Page 117 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

测试与分析
TEST AND ANALYSIS

流延辊螺旋结构改进对辊面温度均匀性

影响分析

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林旭 , 杨煜新 , 何强 , 黄志高 2*
(1. 广东金明精机股份有限公司，广东 汕头 515098 ；
2. 华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室，湖北 武汉
430074)

摘要 ： 为了提高流延辊辊面温度均匀性，本文提出一种螺旋结构改进方法，使螺旋流道呈现入口部分大、出口部分小的形状
特征，并进一步基于双向流动螺旋流道的流延辊模型，建立了表征温度均匀性的仿真模型。分析了不同大小的出入口部分弧度之
比对辊面温度均匀性的影响。结果表明，出入口部分弧度之比为 2:1 时，辊面温度均匀性最好，相比于没有改进时的螺旋结构（弧
度之比为 1:1），辊面温度标准差从 0.487 K 降低为 0.214 K，提升效果明显。此研究可为流延辊的结构设计提供依据。
关键词 ： 流延膜 ；流延辊 ；数值模拟 ；温度场 ；温度均匀性
中图分类号 ： TQ320.721 文章编号 ： 1009-797X(2025)10-0065-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.10.014

流延法是一种主要的薄膜生产方法，具有生产效 比分析了目前主流的平行流道与螺旋流道、单向流动
率高、厚度均匀、光学性能优异等优点 [1] ，工艺过程 与双向流动冷却水组合而成的四种流延辊模型的传热
如图 1 所示。并且通过双向拉伸和多层共挤技术，可 效果，结果表明，采用冷却水双向流动的螺旋流道流
以赋予薄膜不同的功能特性，如高强度、阻隔性、耐 延辊具有最低的平均温度和最小的温度差，冷却效果
热性等，以满足各种应用需求 [2~3] 。这些优势使其广 相对更佳。陈光 [7] 提出在双向进出螺旋结构流延辊的
泛应用于包装、农业、工业等领域，满足了行业对高 导流板上开设通孔，使冷水通过通孔流向热水流道进
性能薄膜的需求。 行混合，进而减少辊面温差。
基于上述工作，可以发现双向流动的螺旋流道流
延辊具有最小的温度差，但由于辊内相邻流道间存在
温差，使得辊面出现温度不均匀，影响了薄膜质量。
本文基于双向流动螺旋流道的流延辊模型，通过对螺
旋结构的优化，使流道呈现入口部分大、出口部分小
的形状特征，并基于该优化方法研究了不同入口部分
弧度与出口部分弧度之比对辊面温度均匀性的影响，
为流延辊的结构设计提供理论依据。
图 1 流延工艺示意图

流延辊是流延法工艺中的关键部件，直接影响薄 1 计算模型
膜的冷却质量，为了获得高质量的流延膜，研究人员 1.1 几何模型
对流延辊与薄膜的传热机理进行了广泛研究。吴哲浩
作者简介 ：林旭（1988-），男，大专，机械工程师，产品
[4~5] 通过 CFD 软件模拟了流延辊上塑料薄膜的冷却过 规划工程师，主要从事吹膜设备产品模块化和零部件标准化工
程，分析了雷诺数、冷却水温度、流延膜厚度和流延 作，曾荣获广东省机械工业科学技术奖“风电、航空专用宽幅
辊转速对冷却效率的影响。李陈晨 [6] 通过数值模拟对 多层膜吹塑成套装备研究及产业化”一等奖。

年
2025 第 51 卷 ·65·