新型连续混炼机转子的混炼机理及实验研究

摘要

本课题是国家自然科学基金项目中的子项，主要针对新型连续混炼机关键部件——转子的混炼机理进行分析和实验研究。所做的主要工作如下： 1、查阅了大量密炼机及其转子的混炼机理、实验研究以及连续混炼设备的相关文献和专利，并对其进行了总结。在此基础上对新型连续混炼机转子进行了设计，由于新型连续混炼机的混炼部分采用的是侧面排胶，转子将具有混炼和螺杆式排胶两种功能。在此思路指导下，共设计了三对转子——新型二棱同步转子、销钉式二棱同步转子和功能二棱同步转子。并在X(S)M-1.7同步转子密炼机实验平台上进行了转子混炼效果的实验。对三种转子的混炼过程及其机理进行了探讨。经查询所研制的新型二棱同步转子、销钉式二棱同步转子和功能二棱同步转子为国内首创。 2、在分析了多种三维实体造型方法的基础上，选用了UG作为建立转子三维实体模型的工具，并采用ADINA有限元分析软件对转子进行了分析。 3、采用了两种实验方案，即常规实验方案和二次正交组合设计实验方法。通过实验以及实验数据的分析，探讨了三种转子的混炼效果及最佳混炼工艺条件，并获得了大量实验数据与图表，这为新型连续混炼机更深层次的混炼机理和理论的分析奠定了基础。同时，建立了新型连续混炼机转子工程数学模型，这些工程数学模型的建立对工程实践有一定的指导意义。 4、设计出了一种功能转子，实验证明，若对功能转子进一步的研究，须对现有实验机台和控制系统进行改进。 通过实验研究表明，所设计的三种新型连续混炼机转子都能达到对混炼胶的各种性能的要求，但它们之间存在一定差异，其中功能二棱同步转子的各项性能都较好，基本可以达到四棱同步转子的效果，销钉式二棱同步转子的性能稍次之，新型二棱同步转子的效果相对较差。同时，通过相关实验的验证，所建立的转子的混炼机理是合理的，可用于指导新型连续混炼机的设计和研制。通过综合分析，功能二棱同步转子稍加改进后可用于新型连续混炼机。

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1间歇式密炼机和连续混炼机的发展

1.1.1间歇式密炼机的发展

1.1.2连续混炼机的发展

1.1.3连续混炼机的发展方向

1.2本课题研究的目的及拟解决的问题

1.2.1研究目的

1.2.2拟解决的问题

1.3本课题研究的内容及预期达到的结果

1.3.1研究内容

1.3.2预期达到的结果

第二章新型连续混炼机转子的混炼机理分析

2.1新型连续混炼机转子设计时应注意的问题

2.2新型连续混炼机转子的主要技术特征

2.3新型连续混炼机转子的混炼过程及混炼机理分析

2.3.1新型连续混炼机转子的混炼过程

2.3.2新型连续混炼机转子混炼机理分析

2.3.3新型连续混炼机转子排胶功能分析

2.4本章小结

第三章新型连续混炼机转子的结构设计及有限元分析

3.1新型连续混炼机总体方案的确定

3.2密炼机转子三维实体造型

3.2.1密炼机转子三维实体造型方法

3.2.2采用UG进行新型连续混炼机用转子三维实体造型

3.3新型连续混炼机用转子有限元结构分析

3.3.1 ADINA有限元分析软件简介

3.3.2用ADINA有限元分析软件对热交换进行分析

3.3.3用ADINA有限元分析软件对转子进行有限元结构分析

3.4本章小结

第四章实验研究

4.1实验目的

4.2实验设计

4.2.1实验装置介绍

4.2.2主要实验设备与仪器

4.2.3设备和胶料的各种性能测试

4.2.4实验方案

4.3本章小结

第五章实验数据及其分析

5.1实验结果

5.2实验数据分析

5.2.1填充系数对混炼过程的影响

5.2.2冷却水温度对混炼过程的影响

5.2.3上顶栓压力对混炼过程的影响

5.2.4转子转速对混炼过程的影响

5.2.5转子构型对混炼过程的影响

5.3本章小结

第六章工程实用数学模型

6.1基本原理

6.1.1二次回归正交实验方法建立工程数学模型的原理

6.1.2统计分析

6.1.3模型的建立与求解

6.2精度分析

6.3本章小结

第七章功能转子实验机台的改进

7.1现有混炼实验机台的状况分析

7.2混炼实验机台的改进

7.2.1混炼室结构的改进

7.2.2密封装置的改进

7.2.3功能转子测试装置的添加

7.3控制系统的改进

7.4本章小结

第八章全文总结与展望

8.1所作的工作

8.2所得结论

8.3所做贡献

8.4展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文