白杰[1]2004年在《锥形双螺杆挤出机仿真系统的初步研究》文中认为随着塑料工业的发展,尤其是塑料建材的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。计算机仿真技术作为一门新兴的高科技技术,在塑料加工领域也得到广泛运用,并促进这一领域的发展。然而,迄今为止,国内外在锥形双螺杆挤出加工过程中应用计算机仿真技术的研究却很少见。因此,开展锥形双螺杆挤出过程仿真系统的初步研究具有重要的现实意义和历史意义。本文作者从挤出过程的理论分析入手,使用可视化高级程序语言C++Builder、三维动画制作软件3D Studio MAX,初步开发出完全基于Windows的锥形双螺杆挤出过程的仿真系统。本系统能近似地模拟挤出过程,并预测挤出机的挤出产量、物料沿螺槽的充满长度、物料的停留时间等。本论文的研究工作主要集中在以下几个方面:1、较为详细地阐述了锥形双螺杆挤出机挤出过程中固体输送段的温度分布方程、螺旋线方程以及挤出产量的理论求解方法等。这部分是仿真系统的核心和基础,直接决定着仿真结果的准确性与可信度。2、介绍了此仿真系统的锥形双螺杆的绘制方法、动画制作技术以及仿真系统程序设计过程。通过此仿真系统可以直观地看到锥<WP=5>形双螺杆挤出过程中物料的相变历程,建立了良好的人机对话环境。3、进行了仿真结果的分析。通过对仿真结果进行分析,验证了仿真系统的可信度,为以最少的投入,最短的时间,实现直观、真实地显示整个挤出过程,实现对挤出过程的实时监控的目标迈出了第一步。
苑炜[2]2000年在《锥形双螺杆挤出机固体输送过程研究》文中研究说明锥形双螺杆挤出机以其独特的几何结构，在塑料加工，尤其是UPVC的加工中得到了广泛的应用。但对于锥形双螺杆挤出机的研究还不够深入，固体输送段更因其加工物料的特殊物性而鲜有报道，因此对其开展基础理论研究是一项非常有意义的工作。 本课题在充分利用现有设备的基础上，对其进行可视化改进，独立设计加工了全透明有机玻璃机筒。利用该透明机筒进行不同条件下的物料输送实验，观察到物料在该段运动情况，并对其运动进行了分析，提出临界充满度和临界角的概念，对固体输送角进行了推导。 利用自己设计温度测量设备，实际测得不同工艺条件下不同螺槽深度上物料温度。 在建立固体输送物理模型的基础上，利用ANSYS软件，建立螺槽腔室的有限元模型，并与实验中静态观察到现象相结合，对各螺槽腔室温度场进行模拟计算，得到整个固体输送段的温度分布。
郭冰[3]2012年在《锥形差速双螺杆塑化混炼理论研究》文中研究指明聚合物加工中塑化和混炼的效果直接决定了产品的质量。锥形螺杆挤出机螺杆纵向的压缩性能，差速双螺杆捏合机螺杆横截面上的拉伸压缩性能，对塑化混炼场都起到了强化作用。将锥形螺杆挤出机与差速双螺杆捏合机相结合得到了一种新的机型，锥形差速双螺杆混炼机。本论文在锥形螺杆挤出机和差速双螺杆捏合机研究的基础上初步分析设计了锥形差速双螺杆混炼机。（1）锥形螺杆挤出机：由于单螺杆挤出理论是挤出机的研究基础，本部分对槽深渐浅的平直螺杆和内外锥角相同的锥形螺杆分别进行挤出理论的推导和分析。对于锥形螺杆挤出机，固体输送段建压能力、产量都有所增加，而消耗功率降低；熔融段长度减小。（2）差速双螺杆捏合机：由于差速双螺杆捏合机两个转子存在速度差，两个转子在旋转过程中对物料具有很强的拉伸压缩效果，有利于塑化和混炼的进行。流场进行模拟研究，发现随着差速比的增大，端面混合效果反而降低，差速比5:1的纵向混合能力与自洁能力都较好。（3）表征研究：无论是锥形螺杆纵向的压缩，还是差速螺杆端面的拉伸压缩，都与压力场紧密相关。本部分针对压力对熔融和凝固的影响进行超声波表征研究。超声波振幅和声速可以表征聚合物的熔融和凝固过程，并能反映出压力对熔融和凝固的影响。（4）设计部分：将锥形螺杆挤出机与差速双螺杆捏合机的优点相结合得到锥形差速双螺杆混炼机。对锥形差速双螺杆混炼机螺纹元件和捏合盘的设计进行了简单介绍。
