聚合物三腔微管挤出口模结构对胀大变形的影响

聚合物熔体的模内流动状态与模外胀大变形直接影响微挤出制品的成型质量。文中基于Carreau模型,采用数值模拟方法,研究了聚合物三腔微管挤出过程中口模壁厚差与空心度结构特征对胀大变形行为的影响。结果表明,影响挤出胀大变形程度的关键因素是口模出口附近的轴向速度分布;内外壁厚差会导致较大壁厚位置处对应的型坯厚度增大,而较小壁厚位置处的型坯厚度减小,壁厚差变化对薄壁区域壁厚变形影响较大,达到91.4%;空心度减小能提升口模出口附近轴向速度分布均匀性,减小了70.1%的变形程度;基于胀大变形规律逆向补偿设计了口模形状与尺寸,明显改善了制品成型质量。研究结果对聚合物多腔微管的口模结构优化设计具有理论意义与工程应用价值。

螺杆挤出机相似放大理论的研究进展

总结了近些年来国内外提出的螺杆挤出机相似放大准则,并对比分析了常用的放大系数和适用范围,同时,介绍了相似放大理论在螺杆挤出机中的优化挤出机的结构参数、工艺条件的实际应用,最后指出了螺杆挤出机相似放大理论进一步探索和优化,为螺杆挤出机行业的可持续发展提供更加有效的理论支持。

大型双螺杆挤压造粒机组齿轮箱轴系分析及齿轮箱相关核心技术

文章分析了大型双螺杆挤压造粒机组典型传动系统轮系结构,从速度调整和扭矩分配两方面分析了当前典型大型挤压造粒机组传动系统轮系结构的特征。与此同时,还对非对称式扭矩分配轮系结构进行了分析。在此基础上,还对齿轮箱润滑冷却、轴承振动监测、气动摩擦离合器以及工程建设过程中的齿轮箱动载计算等方面内容进行讨论。相关内容可为大型挤压造粒机组齿轮箱的设计、使用以及工程建设提供一定的技术支撑。

基于离散元仿真模拟的螺杆加料机加料性能研究

利用建模软件建立不同螺杆导程、外径以及头数的螺杆结构;在离散元数值模拟仿真软件中建立颗粒模型、设置接触参数后,对不同结构下螺杆的输送过程进行模拟仿真;利用后处理模块对颗粒在输送过程中的受力以及加料机的出口质量流率进行分析,探讨螺杆结构对加料质量的影响规律。结果表明,螺杆导程是螺杆加料机输送效率的主要影响因素,20 mm导程的螺杆输送效率是14 mm导程的15倍左右,但是出料精度有所下降;螺杆间隙是颗粒受力的主要影响因素,间隙的减小会导致颗粒受力的增大,1 mm间隙下的平均受力在1.2×10-2 N左右;双头螺杆导致颗粒输送过程中受力的激增,峰值达到15 N左右,出料效率降低,但是出料稳定性提高。

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。

D11型双螺杆高剪切湿法制粒机制粒性能模拟与评价

基于双螺杆高剪切湿法制粒工艺与装备协同集成数字化虚拟样机仿真方法,模拟评价了D11小型双螺杆高剪切湿法制粒机的结构特征与螺杆尺度对制粒性能和关键质量属性的影响,构建了终点制粒关键质量属性-结构特征-螺杆尺度的协同耦合演化规律。研究结果表明:本文的D11小型双螺杆高剪切湿法制粒机能实现750~936μm颗粒的制造,制粒收率最高可达到88.84%。特征粒径d10、d50、d90、制粒收率与螺杆螺距预压缩比、螺杆尺度呈现正关联协同演化规律,而制粒粒径的一致性与螺杆螺距预压缩比、螺杆尺度呈现负关联协同演化规律。将螺杆螺距预压缩比提高至3.67,可使最大制粒粒径增至936μm,粒径跨度降至0.49。提高螺杆螺距预压缩比,可提升D11小型双螺杆高剪切湿法制粒机的制粒性能和终点制粒的一致性,弥补螺杆尺度减小诱发其制粒特性劣化。

场协同扭转螺杆热输运性能的研究

应用Polyflow软件,采用数值模拟的方法对创新提出的场协同扭转螺杆在不同转速下的热输运特性进行了仿真分析,结合温度分布、对流换热系数、黏度、压力等参数对其热输运性能进行了系统研究,并与常规螺杆进行对比。结果表明,设置有扭转结构的场协同扭转螺杆温度均匀性得到改善,对流换热系数提高,强化了整个体系的传热效果,其中扭转元件串联排布的螺杆换热性能更优。并以三元乙丙橡胶(EPDM)为原料,采用扭转挤出技术结合机头径向温差、换热系数等参数对常规螺杆与场协同扭转螺杆的传热性能进行了实验研究。所得结果与仿真一致,证明了场协同扭转螺杆具有强化传热、改善塑化均匀性的特性。

