差速螺旋啮合双转子端面型线的统一几何设计及模拟.pdf

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1、第53卷第3期机械工程学报Vol.53No.32017年2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb.2017DOI：10.3901/JME.2017.03.051差速螺旋啮合双转子端面型线的统一几何设计及模拟王克俭汪廷飞(北京化工大学机电工程学院北京100029)摘要：为了更全面描述啮合差速转子的端面，通过引入变符系数λ，采用相对运动法，推导了适合同向和异向的差速转子端面型线的统一啮合方程。通过改变差速比或者头数比及其他参数，可以得到不同新型的转子端面型线。用此模型建

2、立了差速比为3:1、同向和异向的等径不等导程双螺旋转子混合段。应用Polyflow软件，有限元数值模拟了高密度聚乙烯熔体在两种啮合旋向下的流动混合效果。异向差速螺纹元件有长而窄的均匀停留时间，分布混合能力较好；同向差速螺纹元件的拉伸混合、剪切作用大，分散混合能力较强。关键词：差速螺旋啮合双转子；端面型线；统一几何设计；混合；数值模拟中图分类号：TH122UnitedGeometricalDesignandSimulationofSectionalProfilesforTwinRotorsinDi

3、fferentialScrewCouplingWANGKejianWANGTingfei(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029)Abstract：Forcomprehensivedescriptionofdifferentialrotors’sections,oneunitedgeometricaldesignmodelisdevelopedu

4、singrelativemotionmethodbyintroducingminus-plustransitioncoefficientλfordesignsectionalprofilesofbothco-rotationalandcounter-rotationaltwinrotors.Fromwhich,differenttypesofnovelrotors’sectionalprofilescanbeestablishedbyvaryingdifferentialratioandscre

5、wheadnumberaswellasotherstructuralparameters.Asanexample,themodelisusedtoformonemixingpartconstitutedfromdoublescrewrotorsofthesamediameterandthedifferentscrewpitcheswithdifferentialratioof3:1eitherinco-orincounter-rotation.Polyflowsoftwareisusedinfi

6、niteelementanalysisnumericalsimulationofhighdensitypolyethylenemeltinflowmixingforbothcouplingdirections.Itisshownthatdoubledifferentialcounter-rotorsexhibituniform,longerresidencetimeandsmallerrangeofresidencetimedistributionshowingbetterdistributiv

7、emixingcapabilityincontrastwithstrongerextensionalmixingandshearfunctionshowingbetterdispersivemixingcapabilityfordoubledifferentialco-rotors.Keywords：twinrotorsindifferentialscrewcoupling；sectionalprofiles；unitedgeometricaldesign；mixing；numericalsim

8、ulation速双转子之间的啮合间隙。*0前言国内方面，邢子文等提出了差速螺杆转子型线设计原则和不同方法(相对运动法、包络线法等)，原理上，差速螺旋转子的强化拉伸及剪切作用建立了点、摆线、圆弧等曲线组成的不同类型转子[4-6][6]使其在输运、混合和高分子等软物质塑炼中受到很端面。魏静等进而建立了异向啮合型双转子型[1]线设计模型。喻慧文[5]运用相对运动法建立了非对大重视。相邻转子旋转可同向也可异向，转子三维型线须严格设计以免螺旋啮合时不干涉。国外学称同向啮合转子的几何模型，但没有给出具体的啮