基于离散元法的密炼机转子间隙对炭黑分散度影响的仿真

运用离散元分析软件EDEM对1.7L,5L和25L3种型号的密炼机在不同转子间隙下的炭黑分散度进行了分析研究。通过建立橡胶聚粒之间橡胶和炭黑颗粒之间黏弹性力学模型,模拟了混炼过程中颗粒的运动、演化情况,得出密炼机转速为60r·min-1时1.7L,5L和25L3种型号的密炼机最佳转子间隙分别为2.5,4.5,9~10mm之间;结合现有实验条件对3种型号的密炼机在不同转速下的炭黑分散度进行了实验研究及EDEM模拟,验证了利用离散元法分析混炼过程中炭黑分散的可行性。     

密炼机转子开裂的强度分析

密炼机是橡胶企业生产的重要设备，密炼机转子则是密炼机中最重要的零件，一旦其发生开裂失效，则整台密炼机都将无法工作．通过对密炼机转子进行受载分析、断裂处弯矩的计算、转子截面抗弯模量的确定、计算出转子的疲劳安全系数，由此从强度方面分析出转子的开裂原因．为设计制造及使用密炼机的厂家提供理论依据。从而避免密炼机转子开裂的再次发生．     

结构、工艺、材料对密炼机工作的影响

由微观和唯象分析建立了橡胶粘附摩擦的理论模型。通过对模型的分析和实验验证,提出了提高密炼机混炼效果的新途径(1)密炼机温度控制采用温水冷却,使密炼机处于最佳工作状态;(2)通过合理选择密炼室和转子表面材料以改变材料表面能来增大胶料与它们之间的摩擦力;(3)在上顶栓压力较大的条件下,在密炼室内壁与转子轴线同方向加工浅的光滑槽可明显改善混炼效果。     

塑解剂YZ在塑炼胶中的应用试验

塑解剂是橡胶在塑炼过程中的一种化学添加剂。它通过化学作用来加速橡胶分子的断裂,提高橡胶的塑解效率,缩短塑炼时间,是一种重要的橡胶加工助剂。塑炼工艺中使用塑解剂不仅能提高生产效率,而且可以明显降低炼胶工艺过程的能量消耗,对橡胶工业的节能有着重要的意义。 为了缓解我厂炼胶能力不足的问题,我们从1991年对塑解剂YZ在力车内胎塑炼胶中进行应用试验,收到一定效果,现将试验情况简述如下。 一、塑解剂YZ的特点 塑解剂YZ是继SJ—103之后的一种新型橡胶塑解剂。它的基本成分是一种金属络合物经适量添加活性剂并与载体共混而成的复合物,外观为灰白色粉末。它价格便宜,使用时无明显的刺激性气味,可与生胶在密炼机或开炼机高低温条件下进行塑炼。 二、试验部分 1、在本厂力车内胎塑炼胶中的试验 通过对塑解剂YZ小样性能鉴定,我们认为塑解剂YZ对天然胶的塑炼效果明显,且对胶料的性能基本无影响,为此决定把塑解剂YZ先在本厂力车内胎塑炼胶中试用。进一步观察其塑解效果、以及对胶料物理机械性能、工艺性能的影响。 (1)塑解试验 试验是在我厂力车内胎全天然胶配合中以促进剂DM、M作为塑解剂的基础上加上塑解剂YZ,同时与塑解剂SJ—103作为对比试验。试验结果如表1。     

长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响

4WS转子是一种新型的密炼机转子,其中长短棱长度比是重要的几何结构设计参数。利用POLYFLOW软件,分别对长短棱长度比为2∶1、3∶1、4∶1的4WS型转子密炼机流场进行了有限元模拟。通过粒子示踪技术,对三种密炼机的宏观混合形态进行了粒子可视化追踪。利用流场数据,计算了典型的分散混合和分布混合评价参数,对三种不同转子密炼机内流体的混合效率进行了对比分析,探究长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响规律。结果表明,相对于长短棱长度比为3∶1和2∶1的4WS型转子密炼机,长短棱长度比为4∶1的4WS型转子密炼机分散和分布混合能力均有了较大的提升。     

塑炼降解对高乙烯基聚丁二烯性能的影响

本文考察了高乙烯基聚丁二烯经不同程度塑炼后,分子的降解行为,以及降解后其混炼胶的挤出加工行为,并以顺丁橡胶(简称BR)作为对比。     

棱顶间隙对4WS密炼机流体混合特性影响

四翼转子（4WS）密炼机是新型转子密炼机,具有较小的螺旋角和较大扫掠范围的长棱,吃料迅速,短时间内达到较好的混合效果等优点。利用Polyflow有限元软件,对不同结构4WS密炼机进行三维瞬态流场分析。分析转子与转子及转子与外壁间隙的变化对流场混合效果的影响,重点分析特殊几何截面的剪切速率,不同位置点的李雅普诺夫指数、瞬时混合效率、平均混合效率、分离尺度、对数拉伸。分析结果表明,在一定范围内,随着转子间隙的减小,4WS密炼机混合性能逐渐提高。     

三种转子密炼机流体流动和混合特性对比分析

利用有限元法对4WS、4WH 和6WI三种转子密炼机流体的流动和混合特性进行了对比分析。利用UG软件进行三维几何建模,利用Gambit软件进行网格划分,同时采用Bird-Carreau本构模型及Polyflow 软件对三种转子密炼机的流场进行了三维等温数值模拟对比研究。通过对平均速度、轴向速度和剪切速率等进行对比,得到了三者流场的流动规律。同时,利用粒子对数拉伸指数、粒子平均对数拉伸指数、粒子拉伸指数概率、平均混合效率概率和停留时间等参数对三者的分布混合情况进行描述。模拟结果表明,由于6WI转子密炼机本身所具有的特殊变间隙转子结构,更易改变流场的规则流动,其混合性能高于其他两种转子密炼机。     

转速对密炼机HDPE/PS共混聚合物混合效率的影响

依据计算流体动力学理论,建立了密炼机内高密度聚乙烯(HDPE)和聚苯乙烯(PS)物理共混的二维理论模型,运用Fluent软件研究了共混聚合物在双转子密炼机中的混合过程,研究了密炼机在不同转速和转速比下的混合过程,并分析了密炼机局部位置的共混效率。研究表明,随着密炼机转子转速的增加,共混效率逐渐增强,且达到稳定状态的时间逐渐减小。随着转速比的增大,密炼机产生流场的非对称性逐渐增强,共混效率逐渐增强。     

4WS、4WH 和6WI转子密炼机流固耦合特性对比分析

以4WS、4WH 和6WI型转子为研究对象,依据流固耦合理论,建立密炼机流固耦合有限元分析模型,求解密炼机内部物料流体与转子固体的耦合方程,研究不恒定功率情况下,转速对转子的应力与变形以及混合效果的影响规律。结果表明,转子的变形与应力是扭矩与流体载荷耦合作用引起的,其中扭矩是产生变形与应力的主要因素;随着转速的提高,物料的混合效率有明显提高;随着转速变化引起的扭矩与流体载荷的变化导致转子间隙的变化,转子间隙对混合效率有显著影响,6WI转子有更高的混合效率。研究结果为密炼机转子的合理设计与性能预测提供了理论依据。