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文檔簡介
1、真空擠出機(jī)是建筑磚瓦等墻體材料制品塑性擠出成形的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備,真空擠出機(jī)擠出泥段的質(zhì)量直接影響成型坯體的質(zhì)量。目前真空擠出機(jī)擠出過程的理論研究還不成熟,并且發(fā)展緩慢,導(dǎo)致真空擠出機(jī)的設(shè)計、制造中還存在很多問題。在真空擠出機(jī)下級的擠出段時常出現(xiàn)絞刀軸斷裂,而經(jīng)機(jī)頭和機(jī)口擠出的泥段則存在裂紋等產(chǎn)品缺陷,這些問題都嚴(yán)重制約著真空擠出機(jī)的使用和推廣,進(jìn)而影響著磚瓦行業(yè)的發(fā)展。因此有必要對影響泥料擠出質(zhì)量的絞刀軸、機(jī)頭和機(jī)口等擠出元件進(jìn)行專門的研
2、究分析,為真空擠出機(jī)的設(shè)計和改進(jìn)提供理論依據(jù)和優(yōu)化方案。
本文以JKY95-65/60型真空擠出機(jī)為研究對象,利用流變學(xué)、測量技術(shù)、有限元方法、計算流體動力學(xué)和優(yōu)化設(shè)計等理論和方法,對擠出段的壓力場進(jìn)行了研究,并根據(jù)研究結(jié)果對擠出段內(nèi)的絞刀軸進(jìn)行了有限元分析,最后對與擠出段相連的機(jī)頭和機(jī)口內(nèi)的流場進(jìn)行了流體分析。主要完成的研究內(nèi)容包括:
(1)對泥料的流變模型進(jìn)行了研究,并運(yùn)用APDL建立了真空擠出機(jī)擠出段中
3、泥料的幾何模型。然后通過對擠出段流場幾何模型進(jìn)行邊界條件加載,在ANSYS軟件的Flotran模塊中對擠出過程中泥料的壓力場進(jìn)行了模擬,得到了真空擠出機(jī)擠出部分的壓力分布,揭示了磚瓦泥料在擠出過程中的運(yùn)動機(jī)理,也為下一步絞刀軸的有限元分析提供了參考。
(2)根據(jù)擠出段流場分析所得壓力結(jié)果,對影響擠出過程中磚瓦坯體質(zhì)量的絞刀軸進(jìn)行有限元分析,得出絞刀軸的應(yīng)力和變形情況。找出了絞刀軸發(fā)生破壞的原因并對其進(jìn)行形狀和尺寸優(yōu)化,并對
4、優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了對比驗(yàn)證,得出了滿足工況要求的最優(yōu)幾何模型。
(3)在Pro/E軟件中對真空擠出機(jī)機(jī)頭和機(jī)口進(jìn)行建模后導(dǎo)入Workbench下的CFX模塊對流場進(jìn)行了流體分析得到了速度分布。根據(jù)機(jī)口出口截面的速度分布找出了泥坯存在缺陷的主要原因,并據(jù)此對模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。通過優(yōu)化設(shè)計得出了機(jī)頭出口尺寸與機(jī)口出口截面速度差之間的關(guān)系,然后采用目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化設(shè)計得出了最小出口截面速度差下的最優(yōu)機(jī)頭出口尺寸,并對優(yōu)化前后的速度場進(jìn)行
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