双转子冷喂料销钉挤出机

青岛科技大学本科毕业设计（论文）前言橡胶冷喂喂料挤出出机是目目前橡胶胶加工中中最重要要的成型型设备之之一，它它在橡胶胶工业中中得到了了广泛的的应用。多多年来，人人们围绕绕挤出机机的核心心部件螺杆杆进行了了不断的的探索和和研究，先先后出现现了不同同螺杆构构型的挤挤出机，由由于其工工作原理理的不同同而各具具特点。其其中，机机筒销钉钉螺杆由由于具有有高质量量的塑化化效果、输输送能力力较大、较较高的挤挤出稳定定性和自自洁能力力、生产产周期短短、制品品质量高高、能耗耗低等诸诸多优点点得到了了广泛的的应用和和认可。近代聚合合物加工工工业的的迅速发发展，给给成型和和混合工工艺提出出了越来来越多和和愈来愈愈高的要要求。单单螺杆挤挤出机虽虽然历史史悠久、技技术完善善、理论论成熟，但但面对这这些要求求，因其其自身固固有的不不足，往往往显得得难以适适从，为为此人们们开始探探索新的的挤出工工艺和设设备。随随着双螺螺杆挤出出机的结结构设计计、应用用基础研研究和一一些关键键技术如如螺杆和和机筒的的材质选选择及处处理、零零部件的的机加工工及挤出出过程控控制技术术的不断断进步和和完善，双双螺杆挤挤出机的的应用日日渐拓展展，目前前在混炼炼加工和和成型制制品方面面已广泛泛用于管管材、板板材、片片材、发发泡材和和异型材材的加工工以及聚聚合物的的共混改改性、填填充改性性、增强强改性及及反应挤挤出。所所有这些些都是因因为双螺螺杆挤出出机相比比于单螺螺杆挤出出机具有有更良好好的输送送和混合合性能，以以及由此此带来的的生产能能力大、单单产能耗耗低、塑塑化效果果好、加加料容易易、排气气性能好好、停留留时间短短且分布布均匀、挤挤出稳定定、挤出出物质量量好等优优点。经过研究究和初步步试验，本本课题拟拟提出一一种新的的思路和和方法，研研究开发发一种新新型高效效、连续续、稳定定的橡胶胶挤出设设备双转子子冷喂料料销钉挤挤出机，实实现块状状胶料的的塑炼，使使块状生生胶经塑塑炼后以以片状的的形状连连续挤出出，为块块状橡胶胶的连续续混炼提提供稳定定、连续续、高质质量的塑塑炼胶。1绪论1.1课课题研究究的背景景及迫切切性1.1.1本课课题研究究的背景景橡胶冷喂喂料挤出出机是目目前橡胶胶加工中中最重要要的成型型设备之之一，它它在橡胶胶工业中中得到了了广泛的的应用。自自二十世世纪四十十年代至至今，橡橡胶挤出出机得到到了很大大的发展展。随着着全球贸贸易活动动在世界界范围内内迅速扩扩展，国国内外对对橡胶制制品的需需求量越越来越大大，高质质量的橡橡胶产品品成为生生产的第第一目标标，然而而，对于于橡胶制制品的质质量则必必须由高高品质的的橡胶成成型设备备来保证证。因此此，企业业所具有有的橡胶胶生产设设备的水水平直接接影响到到其橡胶胶制品的的生产质质量、效效率和市市场竞争争力。也也正是因因为挤出出机在橡橡胶加工工应用中中的普遍遍性和重重要性，多多年以来来，人们们围绕橡橡胶冷喂喂料挤出出机的核核心部件件一螺杆杆进行了了不断的的探索和和研究，先先后出现现了经热热喂料挤挤出机螺螺杆改进进的普通通冷喂料料、挤出出机螺杆杆、强力力剪切型型螺杆、低低剪切挡挡板螺杆杆、机筒筒销钉螺螺杆、多多级传递递混炼螺螺杆、销销钉传递递螺杆等等。这些些不同种种类的螺螺杆由于于其工作作原理不不同而各各具特点点。在这这些不同同构型的的螺杆中中，机筒筒销钉螺螺杆由于于其优越越的挤出出性能，得得到了广广泛的应应用和认认可。也也使销钉钉冷喂料料挤出机机具有以以下优点点：能够够获得高高质量的的混合和和良好的的塑化效效果、输输送能力力较大、大大大地提提高了胶胶料的混混炼质量量。另外外，销钉钉挤出机机还具有有促进胶胶料与筒筒壁的热热传递、加加速胶料料冷却效效果、具具有较高高的挤出出稳定性性和自洁洁能力、缩缩短生产产周期、提提高制品品质量、提提高制品品合格率率、能耗耗低等诸诸多优点点。因此此，销钉钉挤出机机成为橡橡胶制品品成型生生产过程程广泛使使用的重重要设备备，其生生产能力力、工作作的可靠靠性直接接影响着着橡胶制制品的质质量。近代聚合合物加工工工业的的迅速发发展，给给成型和和混合工工艺提出出了越来来越多和和愈来愈愈高的要要求。单单螺杆挤挤出机虽虽然历史史悠久、技技术完善善、理论论成熟，但但面对这这些要求求，因其其自身固固有的不不足，往往往显得得难以适适从，为为此人们们开始探探索新的的挤出工工艺和设设备。双双螺杆挤挤出机于于19335年在在意大利利问世。随随着它的的结构设设计、应应用基础础研究和和一些关关键技术术如螺杆杆和机筒筒的材质质选择及及处理、零零部件的的机加工工及挤出出过程控控制技术术的不断断进步和和完善，双双螺杆挤挤出机的的应用日日渐拓展展，目前前在混炼炼加工和和成型制制品方面面已广泛泛用于管管材、板板材、片片材、发发泡材和和异型材材的加工工以及聚聚合物的的共混改改性、填填充改性性、增强强改性及及反应挤挤出。所所有这些些都是因因为双螺螺杆挤出出机相比比于单螺螺杆挤出出机具有有更良好好的输送送和混合合性能，以以及由此此带来的的生产能能力大、单单产能耗耗低、塑塑化效果果好、加加料容易易、排气气性能好好、停留留时间短短且分布布均匀、挤挤出稳定定、挤出出物质量量好等优优点。1.1.2本课课题研究究的迫切切性众所周知知，橡胶胶最宝贵贵的特性性就是它它的高弹弹性，可可是生胶胶的这一一宝贵的的特点却却给后续续加工带带来了极极大的困困难，所所以使弹弹性生胶胶变成可可塑状态态的工艺艺加工过过程塑炼变变得尤为为重要。如如果不首首先降低低生胶的的弹性，在在加工过过程中，大大部分机机械能都都被消耗耗在弹性性变形上上，且不不能获得得人们所所需各种种形状。为为此，需需将生胶胶经过机机械加工工、热处处理或加加入某些些化学助助剂，使使其由强强韧的弹弹性状态态转变为为柔软而而便于加加工的塑塑性状态态。