机筒是双螺杆挤出机重要的部件之一。机筒的结构设计是否合理直接影响到挤出机的热量传递的稳定性及均匀性；机筒的加料段设计影响到塑料固体输送效率；机筒的加工与装配影响挤出机的工作性能和机器寿命。所以，对于挤出机机筒，涉及到其结构形式选择、机筒加料口形式确定及其各段与机头的连接等问题。

3.2.1机筒的结构类型选择及特性

机筒的结构类型有多种，主要有分段式、整体式、双金属和轴向开槽结构形式。

整体式机筒的特点是加工精度容易满足，转配误差小；长径比大，零件数目少；机筒受热均匀，配置加热器不受限制。但整体式机筒对加工设备及加工技术要求较高，且磨损后修复困难。

分段式机筒是将机筒分成若干段来加工，各段加工好后通过法兰连接起来。这种机筒加工比较容易，可适应多种长径比的要求，对于长径大的螺杆，因过长的机筒整体难以加工，也配以分段式机筒，但分段多，对中性不易保证，连接法兰也会影响到机筒的加热均匀性。为减少装配困难，分段尽量少。为减少热量损失，法兰尺寸尽可能小。

双金属机筒有浇铸式和衬套式两种结构形式。衬套式机筒具有易更换、寿命长、

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节约贵金属等优点，但其设计、制造、装配都较为复杂。浇铸式机筒的优点是合金层与机筒合为一体，在挤出机机筒的内表面结合均匀，不会脱落或开裂，耐磨性好，寿命长，滑动性好，但成本高。

轴向开槽机筒能提高固体输送率，但其结构设计需要综合考虑被加工物料的性能，如物料的大小、几何形状、物料颗粒间的摩擦系数值，颗粒在凹槽中的抗剪切强度，由颗粒组成的楔形结构的抗剪强度，套筒的冷却性能，螺杆的转速，以及与加热机筒的隔热程度等因素。

综合上述各种结构类型机筒的优劣以及双螺杆螺杆挤出机的设计要求，选择分段式机筒。

3.2.2机筒的结构尺寸设计

机筒壁厚的设计，要考虑机筒的强度要求，还要考虑其结构工艺性以及机筒传热效率等因素，使加工容易，传热快且稳定。双螺杆挤出机筒断面形状为¥型，在综合了经验和理论计算结果的基础上，我国挤出机生产厂家提出了挤出机机筒壁厚的参考值。

根据参考值，可选择机筒壁厚h为： h=40mm 机筒的内径   D=D=72mm

1机筒的外径    D=D+2h=72+2´40=152mm

21机筒两孔的中心距为两螺杆中心距，即为70.7mm.  机筒总长度L的确定。

查GB/T297-95,选取安装在机筒内深沟球轴承的代号为61810，其内径为50，外径为65mm ,宽为7mm .轴承端盖暂取40mm ,螺杆螺纹端末端到轴承需留一段长度供密封，取该段长度为30mm. 则螺杆的重长度L为：L=2160+7+40+30=2237 mm 取： L=2240mm

3.2.3机筒的材料选择

工作时机筒受到刮磨、摩擦磨损以及塑料摩擦的作用，一些塑料还会有较强的化学腐蚀作用。普通机筒材料为一般钢材（如45号钢）、铸钢或球磨铸铁。为了提高机筒的耐磨性，国际上的挤出机机筒有采用氮化钢制造，其强度极限约为900MPa。

我们选择40Cr钢作为机筒的制造材料。

机筒的强度计算

机筒内部受塑料熔料的压力作用，熔料在机筒内产生的力沿机筒轴向的分布是相当复杂的，各处压力不等。由于机头处压力，因此一般取机头压力为计算压

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力值。

进行机筒设计时，用壁厚圆筒理论来对料筒进行强度计算。

根据厚壁圆筒的理论，当筒壁内受到物料压力P的作用时，筒壁上各点处于三向应力状态，三向应力分别为：径向应力s，轴向应力s，切向应力s。

rzt机筒的内壁处，径向应力和切向应力都达到值。 22

æö

PDD12径向应力sç÷：s=1-=-P=-40MPa

rr22ç2÷D-DDèø

211()22

PD+D21切向应力s：s==63.1MPa

tt22

D-D21

2

PD1

轴向应力s为：s= =11.6MPa

zz22

D-D21

由于机筒为塑性材料，可用第四强度理论进行设计计算和强度校核，机筒壁厚的强度条件为：

0.5(s-s)+(s-s)+(s-s)£[s]

222

éùëû

rttzzr查表得40Cr的屈服强度极限s为540MPa,

s[]则：s=s/n=540/2.3=234.8MPa，有：

s0.5(s-s)+(s-s)+(s-s)=89.3MPa<s234.8MPa 222

éù[]ëû

rttzzr     机筒强度校核合格，该机筒可安全工作。

机筒设计的技术要求

（1） 材料：40Cr。

（2） 内孔表面：对机筒内表面进行镀铬，镀层深度为0.05~0.1mm，机筒体

硬度³45HRC，镀铬层硬度>55HRC，脆性不大于2级。

（3）公差：机筒内孔极限偏差：上偏差ES=0.231mm   下偏差EI=0.130mm机筒内孔轴线的直线度公差值应符合GB/T1184-1996  7级的精度规定。则所设计机筒的直线度公差为： e10mm

1（4）机筒内孔：表面粗糙度R不大于1.6mm。

a 16 性，一般需要采取以下措施提高对中性：选取有效的定位基准和合理的连接方式；                                    双螺杆挤出机毕业论文