白杰[1]2004年在《锥形双螺杆挤出机仿真系统的初步研究》文中研究指明随着塑料工业的发展,尤其是塑料建材的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。计算机仿真技术作为一门新兴的高科技技术,在塑料加工领域也得到广泛运用,并促进这一领域的发展。然而,迄今为止,国内外在锥形双螺杆挤出加工过程中应用计算机仿真技术的研究却很少见。因此,开展锥形双螺杆挤出过程仿真系统的初步研究具有重要的现实意义和历史意义。本文作者从挤出过程的理论分析入手,使用可视化高级程序语言C++Builder、叁维动画制作软件3D Studio MAX,初步开发出完全基于Windows的锥形双螺杆挤出过程的仿真系统。本系统能近似地模拟挤出过程,并预测挤出机的挤出产量、物料沿螺槽的充满长度、物料的停留时间等。本论文的研究工作主要集中在以下几个方面:1、较为详细地阐述了锥形双螺杆挤出机挤出过程中固体输送段的温度分布方程、螺旋线方程以及挤出产量的理论求解方法等。这部分是仿真系统的核心和基础,直接决定着仿真结果的准确性与可信度。2、介绍了此仿真系统的锥形双螺杆的绘制方法、动画制作技术以及仿真系统程序设计过程。通过此仿真系统可以直观地看到锥
宋俊全[2]2003年在《锥形双螺杆叁维实体造型的开发研究》文中提出随着塑料工业的发展,尤其是塑料建材的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。螺杆几何构型及参数直接影响挤出机的生产能力和挤出产品的质量。因此,实现螺杆的造型设计和工程制图的参数化,对于提高设计质量、缩短设计周期、降低设计成本以及实现CAM,是一项非常有现实意义的工作。本文从锥形双螺杆几何结构入手,对与锥形螺杆设计相关的大量资料、经验数据、经验公式以及螺杆基本结构参数进行了分析研究,为锥形双螺杆的计算机辅助设计奠定了理论计算依据,为设计软件的开发提供了可靠的保征。本文借助于CAD的VBA(Visual Basic for Application)叁维造型及计算分析功能,对锥形双螺杆叁维实体造型的端面曲线进行了分析修正。同时,利用CAD的VBA二次开发技术,方便有效地实现了锥形双螺杆的叁维参数化实体造型。基于实际的螺杆加工应用,结合锥形双螺杆几何尺寸约束和二维工程图的特点,成功地开发了对应于叁维实体造型的二维工程图的参数化绘制,且两者间可任意转换,以满足不同的需要。本文用Visual Basic6.0驱动AutoCAD图形开发环境,通过VB友好的窗口界面实现人机对话,完成了对AutoCAD绘图命令的参数化控制。本课题的研究,对机械CAD技术在国内塑料机械行业中的应用,尤其是在螺杆设计中采用CAD技术具有一定的参考价值和推动作用,对本专业领域CAE(CAD和CAM)软件开发也具有一定的指导意义。
李艳妮[3]2012年在《生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究》文中提出一直作为人类消耗的主要能源的化石燃料，是不可再生的，但工业的发展，使得能源问题很严重。生物质能是可再生能源之一,开发利用生物质能可以明显缓解环境危机和能源危机。研究生物能转换技术，变废为宝，对保护生态环境有重要意义。通过挤压成型将生物质（秸秆）挤压成固态燃料是其中方法之一。成型条件对生物质（秸秆）燃料成型物的质量影响重大。本文主要通过压制成型实验研究了玉米秸秆在不同含水率、成型温度、成型压力、粒度下的成型状态，最佳的成型条件，为秸秆挤压成型过程的工艺参数的选择提供了依据。本文首先从锥形双螺杆挤压机的设计入手，根据锥形螺杆的相关设计资料，结合秸秆燃料的成型特点，及挤压原理设计了挤压机，并借助于叁维造型软件Pro/E5.0完成了整机的造型。挤压成型设备的关键组成部件螺杆和机筒，其设计的合理与否，对挤压机的性能好坏起着关键作用。螺杆和料筒结构的合理性，通过应用有限元分析软件ANSYS12.0得到了验证。同时，研究了挤压机的螺杆磨损原因，以及延缓磨损的措施。分析了加热过程热量的来源，根据合适的计算公式确定了加热功率。通过计算C型容腔，得该机的挤出量，从而确定了其生产能力。本文借助于Pro/E系统提供的机构运动仿真功能，对本次设计的锥形双螺杆挤压机的双螺杆、扭矩分配箱进行了运动学、动力仿真，获得实际运行形式，得到相关的力学参数。本课题的研究，对生物质（秸秆）燃料的成型机械设计，成型条件和参数确定有一定的指导意义。
