雙螺桿捏合機螺桿元件性能分析與實驗研究.pdf

1、雙螺桿捏合機作為一種聚合物加工設(shè)備，具有良好的輸送、混合、塑化、剪切作用，廣泛應(yīng)用于橡膠工業(yè)、醫(yī)藥食品等領(lǐng)域。其核心部件為兩根螺桿轉(zhuǎn)子，并且螺桿轉(zhuǎn)子的剪切拉伸以及混合能力直接受到螺桿端面型線設(shè)計的影響。針對螺桿轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計和螺桿元件的性能展開研究對于新型螺桿元件的研制以及螺桿轉(zhuǎn)子性能的提高具有重要的作用。
　　本文從轉(zhuǎn)子端面型線的形成機理入手，選取三組端面型線作為研究對象，對與之相應(yīng)的三組螺桿轉(zhuǎn)子進行流場分析和混合性能對比研究

2、，并探討了設(shè)計參數(shù)和工藝參數(shù)對雙螺桿捏合機混合性能的影響，最后通過搭建出的新型雙螺桿捏合機進行混合過程的可視化研究，研究結(jié)果為轉(zhuǎn)子端面型線的設(shè)計、性能良好的螺桿構(gòu)型和合適的螺桿參數(shù)的選取以及混合過程的可視化研究提供了依據(jù)和指導(dǎo)作用，具體研究工作如下:
　　(1)在闡述了本文研究背景和意義的基礎(chǔ)上，認真分析了國內(nèi)外雙螺桿捏合機及螺桿元件的發(fā)展現(xiàn)狀，著重介紹了雙螺桿捏合機的性能和型線研究進展;
　　(2)在重點介紹了螺桿轉(zhuǎn)子端面

3、型線的兩種形成方法，即相對運動法和嚙合原理法的基礎(chǔ)上，探討了基于泛函思想的轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計思路，尋求轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計的新方法，給出了常規(guī)螺桿轉(zhuǎn)子與差速型螺桿轉(zhuǎn)子端面型線給定段曲線的統(tǒng)一表達形式，并確立了本文的主要研究對象;
　　(3)針對三組螺桿轉(zhuǎn)子進行流場模擬和混合性能分析，給出了瞬態(tài)模擬過程的理論控制方程以及分析過程中具體應(yīng)用的評估參數(shù)和統(tǒng)計學(xué)參數(shù)，通過提取流道內(nèi)給定的線與面上速度、壓力等參數(shù)進行流場分析，并根據(jù)統(tǒng)計學(xué)知識結(jié)合

4、粒子示蹤法運用停留時間、分離尺度、平均瞬時混合效率、最大剪切/拉伸速率等參數(shù)對不同構(gòu)型的螺桿轉(zhuǎn)子進行混合性能對比研究;
　　(4)頂角作為螺桿轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計過程中重要的參數(shù)直接決定著螺棱和螺槽尺寸的大小，選取五組頂角參數(shù)研究了螺桿轉(zhuǎn)子端面型線的演化過程以及頂角對混合性能的影響，并通過實驗進行驗證;頂隙作為雙螺桿捏合機的重要工藝參數(shù)，影響著物料粒子的混合和經(jīng)受高剪切高拉伸作用粒子的數(shù)量，選取四組頂隙值探討了雙螺桿捏合機的混合性能受