这种种借助机机械功或或热能使使橡胶软软化为具具有一定定可塑性性的均匀匀物得工工艺过程程称之为为塑炼。经经塑炼而而得到的的具有一一定可塑塑性的生生胶称为为塑炼胶胶。生胶的塑塑炼可以以提高胶胶料的可可塑性，改改善胶料料的流动动性，增增大胶料料的黏着着性，改改善橡胶胶的共混混性。目目前，通通常使用用开炼机机和密炼炼机来完完成橡胶胶的塑炼炼。但这这些设备备均是间间歇的，存存在着诸诸多缺点点，近年年来国内内外均有有应用螺螺杆塑炼炼机进行行生胶塑塑炼，它它与开炼炼机和密密炼机的的间歇式式生产根根本不同同点是可可进行连连续塑炼炼，适于于组织机机械化、自自动化生生产。它它具有生生产能力力大、动动力消耗耗少等优优点，最最适合于于胶料品品种少而而耗量大大的大型型工厂使使用。但但根据目目前某些些工厂的的实际使使用情况况来看，由由于采用用螺杆塑塑炼机塑塑炼的排排胶温度度较高，胶胶料的热热塑性较较大，质质量较差差，胶料料所能达达到的可可塑度也也低，最最高只能能达到二二段塑炼炼胶的可可塑性，同同时可塑塑性也不不稳定，使使螺杆塑塑炼机的的应用受受到限制制。因此此，螺杆杆塑炼机机的推广广应用问问题仍有有争论，当当前只用用于天然然橡胶一一段塑炼炼胶的连连续塑炼炼。鉴于于此高效效、低耗耗和稳定定的连续续塑炼技技术装备备亟待发发展。1.2橡橡胶塑炼炼的设备备未经塑炼炼的天然然橡胶，弹弹性较大大，不容容易与炭炭黑等补补强剂以以及其他他功能性性助剂相相混合。当当天然橡橡胶受机机械加工工或加热热时，特特别是使使塑炼物物表面与与空气中中的氧接接触面积积大时，可可获得较较大的可可塑性。塑塑炼效果果好的生生胶，更更容易进进行混炼炼。查阅阅国内外外大量相相关文献献，天然然橡胶可可用开炼炼机、密密炼机和和单螺杆杆塑炼机机等进行行塑炼。1.2.1开炼炼机开炼机（图图1-11所示）是是传统的的塑炼设设备，开开炼机的的基本工工作部分分是两个个圆柱形形的中空空辊筒，水水平平行行排列，以以一定的的速比相相对回转转，胶料料放到两两辊筒间间的上方方，在摩摩擦力的的作用下下被辊筒筒带入辊辊距中。由由于两辊辊筒存在在速比，即即两辊筒筒表面的的线旋转转速度不不同，使使胶料以以不同的的速度通通过辊筒筒，受到到摩擦剪剪切作用用，胶料料反复通通过辊筒筒而被塑塑炼。开开炼机的的塑炼就就是让生生胶在辊辊筒间凭凭借前后后辊相对对速度不不同而引引起的剪剪切力及及强烈的的挤压和和拉撕作作用，使使橡胶大大分子链链被扯断断，从而而获得可可塑性。图1-11开炼机机Fig.1-11 Oppen triied macchinne开炼机塑塑炼属于于低温塑塑炼，关关键问题题是降低低橡胶的的温度。温温度愈低低，胶料料通过辊辊隙时受受到剪切切力作用用就愈大大，塑炼炼效果愈愈好。因因此，在在开炼机机塑炼中中，对影影响因素素控制得得是否恰恰当，将将会对塑塑炼效率率和塑炼炼胶的质质量产生生极大的的影响。影影响因素素主要有有：辊温温、辊距距、塑炼炼时间、辊辊速和速速比、堆堆积胶容容量、塑塑解剂和和操作熟熟练程度度等。开开炼机生生产的低低效率、间间歇式的的生产模模式以及及高强度度的劳动动和较差差的卫生生条件都都严重地地制约了了开炼机机的发展展和应用用。同时时随着橡橡胶制品品对胶料料质量要要求的不不断提高高，开炼炼机塑炼炼已经满满足不了了生产的的需要。开炼机的的主要工工作部分分是两个个速度不不等相对对回转的的空心辊辊筒。当当胶料加加到两个个相对回回转的辊辊筒上面面时，在在胶料与与辊筒表表面之间间摩擦力力的作用用下，胶胶料被带带入两辊辊的间隙隙中。由由于辊筒筒的挤压压作用，胶胶料的断断面逐渐渐减小。这这时，在在辊筒速速度不同同而产生生的速度度梯度作作用下，胶胶料受到到强烈的的摩擦剪剪切和化化学作用用，这样样反复多多次，达达到炼胶胶目的。在炼胶过过程中，两两辊筒的的上面有有适量的的堆积胶胶存在。积积胶不断断的被转转动的辊辊筒带入入辊缝中中，同时时新的积积胶又不不断形成成。这样样有利于于提高炼炼胶效果果，特别别是有利利于混炼炼过程中中提高径径向混合合作用。但但是，辊辊筒上面面的积胶胶不能过过多，否否则会有有一部分分积胶只只能在辊辊距上面面抖动或或回转，而而不能及及时地进进入辊缝缝，从而而降低炼炼胶的效效果。1.2.2密炼炼机在密炼机机（图11-2所所示）中中，生胶胶的塑炼炼主要是是靠密炼炼机转子子的机械械作用和和热氧化化裂解作作用。物物料从加加料斗加加入密炼炼室后，加加料门关关闭，压压料装置置的上顶顶栓降落落，对物物料加压压。物料料在上顶顶栓压力力及摩擦擦力的作作用下，被被带入两两个具有有螺旋棱棱的、有有速比的的、相对对回转的的两转子子间隙中中，使物物料在由由转子与与转子，转转子与密密炼室壁壁、上顶顶栓、下下顶栓组组成的捏捏炼系统统内，受受到不断断变化和和反复进进行的搅搅拌、剪剪切、撕撕拉和摩摩擦的强强烈捏炼炼作用，从从而达到到塑炼的的目的。图1-22密炼机机Fig.1-22 Miixerr maachiine密炼机塑塑炼的影影响因素素有转子子转速、密密炼室温温度、上上顶栓压压力、塑塑炼时间间和装胶胶容量等等。密炼炼机塑炼炼属高温温塑炼，塑塑炼效果果随温度度升高而而增大，但但温度太太高会导导致橡胶胶分子链链过度降降解，致致使胶料料物理机机械性能能下降；还会使使胶料产产生支化化、交联联，形成成凝胶，反反而降低低可塑性性。对可可塑度要要求不太太高的胶胶料可采采用一段段塑炼；而对可可塑度要要求较高高的胶料料，则需需采用分分段塑炼炼或加塑塑解剂化化学塑炼炼。1.2.3挤出机机螺杆挤出出机简称称挤出机机，又名压压出机，它是橡橡胶加工工过程中中的主要要设备之之一，其主要要工艺用用途如表表1-1所示。