张宝辉[4]2006年在《往复式销钉螺杆挤出机的研究与开发》文中研究指明本文结合教育部科学研究重点项目——“挤出机螺杆设计理论的研究”,重点进行往复式销钉螺杆挤出机的研究和开发。往复式销钉螺杆挤出机在高聚物工业中已经变成很重要的混炼设备。它具有独特的积木式螺杆,螺杆由带有中断螺棱的螺纹元件组成,螺杆与固定在机筒上的销钉相互啮合,做旋转和往复运动,使机器有很好的混合和自洁作用。往复式销钉螺杆挤出机具备了低压力、低剪切、低温升和高混炼质量的加工特性,广泛应用于各种材料的加工。本文结合WXJ-140往复式销钉螺杆挤出机的研究和开发,介绍了该机型螺杆的结构特点和设计方法,阐述了销钉的设计和布置原理,重点对新型四段螺棱混炼元件的混合机理进行研究,并且与双螺杆挤出机、磨盘挤出机的混合效果做了比较。在理论上对物料在往复式销钉螺杆挤出机螺槽内的非线性粘弹性流动特性进行了分析计算。非线性粘弹性流场分析采用了旋转Maxwell模型。论文中还建立了传动系统和挤压系统叁维模型,并且对各部件间复杂的运动关系进行了动态仿真模拟,验证了螺杆和销钉是不干涉的,从而验证理论模型是正确的,螺纹元件设计和销钉的布置是正确的。
吕富珍[5]2017年在《微成型碟式塑化单元的数值模拟及其应用研究》文中提出以往的微成型注塑机的塑化单元一般采用柱塞式或者单螺杆式,但柱塞式塑化部分的混合质量较差,塑化效果欠佳,小型塑化螺杆存在加工稳定性较差、结构强度不足、寿命有限、不易输送物料以及热敏感性物料加工不易等缺点。碟式螺杆是碟式塑化单元中塑化的关键零件,因无法建立大的熔融压力,因而未能运用于传统的注塑机,而微成型注塑机所需要的塑化能力和熔融压力的要求不高,故碟式螺杆在微成型注塑机运用的可行性较高。本文的主要研究内容如下:第一章介绍微成型注塑机的研究现状,综述国内外碟式螺杆塑化理论及其成型设备的研究进展,概括基于计算机流体动力学(Computational Fluid Dynamics)的螺杆塑化过程数值模拟的研究现状,包括螺杆叁维流动的数值模拟和螺杆混合性能的数值模拟,确定论文的研究意义、内容与组织架构。第二章讨论确定碟式螺杆几何结构参数和端面曲线方程,根据相似性原理和生产率计算两个功能相似、运动相似的碟式螺杆和单螺杆之间的相似度;基于二者之间的相似关系,以及长螺杆各功能段几何结构参数求解的方法,分析碟式塑化单元各功能段长度、深度、压缩比以及螺棱宽度的取值范围;基于直径和产量确定了端面的曲线方程式;采用solidworks软件建立碟式塑化单元的叁维模型。第叁章分析碟式螺杆的工作原理和流动模型,根据柱坐标下的运动时变方程和物料的流变学理论,构建本文数值模拟分析所需的本构方程;考虑到运动复杂不利于模拟的情况,对熔体的运动做了一些简化,并基于简化后的模型,分析碟式塑化单元中熔体的流动规律,推导出在拖拽和压力作用下的速度方程和流量方程。第四章建立碟式螺杆的叁维几何模型,对叁维模型进行了网格划分。利用用户自定义函数(UDF)定义数值模拟的材料参数和边界条件,利用FLUENT完成碟式塑化单元熔体输送段的数值流动模拟。从熔体入口到出口处选取了四个螺旋槽的横截面,分析熔体在不同横截面上的速度、压力、温度和剪切力的分布情况,并分析碟式螺杆的转速对塑化性能的影响。第五章采用正交试验方法和CFD数值模拟方法,建立几种不同参数组合的碟式螺杆的几何模型并对该模型进行仿真分析,提取仿真分析的质量流率、最大剪切应力和温差作为正交试验的试验指标,采用极差法分析正交试验结果,最终确定微成型注塑机的碟式螺杆几何结构参数的最优组合结果。最后,以剪切速率、停留时间分布(RTD)和混合指数为指标,采用示踪粒子法(PTA)对碟式螺杆的混合性能进行分析,对比结果表明,碟式螺杆的转速越大,停留时间分布函数(RTD)越佳,碟式螺杆的分布混合性能和分散混合性能越好。第六章对论文中的研究工作进行总结,指出了研究过程中的缺陷,并对需要进一步研究的内容进行了展望。