边靖[4]2016年在《锥形双螺杆挤出机螺杆结构对制品性能的影响》文中提出挤出成型是聚合物加工成型中最重要的方法之一,挤出成型的应用最早,应用领域也最广泛。锥形双螺杆挤出机作为挤出成型中的一种设备,也越来越受到人们的重视。关于锥形双螺杆挤出机理论的研究也越来越深入。本文通过SOLIDWORKS软件对多种结构形式的锥形双螺杆挤出机螺杆进行了三维建模,利用GAMBI T软件对建立的三维模型进行了有限元网格划分,通过POLYFLOW软件对多种结构形式的锥形双螺杆挤出机的有限元模型进行了数值模拟分析。通过静态模拟和动态模拟得到了各流道流场的压力场、剪切应力场、粘度场、速度场等场量。运用FIELDVIEW软件对模拟结果进行后处理,得到体积流率、平均剪切速率、平均速度、停留时间分布等参量。研究结果表明,双锥型双螺杆其剪切应力较小,综合分析三种螺纹形状的锥形双螺杆,发现梯形螺纹螺杆的剪切应力较小。通过对螺杆导程、内锥角和外锥角条件下加权平均剪切应力和累积停留时间分布的正交试验,找出了较优的参数组合。在模拟分析的基础上,利用普通型锥形双螺杆挤出机和双锥型双螺杆挤出机进行了实验研究,结果表明,双锥型双螺杆挤出机制得的制品性能优于普通型锥形双螺杆挤出机制得的制品的性能,这与模拟结果是相吻合的。
孙建梅[5]2002年在《锥形双螺杆挤出机固体输送段和熔融段物料输送功率消耗的研究》文中认为随着塑料工业的发展，锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。然而，迄今为止，国内外与其相关的研究文献却很少。因此，深入开展锥形双螺杆挤出过程的实验研究和基础理论研究具有重要的现实意义。 本文旨在对锥形双螺杆挤出机挤出过程中固体输送和熔融两段的物料输送功率进行研究。 实验方面，对实验室现有锥形双螺杆挤出机进行改造后，利用透明机筒模拟了固体输送段挤出过程实验，进行了固体输送段和熔融两段生产条件下的挤出实验，并测定了各实验条件下的螺杆扭矩，观察和获得了大量实验现象和实验数据。定性分析了相关参数如温度、螺杆转速、螺杆组合等对挤出过程以及输送功率的影响。 借助于单螺杆挤出的非塞流固体输送理论，考虑啮合区，提出了描述固体输送段粉料输送的两区理论模型，即啮合区的正位移输送理论模型和侧螺槽区正位移及摩擦拖曳相结合输送的物理模型。结构力学中散粒体的概念被引入研究中。 结合机筒和螺杆所构成流道的实际几何形状，建立了锥形双螺杆熔融段数理模型，应用ANSYS软件进行了流场模拟计算，得出了其压力场、速度场等，通过后处理编程求得功耗，并分析讨论了各参数(螺杆转速、压差、错列角、螺杆和机筒间隙等)对机械功耗的影响。 本课题的研究，得出了对生产实际具有一定指导意义的理论依据和具有参考价值的结论及实验数据，并为后续的研究工作打下了良好的基础。
潘龙[6]2012年在《螺旋沟槽单螺杆挤出机新型挤出理论研究》文中指出由于开槽机筒单螺杆挤出机具有产量高、挤出稳定性好等优异性能，已经被越来越广泛地应用到塑料聚合物加工领域中。本研究中以螺旋沟槽单螺杆挤出机新型挤出理论研究为主线，对螺旋沟槽单螺杆挤出机固体输送段的固体输送机理、固体输送产量模型和不同固体输送机理下螺旋沟槽固体输送段的能耗等方面进行了探索和研究。在系统研究并结合理论分析基础上，研制了具有正位移输送能力的新型螺旋沟槽式单螺杆挤出机。该挤出机打破了单螺杆挤出机不能实现正位移输送的思想禁锢，在固体输送段实现了类似于异向双螺杆挤出机中的正位移输送方式，填补了国内外单螺杆挤出领域的一项技术空白。主要研究工作如下：1、通过将机筒衬套沟槽和螺杆螺槽视为对物料协同作用的整体系统，将嵌入机筒衬套沟槽和螺杆螺槽内的物料视为整体固体塞，建立了新型的弧板物理模型，通过对弧板固体塞的受力平衡和力矩平衡分析求解，建立了螺旋沟槽单螺杆挤出机固体输送段实现对整体固体塞正位移输送的边界条件方程，可以确定实现正位移输送条件下的机筒衬套沟槽和螺杆螺槽几何结构参数，实现了对固体输送段输送特性的可控。