异向双螺杆挤压膨化机三维设计与性能分析(6)
1． 喂料器 2.调质器 3.旁通 4.膨化腔 5.出料护罩 6.底座 7.主电机 8.润滑油路
图 2.1 螺杆挤出膨化机总体结构示意图
1.成型模具 2.机镗 3.螺杆 4.径向轴承 5.串列推力轴承组 6.齿轮传动机构 7.主电机
图2.2 异向双螺杆挤出机总体结构
2.2 系统主电机的选择
电动机是已经系列化的产品，在机械设计中，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、启动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，最后确定具体型号。
考虑双螺杆挤出机螺杆转速可调的事实，所选电机须具有调速特性。螺杆机出机的主电机选用主要有如下几种方案：控硅整流的直流电机、变频调速器控制的交流电机、液压电机。其中前两种电机应用较多。将直流电机与交流电机进行比较，得知两种方案在挤出机领域的应用都很普遍，交流电机造价相对较低，但直流电机则具有交流无法替代的优良的调速特性。直流电机调速平滑、方便、调速范围广，此外其过载能力大、能承受频繁的冲击性负载，这一优势使其比交流电机更适合于成为挤出机的动力装置。
综上，确定选用综合性能较佳的Z4系列直流电机。因任务书要求电机的额定功率为50kW，故查手册选定电机型号为Z4-180-41，电机外形如图2.3，部分参数见表2.1。
图 2.3 Z4-180-41直流电机
表 2.1 Z4-180-41直流电机部分参数
型号 额定功率
/kW
额定转速/
400V
Z4-180-41 50 1350
2.3 双螺杆挤出机主要技术参数的确定
2.3.1 螺杆直径D及中心距
螺杆直径D是挤出机的基本参数，其它很多参数的决定都与螺杆直径D有关。平行轴异向双螺杆挤出机的螺杆直径不像啮合同向双螺杆那样具有很宽的系列。全国橡胶塑料机械标准化技术委员会推出了异向双螺杆塑料挤出机行业标准(JB／T6491-1992)，其中用于加工PVC塑料制品的平行轴异向双螺杆挤出机的基本参数的规定见表2.2。
平行轴异向双螺杆挤出机的螺杆直径主要根据挤出量的大小和用于生产制品的截面大小要求来确定，然后往标准系列上靠拢，尽量选择标准系列上规定的或相近的螺杆直径。由于螺杆直径与两螺杆中心距、螺槽深度还存在着内在联系，因此在选择螺杆直径时还要考虑到减速箱输出轴的中心距和螺槽深度，在相同的中心距下，可以有不同的螺杆直径和不同的螺槽深度的组合。此外，当直径较小时，由于两根螺杆中心距也必然相应减小，止推轴承安排比较困难，同时第二齿轮箱设计也比较困难。考虑上述因素并参考已有的产品参数后，本文取螺杆直径144mm。
如上述，螺杆直径与中心距紧密相关。表2.2规定了平行轴啮合异向双螺杆的中心距系列。在相同的螺秆直径下，螺杆中心距 越小，螺槽深H越大，则挤出量越大。所以减少螺杆中心距既可以改善挤出机的熔体输送特性，又可以提高挤出量。但螺杆中心距增大的同时，螺杆根径必然会减小，螺杆的抗扭能力会下降。本文取中心距为120mm。
表2.2 啮合异向双螺杆挤出机基本参数表
挤出机系列 65 80 85 110 140
螺杆中心距/mm 52 64 70 90 118
螺杆直径/mm 60 65 80 81 85 105 110 142