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三　?。?、同向平行雙螺桿混煉擠出機　　同向平行排氣式雙螺桿混煉擠出機作為大型石化企業(yè)下游工序和制取高分子合金材料的重要裝備，可以用于以下四個方面：①對含一定水份，溶劑和單體的物料直接進行清洗、凝固、擠壓、脫水干燥和造粒；②對含有各種添加劑的聚合物進行填充、共混、增強、排氣、脫揮、著色、均化和造粒；③對粉末涂料、色母料、催化劑、油漆、食品、紙漿等進行分散混合；④特種物料的混合與成型?！　H上生產(chǎn)同向平行雙螺桿擠出機的著名廠家Werner & Pfeiderer（簡稱WP）公司自1953年應(yīng)用R.Erdmenger等人成果生產(chǎn)出ZSK系列商用機以來，同向平行雙螺桿擠出機的發(fā)展大致分為六個階段（又稱六個代）。九十年代末研制出來的第六代最新機型，主要特征為超高扭矩、超高轉(zhuǎn)速、多功能、低能耗和高耐磨。扭矩系數(shù)達到11.4，比第五代提高了30%，螺桿最高轉(zhuǎn)速為1200rpm，中小型機可達到1800rpm。螺桿的最大長徑比從傳統(tǒng)的1：48提高到1：62?！　〉诹p螺桿擠出機的研究成功，從某一側(cè)面反映了發(fā)達國家的高聚物混煉加工技術(shù)及其裝備研究領(lǐng)域的最新成就。由于螺桿轉(zhuǎn)速的提高也帶來下列問題：　　（1）物料在螺桿內(nèi)的停留時間減少，導(dǎo)致混煉不足；　?。?）高粘度物料容易升溫、易分解；　?。?）機筒、螺桿易磨損；　?。?）輔助機械和連動裝置的速度和精度要求提高；　?。?）螺桿要進行優(yōu)化組合；　?。?）混合性能的提高、工藝條件設(shè)定要借助于CAE技術(shù)的幫助；　?。?）必須采用熔體齒輪泵擠出機解決高速引起的壓力波動。　　針對高速化帶來的七個方面的問題，我們進行了如下六方面的工作：　　a. 理論研究　　（1）剖析雙螺桿擠出機的四大技術(shù)難點：嚙合機理、混合性能、排氣效果、擠出能力；　?。?）建立了雙螺桿流場分析的數(shù)學(xué)物理模型：應(yīng)用四大基礎(chǔ)方程（連續(xù)性方程、運動方程、能量方程、本構(gòu)方程）求解了物料在雙螺桿擠出機內(nèi)的速度場、壓力場、粘度場、流線、溫度場的分布；　　（3）采用AME技術(shù)實現(xiàn)了螺桿幾何造型的動態(tài)顯示；　?。?）運用系統(tǒng)工程原理對不同功能段螺紋元件進行了特殊設(shè)計和優(yōu)化組合，每套機型配置了１８種螺紋元件、四大類螺紋元件優(yōu)化組合形式；　?。?）用二次優(yōu)化的計算方法，對物料在機頭流道內(nèi)的流動狀態(tài)進行計算機模擬和優(yōu)化計算；　?。?）用粘彈性流體有限元法對高聚物在復(fù)合機頭流道內(nèi)的三維非等溫流動進行數(shù)值計算；　?。?）排氣機理研究：　　(a) 建立氣泡形成、生長、擴散、破碎過程的物理模型；　　(b) 分析氣泡形成條件和加速氣泡破碎的因素；　　(c) 研究加入物料、揮發(fā)物含量、螺紋元件幾何參數(shù)以及組合形式對脫揮效率的影響?！　。?）用激光散斑法測定推力軸承微變形量和壓力分布狀況，并用三維有限元法對主要受力元件進行力學(xué)計算，實現(xiàn)了串列式推力軸承組國產(chǎn)化?！　. 結(jié)構(gòu)機理研究　　對機組的塑化系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、機頭、止推軸承組、快速更換濾網(wǎng)裝置以及水環(huán)切粒裝置等六個核心部件進行了研究， "組合式推力軸承組"、"雙圓柱螺桿擠出機的雙對齒輪嚙合傳動裝置"、"直角式帶過濾筒的擠出機頭"、"一種過濾網(wǎng)快換裝置"等四項技術(shù)分別獲得了國家專利?！　. 拓寬功能與應(yīng)用領(lǐng)域的研究　　(1) 成功地實現(xiàn)了若干種對國防和經(jīng)濟建設(shè)有重要作用的特殊材料諸如火炸藥、電炭、電極材料、氟塑料的混煉和擠出成形；　　(2) 實現(xiàn)了含70%重晶石粉，EVA物料寬幅板材（板寬1.4m厚3~6mm）一次法擠出成形；　　(3) 利用三級排氣技術(shù)對溶劑含量70%的粘合劑進行脫揮處理，使擠出物的溶劑含量<0.2%；　　(4) 對高粘度的LLDPE阻燃料實現(xiàn)低溫擠出，當(dāng)無機填料含量為60～70%時仍能均勻分散混合；　　(5) 采用L/D為48長徑比，對含70%淀粉的PE降解料和交聯(lián)聚乙烯進行擠出造粒；　　(6) 用雙螺桿擠出機實現(xiàn)了對環(huán)保型塑木復(fù)合材料托盤的一步法擠出成型；（待續(xù)）