目前，有許多學(xué)者,、研究團隊以及企業(yè)等在研究廢舊塑料的回收造粒機,，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)上進行部分機構(gòu)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的改進，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)上改進設(shè)計出臥式熱風(fēng)循環(huán)熔融塑料回收造粒機,，雖然解決了立式所存在的問題，但是螺桿擠出機構(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都無法達到設(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,，以達到在實現(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。詳細介紹和分析了該塑料回收造粒機熱風(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,，用該樣機進行塑料回收試驗,，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的總體原理設(shè)計,。
熱風(fēng)熔融塑料回收大型樹脂造粒機主要機械機構(gòu)包括熱風(fēng)循環(huán)熔融機構(gòu)、攪拌機構(gòu),、螺桿擠出機構(gòu),、傳動機構(gòu)和造粒機構(gòu)。該設(shè)備主要用于熔融回收廢舊塑料并進行擠出造粒,，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),，對廢舊塑料進行加熱熔融,，再通過攪拌機構(gòu)和篩網(wǎng)將熔融的廢舊塑料送入螺桿的進料口，然后經(jīng)螺桿擠出機構(gòu)擠出,，最后在螺桿擠出口的切粒機構(gòu)對擠出的塑料進行造粒,。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，擠出機主要分為單螺桿擠出機,、雙螺桿擠出機,、往復(fù)式單螺桿擠出機和行星螺桿擠出機等，而單螺桿擠出機是聚合物成型工業(yè)中最重要的擠出機類型,。單螺桿擠出機最突出的優(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)用的單螺桿擠出機分進料段,、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和傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)用的塑料擠出機不同，廢舊塑料在進入螺桿機筒內(nèi)時已經(jīng)是熔融狀態(tài),，且螺桿機筒外安裝有帶式加熱圈,，對機筒進行加熱，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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