Проектирование червячного экструдера. Выбор основных геометрических параметров машины в зависимости от перерабатываемого материала и вида изделия в соответствии с требуемой производительностью процесса

Санкт-Петербургский Государственный Технологический институт

(Технический университет)

Кафедра “Оборудования и робототехники переработки пластмасс”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ НА ТЕМУ:

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНОГО ЭКСТРУДЕРА»

Пояснительная записка

Выполнил:                                                                                            студент:    

группа:            341

Подпись:           

Руководитель:                                                                                      профессор:    

Подпись:           

Санкт-Петербург

2008

Содержание

Введение.

Под экструзионным производством понимают способ переработки полимерных материалов непрерывным продавливанием их расплава через формующую головку, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия или полуфабриката.

Около половины производимых термопластов перерабатываются в изделия этим способом. Экструзией получают пленки, листы, трубы, шланги, капилляры, прутки, сайдинг, различные по сложности профили, наносят полимерную изоляцию на провода, производят многослойные разнообразные по конструкции и сочетанию применяемых пластмасс гибридные погонажные изделия. Переработка вторичного полимерного сырья и гранулирование также выполняются с применением экструзии.

Основным оборудованием экструзионного процесса является червячный пресс или экструдер, оснащенный формующей головкой. В экструдере полимерный материал расплавляется, пластицируется и затем нагнетается в головку. В абсолютном большинстве случаев используются различные модификации  одно- и двухчервячных экструдеров, называемых также червячными прессами. Иногда применяют дисковые и поршневые пластикаторы.

В данном курсовом проекте требуется провести выбор основных геометрических параметров машины в зависимости от перерабатываемого материала и вида изделия в соответствии с требуемой производительностью процесса.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Используемый материал – полиэтилен высокого давления (низкой плотности);

Диаметр червяка экструдера – 32мм;

Производительность – 5,5 кг/ч;

Изделие – труба диаметром 7мм и толщиной стенки 2мм.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА.

Полиэтилен низкой плотности (Высокого давления) относится к групе  полиолефинов, которые в свою очередь относятся к пластмассам общетехнического назначения. Опыт эксплуатации изделий из материалов, относящихся к данному типу пластмасс показывает, что они выдерживают постоянные внешние напряжения до 10-15 МПа и обеспечивают надежную работоспособность изделий при температурах до 80±20 ºС. 

Полиолефины – наиболее крупнотоннажные полимеры, производство которых достигает десятков миллионов тонн (35 % мирового объема). Важнейшими представителями этого класса полимеров являются полиэтилен и полипропилен.

Полиэтилен – высокомолекулярный продукт полимеризации этилена   (- СН2 – СН2 -)n , обладающий ценным комплексом свойств – высокой прочностью, стойкостью к действию агрессивных сред и радиации, исключительными диэлектрическими свойствами, работоспособностью в интервале температур от -50 до +70 ºС.

Полиэтилен низкой плотности получают полимеризацией этилена при высоком давлении (100-350МПа), температуре 200-300 ºС в присутствии инициаторов (кислород, перекиси). По российским стандартам он обозначается ПЭВД. Молекулярная масса ПЭНП (ПЭВД) – 20000-500000 (как правило 20000-40000).

ПЭВД – легкий, прочный, гибкий материал с низкой газо- и водопроницаемостью, хороший диэлектрик. В определенных условиях обладает высокой химической стойкостью к органическим растворителям и агрессивным средам. Применяется для изготовления пленок, ламинированных и упаковочных материалов (с фольгой или бумагой), для изоляции проводов и кабелей, при изготовлении детских игрушек, изделий бытового назначения, медицинских изделий, для изготовления бутылок (для воды и соков, моющих средств и т.п.) и других видов упаковочных изделий (банки, коробки), для изготовления пенополиэтилена (герметизации швов в строительстве, защита хрупких изделий, амортизирующие материалы и т.п.). Выпускается в виде гранул или порошков без добавок (базовые марки) и в виде композиций на их основе со стабилизаторами и другими добавками, окрашенный и неокрашенный.

Основные физические свойства ПЭВД:

Плотность, кг/м³:                                                 918-935;

Температура плавления, ºС:                               105-115;

Морозостойкость, ºС:                                         -70;

Разрушающее напряжение, МПа, при:

Растяжении:                                               10-16,

Изгибе:                                                       12-17;

Относительное удлинение, %:                           150-1000;