橡胶在销钉机筒挤出机中的流动分析

建立了销钉机筒挤出机的非牛顿流体流动模型,并计算出压力场、流动场和螺杆的特性曲线,结果表明,随着流体非牛顿特性的增强,螺杆的生产能力降低;随着螺杆螺槽上切口的增多,逆流增多,挤出产量降低,机筒上的销钉对挤出特性影响很小,销钉式挤出机的挤出特性与螺杆上有切口的挤出机的挤出特性相似。     

销钉机筒挤出机内物料流动与混合效果的数值模拟

在单螺杆挤出简化模型的基础上 ,采用滑移网格技术 ,考虑销钉与螺杆相对运动的条件 ,分别研究销钉数量、销钉排间距、螺槽宽度、拖曳速度对螺杆圆周展开面内物料流动与混合效果的影响。结果表明 :销钉及螺棱切槽对物料具有明显的强化混合作用 ,减小销钉排间距及螺槽宽度、增大销钉数量和提高拖曳速度都会改善混合效果。对于Φ90销钉挤出机 ,每排 68枚销钉、销钉排间距为 60 72mm、螺槽宽度为 5 4mm左右、转速为 2 5 5 0r·min- 1 时可达到较好的混合效果     

橡胶在销钉机筒挤出机中的流动模拟

在销钉机铜挤出机上,建立非牛顿流体的流动模型,计算出压力场、流动场和 杆的特性曲线。随着非牛顿特性的降低,螺杆的生产能力减少。随着螺杆上切口的增多,在螺杆切槽内的逆流增加,而产量也减少。机筒上的销钉对挤出特性影响力很小。销钉机筒挤出特性与螺杆上切口的挤出机的挤出特性非常相似。     

销钉机筒单螺杆挤出机功耗的模拟研究

采用流体力学计算软件Fluent，在对销钉机筒冷喂料挤出机熔融段和计量段的胶料进行三维流动数值模拟的基础上，考察螺杆转速、反向压差、销钉数量、销钉排间距和螺槽深度对挤出量和螺杆转矩的影响。结果表明，螺杆转速是影响挤出机功耗的首要因素，随着转速增大，挤出量增大，功耗和功耗比（螺杆转矩与挤出量之比）下降；反向压差对挤出量、螺杆转矩和功耗比有一定影响，反向压差越大，功耗比越大；每排销钉数量对对功耗比影响不大；销钉排间距对挤出机功耗比有较为明显的影响，若只考虑产量和功耗，则销钉排间距越大越好。     

对销钉机筒挤出机胶料挤出的基本研究（译文）

使用三种不同的橡胶－炭黑胶料在一台模型销钉机筒挤出机上进行实验，对胶料的流动、推进和混合特性进行研究，三种胶料分别是ＳＢＲ／ＢＲ（丁苯橡胶／丁二烯橡胶）乘用轮胎胶料，ＮＲ（天然橡胶）载重轮胎胶料和ＮＢＲ（丁腈橡胶）工业制品胶料。实验对螺杆上没有销钉或挡板／沟槽的普通挤出机，螺杆上有挡板或沟槽的挤出机以及销钉机筒挤出机分别进行了对比．发现在螺杆上增加挡板可改善胶料的混合／均匀性，但同时会降低胶料的推进能力：采用销钉则既可改善混合／均匀性又不会影响推进力。均匀性最好的是乘用胎胎面胶料，均匀性最差的是ＮＢＲ工业制品胶料。     

往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究

使用Polyflow软件对往复式单螺杆销钉挤出机(Buss机)三类典型螺纹元件的停留时间分布(RTD)进行了三维动态模拟,分析了工艺条件和物料特性对RTD的影响。根据Buss机的螺杆组合构型,应用卷积技术求得了物料沿整根螺杆的RTD曲线,探讨了物料在Buss机内的RTD规律与工艺条件变化的相关性。     

往复式挤出机螺杆往复运动及销钉排布对混炼性能的影响

应用黏性流体有限元数值模拟计算的方法,研究了Buss机内物料流场分布特征,分析了螺杆往复运动特征参数及销钉排数等对Buss机螺杆几何构型的影响,以及由此所造成物料微元所经历的最大拉伸长度分布和最大剪切应力分布的变化,从而揭示了往复式单螺杆销钉挤出机往复运动特征参数及销钉排数对高聚物熔体分布和分散混合性能的影响规律。     

