Page 123 - 《橡塑技术与装备》2025年2期
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产品与设计
PRODUCT AND DESIGN
发生最小总变形的位置在法兰固定的一端，同时从筒
体的变形程度可以得出筒体的变形量很小，满足小变
形假设理论，适合热流固耦合方法 [8] 。
此外，从图 9 中可以看出 ：筒体整体变形量从法
兰固定端到法兰自由端呈现逐渐增长的趋势，整体变
形量沿轴向方向逐渐增大 [9] 。
图 7 筒体网格划分
用标准的 k-ε 湍流模型和 SIMPLEC 算法进行求解，
开启能量方程、质量方程和运动方程在内的守恒方程，
得到流体的压力场分布。如图 8 所示，为流道通入导
图 9 筒体总体变形
热油时的压力云图，右侧红色管口为流道入口，左侧
蓝色管口为流道出口，从图中可以看出 ：入口及分流 如图 10~ 图 12 所示为筒体在各个方向的变形，
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的三根流道处压力值最大，约为 1.16×10 Pa，出口处 可以得出 ：沿轴向变形量最大，约为 1.57 mm，径向
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压力值最小，约为 6.3×10 Pa，整个流道的压力差约 变形量次之，约为 0.62 mm，周向变形量最小，约为 0.45
mm。因此，今后对双螺杆挤出机的筒体结构进行优
为 0.1 MPa，筒体内部的整个流道压力分布具有规律
性，从高压到低压阶梯层次分明，呈现逐渐递减的趋 化设计时，考虑挤出机在工作运行状态时的刚度特性，
势。同时，整个流场分布既没有形成断流，也没有形 应重点关注筒体在轴向方向的变形情况。
成回流，说明该筒体流道的设计符合要求，所得流场
结果可靠、可行，满足实际生产条件。
图 10 沿 X 方向变形
图 8 流道压力分布云图
将内部流道内导热油的热量以及压力值传递给筒
体壁面，如图 9 所示，采用热流固耦合的数值模拟方
法计算双螺杆挤出机筒体的总变形。从图 9 中可以得
知 ：筒体的最大总变形量为 1.74 mm，而实际生产装
置在正常运行过程中，在同样的工况条件下，测量筒
体发生的最大变形量为 2.1 mm，其误差在 2% 以内，
说明仿真模拟数值可靠，发现在靠近出口的整个法兰面， 图 11 沿 Y 方向变形
筒体的最大总变形量最大，最小总变形量为 0.0 mm，
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