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文檔簡介
1、真空擠出機是建筑磚瓦等墻體材料制品塑性擠出成形的關鍵機械設備,真空擠出機擠出泥段的質量直接影響成型坯體的質量。目前真空擠出機擠出過程的理論研究還不成熟,并且發(fā)展緩慢,導致真空擠出機的設計、制造中還存在很多問題。在真空擠出機下級的擠出段時常出現(xiàn)絞刀軸斷裂,而經機頭和機口擠出的泥段則存在裂紋等產品缺陷,這些問題都嚴重制約著真空擠出機的使用和推廣,進而影響著磚瓦行業(yè)的發(fā)展。因此有必要對影響泥料擠出質量的絞刀軸、機頭和機口等擠出元件進行專門的研
2、究分析,為真空擠出機的設計和改進提供理論依據(jù)和優(yōu)化方案。
本文以JKY95-65/60型真空擠出機為研究對象,利用流變學、測量技術、有限元方法、計算流體動力學和優(yōu)化設計等理論和方法,對擠出段的壓力場進行了研究,并根據(jù)研究結果對擠出段內的絞刀軸進行了有限元分析,最后對與擠出段相連的機頭和機口內的流場進行了流體分析。主要完成的研究內容包括:
(1)對泥料的流變模型進行了研究,并運用APDL建立了真空擠出機擠出段中
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行了模擬,得到了真空擠出機擠出部分的壓力分布,揭示了磚瓦泥料在擠出過程中的運動機理,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果,對影響擠出過程中磚瓦坯體質量的絞刀軸進行有限元分析,得出絞刀軸的應力和變形情況。找出了絞刀軸發(fā)生破壞的原因并對其進行形狀和尺寸優(yōu)化,并對
4、優(yōu)化結果進行了對比驗證,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機頭和機口進行建模后導入Workbench下的CFX模塊對流場進行了流體分析得到了速度分布。根據(jù)機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)此對模型進行優(yōu)化設計。通過優(yōu)化設計得出了機頭出口尺寸與機口出口截面速度差之間的關系,然后采用目標驅動優(yōu)化設計得出了最小出口截面速度差下的最優(yōu)機頭出口尺寸,并對優(yōu)化前后的速度場進行
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