双螺杆挤出机胶粉脱硫工艺条件的研究

研究同向双螺杆挤出机的螺杆结构、脱硫温度和螺杆转速对胶粉脱硫的影响。结果表明:螺杆结构越有利于提高螺杆的混合和剪切能力,胶粉的溶胶含量越大,交联密度越小;当脱硫温度从170℃升高至190℃时,胶粉的脱硫效果有一定改善;当螺杆转速从50 r·min^(-1)增至90 r·min^(-1)时,胶粉的脱硫效果明显改善;当脱硫温度为180~190℃、螺杆转速为50~70 r·min^(-1)时,中等混合和剪切能力螺杆脱硫的胶粉的脱硫效果较好,脱硫胶粉胶料的拉伸性能较优。

啮合同向差速双螺杆挤出机挤出聚乳酸流场分析

目的:探究不同差速比的螺杆组在流道性能上的差异,明确差速对聚乳酸材料挤出性能的影响。方法:应用Solidworks软件建立4组差速双螺杆组,通过Fluent软件进行网格划分和有限元数值模拟,使用CFD-post软件分析计算结果,并对其性能进行验证。结果:当进出口压力分别为0.2,0.5 MPa,单头基准转速为30 r/min时,差速比为1∶2和1∶3的螺杆在不同性能下各有优劣,螺杆的产量和机筒内压力在差速比为1∶2时具有优势,螺杆的混合能力在差速比为1∶3时具有优势。结论:对比传统双螺杆挤出机,差速双螺杆挤出机对聚乳酸材料的挤出性能为正向影响,可作为全新的聚乳酸改性设备。

双螺杆挤出机塑化系统电磁加热过程的数值模拟与实验研究及应用

探究电磁加热相比于铸铜加热对双螺杆挤出机塑化系统的影响,首先针对现有双螺杆机筒和线圈分布建立几何模型,使用comsol有限元软件研究了电磁加热过程机筒磁通量变化以及温度均匀性;另外,在数值模拟的指导下开展具体试验验证,对比了电磁加热和铸铜加热的机筒内壁及法兰温度均匀性、用电量及电磁辐射安全性。结果表明,电磁加热具有更高的控温精度,保证温度均匀性在±1℃以内,与模拟结果相吻合;在相同的加热时间内,电磁加热可以实现机筒和法兰同步加热,预热时间节约40%,生产过程节能50%;另外电磁辐射符合国家安全标准(GB 8702—2014),保证车间工人的人身安全。

新型偏心双螺杆挤出机流域混合特性

基于非对称流场的混沌混合理论,设计了一种新型的偏心双螺杆挤出机。通过对比传统普通螺杆元件与新型偏心螺杆元件,偏心距不仅决定了螺杆的端面形状,也改变了螺槽形状,使同一导程内的2个独立的C型室螺槽形成一个ω型室螺槽。利用Polyflow软件分别对传统双螺杆挤出机与3种不同偏心距螺杆元件的新型双螺杆挤出机进行模拟仿真,分析了压力场、速度场与混合指数分布规律,计算了4种双螺杆挤出机流场的停留时间分布、分离尺度、最大剪切应力等混合表征系数。结果表明,与传统双螺杆挤出机相比,偏心双螺杆挤出机压力分布不均匀,正负压压力值增大,因此,压力差增大,使熔体回流速度增大,混合效果更佳;拉伸流区域增大,混合能力增强;熔体在流体域内的总体停留时间缩短,混合效果更佳;分离尺度数值下降较快,混合效率较高;偏心螺杆元件对流体的剪切应力增大,分散混合能力增强。