郭洋[6]2009年在《锥双螺杆的啮合原理及廓型优化技术研究》文中指出锥形双螺杆挤出机加工对温度和剪切敏感的物料方面显示出其独特的优点,已经成为UPVC干混粉料挤出成型加工的主要机形之一,越来越广泛地应用在管材、板材、异性材等制品的挤出成型以及UPVC和PPVC粉料造粒。而锥双螺杆挤出机的核心部件便是锥双螺杆。锥双螺杆挤出机中最关键部件为一对相互啮合双锥螺杆,其啮合精度直接影响挤出产品的质量。传统方法加工的锥双螺杆啮合不精确,产生不均匀的啮合间隙误差。本文深入研究了锥双螺杆相互运动的啮合原理,分析了其廓形特征,提出了用折线代替现行齿廓的新设计方法,对其齿形进行相应的优化设计,并利用C++Builder5.0软件编制了实体端面的二维动态模拟图形,从而便于分析其啮合精度。首先,分析了直齿廓的啮合原理,并针对轴截面为直齿的螺杆应用中的不足,提出了一种轴向截面为新型齿廓的锥双螺杆转子,从转子的是否产生干涉和挤出的产量出发。其次确定了相应的优化参数和优化算法及求解数学模型,以啮合原理的基础,分析螺杆转子的螺旋曲面方程,其相对运动速度,分析了一对转子在啮合时候所具有的特点,并对接触区进行干涉判定和干涉分析,为以后螺杆的加工提供了一定的理论基础。本文通过数值分析、叁维仿真及程序的编制,验证了折线代替直齿廓的可行性,检验了啮合的合理性,证明了折线齿廓的合理性,从而为将来锥双螺杆的精确加工及啮合形状的确定奠定了理论基础,为加工高精度的锥双螺杆转子提供了理论依据。
杨忠久[7]2009年在《锥形双螺杆挤出机的综合评价与工艺温度指标优化》文中进行了进一步梳理本文对我国生产、制造的各类锥形双螺杆挤出机性能进行了综合评价,并论述了挤出工艺指标进行优化的依据、前提、制约条件及存在的误区。
孙垚[8]2014年在《木塑复合共挤成型过程控制技术研究》文中进行了进一步梳理木塑复合共挤法生产木塑型材的过程中,挤出机模头挤出的熔融聚合物与木材覆盖融合和冷却过程控制,决定着木塑复合材的质量与性能。木塑复合共挤控制过程包括挤出机控制、木材输送控制以及冷却定形,是一个系统的加工过程,机组工作中重要的工序是实现木材与挤出机流体流动的速度以及温度场、稳定性和均匀性问题展开了一系列的研究。本学位论文结合国家十二五科技支撑课题项目“木塑复合材料制造关键技术研究与示范”(2012BAD32B04)和林业公益性行业科研专项经费(201204802),针对木塑挤出成型工艺控制问题,从木塑熔融体到挤出成型的工艺特性角度进行了分析研究,重点得出了模具域熔融体流场(温度分布、压力分布)与剪切率(流速)的关系特性及工艺阀值特征。通过建立单螺杆挤出机计量段和法兰处叁维计算模型,对木塑挤出成型的若干典型工况流场进行了数值仿真,对比实验表明,在一定的工艺阀值条件下,加热段的温度扰动对熔融体流场影响不大,而螺杆转速对流场影响较大,随着螺杆转速的增大,计量段压力逐渐减小,剪切率线性增大,粘度减小,为木塑共挤研究奠定了理论基础。其次通过对挤出机温度模型分析和重建,提出在料筒处加辅助加热装置,设计一种自适应模糊PID温度控制器,根据实测的挤出机料筒温度分布曲线,通过参数辨识构建料筒温度模型,采用模糊控制对PID参数动态整定,实现对温度模型的高效控制。最后将木塑复合共挤成型过程控制集中在挤出机速率和木材运动速率的同步控制上来,将自适应模糊PID算法应用到木塑共挤成型控制系统中,从而得到对木塑复合型材共挤系统控制的整体模型。研究结果表明,该研究为木塑复合共挤结构的合理设计,流道参数的优化提供帮助,为挤出机与木塑共挤控制系统提供较好的控制方法。
