目前,，有許多學(xué)者,、研究團(tuán)隊以及企業(yè)等在研究廢舊塑料的回收造粒機(jī)，但大部分的研究都是在傳統(tǒng)塑料擠出工藝和設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行部分機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的改進(jìn),，真正完全自主研發(fā)并能夠投入實際生產(chǎn)應(yīng)用的塑料回收造粒機(jī)較少,。塑料簡單再生技術(shù)國內(nèi)應(yīng)用的年限較長，比較成熟,，其傳統(tǒng)的工藝流程是：廢舊塑料收集一篩選一破碎一清洗一烘干一熔融一切粒,。由于傳統(tǒng)工藝的各個環(huán)節(jié)都需要專門的設(shè)備，成本高,，工作噪聲大,，易產(chǎn)生粉塵和污水，且易造成二次污染,。熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收的工藝,，這是塑料回收造粒中的一個全新工藝，該工藝免去了傳統(tǒng)工藝中的破碎環(huán)節(jié),，降低了成本,，也減少了二次污染，同時熱風(fēng)循環(huán)使得熱能能夠循環(huán)利用,，降低了能耗,，節(jié)約能源。根據(jù)該工藝的設(shè)計理念,，立式熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料造粒機(jī)和控制系統(tǒng),，但是設(shè)計存在缺陷，螺桿調(diào)速困難,，沒有切粒裝置,，無法完成造粒；在立式的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計出臥式熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī),，雖然解決了立式所存在的問題,，但是螺桿擠出機(jī)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，熔融塑料不能經(jīng)螺桿擠出,。立式和臥式熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī)都無法達(dá)到設(shè)計要求,，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。
筆者基于立式和臥式熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī)所存在的問題，分析廢舊塑料的材料屬性以及塑料熔融后的性能情況,，遵循機(jī)械設(shè)計和塑料熔融再生的原理,，采用結(jié)構(gòu)化和一體化設(shè)計方法重新設(shè)計了新型熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī)，以達(dá)到在實現(xiàn)熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料的同時能夠由螺桿順利擠出造粒的目的,。詳細(xì)介紹和分析了該塑料回收造粒機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)以及單螺桿的結(jié)構(gòu),、設(shè)計尺寸和相關(guān)功能。按照設(shè)計方案和實際要求,，制造出新型試驗樣機(jī),，用該樣機(jī)進(jìn)行塑料回收試驗，研究熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收的試驗方法,，驗證該結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是否合理可行,，能否有效和穩(wěn)定地回收廢舊塑料，并找出所存在的問題,，以便加以改進(jìn)和完善,，最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
1,、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī)的總體原理設(shè)計,。
熱風(fēng)熔融塑料回收大型樹脂造粒機(jī)主要機(jī)械機(jī)構(gòu)包括熱風(fēng)循環(huán)熔融機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu),、螺桿擠出機(jī)構(gòu),、傳動機(jī)構(gòu)和造粒機(jī)構(gòu)。該設(shè)備主要用于熔融回收廢舊塑料并進(jìn)行擠出造粒,，實現(xiàn)廢舊塑料的回收再利用,。加熱風(fēng)箱、風(fēng)機(jī)以及加熱管組成的熱風(fēng)循環(huán)加熱系統(tǒng)向塑料主箱體內(nèi)提供恒定溫度的熱風(fēng),，對廢舊塑料進(jìn)行加熱熔融,，再通過攪拌機(jī)構(gòu)和篩網(wǎng)將熔融的廢舊塑料送入螺桿的進(jìn)料口，然后經(jīng)螺桿擠出機(jī)構(gòu)擠出,，最后在螺桿擠出口的切粒機(jī)構(gòu)對擠出的塑料進(jìn)行造粒,。整套設(shè)備全部集成為一體,，容易操作(可一人完成),，運行高效節(jié)能，并且零部件的加工和組裝均較方便,，不僅便于維修和更換,，更節(jié)約了人力和物力，降低了制造成本,。
2,、螺桿的設(shè)計
廢舊塑料擠出成型工藝具有應(yīng)用廣泛,、產(chǎn)品樣式多、連續(xù)喂料,、生產(chǎn)效率高,、操作簡便以及成本低等優(yōu)點。擠出成型主要設(shè)備是擠出機(jī),，擠出機(jī)主要分為單螺桿擠出機(jī),、雙螺桿擠出機(jī)、往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)和行星螺桿擠出機(jī)等,，而單螺桿擠出機(jī)是聚合物成型工業(yè)中最重要的擠出機(jī)類型,。單螺桿擠出機(jī)最突出的優(yōu)點是相對成本低、結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單,、堅固耐用以及可靠,。單螺桿擠出機(jī)能加工幾乎所有類型的聚合物，設(shè)計要求非常廣泛,，性價比較高,。常規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)用的單螺桿擠出機(jī)分進(jìn)料段、壓縮段(熔融段)和計量段(均化段)3段,，筆者所設(shè)計的螺桿不需要具備輸送,、壓縮和塑化的功能。所研究的熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機(jī)和傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)用的塑料擠出機(jī)不同,，廢舊塑料在進(jìn)入螺桿機(jī)筒內(nèi)時已經(jīng)是熔融狀態(tài),，且螺桿機(jī)筒外安裝有帶式加熱圈，對機(jī)筒進(jìn)行加熱,，保持塑料的熔融溫度不變,，從而使得熔融塑料在螺桿機(jī)筒內(nèi)能夠順利擠出，不會因為溫度降低而使其冷卻凝固粘結(jié)在機(jī)筒和螺桿上,。
遵循螺桿的設(shè)計原理,，綜合考慮所研究螺桿的加工難易度以及成本問題，采用加工制造簡單,、成本低的等距變深螺桿的設(shè)計,。
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