基于ANSYS的双螺杆挤出机长圆形夹套的优化设计

对双螺杆挤出机长圆形夹套结构进行优化设计,在夹套外表面设置加强圈可以有效降低结构的最大应力和总变形量,进而减薄长圆形夹套的厚度。利用数值模拟分析方法对比不同截面形状的加强圈对结构的加强效果,发现L形截面加强圈对应力的影响最为显著。确定合适的加强圈数量,利用ANSYS Workbench参数化优化平台,采用80组随机取样和等步长运算,分析各参数对夹套结构应力的敏感性。研究结果表明:加强圈厚度S、高度H、宽度L和夹套厚度T对夹套结构应力、变形的影响较为显著,而套管厚度t对其应力、变形几乎没有影响。基于目标驱动优化确定最佳结构。此时,长圆形夹套厚度减薄60%,设备总质量降低17.42%。

双螺杆挤出机异形内筒结构强度影响因素分析

异形内筒的厚度δi、相交圆中心距e、相交圆直径d是影响双螺杆挤出机强度的3个主要结构参数(简称3因素),一次局部薄膜应力PL、一次局部薄膜应力+二次应力P_(L)+P_(b)+Q是压力容器应力强度评定的2个主要应力类别。对3因素设定4个水平,进行3因素4水平正交试验,利用极差分析方法与方差分析方法处理正交试验数据。研究结果表明,因素δi、e、d对双螺杆异形内筒上危险截面处的应力P_(L)、P_(L)+P_(b)+Q均具有显著影响,对PL影响的主次排序为δi、e、d,对P_(L)+P_(b)+Q影响的主次排序为δi、d、e,对PL、P_(L)+P_(b)+Q影响的最佳方案均为δi(4)d(1)e(1)。采用多元回归分析拟合出了异形内筒结构危险截面应力PL及P_(L)+P_(b)+Q的多元回归方程,可用于双螺杆挤出机异形内筒结构应力的估算。

双螺杆挤出机共混改性工艺对高温尼龙基LED支架材料填料硅灰石分散的影响及改善

为了解决高温尼龙(PPA)基发光二极管(LED)支架材料共混改性过程中出现的力学性能偏低及注塑成型过程中频繁堵塞进胶口导致成型制件缺胶的问题,研究了双螺杆挤出机螺杆组合、双螺杆侧喂机关键尺寸参数对产品力学性能和硅灰石分散性的影响,同时研究了产品中是否含有硅灰石团聚体对注塑成型过程的影响,并分析其原因。结果表明,使用偏心结构的三头啮合块分散混合硅灰石和使用低外内径比、与主机螺杆间隙大的双螺杆侧喂机喂送硅灰石,均会造成硅灰石在共混改性过程中承受机械挤压形成团聚体,使产品拉伸强度由79.9 MPa下降至最低52.2 MPa,弯曲强度由147.1 MPa下降至最低105.6 MPa,并造成产品在注塑成型过程中频繁堵进胶口,使注塑成型缺胶率大幅上升的严重异常。而在共混改性过程中,使用双头啮合块替换偏心结构的三头啮合块分散混合硅灰石,并使用喂料能力更强的双螺杆侧喂机(高外内径比,与主机螺杆间隙更小)喂送硅灰石,可以有效解决该产品因硅灰石团聚导致的力学性能偏低和注塑成型频繁缺胶的问题。

差速非对称双螺杆挤出制备高性能HDPE/h-BN导热复合材料

电子元器件的飞速发展对电子设备的散热要求也越来越高。通过使用基于混沌混合原理的差速非对称双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯(HDPE)/六方氮化硼(h-BN)高导热复合材料,通过微观形貌、导热性能、力学性能等测试分析,研究了螺杆转速对h-BN的剥离与分散混合及其对HDPE/h-BN复合材料性能的影响。结果表明,转速的提升能够改善挤出机对h-BN的剥离分散效果,从而提高导热复合材料的综合性能。当转速为300 r/min时,平面内和平面外方向上的热导率分别达到了7.91和0.38 W/(m·K),与100 r/min时相比,分别提高了7.62%和15.15%,而拉伸强度和断裂伸长率分别提升了2.68%和81.63%。此方法工艺简单、生产效率高,且无需使用有害试剂,为高效规模化制备综合性能优异的高导热复合材料提供了新思路。