场协同拉伸螺杆强化混合与传热机理的研究

基于聚合物场协同塑化输运混炼原理,设计开发强化混合与换热的场协同拉伸螺杆新结构——场协同拉伸元件,利用ANSYS Polyflow对普通双头螺纹螺杆和不同拉伸元件排布的场协同拉伸螺杆进行了数值模拟,对比分析了不同螺杆构型对聚合物胶料的混合性能、传热性能以及塑化均匀性的影响。结果表明,场协同拉伸螺杆综合性能均优于普通螺纹螺杆,其中,场协同拉伸元件集中排布的螺杆B传热性能最优,场协同拉伸元件分散排布的螺杆F混合性能最优;场协同拉伸螺杆中拉伸元件的径向收敛流道改变了速度场的方向,使速度矢量产生了径向分量,促进了速度场与温度梯度场、速度梯度场的协同相互作用,增加流场中的拉伸流动和拉伸形变,强化了热质传递输运过程。

单螺杆挤出机喂料段螺旋沟槽衬套的流场分析

运用Solidworks三维建模软件建立喂料段沟槽衬套的实体模型。利用ANSYS/FLUENT进行有限元流场分析,针对单螺杆挤出机制备再生胶时喂料段螺旋沟槽衬套的沟槽深度,沟槽宽度,沟槽个数对胶料固体输送速率的影响进行了分析。本文还对挤出机喂料段沟螺旋槽衬套的沟槽深度,沟槽宽度及沟槽个数等参数进行了优化。其研究结果对单螺杆挤出机制备再生胶时喂料段沟槽衬套的设计及参数选取有一定的指导意义。

PP共挤薄膜挤出温度对挤出流率的影响

多层共挤薄膜生产通常采用单螺杆-熔体泵串联挤出系统,薄膜厚度的稳定性控制是决定其产品质量的重要技术难题。本文通过分析共挤聚丙烯薄膜纵向厚度波动的相关因素,得到薄膜厚度纵向波动是由挤出流率的波动引起,并研究挤出温度变化对熔体泵出口压力与挤出流率波动的影响,以确定纵向厚度稳定性较高的挤出温度。基于现有多层共挤试验线可调整与监测参数,以挤出温度为变量开展实验,将熔体泵进口压力与转速设为固定值,分析物料黏度变化引发的熔体泵出口压力与挤出流率的波动情况。结果表明,随着挤出温度升高,物料黏度下降,熔体流动性增强,螺杆转速与熔体泵出口压力波动变化趋势基本一致,螺杆转速波动幅度约为熔体泵出口压力波动幅度的2.75倍;同时熔体泵出口压力降低,熔体泵进出口压差减小,容积效率提高,挤出流率小幅增加;对比不同温度下挤出流率波动,可知试验线挤出温度设定为220℃时,波动值最小,薄膜具有较高的纵向厚度稳定性,对薄膜产品生产具有一定的指导意义。

十一层共挤下吹水冷高阻隔膜机组关键技术

本文介绍了下吹水冷吹塑法的工艺特点及产品应用,分析设备的现状及问题,同时介绍十一层共挤下吹水冷高阻隔膜机组的工艺流程和关键技术。机组采用套碟组合式机头,保证高质量复合,缩短了物料热历程,满足多种配方的加工;采用风温式自动风环+测厚控制系统,提升薄膜的厚薄均匀性;采用真空水环,满足宽幅生产,提高产量;采用低阻力夹板及低摆幅旋转牵引,改善膜面质量;采用智能协同控制技术,实现了薄膜生产过程的精密闭环控制。

挤出塑料造粒机头的结构优化设计

针对现有技术的挤出塑料造粒机头在生产实际中存在的物料塑化不良,料条容易拉断,料条纠缠在一起或黏结在机头的出料板上等缺陷,进行了优化设计,对料条进行拉伸取向,通过在机头设计了分流器,吹风冷却装置,梯形储料缓冲槽等方面的改进,实现了对料条的拉伸取向,解决了料条的纠缠或黏结,实践证明,该机头结构的适应性更强,物料塑化和产品性能更好,其优化设计后的机头结构特点和实用性便一目了然。

浅析气动摩擦离合器在大造粒机组中的应用

介绍了大型挤压造粒机组中气动摩擦离合器的结构特点及工作原理。气动摩擦离合器是一种特制的联轴器,能够传递较大扭矩,同时可以通过人为设定风压来控制摩擦力的大小,以达到对关键设备过载保护的目的。