表1-11 螺杆杆挤出机机的主要要工艺用用途Tablle1-1 TThemaainttechhnollogyyuseesoffScrrewEExtrrudeer种类主要工艺艺用途种类主要工艺艺用途压形挤出出机各种断面面形状半半成品的的压形挤挤出压片挤出出机胶料的压压片滤胶挤出出机除去混炼炼胶和生生胶中的的杂质脱硫挤出出机再生胶的的脱硫塑炼挤出出机生胶的连连续塑炼炼挤压脱水水干燥挤挤出机合成胶和和再生胶胶的脱水水干燥混炼挤出出机胶料的连连续混炼炼电缆挤出出机电线和电电缆的包包覆成形形造粒挤出出机胶料和生生胶的造造粒排气挤出出机排除混入入胶料中中的空气气和水分分以及低低分子挥挥发物挤出机的的生产能能力高，挤出半半成品均均匀密实实，尺寸准准确，更换品品种容易易，能实现现工艺过过程的连连续化、联联动化和和自动化化，同一台台机器可可以适用用于多种种工艺用用途。它还具具有结构构简单、制制造容易易、操作作方便、价价格便宜宜等优点点。因而在在橡胶加加工中得得到了日日益广泛泛的应用用。螺杆塑炼炼机（图图1-33所示）具有能连续生产、生产能力大、耗电量少、占地面积小等特点，在大型橡胶厂中得到较多的应用。使用螺杆塑炼机的螺杆与机筒间的机械剪切力和高温热作用使橡胶分子链断裂，与开炼机和密炼机塑炼的差别是螺杆塑炼机塑炼法中氧对生胶的作用较小并且可进行连续塑炼。使用螺杆塑炼机塑炼时应该严格控制排胶温度在180以下，防止出胶后胶料表面发生氧化作用，并尽量避免夹生胶的产生。1.3橡橡胶挤出出机的现现状与发发展趋势势挤出是橡橡胶工业业中最重重要的加加工工序序之一，它它起源于于18世世纪末，此此工艺过过程由两两个不同同的部分分组成：橡胶的的输送系系统和使使胶料形形成所需需断面形形状的口口型系统统。橡胶胶挤出机机则是满满足这一一工艺过过程的历历史最悠悠久的理理想机械械设备，长长期以来来，挤出出机已是是橡胶工工业的一一种基本本设备。从从最初简简单的柱柱塞式挤挤出机的的应用，发发展到今今天普遍遍推广的的销钉冷冷喂料挤挤出机，期期间经历历了螺杆杆型热喂喂料挤出出机、普普通冷喂喂料挤出出机、主主副螺纹纹冷喂料料拚出机机、冷喂喂料排气气挤出机机等。图1-33螺杆塑塑炼机Fig.1-33 Sccreww reefinningg maachiine1.3.1柱塞塞式挤出出机挤出机起起源于十十八世纪纪，17797年年在英格格兰Joosepph BBrammah制制造了一一台由于于制造无无缝铅管管的手动动活塞式式压机4，这这台机器器通常被被认为是是第一台台挤出机机。从他他发明第第一台柱柱塞式挤挤出机开开始，在在十九世世纪前半半个世纪纪内，挤挤出机似似乎只应应由于铅铅管的生生产、通通心粉和和其他食食品的加加工、制制砖以及及陶瓷工工业中的的应用。在挤出机机作为一一种制造造方法的的发展过过程中，第第一次有有明确记记载的时时间是118455年，当当时R.Brooomaan中请请了用挤挤出机生生产固特特波胶电电线的专专利44，固固特波公公司的HH.Beewlggy随后后改进上上述挤出出机，并并于18851年年将它由由于包覆覆在Dooverr和Caalaiis公司司之间第第一根海海底电缆缆的铜线线上55。在在此后的的25年年内，挤挤出方法法口渐重重要，并并且机械械操纵的的挤出机机迅速替替代了以以往所用用的手动动挤出机机。初期期机械操操纵的柱柱塞式挤挤出机生生产了成成千上万万公里的的绝缘电电线和电电缆，从从而牢固固地确立立了挤出出法用于于电缆生生产的地地位。早早期生产产电缆的的挤出机机无论是是手动的的、机械械的或者者液压的的，全都都是柱塞塞式的。在在这种生生产过程程中，柱柱塞将热热的古塔塔波胶压压入到通通有铜导导线的口口模中，古古塔波胶胶从口模模中挤出出，这样样它就包包覆在铜铜导线上上形成绝绝缘层。柱塞式挤挤出机虽虽然在一一定的程程度上满满足了人人们的要要求，但但是它有有两大明明显的缺缺点：一一方面柱柱塞式挤挤出机只只能加工工那些不不是通过过加热而而是用别别的方法法软化的的材料，或或是那些些可以预预热到挤挤出温度度的一类类材料。它它只能起起到推动动、挤压压成型的的作用。柱柱塞式挤挤出机的的另一明明显缺点点是不能能连续操操作，当当柱塞达达到它的的行程终终点时，挤挤出停止止并且柱柱塞必须须退回，以以便下一一批物料料装入机机筒。而而且当材材料的热热物理性性能或其其他因素素不稳定定，在机机筒、口口模和其其他部件件中留下下已固化化的废料料，就必必须进行行彻底的的清理。这这也必然然影响到到挤出的的效率，为为此，人人们口益益工业化化的需求求迫切需需要一种种更先进进的设备备来满足足。1.3.2热喂喂料挤出出机18666年第一一台螺杆杆型挤出出机获得得应用，实现了了从间断断到连续续作业的的跨越，这也就就是现在在通常所所认为的的热喂料料挤出机机雏形。118799年，Graay取得得了第一一个采用用阿基米米得螺线线挤出机机的专利利7，差不多多同一时时期，美国的的Royyle也也开发了了一种螺螺杆挤出出机，到18881年，英国的的Shaaw已生生产和出出售螺杆杆挤出机机。18886年同同一制造造商制成成了一台台配有直直角机头头的螺杆杆挤出机机。在德国国橡胶和和塑料机机械制商商PauulTrroesste到到18992年已已成功地地生产了了螺杆挤挤出机。在这以以后不久久，德国PPhoeenixx橡胶厂厂公布了了挤出机机的螺杆杆设计5，这期间间，螺杆挤挤出机真真正作为为工业标标志应用用于橡胶电电线绝缘缘层的挤挤出机。19220年19330年，一些新新型的聚聚合物材材料陆续续问世，塑料工工业有了了迅速的的发展的的条件，特别是是1933919446年二二次世界界大战军军事工业业的需求求和刺激激，聚氯乙乙烯和聚聚乙烯的的挤出技技术飞跃跃发展。螺杆挤挤出机就就整体来来说得到到定型，各个工工作部件件日益精良良。