机械设计及理论专业毕业论文 [精品论文] 石膏墙板挤压机螺杆力学特性及其参数优化研究

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1、机械设计及理论专业毕业论文[精品论文]石膏墙板挤压机螺杆力学特性及其参数优化研究关键词：石膏墙板挤压机螺杆力学特性参数优化摘要：传统的石膏墙板生产是采用模具法成型，难以实现自动化，而连续挤出成型便于实现石膏墙板自动化的流水线生产，是未来石膏墙板生产的发展方向。螺杆的力学特性及其结构参数是保证石膏墙板质量和生产效率的关键环节。因此，本文对石膏墙板螺旋挤压机的核心部件－螺杆的力学特性及其结构参数优化进行研究。主要完成的工作如下：1、采用单螺杆挤出成型中的固体塞输送理论，对进料段和压缩段进行了载荷分析，得到了螺旋体推进面的压力分布规律。2、采用混合罚函数法对螺旋升角、螺槽宽、螺槽深、锥角进行了优

2、化，以降低螺杆挤压工作时受到的轴向力和转矩。优化结果表明：在螺杆挤出物料的压力一定的条件下，使螺杆挤压作业时受到的轴向力和转矩都最小的螺旋升角值为14.3°，螺槽宽为63mm，螺槽深为H1=23mm，H2=10mm，螺杆锥角为1.63°。3、建立了螺旋体的几何参数化模型，运用ANSYS对螺旋体进行有限元受力分析。结果表明：螺旋体的截面形状中，对称曲线形截面是较合理的截面形状。螺旋体截面的梯形角A的增大，螺旋体截面底部宽度尺寸a的增大，顶部宽度尺寸b的减小，高度尺寸c的减小，都可以减小螺旋体应力。梯形角取15°至27°之

3、间可以使螺旋体具有较小的应力的同时又不会使螺杆的输送效率降低太多。4、根据截面尺寸和梯形角变化对螺旋体应力的影响，对螺旋体的对称曲线形截面进行了优化，与a，b，c三尺寸相同的梯形截面的螺旋体相比使螺旋体应力减小的同时，螺杆的输送效率提高了25.8％。5、对物料作用在螺旋体推进面上的压力的变化趋势进行了实验检测，验证了理论计算分析的正确性。对螺杆组挤出端横截面内的压力沿垂直于螺杆轴线方向的压力进行了实验检测，验证了对螺杆组挤压力稳定性分析结果的正确性。对作业中的螺杆组在不同转速和不同物料下的挤压力分别进行了测量。正文内容传统的石膏墙板生产是采用模具法成型，难以实现自动化，而连续挤出成型便于实

4、现石膏墙板自动化的流水线生产，是未来石膏墙板生产的发展方向。螺杆的力学特性及其结构参数是保证石膏墙板质量和生产效率的关键环节。因此，本文对石膏墙板螺旋挤压机的核心部件－螺杆的力学特性及其结构参数优化进行研究。主要完成的工作如下：1、采用单螺杆挤出成型中的固体塞输送理论，对进料段和压缩段进行了载荷分析，得到了螺旋体推进面的压力分布规律。2、采用混合罚函数法对螺旋升角、螺槽宽、螺槽深、锥角进行了优化，以降低螺杆挤压工作时受到的轴向力和转矩。优化结果表明：在螺杆挤出物料的压力一定的条件下，使螺杆挤压作业时受到的轴向力和转矩都最小的螺旋升角值为14.3°，螺槽宽为63mm，螺槽深

5、为H1=23mm，H2=10mm，螺杆锥角为1.63°。3、建立了螺旋体的几何参数化模型，运用ANSYS对螺旋体进行有限元受力分析。结果表明：螺旋体的截面形状中，对称曲线形截面是较合理的截面形状。螺旋体截面的梯形角A的增大，螺旋体截面底部宽度尺寸a的增大，顶部宽度尺寸b的减小，高度尺寸c的减小，都可以减小螺旋体应力。梯形角取15°至27°之间可以使螺旋体具有较小的应力的同时又不会使螺杆的输送效率降低太多。4、根据截面尺寸和梯形角变化对螺旋体应力的影响，对螺旋体的对称曲线形截面进行了优化，与a，b，c三尺寸相同的梯形截面的螺旋体相比使螺旋

6、体应力减小的同时，螺杆的输送效率提高了25.8％。5、对物料作用在螺旋体推进面上的压力的变化趋势进行了实验检测，验证了理论计算分析的正确性。对螺杆组挤出端横截面内的压力沿垂直于螺杆轴线方向的压力进行了实验检测，验证了对螺杆组挤压力稳定性分析结果的正确性。对作业中的螺杆组在不同转速和不同物料下的挤压力分别进行了测量。传统的石膏墙板生产是采用模具法成型，难以实现自动化，而连续挤出成型便于实现石膏墙板自动化的流水线生产，是未来石膏墙板生产的发展方向。螺杆的力学特性及其结构参数是保证石膏墙板质量和生产效率的关键环节。因此，本文对石膏墙板螺旋挤压机的核心部件－螺杆的力学特性及其结构参数优化进行研究。

7、主要完成的工作如下：1、采用单螺杆挤出成型中的固体塞输送理论，对进料段和压缩段进行了载荷分析，得到了螺旋体推进面的压力分布规律。2、采用混合罚函数法对螺旋升角、螺槽宽、螺槽深、锥角进行了优化，以降低螺杆挤压工作时受到的轴向力和转矩。优化结果表明：在螺杆挤出物料的压力一定的条件下，使螺杆挤压作业时受到的轴向力和转矩都最小的螺旋升角值为14.3°，螺槽宽为63mm，螺槽深为H1=23mm，H2=10mm，螺