钱雪[9]2011年在《双螺杆挤出机与机头间过渡体中的流场分析》文中研究指明双螺杆挤出机与机头间的过渡体是双螺杆挤出机中不可或缺的零件,其结构对进入机头前的熔体质量有很大影响。然而,对于这样一个结构上貌似简单的零件,长期以来并没有被人们纳入研究的视野。目前,过渡体的设计普遍是凭借经验,缺乏相应的理论依据,这使其对制品的影响具有很大的不稳定性和不可预见性。本文在现有过渡体结构的基础上,构建了多种过渡体结构,建立了它们的数学模型和有限元模型,并利用专业的CFD软件POLYFLOW对其进行了流场模拟,得到不同结构过渡体内熔体流动的压力场、速度场和黏度场的分布,并对新型过渡体的圆槽尺寸进行了讨论,得出了较为合理的过渡体结构。本文利用正交设计的方法,以工艺参数(入口流量、出口压力、螺杆转速)为变量,对过渡体流道的流场进行了叁维有限元模拟计算,得到了流场内的压力场、速度场、黏度场及剪切速率场的分布。根据过渡体内熔体流场,比较各个工艺参数对物料流动影响的大小,并以此为依据进行了工艺参数的优化,得出了较为合理的工艺参数组合。本文所设计的双螺杆挤出机与机头间的过渡体结构简单,易于加工制造,而且流道无死角,物料流动的压力损失小,速度分布更为均匀,有效提高了熔体质量。本文为双螺杆挤出机与机头间的过渡体的设计及优化,提供了具有参考价值的研究成果。
贾雨农[10]2016年在《塑料挤出成型设备的机械系统设计》文中认为塑料挤出成型设备在整个塑料制品加工行业中占据了十分重要的地位,基于塑料挤出成型设备的现状,本文研究了塑料挤出机的关键机构并对其进行了仿真研究。主要包括以下内容：设计了挤出机的机械系统,确定整个挤出系统的各个机械结构和相关参数,该系统的设计是塑料成型机的关键,对其进行了结构静力学分析及模态分析,获得螺杆的前6阶固有频率为59.706Hz、60.144Hz、162.69Hz、163.78Hz、314.17Hz、316.21Hz,为保证挤出系统的稳定运行,需确保螺杆工作频率远离其固有频率。对挤出机的传动系统各个部件进行了设计与计算。设计了加料系统,确定加料系统的机械结构及相关参数,并对加料系统进行了模态分析,获得其前6阶固有频率,分别为431.21Hz、438.03Hz、705.19Hz、904.71Hz、1077.7Hz、1267.5Hz。设计了挤出机加热冷却系统与电气控制系统,实现了基于PLC的挤出机系统控制。本研究对塑料挤出机的改进提供了理论依据,具有较高的实际应用价值。
参考文献：
[1]. 锥形双螺杆挤出机仿真系统的初步研究[D]. 白杰. 北京化工大学. 2004
[2]. 锥形双螺杆叁维实体造型的开发研究[D]. 宋俊全. 北京化工大学. 2003
[3]. 生物质（秸秆）燃料挤压成型机的设计与研究[D]. 李艳妮. 陕西科技大学. 2012
[4]. 往复式销钉螺杆挤出机的研究与开发[D]. 张宝辉. 北京化工大学. 2006
[5]. 微成型碟式塑化单元的数值模拟及其应用研究[D]. 吕富珍. 浙江大学. 2017
[6]. 锥双螺杆的啮合原理及廓型优化技术研究[D]. 郭洋. 沈阳工业大学. 2009
[7]. 锥形双螺杆挤出机的综合评价与工艺温度指标优化[J]. 杨忠久. 门窗. 2009
[8]. 木塑复合共挤成型过程控制技术研究[D]. 孙垚. 东北林业大学. 2014
[9]. 双螺杆挤出机与机头间过渡体中的流场分析[D]. 钱雪. 北京化工大学. 2011
[10]. 塑料挤出成型设备的机械系统设计[D]. 贾雨农. 山西农业大学. 2016
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