嚙合同向雙螺桿捏合機(jī)轉(zhuǎn)子型線演化設(shè)計(jì)及其混合性能研究.pdf

1、嚙合同向雙螺桿捏合機(jī)在對(duì)物料輸送、混合、塑化等方面的優(yōu)點(diǎn)使得其在食品、化工、橡膠等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。螺桿轉(zhuǎn)子作為捏合機(jī)擠壓混煉系統(tǒng)的核心部件，其構(gòu)型直接影響所加工物料的剪切流動(dòng)和拉伸流動(dòng)，進(jìn)而影響加工物料的混合作用及擠出制品的物理性能。
　　本文著重研究同向雙螺桿轉(zhuǎn)子端面型線的設(shè)計(jì)理論。轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計(jì)中包絡(luò)法的引入，不僅解決了相對(duì)運(yùn)動(dòng)法的不足之處，還擺脫了常規(guī)同向螺紋元件設(shè)計(jì)的固有思想及固有端面組成曲線，拓展了非常規(guī)同向雙螺桿

2、轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)的思路。基于共軛包絡(luò)法，提出一種共軛嚙合端面曲線生成方法——圓弧端面型線法。分別根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)法和圓弧端面型線法，改變相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)給定的初始端面型線進(jìn)行演化設(shè)計(jì)?；诠曹棸j(luò)法并結(jié)合泛函思想，研究了同向螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)的新途徑。運(yùn)用數(shù)值模擬法對(duì)由新方法得到的幾種端面型線得到的螺桿元件的混合性能進(jìn)行比較。具體工作如下:
　　(1)首先論述了課題研究背景及意義，并概述了國(guó)內(nèi)外雙螺桿捏合機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀以及性能研究現(xiàn)狀，闡述了螺

3、桿轉(zhuǎn)子型線的研究現(xiàn)狀。
　　(2)從轉(zhuǎn)子端面曲線的基本幾何學(xué)著手研究，完善了由相對(duì)運(yùn)動(dòng)法生成端面曲線的推導(dǎo)過(guò)程，并指出常規(guī)螺紋轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中存在的限制。將包絡(luò)法引入同向螺桿轉(zhuǎn)子元件端面設(shè)計(jì)中，根據(jù)同向轉(zhuǎn)子端面型線圓弧——共軛圓弧包絡(luò)線的特性，提出了一種圓弧端面型線法，并分別根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)法以及圓弧端面型線法，對(duì)給定的兩種初始端面型線，改變相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，演化出多種轉(zhuǎn)子端面型線。
　　(3)將泛函分析思想應(yīng)用到轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計(jì)中，研究

4、組成齒曲線由泰勒級(jí)數(shù)表示的渦旋線及其共軛包絡(luò)線;對(duì)一種由泰勒級(jí)數(shù)表示的特殊渦旋線——圓弧，研究了其在半徑大小、圓心位置、及轉(zhuǎn)速比不同時(shí)對(duì)應(yīng)的共軛包絡(luò)線的類型;根據(jù)同向螺桿轉(zhuǎn)子端面曲線及傅里葉級(jí)數(shù)特性，改變相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)得到六種典型的由傅里葉級(jí)數(shù)表示的幾種典型的端面型線，并研究了它們之間存在的演化關(guān)系。
　　(4)對(duì)轉(zhuǎn)子螺旋副的幾何特性，包括螺旋面、軸向截形、嚙合線、面積利用系數(shù)等相關(guān)公式進(jìn)行了推導(dǎo)，研究了嚙合線及端面利用系數(shù)對(duì)捏合機(jī)