阶梯状双螺杆挤出机挤出机构的研究

摘要

双螺杆挤出机主要应用于聚合物加工行业，随着聚合物行业的不断发展，双螺杆挤出机的应用也越来越广。
　　槽深比是衡量双螺杆挤出机性能的重要指标。但总体来说，普通平行双螺杆挤出机的混合性能较好，但其压缩比往往达不到要求;普通锥形双螺杆挤出机的压缩比一般较大，但其混合性能较差;而对于现在有些工厂设计及生产的高槽深比的双螺杆挤出机，其压缩比能达到要求，但其螺杆结构的一部分是非自扫型结构，自洁性能和混合性能较差。
　　阶梯状的双螺杆的螺杆结构是自扫型的，自洁性能和混合性能较好，其结构又是阶梯状结构，拥有较高的压缩比。
　　本论文主要研究的内容包括:1、分析了阶梯状双螺杆挤出机相对于其他类型双螺杆挤出机的优势。2、针对确定阶数的阶梯状双螺杆挤出机，研究其螺槽形状的不同对压缩比的影响，并通过对不同螺纹元件进行组合，得到阶梯状双螺杆挤出机能够实现的压缩比。3、利用ANSYS软件，分析阶梯状双螺杆挤出机的阶数不同对混合性的影响。4、利用流固耦合原理，对螺杆进行相关分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2．双螺杆挤出机的发展历史

1．3 双螺杆挤出机国内外的研究现状

1．3．1 国外双螺杆挤出机的研究现状

1．3．2 国内双螺杆挤出机的研究现状

1．4 双螺杆挤出机的发展方向和前景

1．4．1 双螺杆挤出机的发展方向

1．4．2 双螺杆挤出机的前景

1．5 本文的研究内容与意义

1．5．1 本文的主要研究内容

1．5．2 本文的研究意义

1．6 小结

第2章 双螺杆挤出机构运动原理

2．1 几种双螺杆挤出机构的优缺点

2．1．1 啮合同向平行双螺杆挤出机构

2．1．2 啮合异向平行双螺杆挤出机构

2．1．3 锥形双螺杆挤出机构

2．1．4 阶梯状双螺杆挤出机构

2．2 啮合原理、断面曲线的形成、立体图形数字模型

2．2．1 啮合原理

2．2．2 端面曲线的形成及其数学模型

2．2．3 螺杆立体图形的数学模型

2．3 中心距与螺顶角的关系

2．4 垂直于轴线截面上的曲线形状

2．5 螺槽深度的计算

2．6 双螺杆横截面积和体积参数的计算

2．6．1 机筒面积的计算

2．6．2 螺杆横截面积的计算

2．6．3 螺杆与机筒之间的净面积

2．6．4 螺杆与机筒之间的净体积

2．7 啮合区净面积及净体积的计算

2．8 本章小结

第3章 压缩比的分析与计算

3．1 固体输送

3．1．1 物料的固体输送

3．2 压缩比的理论

3．2．1 螺槽完全充满物料

3．2．2 螺槽没有充满物料

3．3 压缩比的计算

3．3．1 矩形螺纹

3．3．2 梯形螺纹

3．3．3 锯齿形螺纹

3．3．4 不同组合下的压缩比

3．3．5 矩形螺纹和梯形螺纹

3．3．6 矩形螺纹和锯齿形螺纹

3．3．7 锯齿形螺纹和梯形螺纹

3．5 本章小结

第4章 流场的建立

4．1 第一段螺杆和机筒流场的处理。

4．2 第二段过渡元件流场的处理

4．2．1 失败的例子

4．2．2 正确的方法

4．3 第二段螺杆和机筒流场的处理

4．4 总流道的建立

4．5 本章小结

第5章 流场的有限元分析

5．1 数值分析与有限单元法

5．2 Solidworks软件简介

5．2．1 Solidworks的优点

5．3 模型的建立

5．4 实体模型的建立

5．5 流场分析

5．5．1 ANSYS软件的介绍

5．5．2 Workbench的简介

5．5．3 流场分析的步骤

5．5．4 实体模型的导入

5．5．5 流场的建立

5．5．6 网格的划分

5．5．7 边界条件的施加

5．5．8 CFX-POST设置

5．5．9 结果后处理

5．6 三阶阶梯状双螺杆挤出机的流场分析

5．7 二阶双螺杆挤出机和三阶双螺杆挤出机的对比

5．8 本章小结

第6章 螺杆的流固耦合分析

6．1 流固耦合的原理

6．2 数学模型

6．2．1 模型假设条件

6．2．2 本构方程

6．2．3 方程组的建立

6．3 流固耦合分析

6．3．1 矩形螺纹元件、锯齿形螺纹元件、梯形螺纹元件的组合

6．3．2 矩形螺纹元件、矩形螺纹元件、梯形螺纹元件的组合

6．3．3 矩形螺纹元件、梯形螺纹元件、梯形螺纹元件的组合

6．4 结果对比

6．5 本章小结

第7章 结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文