热喂料挤挤出机与与冷喂料料挤出机机，是按照照良好作作业所必必须提供供胶料的的温度划划分的。热喂料料挤出机机由于其结结构简单单、生产产效率高高、制造造容易以以及能够够连续化化作业等等独特的的优点，使得热热喂料挤挤出机在在橡胶工工业中获获得广泛泛的应用用，一直是是橡胶工工业传统统使用的的设备。它的前前期作业业是预热热胶料，一般是是采用两两辊开炼炼机进行行预热作作业。但它需需整套庞庞大的预预热供胶胶系统，这不但但使工艺艺过程复复杂化，而而且在占占地面积积、电能能的消耗耗、劳动动力的浪浪费等方方面都有有不可克克服的缺缺点。特别是是热喂料料挤出机机螺杆的的长径比比较小，一般为为35，螺杆的的推送曲曲线也很很简单，很难建建立起机机头压力力。这导致致对胶料料的混合合不够均均匀，挤出半半成品质质地疏松松，直接影影响橡胶胶成品的的质量。另外热热喂料挤挤出机对对温度的的控制能能力也十十分有限限，挤出质质量依赖赖于热炼压压片机的的工作质质量，而而热炼压压片机很很难按要要求精确确控制工工艺条件件，尤其是是设备的的加工温温度，使得炼炼胶机加加工的胶胶料质量量易受炼炼胶工的的技术熟熟练程度度等一些些个别因因素的影影响，易出现现加工程程度不一一等质量量问题，喂入挤挤出机的的胶料温温度和勃勃度发生生变化也也会影响响挤出速速率和膨膨胀率，从而影响挤挤出制品品的尺寸寸。所以尽尽管现代代的热喂喂料挤出出机的挤挤出工艺艺水平得得到了很很大的提提高，具有较较高的生生产能力力，并且在某些些范围内内仍然被被广泛应应用。但是由于于其加工工原理的的局限以以及上述述一些其其他方面面不可克克服的缺缺点影响响了热跟跟料挤出出机的发发展。1.3.3普通通冷喂料料挤出机机针对热喂喂料挤出出机的不不足，在二十十世纪四四十年代代西德发发明了冷冷喂料挤挤出机。19550人们们开发了了带压缩缩比的螺螺杆，并应用用于挤出机机中111，这时挤挤出机除除了具有有热喂料料挤出机机的功用用之外，还具有有对胶料料进行塑塑化、混混合和均均质化的的功能，挤出机机机外的的胶料热热炼供胶胶功能转转变成挤挤出机机机内的热热炼功能能，因而可以取取消热喂喂料挤出出机所需需的庞大大的热炼炼供胶系系统。相应地地节省了了能源和和占地面面积，减少了了设备的的投资和和劳动力力的费用用；同时也也提高了了挤出机机的机头头压力，使挤出出半成品品质地数数密、尺尺寸精确确、稳定定性和再再现性好好，提高了了制品的的质量。另外由由于冷喂料料挤出机机长径比比大，受机头头反压影影响较小小，有助十十减少热热喂料难难以克服服的喂入入胶料波波动的问问题。冷喂料料挤出机机与热喂喂料挤出出机的特特点对照照表如表表1-22所示77。普通冷喂喂料挤出出机77，存在的的不足是是其螺杆杆构型依依然处十十初始阶阶段，挤出质质量与稳稳定性较较低，同时胶胶料在螺螺槽内的的混合、塑塑化效果果都不理理想，所以普普通型冷冷喂料挤挤出机在在橡胶工工业迟迟迟得不到到推广，其用途途也仅仅仅局限在在电缆电电线的覆覆胶.因因此要扩扩充其用用途就必必须寻求求一种采采用新的的螺杆构构型的挤挤出机。1.3.4主副副螺纹冷冷喂料挤挤出机由于普通通冷喂料料挤出机机在挤出出物质量量和生产产能力方方面已经经满足不不了现代代化的要要求。为此，人们在在不懈的的去寻求求一种新新型挤出出机。经过一一段时期期的发展展，在I9963年年螺杆设设计实现现了一大大突破。即在螺螺杆上引引入了混混炼段，出现了了主副螺螺纹强力力剪切螺螺杆77。最初的的强力剪剪切螺杆杆Maiileffer螺螺杆和BBarrr螺杆是是用于加工塑塑料的.即用于于分离塑塑料固相相和液相相的螺杆杆，19770年人人们开发发了由于于橡胶挤挤出的主主副螺纹纹强力剪剪切型螺螺杆，也相应应出现了了主副螺螺纹冷喂喂料挤出出机，它的出出现使挤挤出机的的剪切功功能和混混合功能能得到显显著提高高，同时能能建立起起更高的的机头压压力，表1-22冷热喂喂料挤出出机的性性能比较较Tablle1-2 TThediiffeerenncebbetwweenncolldfeeedeextrrudeeranndhootfeeedeextrrudeer比较项目目热喂料挤挤出机冷喂料挤挤出机设计性能能喂料温度度高于室室温喂料温度度等于或或低于室室温长径比LL/D3-8：110-222：11传动扭矩矩1T3T喂料装置置形式上式侧式驱动扭矩矩T1T2-3TT螺杆的螺螺槽深度度较深较浅初始粘度度低高初始投资资因为要配配两台或或两台以以上的炼炼胶机，初始投投资较冷冷喂料挤挤出机高高40%冷喂料挤挤出机造造价较热热喂料挤挤出机高500%安装费用用高低生产率相同规格格的情况况高500%劳动力因有炼胶胶机，需要较较多的操操作工加工过程程进行了了简化，减少了了操作，人为影影响因素素减少，质量得得以提高高维护保养养在润滑方方面与冷冷喂料挤挤出机基基本相同同，由于在在生产线线上配置置炼胶机机和输送送设备而而导致维维护保养养费较高高冷喂料挤挤出机重重新装配配和更换换机筒或或螺杆的的次数比比热喂料料挤出机机的多喂料变化化的灵敏敏度对喂料变变化的灵灵敏度高高低，特别别当机头头压力较较高时更更低压力灵敏敏度对压力灵灵敏度高高对压力灵灵敏度较较小其它方面面占地面积积较多，功率消消耗较大大，冷却水消消耗较多多占地面积积小，功率消消耗较小小，冷却水水用量较较少表面温度度螺槽较深深，表面温温度不易易控制由于冷喂喂料挤出出机螺杆杆和机筒筒传热面面积大，螺槽深深度较浅浅，因此表表面温度度易于控控制剪切时的的调节由于挤出出之前经经炼胶机机热炼，因此热热喂料剪剪切时容容易控制制机器结构构冷喂料生生产线只只有很少少的设备备，有助于于设备延延长平均均无故障障时间，机器结结构简化化从而突破破了普通通冷喂料料挤出机机无法解解决的塑塑化能力力问题。