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本 科 生 畢 業(yè) 設 計
開題報告
題目：單螺桿擠出機結構設計
姓 名：
學 號：
指導教師：
班 級：
所在院系： 機電工程學院
陜西科技大學畢業(yè)設計開題報告內容
課題的目的、意義；國內外技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
目的和意義：
近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品的應用領域不斷擴展，塑料加工設備已滲透到國民經(jīng)濟的各個行業(yè)，成為我國機械工業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟中起著越來越重要的作用。其中塑料成型機械是塑料工業(yè)中的一個重要組成部分，是完成塑料制品生產(chǎn)成型的必要手段。而擠出成型又是塑料成型加工的重要成型方法之一。
本文主要講述其基本成型原理、結構組成、主要技術參數(shù)、主要零部件及有關的調控系統(tǒng)和輔助裝置、設備的安全操作和維護保養(yǎng)以及主要故障的排除等內容，并闡述這些內容之間的相互關系及影響。并且在講解單桿塑料擠出機的工作原理、基本結構和有關專業(yè)知識的基礎上，具體深入分析問題，理論與實際相結合，并從機理、結構以及塑料成型工藝、設備的調控、安全及維護保養(yǎng)等方面綜合分析問題，找出矛盾的主要方面，選擇最優(yōu)的改進方案，來提高單桿塑料擠出機的綜合水平，從而獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。
國內外技術狀況及發(fā)展趨勢：
塑料成型加工是一門工程技術，所涉及的內容是將塑料轉變?yōu)樗芰现破返母鞣N工藝。其成型方法有：壓縮模塑、層壓成型、冷壓模塑、傳遞模塑、低壓成型、擠出成型、擠拉成型、注射成型、吹塑成型、澆鑄、手糊成型、纖維纏繞成型、壓延、涂覆、發(fā)泡成型、二次成型、二次加工等。
其中擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑，它是在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態(tài)連續(xù)通過口模成型的方法，是塑料成型加工的重要成型方法之一。大部分熱塑性塑料都能用此方法成型。擠出成型是在擠出機上進行的，擠出機是塑料成型加工機械的主要裝備之一。擠出法主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于某些熱固性塑料。擠出的制品都是連續(xù)的型材，如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜包覆層等。此外，還可用于塑料的混合、塑化造粒、著色、摻合等。
與其他成型方法相比，擠出機及其成型有下述主要特點：生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因而其產(chǎn)品也是連續(xù)的；生產(chǎn)效率高；應用范圍廣，不僅能連續(xù)生產(chǎn)各種制品，而且還可以進行混合、塑化、造粒、脫水喂料和著色等的準備工序；投資少，收效快。
根據(jù)螺桿的數(shù)量，塑料擠出機可以分為：無螺桿擠出機（其中又分柱塞式擠出機和黏彈熔體擠出機）、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機（其中又分平行雙螺桿擠出機和錐形雙螺桿擠出機以及反向和同向旋轉的雙螺桿擠出機）、多螺桿擠出機或行星螺桿擠出機；根據(jù)螺桿的轉速，塑料擠出機可以分為：普通擠出機、高速擠出機和超高速擠出機；根據(jù)裝配結構，塑料擠出機可以分為：整體式擠出機和分體式擠出機；根據(jù)安裝位置的不同，塑料擠出機可以分為：臥式擠出機（螺桿在空間呈水平安裝）、立式擠出機（螺桿直立于地面安裝）；根據(jù)其功能的不同，塑料擠出機還可以分為：排氣式擠出機、混煉擠出機、兩段式擠出機和超高分子量聚合物擠出機、往復式單螺桿擠出機等。目前國內應用最多的是務實單螺桿整體裝配式擠出機和雙螺桿擠出機。
在常規(guī)單螺桿擠出機組的性能方面，我國已能生產(chǎn)螺桿直徑為Φ12～250 mm的多種規(guī)格、門類齊全的擠出機組，長徑比大多為25～30。一些新型的混煉元件如分離型、屏障型、分流型、變流道型以及流速位置變換型等混煉元件得到了較為廣泛的應用。以直徑為Φ90 mm的單螺桿擠出機為例，從1961年其產(chǎn)量為90 kg/h，到1995年提高到600 kg/h，34年間產(chǎn)量整整提高了6.7倍；又如WP公司生產(chǎn)的同向平行雙螺桿擠出機從1995～2001年的6年間，其螺桿轉速從600 r/min提高到1800 r/min，產(chǎn)量則相應提高了2.5倍。2000年我國擠出機的產(chǎn)量已達7784臺，其中同向平雙844臺，異向平雙及錐雙1255臺，在進口1817臺擠出成型機中絕大部分是大型的、精密的機器。
