Page 124 - 《橡塑技术与装备》2025年2期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

变形结果影响最小，因此，筒体的抗变形能力是决定
双螺杆挤出机是否达到产品质量的重要因素之一。
（4）本文针对挤出机筒体材质为氮化结构钢
38CrMoAl 进行了相关仿真模拟，随着新材料行业的
发展，今后可以对其他材料筒体的热流固耦合分析，
获得最大经济效益的同时减少筒体的变形程度。
（5）今后可以关注挤出机筒体的流道结构，通过
设计不同的流道结构并进行相关的仿真计算，确定最佳
的流道结构，最合适的流道孔径以及筒体最优壁厚值。
图 12 沿 Z 方向变形

3 结论 参考文献 ：
[1] 贾朝阳，张小莹，梁晓刚 . 同向双螺杆挤出机在聚合物脱挥中
（1）通过对 SHJ-135 型双螺杆挤出机闭合筒体
的应用研究 [J]. 中国塑料，2012,26(08):107-110.
的流体域通入导热油介质时，研究发现，筒体内部整 [2] 俞长庚，梁晓刚 . 同向双螺杆挤出机在连续生产热熔压敏胶中
个流道的压力差约为 0.1 MPa，压力分布具有阶梯性， 的应用 [J]. 橡塑技术与装备，2017,43(16):35-37.
[3] 彭涛，贾朝阳，李景峰 . 有限元分析在双螺杆挤出机筒体设计
呈现逐渐递减的趋势，既没有形成断流，也没有形成
中的应用 [J]. 中国塑料，2013,27(02):103-109.
回流，说明该筒体双流道的设计符合要求，所得流场 [4] 潘宝霞，贾朝阳 . 挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算
结果可靠、可行，满足实际生产条件。 与分析 [J]. 工程塑料应用，2010,38(09).
[5] 李锦伟，唐跃，孙召成 . 双螺杆挤出机筒结构参数优化设计与
（2）通过筒体热流固耦合数值模拟分析，在通入
分析 [J]. 塑料，2015,44(03):56-60.
导热油介质时筒体的最大变形量是 1.74 mm，位于靠 [6] 张宇昕 . 双螺杆挤出机机筒结构分析及机筒内聚合物流动与传
近出口的整个法兰面，因此法兰面为筒体的危险区域， 热研究 [D]. 北京化工大学，2010.
[7] 张超，樊瑜瑾，田野 . 啮合同向双螺杆挤出机滑移条件下的仿
该结论符合实际工况的工程应用。
真分析 [J]. 塑料科技，2019,47(08):71-75.
（3）分别对三个方向的挤出机筒体变形进行分析， [8] 栗阳，王振文，吴敏 . 双螺杆挤出机流道流场和操作参数的数
可以得出双螺杆挤出机筒体的变形规律 ：最容易变形 值模拟研究进展 [J]. 食品工业科技，2021,42(02):338-344.
[9] 方万漂，郑京连，周建武，等 . 计算机辅助设计 (CAD)
的方向的是轴向变形，而且轴向变形对筒体的总变形
在双螺杆挤出机工艺设定的发 展及应用 [J]. 塑料工业，
结果影响最大，径向变形次之，周向变形对筒体的总 2015,43(10):48-50.

Finite element analysis of thermal fluid solid coupling of
twin-screw extruder barrel

Zhang Xiao, Zhao Zonghua, Yu Changgeng, Lei Ganggang, Liang Xiaogang
(Tianhua Institute of Chemical Machinery & Automation Co. LTD., Lanzhou 730060, Gansu, China)

Abstract: This article selects the SHJ-135 twin-screw extruder barrel as the research object, and uses finite
element analysis method to construct a three-dimensional model of the barrel. The pressure field distribution
and thermal deformation of the cylinder were studied when the internal flow channel of the cylinder was filled
with thermal oil. The study found that the entire flange surface near the outlet experienced the maximum
total deformation of the cylinder, reaching 1.74 millimeters. At the end fixed on the flange surface, the total
deformation of the cylinder is the smallest. Analysis indicates that the axial direction (X direction) is the most
prone to deformation and has the most significant impact on the total deformation of the cylinder, while the
circumferential direction (Y direction) has a relatively small impact on the total deformation. These analysis
results have important reference value for understanding the overall deformation characteristics of twin-screw
extruder barrels, and provide valuable design ideas and theoretical basis for the development and structural
optimization of future new products.
Key words: twin-screw extruder; cylinder body; thermal deformation; thermal fluid solid coupling; finite
element method
(R-03)
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