立式捏合机桨叶型面设计与优化-论文.pdf

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1、固体火箭技术第37卷第3期JournalofSolidRocketTechnologyVo1．37No．32014立式捏合机桨叶型面设计与优化①詹小斌，李锡文，张嘉琪，崔峰(1．华中科技大学机械科学与工程学院，武汉430074；2．湖北三江航天江河化工科技有限公司，宜昌444200)摘要：针对现有立式捏合机桨叶设计的缺陷，依据立式捏合机的捏合原理和运动特性，分析和评价了现有空心桨叶的建模过程，提出了空心桨叶捏合面新的建模方法。仿真分析表明，修正后的空心桨叶捏合范围增加了约31．5％。以实心桨非捏合面为例，根据桨叶的力学性能、运动特性和加工要求，找出了非捏合面的建模

2、区域，对非捏合面轮廓进行了重新设计，并进行了圆弧化处理。仿真分析表明，在不削弱桨叶刚度的情况下，使其桨叶最大应力减少约20％。将新的设计方法应用到桨叶设计过程中，对桨叶的混合性能和力学性能有较大改善。关键词：立式捏合机；桨叶；捏合面；优化中图分类号：TQ051．7文献标识码：A文章编号：1006．2793(2014)03—0413—05DoI：10．7673／j．issn．1006—2793．2014．00．024DesignandoptimizationonbladeprofileofverticalkneaderZHANXiao—bin，LIXi—wen，ZH

3、ANGJia．qi，CUIFeng(1．SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．HubeiSanjiangAerospaceRiverChemicalTechnologyCo．，Ltd．，Yichang444200，China)Abstract：Inaccordancewiththeweaknessesoftheexistingverticalkneadersblades，basedonthevertic

4、alkneader'skneadingpnnciplesandmovementcharacteristics，theexistinghollowbladesmodelingprocesswasanalyzedandevaluated，andnewmodelingmethodwasproposed．Simulationanalysisshowsthatthehollowblade"Skneadingrangeincreasesbyapproximately31．5％．Takethesolidblade'snon—kneadingsurfacewasanexample

5、，onthebasisofthemechanicalpropertiesoftheblade，movementcharacteristics，andprocessingrequirements，themodelingregionofnon—kneadingsurfacewasdesigned．Thecontourofthenon-kneadingsurfaceisredesignedandtreatedbyseveralcirculararcsaswel1．Underthecircumstancethatthebladestiffnesswillnotbeweak

6、ened，simula—tionanalysisshowstheblade'smaximumstressreducesbyabout20％．Byusingthefreshdesignintopracticalbladedesignproce—dure，themixingperformanceandmechanicalpropertyofthebladearegreatlyimproved．Keywords：verticalkneader；blade；kneadingsurface；optimizationO引言要的意义。立式捏合机是固体推进剂生产的关键设备，其产现

7、有文献对桨叶捏合原理及桨叶型面的研究很品质量和生产效率与桨叶结构密切相关¨J。桨叶结少，少有指导桨叶设计的研究成果和理论。本文首次构主要由桨叶高度、螺旋角和型面决定J。航天四院依据桨叶的捏合原理，通过分析桨叶运动特性、仿真桨42所王正方等进行了桨叶型面的基础研究，给出了桨叶捏合过程，修正了空心桨叶的捏合面轮廓；通过分析叶参数的基本关系]。华中科技大学易朋兴等对桨叶桨叶的力学性能和非捏合面的建模区域，提出了实心的螺旋角进行了研究，设计了桨叶建模和优化系统，得桨叶非捏合面轮廓的设计方法，并进行了有限元验证。出了具有最佳混合性能的螺旋角范围J。高粘度物料混合流场的计算流

8、体力学(C