针对以往挤出机模拟中存在的问题,为使模拟更符合实际情况,本文在挤出机流动模拟及后续处理中进行了一系列的改进:首次对位于螺杆中熔融段以及计量段胶料进行三维全尺寸模拟;与以往的模拟中把挤出机中胶料的粘度设为一个很大的固定值不同,在本文的模拟当中把粘度设为一个变量,将胶料的粘度与胶料所受剪切率相关联;通过考察螺杆所受扭矩随各参数变化的规律来考察功耗变化的规律,并提出了利用剪切应力计算扭矩的方法;研究了销钉个数、销钉排问距、螺槽深度对销钉挤出机流动性能的影响;利用正交试验对螺杆转速、反向压差、每排销钉个数进行了综合比较,以进一步区分影响橡胶挤出机流动性能的各因素的重要性。 经过大量的系统的不同几何结构和工艺条件下的挤出机的数值模拟并对结果进行了的比较研究后得出以下一些结论: 1.销钉能有效的减小无销钉结构中存在的低混合强度核心区,但不能消除这个核心区;销钉的影响范围和强度随销钉个数和排间距而异。 2.销钉排间距越小混合均化效果越好,但挤出量下降,扭矩上升。就φ90销钉机筒挤出机而言,销钉排间距宜在84—96mm之间。 3.每排销钉个数增加,混合均化效果将提高、螺杆上的扭矩下降、功耗比也下降,但同一排相邻两个销钉间的混合却不均匀。且销钉数增加到8个以后各流动性能提升并不显著,因此每排销钉8枚销钉较为适宜。 4.销钉机筒挤出机的挤出量与螺楞高度(螺槽深度)成正比关系;螺楞高度增加,销钉机筒挤出机的螺杆上的扭矩减小但功耗比(单位挤出量的功耗)增加。 5.转速在挤出机流动性能的各影响因素中所占比重最大。不管销钉的布置如何,转速与挤出量基本上成正比关系;转速增加,扭矩增大、功耗比下降,混合均化效果变好,但它们增大或减小的幅度是逐渐变缓的。 6.在同一转速下,反向压差与挤出量成线性关系,反向压差越小挤出量越大;反向压差越小,螺杆上的扭矩越大,但功耗比减小;反向压差对混合均化效果的影响不明显。