往复式单螺杆销钉挤出机典型螺纹元件混合性能研究

使用Polyflow有限元软件对往复式单螺杆销钉挤出机（简称Buss机）的三类典型螺纹元件内物料流动和混合过程进行了数值模拟。流场分析中使用了网格重叠技术。在得到流场速度分布后,基于粒子轨迹跟踪技术计算了物料微元在螺纹元件内的流动轨迹,并分析了Buss机螺纹元件内物料的动态混合过程。以分布混合指数和分隔比例为指标定量地对比了螺纹元件的分布和分散混合性能,在此基础上分析了加工条件、物料特性及销钉布置对Buss机混合性能的影响。数值模拟结果与前人研究有较好的吻合性。     

销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内物料流动与混合的数值分析与实验

在一定简化条件下,对销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内的流场及分布混合效果以及销钉个数对流场和分布混合效果的影响进行了数值与实验研究.提出了流场中某点混合效果、整个流场平均混合效果以及混合效果统计分布的数值计算与评价方法.数值分析结果与实验结果具有较好的一致性.结果表明,销钉及螺棱切槽对物料具有明显的强化流动与混合的作用;6个销钉结构模型混合效果好于3个销钉结构模型,3个销钉结构模型好于有切槽无销钉结构模型,有切槽无销钉结构模型好于无切槽无销钉结构模型;有销钉结构较无销钉结构的平均混合效果提高30%～40%;有销钉结构随着时间的延长,混合效果不断提高,无销钉结构随着时间的延长,当混合效果达到一定值后则不再提高.     

不同原理橡胶挤出机的发展

从最近有关挤出机的文献中可以看到这样一个问题,即,在销钉型挤出机中业已得到成功的,层流中引入分流器的技术是否能为流动分流和重新定向原理的技术所取代。若想在塑化段和混炼段采用这种技术,就需大大增加流动分流的数量和单位长度上的相对位移。若想在整个流体都均匀分布的流谱中实现这一点,那么对任何规格的挤出机都应在不降低输送能力的同时,大大缩短仅会产生磨擦热的流道长度。为了实际应用和彻底取消任何强制的加料装置起见,这样的混炼段,不管是对含天然橡胶的胶料还是对各种软质胶料的挤压,都需要有一个几乎起着内流动泵一样作用的喂入压缩段。现将下述几种挤出机进行比较,即塑化螺杆挤出机;挡板式挤出机(E.V.K);销钉式挤出机,槽穴式混炼挤出机以及Ⅰ型传递式混炼挤出机和Ⅱ型传递式混炼挤出机。比较结果表明,Ⅱ型传递式混炼挤出机(美国专利号4,136,969,1979年和4,184,772,1980年,以及其它一些资料)能满足上述要求。此外,Ⅱ型传递式混炼挤出机的压缩段和挤出段的设计与普通挤出机的设计不同,由于其长径比L/D大约是其它冷喂料挤出机的一半,因而从其外形来看,存在着明显的差别。规格为φ95毫米到φ120毫米及φ150毫米的Ⅱ型传递式混炼挤出机在多种胶料范围内所做实验结果证实了上述观点。特别是使用该机降低了单位能耗,而且随着螺杆速度提高,挤出胶温度升高的程度比销钉式挤出机报道的结果要低。在克服销钉式挤出机尚存在的一些缺点后所得结论表明,Ⅱ型传递式混炼挤出机在科学上,实践上以及工业上颇为重要的许多方面都有可能得到进一步的发展。     

挤出机螺槽内物料温度分布的实验研究

将热电偶置入销钉挤出机的改造后的销钉内,从而测量了挤出机螺槽内物料的温度分布。由所得实验结果讨论了物料温度变化的原因及其影响因素,并对实验误差进行了详细分析,最后就实验方法和温度测量方法给出改进措施。     

挤出机螺槽内物糊温度分布的实验研究

将热电偶置入销钉挤出机的改造后的销钉内，从而测量了挤出机螺槽内物料的温度分布。由所得实验结果讨论了物料温度变化的原因及其影响因素，并对实验误差进行了详细分析，最后就实验方法和温度测量方法给出改进措施。     

啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混物的混合形态Ⅰ.物料三维流动路径的计算

用有限元方法对啮合同向双螺杆挤出机的螺纹元件流场进行了三维等温非牛顿模拟分析,根据流场分析所得到的速度场,通过编程计算得到了物料在啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件中的三维流动路径。结果表明,由于存在着轴向回流,部分物料不能流出元件出口,而是从元件入口返流;物料在元件中的运动轨迹不尽相同,有的物料微元在整个流动过程中都围绕着2根螺杆以螺旋“∞”形向前运动,有的物料微元在流动过程中时而围绕1根螺杆连续旋转,时而围绕2根螺杆以螺旋“∞”形向前运动;在螺槽区,物料在螺槽的横截面内上下流动;回流物料微元数随着螺杆转速的增大、双螺杆挤出机产量的减小而增大。     

同向旋转双螺杆挤出机计量段中聚合物挤出的模拟

建立了非牛顿粘性聚合物熔体在同向旋转双螺杆挤出机计量段中的三维 非等温流动模型,利用网络叠合技术分析挤出机计量段内速度、温度、压力、粘度、粘性耗散热的分布以及螺杆转速、轴向压差对挤出量的影响。     

往复式混炼挤出机市场看好

螺杆往复式混炼挤出机作为一种新型的加工设备,在高填充、高分散、热敏性材料的加工方面有其独特的优势。这种挤出机在螺杆芯轴上设有独特的积木式螺块,螺块在一个螺距内断开三次,称为混炼螺块,对应这些空隙,在机筒内衬套上,排列有三排混炼销钉。同时,螺杆在转动过程中作往复式运动,每转动一周,轴向往复运动一次。由于这种独特的运动方式,以及混炼螺块和销钉的作用,使物料不但在混炼销钉和不规则梯形混炼螺块之间被剪切,而且被往复输送,增强了混炼效果,保证了最佳的分散性和分配性混合。另外,混炼销钉和螺块的相互啮合,也提高了机筒的自我清     

不同螺杆构型的聚合物塑化过程混合特性分析

螺杆混合性能是影响聚合物塑化质量和均匀性的重要因素之一。采用扭转元件、销钉元件、Maddock元件及常规螺纹元件,应用计算流体力学软件Polyflow对5种螺杆构型的混合特性进行了数值仿真分析,结合停留时间分布、剪切速率分布、拉伸速率分布、混合指数和非弹性应力张量的第一特征值等参数比较全面地对其混合能力进行了比较。结果表明,5种螺杆构型流道内物料均以剪切流动为主,Maddock元件的剪切作用最明显,具有分流功能的结构可以在一定程度上强化对物料的拉伸作用;2种扭转元件对于物料的混合效果相对较好,其次是销钉元件和Maddock元件,最差的是常规螺纹元件。     

市场动态

切向销钉挤出机问世 意大利科美高公司开发的新型切向销钉挤出机,其销钉(杆)从方形机筒插入后与螺杆相切,销钉杆中设有冷却介质通道,而传统的销钉挤出机中销钉是沿机筒周向均匀布置,向内插入螺杆的螺槽根部。 由于新型挤出机的销钉与胶料直接接触的长度比传统挤出机更长,因此对胶料的剪切作用更多。同时,由于销钉     

机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融理论研究

对固体输送段和熔融段机筒开设螺旋沟槽的单螺杆挤出机,构建了基于反压缩比分离型螺杆和正压缩比沟槽机筒的耦合双槽熔融模型,并通过液压剖分式单螺杆挤出机实验平台对耦合双槽熔融模型进行了验证。结果表明:对于沟槽机筒单螺杆挤出机,利用熔融段沟槽固体塞和螺杆螺槽固体塞在机筒沟槽和螺杆螺槽界面处发生层间剪切产生的大量内摩擦热来实现物料的高效熔融是可行的;实验结果和理论模型相一致;螺杆转速对熔融长度影响不大,而螺杆结构参数则对其影响较大。     

三螺杆挤出机常规螺纹元件挤出过程的CAE研究

利用ANSYS软件分析了三螺杆挤出机常规螺纹元件中等温非牛顿流体的压力场、速度场和粘度场，并和双螺杆挤出机常规螺纹元件进行了比较，尤其对流道中心区进行了重点研究。结果表明，三螺杆挤出机的混合性能好于双螺杆挤出机；中心区的物料压力梯度和速度梯度都较小，物料在中心区流动缓慢，中心区的物料粘度值较大；对反应时间不宜过长的聚合物，应避免使用三螺杆挤出机。     

国外橡胶挤出理论研究简介

概述了近年来国外有关橡胶挤出理论的研究情况。介绍了普通型、强力剪切型、销钉机筒型及传递型橡胶冷喂料挤出机螺杆螺槽内胶料流动特性理论研究的动向。