在國外，2003年10月在德國舉辦的“International Trade Fair Platics & Rubber”上展出的ZSK系列同向平行雙螺桿擠出機的單耗（即名義比功率）均小于0.1 kW/(kg/h)，而國內的單耗為0.15～0.16 kW/(kg/h)。發(fā)達國家的擠出機已普遍采用現(xiàn)代電子和計算機控制技術，操作臺設有熒光屏檢測，對整個擠出過程的工藝參數(shù)如熔體壓力及溫度，各段機身溫度，主螺桿和喂料螺桿的轉速、喂料量，各種原料的配比，電機的電流電壓等參數(shù)進行在線檢測，并采用微機閉環(huán)控制。有的公司已采用網(wǎng)上遠程演播、檢測、診斷和控制，對擠出成型生產(chǎn)線進行網(wǎng)絡控制。這對保證工藝條件的穩(wěn)定、提高產(chǎn)品的精度是極為有利的。1986年歐洲塑料管總用量為213.4萬噸，1998年增長到346.5萬噸，年均增長率為5.2%，超過同期國民經(jīng)濟增長速度;美國1997年塑料管材產(chǎn)量為216萬噸，日本60萬噸。國外將塑料管廣泛應用于排水管、供水管、輸送燃氣用和供熱水用管。
塑料擠管機是擠出成型機的一種，它由擠出機、擠管機頭、定徑裝置、冷卻裝置、切割裝置及堆放裝置等組成。
課題的主要任務；研究和設計中可能遇到的問題以及解決的方法和措施
主要任務：
1. 擠出壁厚1～2 mm聚苯乙烯（ps）的擠出機參數(shù)確定；
2. 分析塑料擠出原理，闡述擠出理論；
3. 設計塑料擠出機（螺桿直徑65 mm，塑料管直徑30 mm）；
4. 掌握變頻調速在傳動系統(tǒng)中的應用技術；
5. 分析塑料模具成形理論；
6. 設計擠管機頭；
7. 繪制擠出機及其機頭裝配圖。
三、研究步驟、方法及措施：
1. 搜集與塑料擠管機相關的文獻與資料；
2. 學習塑料成型理論及塑料成型機械的相關知識；
3. 根據(jù)了解的資料與所學的知識，設計塑料擠出機主機（包括擠出機的工作特性、單螺桿擠出機擠壓系統(tǒng)的主要零部件、加料裝置、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻裝置等）；
4. 學習塑料模具成形理論（包括注塑成型模具、壓塑成型模具、熱固性塑料的傳遞和注塑成型模具、擠塑成型模具、吹塑制品成型模具、熱成型模具等）；
5. 設計擠管機頭；
6. 繪制擠出機及其機頭裝配圖；
7. 撰寫畢業(yè)論文。
前期的文獻資料收集、調研、實習及設計條件準備情況
文獻資料及主編：
[1]吳宗澤 .機械設計課程設計手冊[M].第三版.冶金工業(yè)出版社,2006.
[2]張紹群，孫曉娟.機械制圖[M].北京大學出版社,2007.
[3]李波.擠出機設計理論和計算[M].中國建材工業(yè)出版社,2008.
[4]鄭甲紅，逐漸儒，劉喜平.機械原理[M].機械工業(yè)出版社,2009.
[5]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].第八版.高等教育出版社,2010.
[6]王善勤. 塑料擠出成型工藝與設備[M].中國輕工業(yè)出版社，2008.
[7]何海平. 現(xiàn)代塑料成型加工新技術新工藝及質量控制全書[M].安徽文化音像出版社，2007
[8]王興天. 塑料加工成型叢書—注塑成型技術[M].化學工業(yè)出版社，2008.
[9]周殿明，張麗娜.塑料擠出成型技術問答[M].化學工業(yè)出版社，2009.
[10]吳清鶴.塑料擠出成型.化學工業(yè)出版社[M]，2008.
[11]周開勤.機械零件手冊[M].高等教育出版社，2009.
[12]梁基照.擠出機螺桿加料段幾何參數(shù)的優(yōu)化設計[M].輕工機械出版社，2009.
[13]樂美豪.我國螺桿制造技術的發(fā)展趨勢[M].制造技術與機床，2010.
[14]周開勤.機械零件手冊[M].第四版.高等教育出版社,2008.
[16]朱復華.擠出理論及應用[M].中國輕工業(yè)出版社，2009.
[17]陳文英譯.塑料擠出[M].中國輕工業(yè)出版社，2007.
[18]劉津平.擠出工程設計與計算[M].中國石化出版社.2010.
[19]吳大鳴,劉穎.單螺桿精密擠出成型技術進展[J].2008（2）.中國塑料.2007.
[20]吳英.國內外節(jié)能塑料機械的研發(fā)與應用進展[J].2007（2）.塑料工業(yè).2007.
[21]姬廣慶.國外橡膠機械最新進展[J].2010（01）.塑料工業(yè).2010.
[22]張華珍.橡塑技術與裝備[J].2009（04）.中國塑料.2009.
[23]李浩華.橡膠擠出機平均溫差分析與計算[J].2010（03）.塑料工業(yè).2010.
[24]陶思洋.擠出機的伺服控制與溫度調節(jié)[J].2006（04）.塑料工業(yè).2006.
[25]吳崇周.單螺桿高剪切元件的設計[J].2008（06）.擠出設備雜志.2008.
畢業(yè)設計主要工作的進度安排
設計任務及要求：
第1周 搜集與塑料擠管機相關的文獻與資料
第2、3周 學習塑料成型理論及塑料成型機械的相關知識
第4-10周 設計塑料擠出機主機
第11-14周 繪制擠出機及其機頭裝配圖
第15周 整理書寫畢業(yè)設計說明書
第16周 答辯準備及預答辯
畢業(yè)設計每周指導時間、地點安排及畢業(yè)設計紀律要求
時間：
地點：
指導老師： 王素暖
紀律要求：
1． 每周應按時完成本周的設計任務；如有事請假，應提前完成自己的工作，不能延誤安排的設計進度。
2． 每次設計指導時應帶上設計筆記及相應完成的設計文檔、圖紙。
3． 遇到問題及時向指導老師請教，每周應對設計的完成情況匯報至少2次
不得隨便缺席，否則將不予參加畢業(yè)答辯。
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本科生畢業(yè)設計開題報告考核
一、導師對開題報告的評語：
指導教師 2013年 月 日
成績
二、開題報告答辯評語及成績:
答辯小組負責人 2013 年 月 日