Page 93 - 《橡塑技术与装备》2017年19期（10月上半月橡胶）

机械与模具 刘明达·大型挤压造粒机组水下切粒装置切刀前进压力的设定

的前进阻力，切粒系统确定后，机械阻力已确定，视
为固定值。
当 切粒 电 机 启动 后（ 在粒 子 冷 却水 中 驱 动切 刀
轴），切刀与水产生向前的分力，切刀会自动靠近模
板。而且推力（f 2 ）会随切刀转速的增加而增大。

3 切刀轴各分力的讨论
对水室内的粒子水对切刀的推力 f 2 的讨论。对切
图 1 切粒的两种型式 刀在水室内的运动情况，利用 ANSYS 进行流构耦合
分析。
所有施加给切刀轴的推力最后都由切刀刀刃承受，而
在 ANSYS 流体模块中对流动入口施加流速，对
切刀又与模板接触，因此，刀轴前进的和力如果过高，
流动出口施加零压力边界条件，与刀接触面施加交界
会导致切刀及模板过度磨损，影响切刀及模板的使用
面边界条件，施加边界条件后的模型如图 3、4 所示。
寿命。
流构交界面的压力在 ANSYS 中对水介质进行流体求
反过来，刀轴前进的和力如果过低，就会导致上
解，得到流构交界面的压力分布如图 5 所示，切刀的
述的 “ 间歇式切粒 ”，从而有可能会导致尾料及连料
边界条件如图 6 所示。
等的产生，影响产品质量。刀轴受力如图 2 所示。

图 2 刀轴受力示意图

切粒开始后，切刀轴至模板的推力即刀轴的和力 图 3 水介质的网格划分
（F x ）等于 ：
F x =f 1 +f 2 -(f 3 +f 4 +f 5 )
式中 ： f 1 为刀轴前进力，如果调节切粒速度，该
压力也需调节； f 2 为水室内的粒子水对切刀的推力（取
决于切粒速度）； f 3 为刀轴前进的背压力。（通常是一
个恒定的压力，各厂家不同）； f 4 为水室内的粒子冷
却水的压力（背压）； f 5 为机械阻力损失等（与刀轴
运动方向相反）。
f 1 为刀轴前进的主动力，它会随切粒机刀轴转速
的变化而调节 ； f 2 水室内的粒子水对切刀的推力，它
会随切粒机刀轴转速的增加而增大， f 3 背压为设定值 ；
f 4 水室内的粒子冷却水的压力，视为固定值 ； f 5 刀轴
图 4 水介质的边界条件

年
2017 第 43 卷 ·31·