石蜡成型机振动影响因素与螺杆挤出机构设计

<一>、石蜡成型机振动影响因素

振动在实际生产中会影响系统的运行性能和产品质量，是工业生产中的一个重要影响因素；石蜡成型机是由传动系统、液压系统和其他支持系统构成的复杂系统。为了方便的研究石蜡成型机的工作特性，通过建立挤压辊运动模型，然后结合ADAMS软件分析挤压辊的工作特性。

(1)挤压成型速度的影响

石蜡成型机系统发生振动与系统速度的稳定性有关。成型速度的影响主要为挤压辊转速和喂料速度，随着挤压成型速度的提高，能够引起挤压辊振动的因素将会增加，例如：各种转动部件偏心，各种安装误差，滚动轴承的扰动等都随着挤压成型速度的增加而使振动加剧。

挤压辊振动会引起挤压辊间隙的变化，这就会使在单位时间内通过的物料体积有所波动，挤压成型的速度越高，物料体积的变化越大。另外，物料经过压力挤压成型后，物料在挤压辊出口释放区瞬间失去压力，物料膨胀而引起体积发生的变化，如果挤压成型速度过快，体积变形过快会引起物料断裂，成型质量降低。石蜡成型机的挤压辊一般为齿轮传动，如果喂料速度过快，会引起物料在挤压辊缝隙的堆积，引起瞬间挤压辊间隙变化和成型压力变化，从而引起挤压辊水平移动，而挤压辊的移动会导致齿轮啮合不良，造成传递不准确；并且，挤压辊间隙的变化，会引起挤压辊扭矩的变化，从而会直接影响挤压辊的运动状态。因此，需要根据挤压辊的工作特性分析挤压辊的运动状态。

(2)摩擦系数的影响

挤压辊力学特性分析，得知在物料向挤压辊之间小间隙运动的过程中，挤压辊表面与物料接触时会产生的摩擦力，这主要由物料的性质和咬入角决定。因此，挤压辊与物料接触表面的摩擦力，是影响挤压辊运动稳定性的重要因素，石蜡成型系统的稳定性越低，系统容易发生振动。由于粉体物料的流动性，实际在挤压成型过程中的摩擦力也难以准确测定，为了便于研究，以粉体物料的摩擦系数作为主要分析因素。

<二>、全自动石蜡成型机螺杆挤出机构设计

挤出成型工艺具有应用广泛、产品花样多、连续喂料、操作简便以及成本低等优点。挤出成型主要设备是挤出机，挤出机主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机和行星螺杆挤出机，而单螺杆挤出机是聚合物工业中重要的挤出机类型。单螺杆挤出机至关重要的优点是相对成本低、结构设计简单。单螺杆挤出机能加工几乎所有类型的聚合物，包括了很宽的设计要求，所以有着很受欢迎的性价比。

螺杆是挤出生产线的基础组成成分，也是重要的一个组成部分。

现在的螺杆几何学非常复杂，螺杆的设计对于非常有经验的工程师来说也面临很大的困难。螺杆挤出结构的设计不可能，需要进行多次试验之后并加以优化改进。

常规的工业生产用的单螺杆挤出机分喂料段、挤压段(熔融段)和计量段(均化段)三段，其结构原理。螺杆的三段区域螺槽以及功能各不相同，喂料段主要是进行固相聚合物的输送，所以螺槽要求较深；压缩段中固相聚合物逐渐受热转变为液相，完成聚合物的熔融过程，其螺槽逐渐变浅，并逐步积累挤压力；计量段中充满的是熔融状态的聚合物，该聚合物溶体在螺槽中进一步受到螺杆旋转时对其产生的剪切力和挤压力，在该J恒定的压力以及温度作用下，熔融体聚合物不断混合和塑化，并经滤网从模板挤出，后完成成型。

热风循环熔融全自动石蜡成型机和传统的工业生产用的挤出成型机不同，在熔融箱体内受热熔融后才会流入螺杆机筒内，即螺杆机筒内的都是熔融，所以螺杆的设计不需要具备输送、压缩和塑化的功能，即只需要有后的计量段即可，螺杆的设计长度便可以缩短，在不影响其功能的情况下降低了成本。

常规的单螺杆挤出机只要不停地加入固体料，螺杆就能在机筒内不断积聚挤压力将熔融段的聚合物挤出。上文中所叙述的搅拌机构中的螺旋带设计就是出于对熔融顺利挤出的考虑，螺旋带能够向下给予熔融一个挤压力将熔融不停地挤压到螺杆机筒内，同时螺杆采用的是等距变深的结构设计方案，越到口模处落槽越浅，这样螺杆的旋转所产生的剪切力和挤压力也会沿着口模方向越来越大，如此将熔融顺利挤出。