混合型銷釘機筒冷喂料擠出機理及實驗研究.pdf

1、復(fù)合擠出在橡膠行業(yè)內(nèi)越來越廣泛的應(yīng)用以及高性能輪胎越來越高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對擠出成型制品質(zhì)量、產(chǎn)量、性能穩(wěn)定性等都提出了更高的要求，橡膠擠出作為高分子材料塑化混合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)備尤其是螺桿擠出機的技術(shù)改進與突破開始受到研究、設(shè)計制造、生產(chǎn)等各個領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)意義上的普通銷釘機筒擠出機雖然在目前行業(yè)被廣泛使用，但在膠溫、產(chǎn)量、塑化成型質(zhì)量等方面都存在諸多限制，現(xiàn)已越來越難以滿足高產(chǎn)量下對混煉、塑化程度要求較高的擠出制品的設(shè)備要求。近幾年

2、來，國外開始探索新的擠出塑化方式與結(jié)構(gòu)，其中切向銷釘機筒冷喂料的擠出方式為新型擠出機的發(fā)展提出了新的方向。在研究銷釘機筒冷喂料擠出機混合塑化機理的基礎(chǔ)上，本文針對現(xiàn)有擠出成型設(shè)備技術(shù)的不足及限制，設(shè)計研發(fā)了一種混合銷釘結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出機，并通過對比擠出成型實驗研究混合銷釘模式對橡膠類高分子材料擠出過程的擠出溫度、機頭壓力、功率消耗、擠出產(chǎn)量、分流模式和膠團混合流場等的影響。
　　混合型銷釘機筒冷喂料擠出機可以增強膠料混

3、合塑化的效果并實現(xiàn)低溫擠出，降低了流場內(nèi)部局部焦燒的概率，對螺桿轉(zhuǎn)速限制較小，可大幅度提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)橡膠類高分子材料的低溫、高速、高質(zhì)擠出。由于該擠出機的銷釘與膠料直接接觸的有效面積比傳統(tǒng)的徑向銷釘機筒擠出機更大，對膠料的正向剪切更有效，而且剪切力更為分散，同時由于銷釘中設(shè)計了冷卻通道，可以更好地將膠料擠出過程中在銷釘局部流場產(chǎn)生的剪切熱量帶出機筒，同時在一定程度上改善了因膠料升溫對擠出機螺桿轉(zhuǎn)速的限制問題，因此這種擠出機比傳統(tǒng)的徑

4、向銷釘機筒擠出機具有更高的生產(chǎn)能力、更好的均化塑化效果和更低的出膠溫度。
　　本文所做的主要研究工作和所取得的成果如下:
　　(1)研究混合銷釘機筒冷喂料擠出機在擠出成型過程中膠料分散機理及塑化過程，研究高分子聚合物材料在擠出過程中的物理、化學(xué)變化以及各種影響因素之間的相互作用關(guān)系，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型。
　　(2)通過對混合銷釘流場的理論研究與分析，設(shè)計研發(fā)了Φ65×12D混合型銷釘機筒冷喂料擠出機，并重點對新型銷釘、機

5、筒、機頭、螺桿和喂料裝置等進行優(yōu)化設(shè)計。
　　(3)利用有限元分析技術(shù)、Polyflow軟件等對擠出流場膠料的流動狀態(tài)、分流模式、流域溫度等實行動態(tài)模擬并對銷釘、機筒、螺桿組成的橫向流域以及單個銷釘局部流域進行壓力場和溫度場模擬，并借此對銷釘結(jié)構(gòu)、數(shù)量、排布狀態(tài)進行初步理論分析與優(yōu)化設(shè)計。
　　(4)進行對比擠出成型實驗，針對普通徑向銷釘與混合銷釘擠出機分別進行不同膠料下的對比擠出成型實驗，建立對比實驗?zāi)Ｐ?，并對混合銷釘擠出