主副螺螺纹冷喂喂料挤出出机在解解决塑化化质量、生生产能力力和挤出出稳定性性中具备备了突破破性的飞飞跃，对推动动冷喂料料挤出机机的发展展有着重重要的意意义。但是此型型挤出机机生产能能力偏低低，成品质质量性能能不稳定定，自洁性性和机加加工等方方面仍存存在的某某些问题题必将进进一步推推动挤出出机寻求求新的发发展。1.3.5冷喂料料排气挤挤出机20世纪纪五六十十年代，人们在在实际生生产中发发现在常常压或低低压下连连续地进进行橡胶胶制品的的硫化，若制品品胶料中中含有水水分和低低分子挥挥发物等等易汽化化物及气气体则易易生产气气泡，而而影响制制品的质质量。因此胶胶料在通通过机头头挤出成成型以前前，必须进进行排气气。这一要要求对普普通冷喂喂料挤出出机是无无能为力力的。针对这这些问题题在生产产中发展展了排气气挤出机机。19556年BBernnhattdt8提提出了抽抽真空挤挤出机螺螺杆的设设计，相应出出现了冷冷喂料排排气挤出出机，此后人人们对排排气原理理进行了了大量的的研究，19662年LLatiinenn提出了了分子扩扩散模型型，与此同同时，德国的的GerrharrdP.Schhenkkel全全面阐述述了排气气挤出机机的技术术问题及及其性能能特点，指出极极其严格格地控制制每一设设计段的的压力是是必不可可少的8。19669年RR.W.Couughllic和和G.PP.Caanenna提出出表面更更新模型型，认为熔熔池自由由表面不不断更新新将加速速排气段段传质过过程221。这些理理论的提提出都极极大地促促进了冷冷喂料排排气挤出出机的发发展。冷喂料排排气挤出出机按螺螺杆构型型经历了了普通型型冷排螺螺杆挤出出机和强强力剪切切型冷排排螺杆挤挤出机。它们在在挤出成成型制品品过程中中，能够有有效排除除物料中中所含的的水份、溶溶剂、剩剩余单体体、不凝凝性气体体及在成成型温度度下能挥挥发的低低聚物的的一种设设备。这样在在常温硫硫化过程程中可以以有效的的防止产产品出现现“海绵”状态，从而增加产产品的致致密性，提高产产品质量量。但此类类挤出机机都存在在着一个个这样的的缺点：在口型型回压波波动情况况下排气气性能有有波动，从而造成了了产品断断面波动动。这是由于于在机筒筒排气区区段螺杆杆的物料料填充程程度变化化而引起的的挤出胶胶自由面面变化，它直接接与排气气过程有有关。1.3.6销钉机机筒冷喂喂料挤出出机围绕着挤挤出机的的设计与与发展，挤挤出机技技术的最最新改革革是近十十几年的的事情，其其中包括括胎面挤挤出机头头的设计计和过程程控制等等方面的的发展。橡橡胶挤出出机的最最重大突突破始于于70年年代，在在冷喂料料挤出机机的基础础上对螺螺杆和机机筒设计计进行了了改进，如如70年年代的带带销钉的的冷喂料料挤出机机，800年代的的多级传传递式冷冷喂料挤挤出机以以及900年代的的最新式式销钉传传递式冷冷喂料挤挤出机9等等。自七十年年代中期期以来，西西德赫尔尔曼贝尔斯斯托夫机机器制造造公司（HHermmannn Beersttofff Maaschhineenbaau GGmbHH）以及费费里得克鲁伯伯公司（FFrieed KKurppp GGmbHH）等开开发了一一种在挤挤出机机机筒上装装有许多多销钉的的挤出机机。原设设计的目目的是应应用于粘粘度较大大的天然然胶混合合物挤出出工艺。但但实践表表明这种种挤出机机的用途途相当广广泛。自此在国国际上出出现的新新一代冷冷喂料挤挤出机，其其特点是是在机筒筒上安装装616排的的销钉，每每排有6612枚销销钉，销销钉穿过过机筒朝朝螺杆中中心呈辐辐射状固固定在机机筒上，这这种销钉钉式冷喂喂料挤出出机自从从投入使使用以来来便成为为橡胶冷冷喂料挤挤出机的的工业标标准。销钉式冷冷喂料挤挤出机与与普通的的冷喂料料挤出机机相比较较，具有有挤出能能力大、加加工质量量好、能能耗省、挤挤出胶温温低和通通用性强强的优点点，适用用于加工工不同性性能的胶胶料，且且自洁性性能好、变变换胶料料方便、挤挤出过程程的工艺艺参数控控制方便便、挤出出稳定、容容易操作作等优点点，与传传统的热热喂料挤挤出机工工艺方法法相比较较，更具具有占地地少、投投资省、操操作人员员少、工工艺指标标先进等等优点。因因此这种种挤出机机一问世世，立即即得到各各国挤出出机制造造商的重重视，随随后西欧欧各国及及美国日日本等相相继成系系列地生生产销钉钉式冷喂喂料挤出出机。目目前挤出出机的产产量700%以上上为销钉钉式冷喂喂料挤出出机。1.3.7双螺螺杆挤出出机双螺杆挤挤出机是是在单螺螺杆挤出出机的基基础上发发展起来来的。它它是在一一个双联联腔的机机筒里并并排横放放两根螺螺杆，故故称为双双螺杆挤挤出机10。近二二十年来来，双螺螺杆挤出出机发展展非常迅迅速开发发并应用用了各种种系列的的双螺杆杆挤出机机。西欧欧双螺杆杆挤出机机台数已已占挤出出机总数数的400以上上。在管管材造粒粒机中几几乎1000使使用双螺螺杆挤出出机；在在板材和和型板机机中占880%90。可见见它在橡橡塑工业业中占有有十分重重要的地地位。双螺杆挤挤出机的的挤出加加工行为为不仅与与单螺杆杆挤出机机的挤出出加工行行为不同同，而且且同向与与反向双双螺杆挤挤出机的的加工机机理也有有很大差差别。主主一要表表现在以以下几个个方面。1）强制制输送单螺杆挤挤出机主主要依靠靠物料与与机筒和和螺杆间间摩擦系系数的差差值而产产生物料料前移的的动力，其其输送效效率低，只只适用于于粒料的的输送，输输送角（小小于100），又又受机头头压力影影响，不不够稳定定。在反反向旋转转的双螺螺杆挤出出机里，物物料在被被二根螺螺杆啮合合共扼线线隔成的的“C”形小室室中依靠靠螺杆同同棱线的的旋转作作强制性性推进。螺螺杆转一一圈，每每一个“C”形小室室的物料料被输送送一个导导程。输输送量与与机头压压力、物物料与机机筒的摩摩擦系数数无关，所所以输送送稳定性性好、效效率高。