挤出机螺杆优化设计的几种方法

发布日期:2017-07-20 14:31:59
摘要:螺杆行业业内人士应当知晓挤出进程是一个杂乱的物理化学进程。其间包含物料的输送与相变、化学反应、热传递与交流、能量变换等,导致螺杆各段所请求的功能有所不同,构成了异于常规机械设计的特色与办法相应地,螺杆的优化设计也有其独特的方面和方法。
挤出机螺杆
 
 
 
螺杆行业业内人士应当知晓挤出进程是一个杂乱的物理化学进程。其间包含物料的输送与相变、化学反应、热传递与交流、能量变换等,导致螺杆各段所请求的功能有所不同,构成了异于常规机械设计的特色与办法相应地,螺杆的优化设计也有其独特的方面和方法。现在,常用的挤出机螺杆优化设计办法有如下几种,咱们一同来了解下。
 
1、解析法
 
此方法法运用比较早。通常是在单一优化方针(如产值或功率耗费)下对某一设计变量进行最优化设计,其寻优办法即为高等数学中的求极值办法例如,由公式:Q=πnHDb(Db-H)*[(tgф*tgθb/tgф+tgθb)*(W/W+e)](1)中能够看出,若不思考压力变化及螺杆冲突要素f,Q,可达到最大。于是式(1)可写成。
 
2、图解法
 
当要思考的规划变量非单一,或规划变量以某种函数联络方式表达时,使用图解法可直观地显示出该参数的最好值规模。例如,由式(1)知,当其它参数一守时,生产能力与tgф*tgθb/(tgф+tgθb)成正比。若取f。=fb,D=50mm,H=10mm,绘出tgф*tgθb/(tgф+tgθb)与θ的联络曲线如图2所示f当f=0.25-0.50(大多数塑料在此规模内)时,螺纹升角的最好值规模为17°~20°。因而现在大多数螺秆被规划成螺距等于直径,这时θb=17.66°。
 
3、正交设计法
 
如前所述,螺杆设计的变量很多,各变量之间也许存在着某种联络,这些联络有时会十分杂乱。在这种状况下,使用试验办法去寻觅设计变量的最好取值范围往往更为有用。可是,若选用惯例的试验办法,则需进行上百次基至上千次试验,费时吃力正交设计是依照必定规则(正交表)用起码试验次数寻求最好试验作用的科学办法。在剖析各影响要素的基础上,将每个要素挑选需求的水平数按正交表所示的组合准则进行试验对试验成果进行正交剖析,既可断定规划参数的最好值.亦可判别其间的主要要素,以便剖分出作用非常好的试验计划。
 
4、统计分析法
 
使用图解法和正交设计法尽管可断定设计参变量的最好值范围,但不能树立用于辅导规划的模型,因而存在必定的局限性。树立在核算理论基础上的回归剖析办法则可较好地处理这一疑问。具体做法是,依据试验成果,断定螺杆规划参数与挤出技能,材科功能,作业特性之间的近似定量联络(使用回归剖析),对若系式进行回归作用查验;使用所求得的联络式对挤出进程进行剖析和猜测,选用图解法或核算机寻求规划的最好化。
 
5、CAD
 
按挤出理论树立的螺杆规划模型适当杂乱,且思考的要素愈多,模型愈杂乱,核算进程愈艰难。跟着核算机技能的开展,自七十年代以来,大家致力于螺杆的核算机辅助规划(CAD)技能的开发与使用。在进行螺杆CAD时,通常假设螺杆参数,物料功能参数和挤出技能参数为已知并输入核算机,V得出形如=f(z),T=f(z)等联络式。然后查验熔融状况、挤出温度等是不是满足请求。若不满足,则修正其间某些参数,直至满足停止。核算成果能够是表格,亦能够是图线方式,综合剖析后断定最好值规模。因为理论公式尚不完善,故核算值还需用试验验证。
 
6、可靠性设计
 
树立在概率核算理论基础之上的可靠性设计,是在可信度满足的前提下,寻求规划参数的最好值。然后被广泛使用于机械通件的优化规划。笔者曾使用它断定通常螺杆的最适宜根径和螺杆强度安全系数的最好化。
 
以上就是常用的挤出机螺杆优化设计的几种方法,虽然有些相当复杂,但是利于挤出机螺杆的大大优化,我们在使用过程中一定要利用得当。