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差速攪拌真空捏合機動力特性分析及三維流場模擬

作者: 來源: 日期:2019-06-20 08:36:03 人氣:0

差速攪拌真空捏合機是一種新型高效的臥式雙軸全相自清潔型攪拌捏合設備。它集粉碎、攪拌、捏合自清理、輸送于一體,并能連續化生產作業,很好的解決了高粘度物料攪拌混合所面臨的問題。但隨著攪拌機朝著大功率化、大容量化的發展,其在運行過程中表現出的運行不穩定性、攪拌效率低及易疲勞破壞等特性都制約著差速攪拌捏合機的應用。本文針對攪拌機的參數優化、動力及疲勞特性分析以及流場特性進行了一系列研究與探索:

1. 根據差速攪拌捏合機的結構特點及工作原理,參考攪拌軸螺棱外形的數學模型,對螺棱外形進行了簡化,設計出滿足攪拌混合功能和易于加工的螺棱外形。

2. 為提高差速攪拌捏合機的攪拌性能,在螺棱螺旋角、攪拌裝置的長寬比、主攪拌軸和清潔軸的中心距等方面對攪拌軸進行了參數優化。

3. 利用有限元軟件 ANSYS 對攪拌軸進行瞬態動力學分析,得到了攪拌軸在周期性流場激振力作用下各危險節點的位移及等效應力的時間歷程響應,并利用瞬態動力學分析的結果對攪拌軸的螺棱角度進行了優化設計。

4. 對主攪拌軸和清潔軸的振動特性在理論上進行了研究并利用有限元法對其進行了模態分析,得到了固有頻率及振型,并驗證了攪拌軸在正常轉速的工作過程中沒有發生共振。

5. 分別利用理論計算方法及有限元法方法對攪拌軸進行了疲勞分析,并對計算結果進行了對比分析,驗證了結構優化后的攪拌軸滿足疲勞強度要求。

6. 對攪拌機進行了三維流場數值模擬,得到了物料在流場中的真實流動狀況,并針對分析結果對攪拌軸的設計提出了針對性的建議。


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