Roller转子密炼机聚合物流体的混沌混合特性

建立了Roller转子密炼机二维有限元模型,利用网格重叠技术,对密炼机流体的流动过程进行了数值模拟。利用粒子示踪技术,采用4阶Runge-Kutta法计算了不同转数和不同流体粒子释放位置的密炼机Poincaré截面、平均对数线拉伸及Lyapunov指数等混沌混合参数。从非线性混沌理论的视角研究了Roller转子密炼机的混沌混合机理。结果表明,在双转子周期性扰动的作用下,聚合物流体在密炼机内被反复地拉伸、折叠,且啮合区的Poincaré截面出现了典型的"马蹄形"混沌结构。随着混合周期的增加,平均线拉伸以指数形式增长,且Lyapunov指数大于零。Roller转子密炼机流体具有混沌对流的特征。

Banbury和Roller转子密炼机局部和全局混合特性

采用有限元法,利用Polyflow软件计算了Banbury和Roller两种转子密炼机检测线的速度、剪切速率和混合指数分布,对比分析了两种转子的局部混合特性。通过计算停留时间分布、对数拉伸率、平均混合效率和粒子束分布指数等混合参数,对比分析了两种转子密炼机的全局混合特性。在此基础上,研究了具有典型运动规律流体粒子的动力学特性,分析了密炼机流体的位移和速度突变产生的受力和混合突变特征,为深入理解密炼机流体的复杂混合机理提供了一定的理论参考。

基于Creo Parametric软件对密炼机啮合型转子的冷却结构优化分析

采用Creo Parametric软件建立密炼机啮合型转子的热分析模型,对转子的冷却结构进行优化分析。结果表明:“分体式+螺旋管道”冷却结构对转子有很好的冷却效果,分体式冷却结构可使转子的主体及凸棱冷却更均匀,螺旋管道冷却结构可以增大冷却水流面积和流速,冷却效果较好;与单螺旋冷却结构转子相比,双螺旋冷却结构转子的凸棱壁厚度和温度场分布更均匀,凸棱顶部最高温度较低。

ABB机器人在密炼机转子焊接中的应用

合金堆焊的质量会直接影响转子的工作性能和使用寿命,以往转子的合金焊接采用人工方式,存在焊接效率低、质量不稳定等缺点。焊接机器人的出现大大提升了焊接效率和质量,并改善了作业环境,降低了劳动强度和生产成本。本文介绍了ABB机器人在密炼机转子合金焊接方面的应用,包括焊接工作站的组成和作用,RobotStudio软件的仿真介绍以及利用机器人进行转子焊接。

密炼机转子体高效铣削工艺

以密炼机GN剪切型转子体为例,分析曲面形状结构和加工特点,设计合理的工艺、程序,选用合适的刀具和参数,进行仿真验证,研究如何利用龙门四轴加工中心或车铣复合多轴加工类设备,实现该类产品的高效铣削。重点论述了转子体加工的装夹方法,数控工艺的整体设计思路和各个关键要点的注意事项,以及对于数控铣削后的外形如何检验,为密炼机多种形式的转子体加工提供了经验借鉴。

同步转子密炼机混合效率的数值模拟研究

利用CFD软件Polyflow对banbury转子和roller转子的两种密炼机内熔体流场进行二维数值模拟。利用粒子跟踪法对两种类型转子密炼机的分散混合性能、分布混合性能、线拉伸以及混合效率进行了统计和比较。结果表明,由于roller转子截面的棱数多于banbury转子,在相同周期内,roller转子密炼机对熔体的剪切与拉伸作用次数多于banbury转子密炼机,因而提高了拉伸速率和剪切速率,roller转子密炼机具有较高的分散性和分布性混合效率。

叠片式密炼机转子结构对混合特性的影响

利用自行设计的基于微分原理的叠片转子密炼机,对不同结构转子的混合特性进行了实验研究和理论分析。通过数值模拟的方法,对不同结构转子混炼流场特性和混合作用进行了理论分析;借助于混合实验,对不同结构转子的混合效果进行了评估和表征。研究结果表明,随着螺棱的螺旋角从21.7°减小到7.6°,混炼流场的拉伸作用变弱了,更少比例的物料经历高水平的累积解聚功和时间平均混合效率;同时,实验制得的环氧树脂/碳纳米管样品的拉伸强度从65.34MPa减小到62.82 MPa,断裂伸长率从5.74%减小到5.31%。螺棱的长短棱之比对混合指数几乎没有影响,对累积解聚功和时间平均混合效率影响较小;当螺棱长短棱之比为2∶1时,样品具有更高的拉伸强度65.42 MPa和更高的断裂伸长率5.95%。

密炼机转子参数的优化设计

根据密炼机设计的步骤,建立两种不同结构密炼机同步转子数学模型,提出优化方向。按照数学模型,采用约束坐标轮换法设计优化程序,根据经验以实际数据优化计算密炼机的转子参数。结果表明,所提出的模型和优化方法可以计算出符合要求的密炼机转子参数。

基于Polyflow的密炼机六棱同步转子流场的三维动态模拟研究

建立密炼机六棱同步转子的物理、数学和有限元模型,运用有限元分析软件Polyflow对其混炼流场进行三维动态模拟,分析混炼过程胶料压力场、速度场、剪切速率场、粘度场和混合指数分布。结果表明:在六棱同步转子棱推进面存在一个高压区域,而在棱的背面存在一个低压区域,对胶料的分散有利;在胶料流动过程中,在转子之间主要是剪切和拉伸流动行为,而在其他区域则以剪切流动为主。