至至于同向向旋转的的双螺杆杆挤出机机，虽然然也是靠靠摩擦力力输送，但但其物料料流动轨轨迹在空空间却呈呈“”形形。在啮啮合区，一一根螺杆杆的螺棱棱有阻止止另一根根螺杆上上的物料料打滑的的作用，增增大了轴轴向输送送量，输输送效率率也比单单螺杆高高。2）物料料的压缩缩物料从粒粒子料、边边角料、粉粉料及浇浇口流道道料等固固态物料料变为液液态时，体体积缩小小。为保保证连续续传热、熔熔化、排排气和保保证制品品的致密密性，物物料的压压缩是十十分重要要的。单单螺杆挤挤出机主主要是依依靠摩擦擦力以及及螺槽深深度的变变化来实实现物料料的压缩缩的。而而双螺杆杆挤出机机压缩物物料的方方法要多多得多，综综合效应应好。为为改变螺螺杆导程程、螺纹纹头数、螺螺棱宽度度，增加加反向螺螺纹和捏捏合块等等混炼元元件来实实现压缩缩效应。还还可以采采用锥形形螺杆，改改变外径径和根径径尺寸一一等方法法予以解解决。3）物料料的熔融融在单螺杆杆挤出机机内物料料的输送送是沿连连续的螺螺槽进行行的，与与机筒的的内表面面相接触触的“固体塞塞”首先被被熔融，形形成表面面的“熔膜”。随着着螺棱的的推进，“熔膜”被刮向前方，形成“熔池”。这样，“溶池”和“固体塞”彼此分开，不能达到良好的分散和混炼。而在双螺杆内，由于螺棱的相对运动，物料在螺槽中（如C形室）并不连续。当通过啮合部件时，物料运动激烈，“熔膜”破坏，并反复混合。因此，它的剪切搅拌和混炼效果大大优于单螺杆挤出机。4）均化化和混合合同向旋转转双螺杆杆挤出机机的混炼炼、均化化质量很很高，采采用捏合合块大大大提高了了剪切、混混合功能能。双螺螺杆挤出出机还具具有强烈烈的“分流”和“侧流”效应，它它有四个个侧隙会会产生“漏流”，所以以物料还还承受着着多次辗辗压作用用。此外外还具有有明显的的“换位”作用。加加强了物物料变形形。以上上特征，使使同向双双螺杆挤挤出机广广泛用于于聚合“合金”、配料料、预塑塑、改性性和共混混。反向双螺螺杆挤出出机的转转速较低低。若适适当加大大间隙，物物料流动动情况也也是很复复杂的。同同单螺杆杆挤出机机相比较较，其混混合均化化质量也也要好得得多。由由于反向向双螺杆杆挤出机机转速低低、剪切切速率也也较小，因因此物料料不易被被分解，更更适用于于加工热热稳定性性较差的的PVCC等物料料，成为为管材、板板材和型型材等。5）自清清理性能能好双螺杆挤挤出机的的螺棱具具有自动动清理另另一根螺螺杆螺槽槽上物料料的性能能，物料料不易附附着在螺螺槽上，不不易出现现慢速停停滞区，其其滞留时时间为单单螺杆滞滞留时间间的1/2左右右。因此此，有利利于加工工容易分分解和热热稳定性性较差的的物料。可可以预见见，加工工PVCC等制品品的单螺螺杆挤出出机将被被双螺杆杆机取代代。6）产量量和比能能在相同直直径下，双双螺杆机机的螺杆杆螺距小小而螺槽槽深，有有效螺槽槽容积约约为单螺螺杆挤出出机的两两倍。物物料是用用两根螺螺杆输送送的，输输送量是是单螺杆杆的4倍倍，比能能（单位位产量所所需的能能量）仅仅为单螺螺杆的11/2，经经济效益益十分显显著。1.3.8橡胶胶挤出机机的发展展趋势因为挤出出机具有有连续化化生产、结结构简单单和用途途多变的的特点。因此，挤出设设备的发发展动向向是最不不好捉摸摸的一种种橡胶机机械设备备。目前，主要有有四个发发展动向向：1）配合合全自动动化轮胎胎（含橡胶胶制品）生产技技术进行行创新性性设计。挤出设设备可以以生产出出胎冠、胎胎侧、二二角胶、缓缓冲层，还可以以生产出出钢丝带带束层、钢钢丝圈和和子午线线胎内衬衬层等等等，可以说说在目前前的挤出出功能条条件下，已经包包括了子子午线轮轮胎相当当部分的的橡胶部部件和轮轮胎骨架架部分。因此，全自动动化轮胎胎生产技技术中挤挤出设备备是最有有可能派派上用场场的。目前最最重要的的是，如何创创新性地地设计出出各种各各样的挤挤出设备备来满足足生产子子午胎橡橡胶部件件和各种种骨架部部件。然后将将这些挤挤出设备备有机地地组合和和配置在在一起，并使其其成为轮轮胎成型型机有效效而高速的的供给系系统，从而实现全全自动挤挤出体系系的供料料系统。2）用途途将继续续扩展，上扩延延至连续续混炼，下扩延延至轮胎胎成型。目前胶胶料的塑塑炼和混混炼基本本上是通通过间歇歇式的密密炼机来来完成的的。这种方方法不但但浪费巨巨大的能能量，而而且需要要冷却和和停放，导致占占地面积积巨大，生产工工艺复杂杂，同时不不利于全自动动化生产产技术的的实现。因此，要实现现全自动动化生产产技术，首先要要实现胶胶料的连连续化生生产。正因为为有了这这种要求求，挤出设设备的用用途必须须进行扩扩展，往上扩扩展则将将连续挤挤出混炼炼取代间间歇的密密炼设备备混炼，往下扩扩展则将将混炼胶胶直接供供给专用用挤出设设备，然后由于于专门挤挤出设备备向轮胎胎成型设设备供给给各种橡橡胶部件件和骨架架部件。3）挤出出设备的的智能化化。挤出设设备功能能的扩展展，使每一一台挤出出设备都都成为整整个全自自动化生生产技术术系统的的一个有有机组成成部分。这个系系统要求求：一是每每台挤出出设备所所挤出的的部件应应按时、按按质、按按量输送送到特定定的位置置二是；集合的的挤出设设备群体体，必须相相互匹配配等。这里有有设备问问题，工艺路路线问题题，操作参参数问题题，动态输输送问题题和许多多模糊的的问题，这一切切不能用用单一的的自动化化问题来来解决，而而必须由由智能化化来解决。4）挤出出机“瓶颈”技术问问题的突突破。一是指指挤出的的生产能能力，挤出的的质量（含膨胀胀率、收收缩率等等）。而而这些参参数又与与胶料的的配方，挤出的的速度、设设备的温温度、牵牵引速度度和设备备的参数数等等有有关，要实现现生产全全自动化化技术，必须将将这些复复杂的影影响因素素建立一一个统一一的数学学模型，为实现现智能定定量自动动控制提提供条件件。这是必必须突破破的一个个“瓶颈”技术。