ANSYS大功率双螺杆挤压机三维设计与性能分析(4)

菜单

物料从加料斗中以一定方式（计量加料、溢流加料或强制加料）进入啮合同向双螺杆后，被正向输送元件向机头方向输送。在此过程中，物料在机筒加热、物料颗粒间摩擦生热及局部塑形变形耗散生热的联合作用下温度不断升高。当物料运动到熔融段时，螺槽及啮合区的充满度迅速增加到完全充满状态，物料体系中的压力陡然升起，该段的机械能的耗散效应急剧增加，产生大量热。物料在机筒传导热和机械能耗散热的联合作用下，迅速软化或熔融，熔融过程通常在小于3D的距离内即可完成。在熔融段，物料在流场的剧烈挤压、剪切、捏合、剥离等作用下，多组分与少组分之间的分散与分布混合过程也迅速展开。当物料完全熔融后进入下游区段，若无需排气和在下游加入其它部分，则熔体进入混合段。在混合段，多组分和少组分之间的分散和分布混合高效进行，随后进入均化输送段，物料的流量、温度、压力、结构形态等更加稳定、更加均匀。最后物料被定量、定压、定温地从机头或口模挤出，被切成粒子或成为型材。在熔融段与均化段之间如果需要排气或后续加料操作，则物料还将经历更加复杂的过程[3]。

(3)非啮合双螺杆的工作原理

非啮合双螺杆的两根螺杆不能形成封闭的或半封闭的腔室，无正位移输送条件，其物料像单螺杆挤压机的固体输送那样是靠摩擦拖曳向前输送。但又不像单螺杆那样完全靠物料与螺杆、机筒间的摩擦力的差值来输送固体物料。因为两个机筒孔相切处形成两个凸起，起到了单螺杆挤压机机筒上开纵向沟槽的作用。这种作用增强了非啮合双螺杆挤压机的吃料和固体输送能力。

1.2.3 双螺杆挤出机挤出过程研究

典型的挤压工艺过程为：加料→输送→熔融→模口挤出→定型→冷却→牵引→切割。在挤压室内，物料的移动依靠物料与机筒、物料与螺杆及物料自身间的摩擦力实现。由于螺杆或机筒结构的变化以及由于出料模孔截面比机筒和螺杆之间空隙横截面小得多，物料在出口模具的背后受阻形成压力，加上螺杆的旋转和摩擦生热及外部加热，使物料在机筒内受到了高温高压和剪切力的作用，最后通过模孔挤出，并在切割刀具的作用下，形成一定的产品。

1．3 本文研究内容

综合上述分析可知，同向双螺杆挤出机是重要的饲料机械产品。本文以同向双螺杆挤出机螺杆挤压部分设计为基础，在研究现有双螺杆挤压机机械结构基础上，优化挤出机机械结构为目的，对同向双螺杆挤出机进行了解和设计。本文以Solid works软件为操作平台，进行三维实体建模，并运用AUTOCAD软件进行工程制图，以期研究同向双螺杆挤出机的设计方法。

通过本课题的研究，锻炼学生的创新设计能力、三维设计软件与分析软件的应用能力、外文阅读能力、自己查阅资料的能力与独立思考问题的能力。针对该具体课题，希望学生能了解国内外双螺杆挤压膨化机的设计与应用现状，在此基础上通过设计与分析对该产品进行优化，做出一些成果，使大学学到的知识得到综合应用，为进一步深造或走向工作岗位打下良好的基础。