新型六棱同步转子密炼机混炼机理及实验研究

摘要

本文首先对密炼机转子设计理论进行了分析，在系统分析了密炼机转子截面几何形状和几何结构对混炼效果影响的基础上，提出了新型密炼机转子的设计思路，研制出了新型六棱变间隙(VCMT)转子，添补了国内在六棱同步转子密炼机的空白。综合分析了密炼机转子的常用造型方法，将三维CAD技术引入转子的设计中，首次在密炼机转子设计中提出了一种新的转子设计方法——扫描成型法，设计出了转子精确的三维模型；建立了转子图库，并对其质量特性进行了计算和分析；建立了转子的有限元网络模型，对转子进行了结构有限元静力分析。开拓了一条全新的密炼机转子造型、分析和优化设计的路线。分析了新型六棱同步转子的混炼机理和混炼过程，在不同工艺条件下，对二棱、四棱、六棱和六棱VCMT同步转子进行了全钢子午胎胎面胶混炼的对比实验，对于新设计的转子的性能进行了分析和实验验证。所取得的成果主要有： 1、VCMT技术的应用提高了六棱同步转子的填充系数，降低了对上顶栓压力的要求，从而降低了混炼成本。 2、相同工艺条件下，六棱VCMT同步转子与六棱同步转子相比，单位能耗低，排胶温度低，混炼胶分散度高。在满足混炼胶的物理机械性能和分散度的前提下，与二棱、四棱同步转子相比，能有效缩短混炼时间，提高了密炼机的生产效率；在转速稍低时的性能更加优良，混炼胶综合机械性能更高，炭黑的分散效果更好，对于大部分胶料的混炼完全可以替代四棱同步转子。 实验研究表明，该新型六棱变间隙转子具有良好的分散混合和分布混合能力，能够使得胶料在密炼室内的流动更加复杂，大大改善了混炼效果，提高了生产效率。

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1密炼机技术的发展

1.2密炼机的转子造型及其混炼特点

1.2.1转子构型概述

1.2.2变间隙混炼技术国内外研究动态和水平

1.3本文研究的目的及意义

1.3.1研究目的

1.3.2研究意义

1.4本文的研究特色和主要内容

1.4.1研究特色

1.4.2研究内容

第二章新型六棱同步转子的设计及三维CAD技术

2.1密炼机转子的设计理论

2.1.1密炼机转子设计的出发点和着眼点

2.1.2密炼机转子设计的主要几何参数

2.2新型变间隙同步转子的设计

2.2.1转子突棱曲率的设计

2.2.2新型同步转子轴向几何结构的设计

2.2.3变间隙混炼技术(VCMT)的应用

2.3密炼机转子的三维CAD造型技术

2.3.1三维造型设计的必要性

2.3.2密炼机转子三维参数化设计常用方法

2.3.3扫描成型法

2.3.4转子造型中需要注意的问题

2.4本章小结

第三章新型六棱VCMT同步转子的混炼理论研究

3.1密炼机混炼过程及混炼理论分析

3.1.1混炼定义

3.1.2橡胶与粒状填料的混炼过程

3.1.3密炼机混炼的“最佳粘度理论”

3.1.4混炼系统的新发展

3.2新型六棱VCMT同步转子的混炼机理及过程分析

3.2.1同步转子密炼机的技术参数

3.2.2六棱VCMT同步转子密炼机的混炼机理分析

3.2.3六棱VCMT转子密炼机的混炼过程分析

3.3本章小结

第四章新型六棱VCMT转子的有限元分析

4.1数值模拟分析与有限元分析技术

4.2新型六棱转子的有限元结构分析

4.2.1有限元结构分析流程图

4.2.2 UG有限元分析模块简介

4.2.3混炼初期加料时转子的有限元结构分析

4.2.4混炼过程中转子的有限元结构分析

4.3本章小结

第五章实验研究

5.1实验装置

5.1.1转子实验平台

5.1.2主要实验设备和仪器

5.1.3设备和胶料的各种性能测试

5.2实验方案

5.3实验配方及其工艺条件

5.3.1主要原材料及常态物理性能

5.3.2实验配方

5.3.3实验条件

5.3.4工艺条件

5.4本章小结

第六章实验结果分析与性能比较

6.1实验数据

6.2实验结果比较分析

6.2.1填充系数对混炼过程的影响

6.2.2上顶栓压力对混炼过程的影响

6.2.3冷却水温度对混炼过程的影响

6.2.4转子转速对混炼过程的影响

6.2.5新型六棱VCMT转子的性能分析

6.3本章小结

第七章全文总结

7.1所做工作

7.2主要结论

7.3本课题所做贡献

7.4有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及获奖