UHMWPE隔膜挤出成型工艺的实验研究

研究了挤出成型工艺参数如螺杆转速、螺杆温度等对超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)湿法隔膜加工过程中冻胶液压力及预制膜厚度的影响。结果表明:随着螺杆转速的增加,相同时间内冻胶液挤出量增加,导致冻胶液压力增加;挤出膨胀率随剪切速率的增加而增加,从而造成挤出胀大现象更加明显;随着熔融段温度梯度的增加,网前、网后压力及预制膜的厚度增加,制品厚度尺寸稳定性降低。

开槽螺纹对双螺杆挤出均匀性影响的仿真研究

螺纹形式严重影响双螺杆挤出材料的均匀性。基于Polyflow建立了正螺纹及不同槽数、槽深的开槽螺纹元件下等规聚丙烯混合挤出过程的模拟模型。借助Polystat从停留时间、剪切速率、分离尺度等角度分析了螺纹元件的分散混合能力。结果表明,相比于正螺纹,开槽螺纹建压能力弱,降低了螺杆的挤出能力,但开槽螺纹有利于物料的反流及物料在螺杆内的停留时间;当一周开槽数为6且槽深为4 mm时,物料所受剪切速率最大,比正螺纹大22 s~(-1);当一周开槽数为8且槽深为4 mm时,其分离尺度相比于正螺纹元件降低了40%,其破碎效果相比于正螺纹提升了38%,更有利于粒子的分布混合及分散混合,提升物料的均匀性。

螺杆构型对啮合异向双螺杆流场影响的仿真分析

以聚乳酸(PLA)为例,讨论异向双螺杆挤出机3种不同螺杆构型(阴阳转子螺杆头数比分别为2∶2、3∶2、4∶2)下的流道分布规律。依据理论端面曲线方程在Solidworks中创立上述3种不同螺杆构型的三维模型,使用Workbench软件对3种螺杆构型进行网格模型的建立,再使用Polyflow流体仿真软件进行模拟实际流场情况,得到后处理结果,使用后处理分析软件FieldView进行最终结果的分析;研究PLA流体的在不同螺杆构型下的压力、剪切速率以及黏度。同时使用Polystat统计模块对停留时间分布曲线RTD以及分布混合特性进行对比研究。结果表明,在螺杆转速为60 r/min和阳转子螺杆头数一定的条件下,随着阴转子螺杆头数的增加,压力波动减小,剪切作用提高,停留时间增加,分布效果提高,有利于材料的输出和混合。

三维动画模拟技术在塑料挤出成型过程中的应用

塑料工业可总体分为两大领域,分别为塑料制品的成型加工,另一部分为塑料原料生产,塑料挤出成型属于塑料制品成型加工技术中一大分支。三维动画模拟技术所具备的真实性、精确性与可频繁操作性等优势,可以对塑料挤出成型完整过程进行描述。

可降解塑料片材机头流道的流场分析及设计优化

针对可降解塑料片材机头挤出的片材不规整且表面呈波浪状褶皱的问题,基于Polyflow对可降解塑料片材的挤出过程进行模拟,计算并分析了挤出过程中速度、压力、剪切速率的分布,根据数值模拟的结果优化机头流道结构,并和原有机头流道进行对比。结果表明,优化后的机头流道提高了熔体流动速度,增强了出入口的熔体流动性能,提高了流道内成型段的压力降,提升了充模速度和熔体流率,提高了机头的剪切速率,有利于流道内物料混合均匀,解决了片材不规整及表面褶皱的问题。

螺杆构型对PBAT/Talc复合材料性能的影响

通过模拟和实验相结合的方式研究了不同混合段的螺杆构型对PBAT/Talc复合材料性能的影响。结果表明,物料中填料的分散均匀性与螺杆中分散分布混合螺纹元件个数成正相关的关系,但分散分布混合元件数量的增加会加剧聚合物的降解,导致力学性能下降;以先分布后分散的螺纹元件组合方式制备的复合材料展现了最佳性能。

双螺杆挤出工艺对聚碳酸酯类光学材料的光学特性及颜色的影响研究

研究了双螺杆挤出机的螺杆剪切强度、剪切速率、加工温度对聚碳酸酯材料的透光性和颜色的影响。结果表明,剪切强度关系到剪切热的产生量,强的组合更容易导致PC材料的降解和透光性的降低。在相对弱的剪切强度下,加工温度影响着材料加工流动性,流动性增大,PC透光率增大,材料颜色(B值)降低。65D双螺杆挤出机使用较弱的螺杆组合,在240~250℃左右的加工温度下,按照350KG/H、450RPM挤出聚碳酸酯类光学材料性能最佳(B值可达到-1.40550 mm波长的透光率高于10850 mm波长的透光率高于32)。