二是是是指螺杆杆构型和和喂料段段构型问问题。目前挤挤出设备备主机主主要解决决塑化能能力和喂喂料能力力问题。螺杆的的塑化能能力经过过几代科科学技术术人员的的研究，已取得得了许多多突破，如主副副螺纹强强力剪切切螺杆，机筒销销钉螺杆杆和传递递式螺杆杆等等。1.4本本课题研研究的内内容及意意义1.4.1本课课题研究究的内容容本文设计计的双转转子冷喂喂料销钉钉挤出机机是在原原有双螺螺杆挤出出机和橡橡胶销钉钉冷喂料料挤出机机基础上上的创新新，是新新型的生生胶连续续塑炼加加工设备备。突破破了现有有生胶的的塑炼加加工设备备的传统统思路，大大大地提提高了橡橡胶塑炼炼设备的的生产能能力和塑塑化能力力，提高高了工作作效率和和设备可可靠性，并并为块状状橡胶连连续混炼炼设备的的研究提提供了连连续供胶胶的重要要保证。本课题通通过查阅阅文献，收收集相关关资料，了了解橡胶胶挤出机机设备的的背景技技术，研研发出适适合块状状（非粒粒状）橡橡胶等聚聚合物共共混物的的挤出加加工所需需的双转转子冷喂喂料销钉钉挤出机机转子及及其相关关结构。本课题研研究的主主要内容容：1）查阅阅大量国国内外关关于橡胶胶的塑炼炼设备和和实验研研究以及及挤出机机设备的的相关文文献，在在此基础础上提出出橡胶双双转子冷冷喂料销销钉机的的设计整整机方案案。2）对不不同组合合转子的的旋向、啮啮合方式式以及不不同组合合的螺杆杆构型进进行对比比，确定定挤出机机转子的的结构及及尺寸。3）设计计出了适适合生胶胶连续塑塑炼并能能与转子子配合的的机筒。4）设计计机筒销销钉、简简单机头头以及适适宜橡胶胶片状挤挤出的口口模。1.4.2本课课题研究究的意义义橡胶工业业历经1180多多年发展展已成为为世界各各国产业业经济的的重点。橡橡胶制品品业已渗渗透到人人们日常常生活的的各个方方面。混混炼过程程是橡胶胶加工的的核心环环节，直直接影响响最终产产品的质质量与性性能11。目目前，主主要使用用开炼机机和密炼炼机来完完成橡胶胶的混炼炼。但这这些设备备均是间间歇性的的，由于于工作不不连续，导导致每次次操作条条件不同同，从而而引起混混炼质量量不稳定定等诸多多问题2。因因此高效效、低耗耗和稳定定的连续续混炼技技术成为为橡胶加加工的发发展趋势势，亦是是多年来来橡胶加加工业的的梦想，而而实现连连续塑炼炼又是实实现连续续混炼的的第一步步。经过研究究和初步步试验，本本课题拟拟提出一一种新的的思路和和方法，研研究开发发一种新新型高效效、连续续、稳定定的胶料料连续塑塑炼设备备，实现现块状胶胶料的连连续塑炼炼，使块块状生胶胶经塑炼炼后以片片状的形形状连续续挤出，为为块状橡橡胶的连连续混炼炼提供稳稳定、连连续、高高质量的的塑炼胶胶，使“块状”橡胶连连续塑炼炼技术及及装备的的实现成成为现实实。本项目若若能研制制成功，将将为真正正意义上上的块状状（非粒粒状）橡橡胶的连连续混炼炼的实现现打下坚坚实的基基础；为为高效、低低耗和稳稳定的连连续混炼炼技术的的开发提提供有力力的保证证。2整机方方案的确确定通过对塑塑炼设备备挤出机机的现状状与发展展趋势的的了解，本本课题拟拟提出一一种新型型的块状状橡胶连连续塑炼炼实验机机双转转子冷喂喂料销钉钉挤出机机，并完完成其结结构设计计。2.1双双螺杆的的组合方方式的确确定2.1.1双转转子的旋旋向双螺杆挤挤出机的的螺杆旋旋转方向向有两种种：一种种是异向向旋转，另另一种是是同向旋旋转。我我们在选选择其旋旋向时，要要考虑到到其最终终目的有良良好的综综合性能能并达到到较好的的塑炼效效果。异异向旋转转螺纹比比同向旋旋转的螺螺纹结构构输送能能力更强强，产生生的压力力更大，会会使塑炼炼更充分分、更均均匀，并并且可以以通过转转子上各各元件的的设计使使塑炼效效果达到到最优，于于是我们们选择连连续塑炼炼机的双双转子旋旋向为异异向旋转转。异向旋转转双螺杆杆的两根根螺杆旋旋转方向向相反。它它有向内内旋转和和向外旋旋转两种种情况，对对啮合异异向旋转转双螺杆杆来说，目目前在橡橡胶的使使用上，向向外旋转转的情况况很少。这这是因为为，对于于加料段段来说，如如果此段段螺纹不不是全啮啮合、不不是纵横横向皆封封闭，当当块状胶胶料自加加料口加加入到转转子后，在在两根转转子的向向外旋转转下，块块状胶料料难以进进入啮合合区的两两根转子子的径向向间隙之之间，并并在两转转子上方方停滞不不前，加加料性能能不好。向向内旋转转则无上上述缺点点，当物物料落到到转子上上后，转转子啮合合吃料，物物料在两两根转子子的带动动下，向向前输送送，充满满螺槽，有有助于将将物料加加热、熔熔融。设计采用用异向向向内旋转转螺杆形形式。2.1.2双转转子的啮啮合方式式双螺杆挤挤出机按按两螺杆杆的啮合程度分类类可分作作非啮合合型、部分啮合型型和全啮啮合型三三类。图2-1aa所示为为非啮合合型双螺螺杆，其特征征是一根根螺杆的的螺棱游游离于另另一螺杆杆的螺槽槽􀀁全啮啮合双螺螺杆；见图2-1cc的特点点是，若两螺杆的的径向间隙为零则在啮合合区物料不不可能从从上面漏漏至下面面（图面上上可见的为为上，不可见见的为下下），否则，则为部分分啮合型型见图22-1bb。全啮合双螺螺杆在作无径向向间隙的啮合运动动时，两螺杆的径向向截面彼此此互为对对方的相相运动轨轨迹的包包络线闭，因此它它们在任一时和和任一相对位置有有且只有一点点在接触，而部分啮合型型双螺杆杆则无上上述特征征。它可以看作对对全啮合合双螺杆杆的螺棱棱和螺槽槽进行切削削修形后的的变种。a非啮合合型双螺螺杆b部部分啮合合型双螺螺杆c全全啮合型型双螺杆杆图2-11螺杆啮啮合形式式Fig.2-11 Sccrewwgeaarfoorm双螺杆的的工作特特性的各个方面都和啮合程度度有关。非啮合合双螺杆杆虽然类类似于两两根单螺杆杆并列，但由于于两螺杆杆中的物物料运动有一一定程度度的联系系。