發(fā)布時(shí)間：2020-08-16 20:28

【摘要】： 槳葉的設(shè)計(jì)是捏合機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,槳葉的關(guān)鍵幾何參數(shù)包括截面形狀、螺旋角、槳葉結(jié)構(gòu)尺寸、支撐形式和尺寸等。在力學(xué)方面,槳葉的剛度設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵。一般情況下,槳葉間隙值越小,混合效率越高。但是槳葉在攪拌過(guò)程中受負(fù)載作用,必然產(chǎn)生變形,當(dāng)總變形量超過(guò)間隙值時(shí),將產(chǎn)生槳葉與槳葉之間或者槳葉與混合容器之間的干涉,進(jìn)而導(dǎo)致安全事故。由于目前槳葉的受力變形難以通過(guò)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行直接測(cè)量,因此,必須采用仿真的方法進(jìn)行相關(guān)力學(xué)特性分析。 本文根據(jù)槳葉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作特性,利用三維建模軟件進(jìn)行了槳葉的參數(shù)化建模工作,實(shí)現(xiàn)了槳葉的參數(shù)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),包括空心槳葉、實(shí)心槳葉的實(shí)體建模以及槳葉的虛擬裝配。 運(yùn)用流體有限元分析方法及其軟件進(jìn)行了攪拌容器內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬,計(jì)算出捏合機(jī)實(shí)心、空心攪拌槳葉在物料負(fù)載的作用下的受力情況。解決了捏合機(jī)兩槳葉及公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩分配求解和各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算問(wèn)題,對(duì)槳葉裝配時(shí)各間隙值的變化所引起的槳葉轉(zhuǎn)矩值變化情況進(jìn)行了計(jì)算分析。 采用有限元方法及結(jié)構(gòu)有限元分析工具,將流場(chǎng)分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為槳葉的應(yīng)力計(jì)算模型中的載荷條件,并對(duì)槳葉的變形情況進(jìn)行了計(jì)算分析,得到了捏合機(jī)槳葉的應(yīng)變分布情況,分析了引起槳葉變形的原因,討論了提高槳葉剛度的措施,為槳葉的剛度設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH122
【圖文】：

論槳葉與槳葉之間、槳葉與混合鍋內(nèi)壁之間的幾何關(guān)系。(a) 立式捏合機(jī)槳葉外形 (b) 兩槳葉的相對(duì)位置及主要幾何尺寸圖2.1 立式捏合機(jī)槳葉布置與幾何關(guān)系示意圖如圖 2.1(b)所示，兩槳葉在混合鍋內(nèi)做行星運(yùn)動(dòng)，混合鍋內(nèi)徑D由容積決定，槳葉與鍋壁之間、槳葉之間的最小間隙為σ 。如果兩槳葉中心距為L(zhǎng)C ，槳葉的直徑為 d ，則當(dāng)LC < d時(shí)，兩槳葉就是嚙合的，從而可以完成對(duì)物料的捏合作用。中心距和槳葉直徑?jīng)Q定了嚙合角β ，嚙合高度hI 的大小。嚙合角 β 、槳葉直徑 d 、中心距LC 關(guān)系為：1cos( )2LCdα = (2.1)其中兩個(gè)量給定，則第三個(gè)量就定了。嚙合高度1 1sin( )2 2hI = d β(2.2)中心距LC 、槳葉直徑d、混合間隙σ 和槳葉基圓直徑bd 的關(guān)系：2 2 2( ) 2b L k sd = C d σ = a + a d σ(2.3)式中

除一定直徑的圓柱體形成“空心”，槳葉底面之間的初始配合角度β 為不變化的量。(a)實(shí)心槳葉 (b)空心槳葉圖2.6 實(shí)空心槳葉模型在編制程序前，首先，通過(guò)對(duì) Solidworks 的操作，將攪拌槳葉的建模過(guò)程使用宏的方式錄制下來(lái)，當(dāng)兩個(gè)槳葉都生成后用宏錄制實(shí)、空心槳葉的裝配過(guò)程。用 VB 將錄制宏所生成的 VBA 文件打開(kāi)，找到生成的槳葉特征，槳葉之間配合的特征的操作和完成裝配操作的系列函數(shù)，將這些函數(shù)復(fù)制到新的 VB 文件中去。在實(shí)現(xiàn)槳葉的參數(shù)化建模的過(guò)程中兩槳葉的初始配合角度β 不變，中心距根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，故而只需將幾個(gè)參數(shù)：螺距、高度、槳葉外接圓直徑改為變量值，在 VB 前臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變量調(diào)用即可完成對(duì)實(shí)、空心槳葉建模和裝配的參數(shù)化建模。用 VB 編寫(xiě)的二次開(kāi)發(fā)程序可以脫離 Solidworks 的操作界面單獨(dú)操作

19（a）生成槳葉界面 （b）槳葉裝配體界面圖2.7 生成實(shí)空心槳葉及其裝配界面2.5 設(shè)計(jì)實(shí)例以某100L立式捏合機(jī)為例說(shuō)明槳葉參數(shù)化建模的步驟實(shí)心槳葉 空心槳葉混合容器圖2.8 100L立式捏合機(jī)實(shí)、空心槳葉及混合容器模型100L 立式捏合機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格與參數(shù)如下表所示，其特點(diǎn)是槳葉的轉(zhuǎn)速較慢，實(shí)、空心槳葉與攪拌容器的壁和底的間隙非常的小。其中空心槳葉與攪拌容器壁的最小距離為 3mm，槳葉之間的最小間隙為 3mm，槳葉距底的最小距離為 3mm。參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟：實(shí)心槳葉模型的建立，由于后續(xù)的有限元分析中無(wú)需建立槳葉上端圓柱軸、槳葉小的倒角的模型，可以忽略此兩處，故而建立槳葉模型需要考慮的主要內(nèi)容是槳葉截面文件的輸入、截面外接圓直徑 d 和螺旋角κα ，100L 捏合機(jī)的實(shí)心槳葉螺距為螺旋角

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 趙汝巖;鄒常青;;捏合機(jī)槳葉攪拌過(guò)程受力分析[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào);2011年05期

2 詹小斌;李錫文;鄒大軍;;立式捏合機(jī)槳葉截面設(shè)計(jì)參數(shù)分析[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐江華;立式捏合機(jī)攪拌槳葉的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值分析[D];華中科技大學(xué);2012年

2 陳松;固體推進(jìn)劑捏合機(jī)溫度與壓力測(cè)試系統(tǒng)的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2794904