双螺杆挤出机压力控制系统优化研究

在现代挤出机的压力控制系统中,传统的PID控制方法通常受限于人工经验进行参数调整,这导致控制精度不高和对复杂环境的适应性较弱。为了解决这些问题,提出了一个经过改进的PSO算法优化的PID控制器。该控制器专为挤出机的压力控制系统设计,结合了双螺杆挤出机的实际操作参数,并通过MATLAB/Simulink进行了系统仿真比较。仿真结果显示,新的压力控制器能够稳定控制系统的压力输出,保持在目标值附近,同时具有较小的超调量和较短的上升时间,还展现了较高的控制精度和强大的抗干扰能力,从而显著提升了薄膜生产线的产品质量,并为实际控制系统的优化设计提供了有价值的参考。

基于双螺杆挤出机成型的复合改性剂制备的高黏沥青性能研究

为研究通过双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂性能,文中采用该设备将SBS改性剂、C9石油树脂,以及工业废油3种原料加工成型为颗粒状复合改性剂,旨在探究使用该复合改性剂制备高黏沥青与常规制备方法得到的高黏沥青在性能上的差异。通过进行沥青的三大指标测试、短期老化试验、布氏旋转黏度试验、沥青黏韧性试验及60℃动力黏度试验测试发现,由双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂制备出的高黏沥青性能接近常规制备方法下的高黏沥青,且前者60℃动力黏度值更高,其性能完全满足超薄罩面对高黏沥青的要求。此外,由双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂具有出色的稳定性和储存性;其熔融性能优异,使用此复合改性剂制备高黏沥青可大幅缩短制备过程所需的剪切时间,从而减少大量能耗。

啮合异向双螺杆挤出机中螺杆端面结构参数对聚乳酸流场的影响

目的:探究啮合异向双螺杆挤出机中螺杆构型的改变对聚乳酸流场的影响。方法:通过Solidworks软件建立异向双头螺纹元件的理论模型和经两种不同方式调整结构参数后的螺纹元件几何模型,将建立的三维模型导入Gambit软件进行网格划分,再应用Polyflow软件进行流场模拟计算,最终借助Fieldview软件提取流场分布结果,对比分析修正时螺纹元件端面上结构参数的调整对剪切速率场、黏度场和速度场的影响。结果:修正时螺纹元件的结构参数经两种方式调整后均会对聚乳酸流场造成影响;两种对结构参数的调整方式均在不同程度上减小了流道内的剪切速率梯度,方式一还造成了流道内聚乳酸的黏度降低。结论:从对剪切速率场、黏度场和速度场的影响上看,经方式一调整后的螺纹元件更有利于挤出,而经方式二调整后的螺纹元件实体构型更贴近螺纹元件理论构型。

基于离散元法双螺杆挤出机磨损特性分析

双螺杆挤出机在生产过程中经常会出现螺杆磨损等问题,严重影响了螺杆的使用寿命和聚合物加工的品质。本文采用离散单元法(DEM),结合Archard磨损模型,对同向啮合双螺杆挤出机螺杆磨损进行数值模拟,分析螺杆转速和填充率等因素对双螺杆挤出机磨损特性的影响规律。结果表明,螺杆磨损主要发生在螺棱的顶部区域以及进料口处,在物料进入机筒入口处会发生严重的挤压磨损;随着螺杆转速和填充率的增加,螺杆的磨损程度不断增大;料槽后方输送段的螺杆主要产生横向切削磨损,切向累积能量是导致磨损的关键因素。

基于CFX的内嵌双螺杆挤出机流场特性分析

在传统双螺杆挤出机的基础上,设计了一种具有内外流道的双螺杆挤出机。文章基于有限元法,利用Pro/E三维绘图软件建模、ANSYS/CFX流体模块,对新型双螺杆挤出机进行数值模拟,通过分析宏观压力、宏观速度以及挤出量来与传统双螺杆挤出机进行对比。分析结果显示,新型双螺杆挤出机内流道流速小于新型双螺杆挤出机外流道流速小于传统双螺杆挤出机外流道流速,从而延长了物料的停留时间,提高了混合性能;由于内流道的出现,使挤出效率提高了约55.5%。研究结果表明,新型双螺杆挤出机在保证豆粕挤出质量的同时,其豆粕挤出产量是传统双螺杆挤出机的1.4~1.7倍。本研究结果为双螺杆挤出机的设计提供了新思路。