2、分析了螺槽中固体塞微元的受力情况，通过求解螺槽中固体塞微元的连续性方程和运动方程，得到了正位移输送机理下的固体输送段的建压方程式和固体塞运动速度方程式。在理论分析并结合实验验证的基础上，系统研究了不同机筒衬套沟槽和螺杆螺槽结构参数以及原料物性参数对正位移固体输送段压力分布的影响规律，揭示了正位移固体输送的建压机理。3、建立了新型的固体输送粒径模型，在粒径模型中，根据不同的机筒衬套沟槽深度和螺杆螺槽深度以及原料粒径之间的尺寸关系确立了固体塞内部不同位置处的剪切界面，使用正位移输送的边界条件方程讨论了不同的机筒衬套沟槽深度和螺杆螺槽深度以及不同的原料粒径对剪切界面上的固体输送机理的影响规律，利用不同结构参数的机筒衬套和螺杆装置以及不同的原料粒径进行了实验验证，并确立了不同固体输送机理下螺旋沟槽固体输送段的产量和能耗计算模型。4、通过系统分析和理论研究，研制了具有正位移固体输送能力的新型螺旋沟槽单螺杆挤出机，并在该挤出机实验平台基础上，自行研制了螺杆挤出固体输送段在线模拟试验机，用于在线真实检测固体输送段末端的压力值和固体输送段的产量和能耗等参数。本研究取得的阶段性成果不仅可为螺旋沟槽正位移输送单螺杆挤出机的工业化应用提供理论指导，还可为我国高分子材料科学与技术的进步提供新的设备平台。
杨超[7]2004年在《锥形双螺杆挤出段功率消耗的研究》文中研究说明随着塑料工业的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。然而,迄今为止,国内外与其相关的研究文献却很少。因此,深入开展锥形双螺杆挤出过程的实验研究和基础理论研究具有重要的现实意义。本文旨在对锥形双螺杆挤出机挤出过程中挤出段的功率消耗进行研究。应用实验室现有实验设备和测量仪器,进行了整机生产条件下的挤出实验,并测定了各实验条件下的螺杆扭矩和挤出机产量,观察和获得了大量实验现象和实验数据。结合课题组过去所做的固体输送段和熔融段两段的实验,得出了各实验条件下螺杆挤出段的扭矩。定性地分析了相关参数,如机头压力、螺杆转速、螺杆构型等对挤出过程以及功率消耗的影响。依据机筒和螺杆所构成流道的实际几何形状,建立了锥形双螺杆挤出段的数理模型,应用ANSYS软件进行了流场模拟计算,得出了其压力场、速度场、粘度场等,通过后处理编程求得功率消耗,并分析讨论了各参数(螺杆转速、压差、螺杆和机筒间隙等)对机械功耗的影响。本课题的研究取得了一些对生产实际具有一定指导意义的理论依据和具有参考价值的结论及实验数据,并为后续的研究工作打下了良好的基础。
梁振刚[8]2015年在《阶梯状双螺杆挤出机挤出机构的研究》文中研究说明双螺杆挤出机主要应用于聚合物加工行业,随着聚合物行业的不断发展,双螺杆挤出机的应用也越来越广。槽深比是衡量双螺杆挤出机性能的重要指标。但总体来说,普通平行双螺杆挤出机的混合性能较好,但其压缩比往往达不到要求;普通锥形双螺杆挤出机的压缩比一般较大,但其混合性能较差;而对于现在有些工厂设计及生产的高槽深比的双螺杆挤出机,其压缩比能达到要求,但其螺杆结构的一部分是非自扫型结构,自洁性能和混合性能较差。阶梯状的双螺杆的螺杆结构是自扫型的,自洁性能和混合性能较好,其结构又是阶梯状结构,拥有较高的压缩比。本论文主要研究的内容包括:1、分析了阶梯状双螺杆挤出机相对于其他类型双螺杆挤出机的优势。2、针对确定阶数的阶梯状双螺杆挤出机,研究其螺槽形状的不同对压缩比的影响,并通过对不同螺纹元件进行组合,得到阶梯状双螺杆挤出机能够实现的压缩比。3、利用ANSYS软件,分析阶梯状双螺杆挤出机的阶数不同对混合性的影响。4、利用流固耦合原理,对螺杆进行相关分析。
