金鑫擠出機螺桿優化設計的目標、特點和方法(1)
摘要：近年來,基于各種擠出理論和功能需求而設計的新型螺桿很多, 其設計基礎是普通螺桿。以下主要討論的是普通螺桿優化設計的特點和方法。
螺桿優化設計的理論基礎
1.1理論依據
機械優化設計有兩個主要的環節或內容：一是建立優化問題的數學模型，它可以是解析式、試驗數據或經驗式，以及求解問題的限制條件；二是選擇優化問題的求解方 法，即優化方法。 對于解析形式的數學模型，除了取決于預定的優化目標之外，還在相當程度上依賴于對部件( 機構) 的工作情況及機理的認識。所以，擠出機擠出理論就自然成 為螺桿優化設計的重要理論依據。
1.2優化目標
螺稈優化設計的目標有多種，主要有：在保證擠出物質量的前提下能達到最高生產
能力 Qmax或最小的功率消耗 N min。
圖1所示為物料固體塞于螺桿加料段中的運動示意。對于給定的物料，影響輸送率
Q的主要因素有；螺桿的幾何參數、轉速n，壓力和溫度等，其表達式為：
Q=πnHDb（Db-H）*[(tg ф*tgθb/tgф+tgθb)*(W/W+e)] (1)
式中: ф-移動角
W=平均螺槽寬度,其余參數如圖1所示.
1.3設計變量
一個設計方案可甩一組基本參數的數值來表示。其中，需要優選的獨立參數 ，稱之為設計變量。 由于螺桿直徑 D，長徑比 L /D，螺紋升角θb螺桿深度 H等直接關系到螺桿
的承載能力、生產能力、動力消耗，擠出物質量，以及螺桿的機加工等，故通常選擇為設計變量.
