)計成二階的，其第一階用來塑化、混合物料，第二階用來建壓、擠出造粒。很多情況下，第一階一般用嚙合同向雙螺桿擠出機，第二階用單螺桿擠出機。若采用二階式，有二階一上一下布置和水平成 T 型布置兩種形式。 整體式和積木式，一般嚙合異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機（也有例外）和錐形雙螺桿擠出機都是整體式，即其各大組成部分（螺桿、 機筒、減速箱）在使用中不