其工作特性性介于单螺杆和和部分啮合双螺杆杆之间。而部分分啮合双螺杆杆工作特特性又介于非啮合双螺杆杆与全啮合双螺螺杆之间间。按装配工工艺的要要求，啮合双螺螺杆的两两螺杆和和机筒之之间常留留有一定定的间隙隙。间隙的的存在是是必须的的，它们不但使得螺螺杆和机机筒能顺畅地装装和拆卸，而且为为螺杆在在受力和和热的作作用而生生变形时留留出了伸伸缩的余余地，以减少螺螺杆之间间及螺杆杆和机筒筒之间出出现干摩摩擦及严重磨损的可可能性，间隙的存在在使得部部分物料可以从一个个螺槽流到与之相邻的的所有螺螺槽中，产生所谓的间间隙漏流。这些漏流流一般逆主流流方流动动，因此给输输送能力力带来损失失。与这相伴的是塑塑炼能力却却得到加加强，因为通通过间隙隙漏流产产生了所所谓的间间隙混合图，所以总的说说来，间隙的的存在是有利有弊。综上所述述，课题题采用部部分啮合合方式。2.2销销钉螺杆杆形式的的选定销钉螺杆杆主要有有两种形形式，一一是机筒筒销钉结结构，一一是杆体体销钉结结构。2.2.1塑化化段杆体体销钉螺螺杆杆体销钉钉螺杆是是在普通通螺杆塑塑化段适适当的位位置上设设置了销销钉。其其主要结结构有三三种形式式，将销销钉直接接设置在在普通螺螺杆的螺螺槽上；将螺纹纹按周向向切成沟沟槽再安安装一排排或若干干排销钉钉；在塑塑化段某某一段位位置上去去掉其中中一条螺螺纹，并并按一定定规律装装上一组组销钉。前前两种形形式的销销钉结构构虽能提提高塑化化和混炼炼效果，但但对生产产能力影影响较大大，一般般很少采采用。第第三种结结构形式式由于销销钉不影影响胶料料流动的的通流截截面积，从从而使阻阻力大大大减小，提提高胶料料的塑化化效果和和混炼效效果，此此外，还还能提高高生产能能力。它它结构简简单，易易于加工工，自洁洁性能好好。图22-2所所示为这这种杆体体销钉结结构图。图2-22塑化段段杆体销销钉螺杆杆Fig.2-22 Plassticciziingssecttionnroddpinnscrrew2.2.2塑化化段机筒筒销钉螺螺杆机筒销钉钉螺杆是是在螺杆杆的塑化化段上设设置机筒筒销钉，螺螺杆的螺螺纹在对对应机筒筒的销钉钉位置上上有多圈圈切槽，使使销钉通通过机筒筒分别插插入螺杆杆切槽中中。胶料料在螺杆杆转动往往前输送送和到达达充满销销钉的区区域时，胶胶料承受受了复杂杂的复合合作用（螺螺杆的剪剪切作用用，销钉钉的拖曳曳作用、搅搅拌作用用和分流流作用等等），因因此能获获得高质质量的挤挤出物，虽虽然，胶胶料受到到复杂的的复合作作用，但但这些作作用没有有急剧的的局部强强烈剪切切，这样样，就避避免了单单位胶料料剪切量量的无谓谓增加而而使挤出出物温度度升高。正正因为销销钉螺杆杆对胶料料作用的的这种机机理，使使得机筒筒销钉螺螺杆在相相同的条条件下，其其挤出温温度比主主副螺纹纹螺杆的的低，同同时，生生产效率率也得到到很大的的提高，因因此这种种机筒销销钉螺杆杆得到了了广泛的的应用。销钉机筒筒挤出机机在高聚聚物，特特别是在在橡胶加加工技术术中已经经发挥着着重要的的作用。这这些用于于塑炼和和混炼的的单螺杆杆挤出机机的螺杆杆上沿周周向开有有一些沟沟槽，销销钉安装装在机筒筒壁上，插插人这些些槽中。销钉机筒筒结构不不但使其其保留通通用挤出出机螺杆杆与机筒筒对胶料料的剪切切、塑化化作用，而且由由于销钉钉的插入入改变了了常规挤挤出机螺螺槽中胶胶料的运运动状态态和剪切切生热过过程。首先是是使胶流流在螺槽槽中突然然改变流流向，并被销销钉切割割分流，同时流流过销钉钉两侧面面的胶料料被挤压压拉长使使其呈扇扇形面延延伸展开开，将胶料料翻转出出新的表表面。在同一一截面内内如有88个销钉钉，则胶流流同时被被分割成成16股股，然后再再汇合，当进入入第二截截面的销销钉组时时，又被重重新分割割、重新新汇合，如此反反复前进进反复分分合翻搅搅地流过过所有销销钉截面面，显著提提高了胶胶料的塑塑化程度度和塑化化均匀性性。另外，常规挤挤出机处处于横流流中心的的胶料束束往往得得不到分分流搅拌拌而形成成一个混混合塑化化较差的的核心，如下图图2-33（a）的“A”所示，特别是是当胶料料有硬块块时，这个核核心更易易形成。在螺纹纹沟槽中中插入销销钉后，就会破破坏这个个核心。每当核核心通过过销钉时时，便向销销钉左右右分流，螺杆每每转一周周，胶料便便会受到到一排销销钉的多多次分割割与搅拌拌，如下图图2-33（b）所示，从而强强化了捏捏炼。因而销销钉机筒筒挤出机机挤出的的质量高高、致密密性好、光光洁性好好。图2-33胶料流流动Fig22-3 RubbberrFloow通过对比比选用机机筒销钉钉结构。2.3整整机设计计方案确确定橡胶挤出出机主要要由机筒筒、机头头、机身身和驱动动系统组组成，并并附有串串联的5502000m长的的冷却输输送装置置以及前前部的供供料和后后部的下下料系统统。本设设计引入入双螺杆杆，螺杆杆采用异异向旋转转、部分分啮合的的形式组组合排列列；配置置方式不不断变化化着的、结结构形状状多样的的螺杆以以区段形形式分布布。机筒筒镶入销销钉。螺螺杆、机机筒、机机头与口口型的组组合保证证块状橡橡胶经连连续塑炼炼后以片片状形式式挤出。整机方案案确定后后，此次次设计的的重点是是转子与与机筒结结构的设设计，具具体设计计在以下下章节进进行描述述。3转子结结构的设设计及确确定在挤出机机中螺杆杆是一个个核心部部件，它它在挤出出机的性性能参数数中起着着决定性性的作用用。纵观观挤出机机的发展展史就充充分证明明了这一一点。3.1螺螺杆几何何参数的的分析及及确定3.1.1螺杆杆直径及及转子中中心距螺杆是挤挤出机的的核心部部件，螺螺杆的直直径通常常指的是是外径，挤挤出机的的规格也也是用它它来表示示的。影影响挤出出机性能能的因素素很多，但但是影响响最显著著的是螺螺杆直径径，由固固体输送送理论通通过推导导可知： （3-1）