立式捏合機(jī)設(shè)計(jì)研究與性能分析.pdf

1、混合操作是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造的重要工序，而立式捏合機(jī)是完成固體推進(jìn)劑混合工藝的關(guān)鍵設(shè)備。針對(duì)固體推進(jìn)劑混合特性及混合要求，本文采用理論研究與工程實(shí)踐相結(jié)合的辦法，以立式捏合機(jī)為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用微分幾何學(xué)、流變學(xué)以及隨機(jī)過(guò)程理論等數(shù)理手段，以計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬以及工程實(shí)驗(yàn)分析為研究工具，進(jìn)行了立式捏合機(jī)混合機(jī)理與設(shè)計(jì)方法及有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究。主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴分析了固體推進(jìn)劑混合特性以及混合要求，提出立式捏合機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決

2、的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。分析立式捏合機(jī)的工作原理，確定了立式捏合機(jī)性能分析與評(píng)價(jià)指標(biāo)，為后一步研究工作的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。
　　 ⑵分析立式捏合機(jī)槳葉的運(yùn)動(dòng)特性，確定立式捏合機(jī)槳葉三維造型方法；運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)理論和有限元分析工具，建立立式捏合機(jī)混合過(guò)程有限元分析物理與數(shù)學(xué)模型，確定數(shù)值模擬的邊界條件，完成混合過(guò)程的數(shù)值模擬；對(duì)壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)以及粘度分布場(chǎng)等模擬結(jié)果進(jìn)行分析，由此確定立式捏合機(jī)混合過(guò)程數(shù)字分析與預(yù)測(cè)方法。
　　 ⑶通

3、過(guò)理論分析與數(shù)值模擬，深入研究了攪拌槳葉傳動(dòng)比、螺旋角以及設(shè)備的混合間隙等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)立式捏合機(jī)混合性能的影響，提出這些參數(shù)的選用范圍與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。研究結(jié)果表明：攪拌槳葉公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)角速度比值越小，立式捏合機(jī)的混合性能越好；當(dāng)空心槳葉螺旋角取42°～48°范圍內(nèi)的值時(shí)，立式捏合機(jī)具有最佳的混合性能；混合間隙值越小，攪拌槳壁面和混合鍋鍋壁對(duì)物料的拖拽作用越明顯，設(shè)備的混合能力越強(qiáng)；各類(lèi)間隙相等時(shí)，立式捏合機(jī)具有較好的混合性能。
　　

4、 ⑷改變轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、固體組分含量等工藝參數(shù)條件，進(jìn)行立式捏合機(jī)混合過(guò)程數(shù)值模擬與分析，研究它們與設(shè)備混合性能的關(guān)系，通過(guò)混合均勻性工藝實(shí)驗(yàn)，研究工藝參數(shù)與被混物料混合均勻性的關(guān)系，并對(duì)部分仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，由此提出設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的解決手段。研究結(jié)果表明：非周期性地調(diào)整攪拌槳葉轉(zhuǎn)向，有助于提高立式捏合機(jī)的混合效率，改善被混物料的混合均勻性；轉(zhuǎn)速越高，立式捏合機(jī)的混合能力越強(qiáng)，混合效率越高，產(chǎn)品的混合均勻性越好，但對(duì)設(shè)備工作能力

5、要求越高；適當(dāng)增大固體組分含量有助于改善立式捏合機(jī)的混合性能。
　　 ⑸對(duì)立式捏合機(jī)系統(tǒng)可靠性分析、評(píng)估與改善方法進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。在假定可靠性信息確定的前提下，以立式捏合機(jī)及其子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能分析為基礎(chǔ)，建立系統(tǒng)與子系統(tǒng)的可靠性分析方法，并以狀態(tài)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)為例對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證與分析。由于立式捏合機(jī)系統(tǒng)及其零部件在試驗(yàn)數(shù)據(jù)匱乏以及可靠性信息存在不確定性，論文提出一種基于貝葉斯理論、考慮統(tǒng)計(jì)不確定性影響的零部件與系統(tǒng)可靠性