浅谈橡胶双螺杆挤出压片机的新型布局及结构改进

对目前国内橡胶设备制造企业针对橡胶双螺杆挤出压片机的旧机台改造以及新结构开发加以介绍,以期新布局、新结构能给国内橡胶制品企业在设备改造或引进时提供参考和借鉴。

聚甲醛双螺杆挤出机在水下切粒改造后出现的问题及处理措施

简述了双螺杆挤出机在水下切拉改造后存在的问题及相应的改造措施、参数控制和调整方法。挤出造粒作为聚甲醛生产的最后一道工序,主要负责挤出制粒、脱气、掺混、稳定的添加等,以达到产品的稳定性和均一性。水下切拉改造后,有效地提高了聚甲醛的外观产品质量,对聚甲醛的整体产品质量提升有着重要意义。

同向双螺杆挤出熔融理论研究中对啮合区的处理

对啮合区的处理是同向双螺杆挤出理论研究中的难点之一。采用能量法计算啮合区对熔融过程的影响 ,并将这一影响引入熔融过程的非啮合区理论模型中 。

双螺杆挤出工艺对米糠可溶性膳食纤维含量的影响

采用双螺杆挤出技术对米糠进行处理,增加米糠中功能性成分的含量。在单因素试验的基础上,以可溶性膳食纤维得率为指标,采用响应面法优化最佳挤出工艺。结果表明:影响米糠中可溶性膳食纤维得率的各因素强弱次序为:挤出温度>水分含量>物料粒度;当挤出温度170℃、水分含量35%、物料粒度80目(0.175mm)时,米糠可溶性膳食纤维得率20.85%,与理论值接近。

响应面法优化玉米皮纤维双螺杆挤出工艺

采用响应面法对玉米皮纤维双螺杆挤出工艺进行优化。以脱脂玉米皮纤维为原料,在单因素试验基础上,以物料含水量(绝干物质基础)、挤出温度及玉米皮纤维粒度为响应因素、挤出后可溶性纤维得率为响应值,采用三因素三水平的响应面分析法,确定最佳挤出工艺。结果表明:物料含水量138%、挤出温度169℃、玉米皮粒度0.175mm(80目)时,可溶性纤维得率为10.75%,在此条件下,理论得率为11.01%,与实测值基本相符,说明此优化工艺条件可行。

计算流体动力学(CFD)及其软件包在双螺杆挤出中的应用

从数学模型、软件包的应用和数值模拟对象 (即整根螺杆、熔体输送段、混合以及反应挤出等 )三个方面介绍了计算流体动力学 (CFD)及其软件包在双螺杆挤出中的应用 ,并讨论了双螺杆挤出加工数值模拟中尚待解决的问题。

用双螺杆挤出机脱硫制备再生胶的工艺及性能

利用改进的双螺杆挤出机对废旧轮胎橡胶胶粉进行剪切脱硫,讨论了螺杆转速和反应温度对脱硫效果及再生胶力学性能的影响,通过扫描电镜分析了胶粉脱硫前后形貌的变化及再生胶硫化试样的界面结合状况。结果表明,废旧轮胎橡胶胶粉的凝胶含量和交联密度随着螺杆转速和反应温度的升高明显下降,脱硫胶粉恢复了塑性,再生胶硫化试样的界面结合紧密。将螺杆转速控制在50～120 r/min、反应温度控制在190/180/170～210/190/200℃时脱硫效果最佳,此时再生胶的拉伸强度由未脱硫前的3.1 MPa提高到了12.4 MPa,扯断伸长率由75%提高到452%。