Cam转子密炼机混沌混合特性影响因素分析

建立了Cam转子密炼机二维流动有限元模型,采用网格重叠技术,对密炼机瞬态混炼流场进行了数值模拟。在此基础上,结合Poincaré截面、平均对数线拉伸、Lyapunov指数等参数对混沌混合进行定性及定量表征;研究了转子中心距、初始相位角及转速等因素对Cam转子密炼机流体混沌混合强度的影响。结果表明,转子中心距、初始相位角及转速等因素直接影响混炼流场的混沌混合强度;增大转子中心距、改变初始相位角、提高转速等方法可强化混炼过程的混沌混合,提高流体的混合效率。

密炼机啮合转子的三维流场模拟

采用ADINA有限元分析软件对啮合转子所形成的三维流场进行模拟分析,得到转子6个啮合相位角的速度场分布。分析发现,啮合转子混炼区在两转子啮合区域,并且啮合区域为高压力区,高压力点在短棱附近,为设计时校核转子强度提供了校核危险点,并为转子设计提供了可靠的理论依据和技术参数。

密炼机同步转子流场和异步转子流场的分析

本文建立了密炼机同步转子和异步转子的物理、数学和有限元模型,对同步转子和异步转子的密炼机内的胶料进行了流场分析。分析表明,同步转子和异步转子的压力最大值点均在转子剪切面一侧的棱顶处;同步转子对胶料的剪切作用更强,分散混合作用也更好。

异向/同向转子密炼机中物料流动和炭黑分布情况的数值模拟与试验研究

对异向/同向转子密炼机中物料流动及炭黑分布情况进行数值模拟和试验研究。结果表明,转子的旋向对炭黑在胶料中的分布有显著的影响,与异向旋转相比,同向转子密炼机初期的分布能力较低,但最终分布效果略优。数值模拟可对胶料在密炼机中的流动分布情况进行可视化研究,为转子性能的模拟测试提供了新方法。

密炼机新型微肋转子的设计及其混炼流场模拟分析

设计新型微肋转子的三维物理模型,利用ProE/Polyflow软件对微肋转子混炼流场进行有限元模拟和分析。结果表明,两对微肋结构增大了胶料的压力梯度、速度梯度、粘度梯度和混合指数(在0. 5~0. 6区间内),胶料受到的剪切作用增强,且产生一定的拉伸作用,有助于胶料的混合和分散。

低温炼胶密炼机渐开线形转子的设计

椭圆形转子密炼机混炼高填充白炭黑胶料产生炼胶高温与转子造型有关,应改进转子工作面的造型设计,变转子工作面圆弧形为渐开线形。介绍了渐开线形转子的造型与特征、转子工作面渐开线的性质及由此带来的胶料受力及流变特性的变化。以一个渐开线形转子造型设计为实例,对转子工作面渐开线压力角、基圆圆心与半径、凸棱棱顶与密炼室壁最小间隙、凸棱顶部形状等主要参数,进行论证与设计。最后通过胶料在黏弹态和黏流态的受力与流变分析,并经小机型试验证明,渐开线形转子造型设计可以适应"低温一次炼胶"的要求。

密炼机转子构型参数与功率关系的数学模型

从密炼室功率与转子构型特征引起的胶料运动出发,将典型密炼机的转子截面分为3个区间,引入转子凸棱过渡区的流变分析,建立完整截面形状的转子构型参数A的数学模型。试验表明A的理论值与实测值有一定偏差,因此引入修正系数λ,并对λ进行二阶曲线拟合,导出修正后功率与密炼机转子构型参数的关系模型。研究结果表明,该模型可为密炼机转子构型优化及降低功率消耗计算提供理论依据,具有实际工程应用价值。

密炼机转子三维造型设计的探讨

介绍了密炼机转子三维造型设计的意义和用途，重点描述了转子表面模型造型设计的原理和方法，同时还对密炼机容量，转子体积、强度和刚度计算作了简单的说明。

F型密炼机转子密封性能的改进

分析F型密炼机使用过程中影响密炼机转子密封性能的因素。为节约维护费用,选取耐高温高压无油润滑的合金材质,成功研制出国产合金密封环。使用国产合金密封环后,注油消耗量减小,磨损量降低,生产成本降低,既能保证优良的密封性能,同时可以减少资源消耗。

基于离散元法的密炼机转子间隙对炭黑分散度影响的仿真

运用离散元分析软件EDEM对1.7L,5L和25L3种型号的密炼机在不同转子间隙下的炭黑分散度进行了分析研究。通过建立橡胶聚粒之间橡胶和炭黑颗粒之间黏弹性力学模型,模拟了混炼过程中颗粒的运动、演化情况,得出密炼机转速为60r·min-1时1.7L,5L和25L3种型号的密炼机最佳转子间隙分别为2.5,4.5,9~10mm之间;结合现有实验条件对3种型号的密炼机在不同转速下的炭黑分散度进行了实验研究及EDEM模拟,验证了利用离散元法分析混炼过程中炭黑分散的可行性。

啮合式转子密炼机中转子的模拟和设计

对聚合物在啮合式转子密炼机中的流动进行了模拟分析 ,并分析了 4种不同类型啮合式转子的混炼作用 ,还将模拟分析结果与分离式转子密炼机的实验结果进行了比较。结果表明 ,啮合式转子密炼机的填充因数比分离式转子密炼机大。