3.1.2螺杆材料的选择
螺杆工作时不仅所受扭矩较大，而且是在高温、高压下工作。因螺杆要与机筒配合工作，所以还要受到机械摩擦磨损、刮磨及塑料摩擦的作用，某些塑料还会有较强的化学腐蚀作用。所以螺杆可能产生扭断、因磨损严重而与机筒间隙增大使产量降低等失效形式。
根据以上螺杆的实际工况，要保证螺杆能正常工作，必须选择合适的材料。其材料性能要求为：机械性能好，耐磨性能好，耐腐蚀性能好，加工性能好。由于38CrMoA1综合性能好且是挤出机螺杆应用最广泛的材料，因此选择38CrMoAl作为螺杆的材料。
3.1.3螺杆设计计算
到此已知螺杆参数为：
最高转速：n=260r/min=4.3r/s
max最高产量：G=200Kg/h 螺杆直径：D=72mm 螺距S： S=72 mm 长径比： L/D=30
8 双螺杆挤出机毕业论文
螺槽法向宽度：E=38.7mm 螺槽轴向宽度：B=40.6mm 螺棱法向宽度：e=30mm 螺棱轴向宽度：b=31.4mm 螺纹升角f：f=1741' 3
r=500kg/m查表得:聚氯乙烯（PVC）的堆积密度为
3固相密度 r=1400kg/m
s3r=1200kg/m液相密度 m
熔池温度 T=190C
b由于双螺杆挤出机的理论很不成熟，加之螺杆啮合部分容积相对于整个螺杆来说很小，故可以把双螺杆看成两根单螺杆进行计算，然后做一定的因双螺杆啮合带来数据校正。
（1）计算熔融速率。
为了保证稳定的挤出过程，熔体输出量、固体输送量和固体熔融量应该平衡。即：G=WA=rQ
Sm式中 G——固体输送量；
S ——单位面积熔融速率；
A——固体粒料与机筒的接触面积；
r——熔体密度；
m Q——熔体输出量；
取螺杆转速4.3r/s下塑料的输出量为：G=200Kg/h 53 Q=G/r=4.6310m/s
m估算面积A。由于螺杆啮合部分没有机筒对物料进行加热，但螺纹啮合处没有机筒部分占整个机筒的比例较小，因此机筒的总面积约为1.8pDL,其中螺槽占56.3%，假设其中固体与熔体塑料各占一半，则固体总面积A：A0.5pDL
G2熔融速率：W==0.228kg/s·m
0.5pDL
（2）计算计量段螺槽深度。 Q为了保证螺杆的硬特性，避免压力波动引起过大的输出量波动，i应取
pQd
9 双螺杆挤出机毕业论文
较小的值，但为了达到较好的混合质量，又不能取得过小。综合上述原因，取： i=0.2
53 由Q=Q-Q得：Q1.25Q=5.7910m/s
dpd2由于是双螺杆，则有：Q=pDH(D-b)ncosf
d3Qd= 1.574mm 取 H1.8mm
H=323pD(D-b)ncosf
（3）验算计量段长度。 pDn
-1 螺杆的剪切速率为：g==540.1s
H3
当温度为190C时，由流变曲线得：h=4100Pa·s
-53有上文可知：Q=0.25Q=1.16´10m/s
p1DP3令P=P，由式：Q=(D-b)Hcosfsinf得： p312hL3
3
(D-b)HPcosfsinf3 L==94.7mm 497mm >94.7mm 合格
312hQp
（4）确定加料段螺槽深度。
根据常用塑料的几何压缩比表，取：ε=3
2 则加料段螺纹槽深度h为： h=0.5[D-D-4
εh(D-h)]=5.72mm 1133(D-h)h11
取 h=5.7mm =2.99 正确
验算压缩比e=1(D-h)h33
（5）验算压缩段长度。
计算螺槽内固体粒料厚度减小的速率，即形成熔膜的速率V,
Z2W-4 V==4.56´10m/s
Z2rb
即固体粒料在压缩段中移动时，在每秒钟移动的距离上螺槽深度的减小量不能超过0.456mm .否则固体粒料来不及完全熔融而堵塞螺槽，引起产量波动。此时固G
体粒料顺着螺槽的流动速率V=0.4033m/s
：V=SZSZrH(D-b)cosf
b1VSZ
则压缩段顺着螺槽展开的长度L:L=(H-H)=3449.3mm
Z2S213VZ2
则压缩段的最小长度L为:L=Lsinf=1032mm
22S2 10 双螺杆挤出机毕业论文
由于1404mm >1034mm （6）螺杆中心距的确定。
考虑到螺杆的安装和物料的混合均匀，又不至于螺杆产生干涉，取螺杆的中心距a:a=D-h+0.5=70.7mm
3（6）归纳设计结果。
加料段长度：L=259mm 1加料段螺槽深度：h=5.7mm 1压缩段长度：L=1404mm 2计量段长度：L=497mm 3计量段螺槽深度：H1.8mm
3螺槽轴向宽度：B=40.6mm 螺棱轴向宽度：b=31.4mm 螺杆中心距a：a =70.7mm