任建华[9]2011年在《甲基纤维素增重造粒关键技术研究》文中指出本工作研究开发了一种新型三阶式双螺杆挤出机,并将其应用于甲基纤维素的挤出造粒工艺中,有效地提高了甲基纤维素颗粒的容重和溶解度。在双螺杆挤出机的啮合原理的基础上,建立了螺杆几何尺寸之间的关系,并获得了三阶式双螺杆挤出机螺杆的三维模型。采用遗传算法完成了对三阶式双螺杆挤出机的优化设计和开发,获得了最优化的设计尺寸。使用Pro/E软件完成了三阶式双螺杆挤出机的实体建模,并采用ANSYS软件对螺杆进行了静力学分析、模态分析和响应分析。最后,对挤出的甲基纤维素产品进行了系统的表征,根据表征结果对甲基纤维素产品的增溶、增重机理进行了系统的分析。最终形成完整的增重造粒生产工艺。
贾明印[10]2008年在《嵌套螺杆式新型挤出机的研制与理论研究》文中提出传统挤出理论仅以螺杆为研究对象,而把螺杆和机筒作为整体研究的较少。本文将螺杆和机筒作为统一的研究对象,以嵌套螺杆式新型挤出机的研制和理论研究为主线,对该新型挤出机的设计原理、喂料系统、挤压系统、传动系统、固体输送段的固体输送模型和固相温度模型、熔体输送段的熔体输送模型和熔体温度模型等方面进行探索和研究。在系统设计和理论分析的的指导下,研制了国内首台具有自主知识产权的内外螺杆直径组合为32/50的嵌套螺杆式新型挤出机,并成功实现了单机双层复合共挤出,填补了国内单机复合共挤技术的空白。嵌套螺杆式新型挤出机的技术核心是采用嵌套式螺杆,外螺杆为中空结构,内螺杆嵌套在外螺杆芯部,内外螺杆由独立的传动装置驱动,内螺杆可静止或与外螺杆作反向旋转运动,旋转的外螺杆相当于内螺杆的机筒。运用系统工程设计原理,全面剖析了嵌套螺杆式新型挤出机的工作原理、结构特点和设计难点,重点对新型挤出机的喂料系统、挤压系统、传动系统和单机双层复合共挤棒材机头进行了结构设计。构建了嵌套螺杆式新型挤出机固体输送段的固体输送模型和二维非等温固相温度模型。固体输送模型首次考虑螺杆离心力和物料压缩性的综合作用,分析讨论了内外螺杆固体输送段的牵引角、压力分布和速度分布的变化规律,理论分析和实验现象比较吻合。利用有限差分数值方法分别对嵌套式螺杆新型挤出机的机筒内表面、外螺杆底面、外螺杆内表面三个不同界面处的固相温度分布进行了求解,分析讨论了机筒温度、螺杆转速、摩擦系数及压力等参数对内外螺杆固相温度分布的影响。理论分析和数值计算为正确制定嵌套螺杆式新型挤出机的结构几何参数和挤出工艺参数提供了科学依据。建立了嵌套螺杆式新型挤出机熔体输送段的熔体输送模型和熔体温度模型。熔体输送模型考虑了机筒正向拖曳、螺杆螺棱的正向推力置换和螺杆芯轴反向拖曳的综合作用,并与文献结果对比验证了该模型的正确性,分析讨论了内螺杆熔体输送段的体积流率、熔体速度、等速线分布以及横向流动等,计算结果和嵌套螺杆式新型挤出机的实验值比较一致;采用拉普拉斯变换详细推导了内外螺杆熔体温度分布的解析解,并针对幂率流体模拟了一定工艺条件下内外螺杆熔体沿轴向和沿槽深方向的温度分布。这些理论分析和数值计算为科学制定嵌套螺杆式新型挤出机的螺杆几何参数和挤出工艺参数提供了理论依据。本研究取得的阶段性成果不仅可为该机型的研制和应用提供理论依据,还可为我国高分子材料科学和技术的进步提供新的设备平台。
参考文献：
[1]. 锥形双螺杆挤出机仿真系统的初步研究[D]. 白杰. 北京化工大学. 2004
[2]. 锥形双螺杆挤出机固体输送过程研究[D]. 苑炜. 北京化工大学. 2000
[3]. 锥形差速双螺杆塑化混炼理论研究[D]. 郭冰. 北京化工大学. 2012
[4]. 锥形双螺杆挤出机螺杆结构对制品性能的影响[D]. 边靖. 北京化工大学. 2016
[5]. 锥形双螺杆挤出机固体输送段和熔融段物料输送功率消耗的研究[D]. 孙建梅. 北京化工大学. 2002
[6]. 螺旋沟槽单螺杆挤出机新型挤出理论研究[D]. 潘龙. 北京化工大学. 2012
[7]. 锥形双螺杆挤出段功率消耗的研究[D]. 杨超. 北京化工大学. 2004
[8]. 阶梯状双螺杆挤出机挤出机构的研究[D]. 梁振刚. 河北工程大学. 2015
[9]. 甲基纤维素增重造粒关键技术研究[D]. 任建华. 中国矿业大学（北京）. 2011
[10]. 嵌套螺杆式新型挤出机的研制与理论研究[D]. 贾明印. 北京化工大学. 2008