能源短缺是當(dāng)今社會(huì)面臨的首要問(wèn)題，所以在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門，開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品的過(guò)程中都把降低消耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量作為首先考慮的問(wèn)題。高聚物加工行業(yè)亦是如此，在過(guò)去的十幾年中，熔體泵輔助擠出機(jī)在聚合物加工中的應(yīng)用得到了較大的發(fā)展。由于其易增壓，能顯著消除壓力波動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用熔體泵的擠出系統(tǒng)，幾乎能加工所有熱塑性塑料，并且生產(chǎn)出各種優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，如片材、吹塑膜、拉伸膜、管材、桶材和型材等。在許多發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)如美國(guó)、日本和德國(guó)，熔體泵的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)取得了很好的成果。而由于種種原因，我國(guó)有關(guān)熔體泵技術(shù)的研究工作還處于起步階段。 就是在這種背景下，本課題在闡述了熔體泵的性能特點(diǎn)和輸送機(jī)理的同時(shí)，針對(duì)熔體泵設(shè)計(jì)中的諸難點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的剖析，如潤(rùn)滑和密封結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，得出了動(dòng)壓反輸粘滯密封的計(jì)算公式并通過(guò)大量的有限元分析，繪制了特定軸承尺寸、物料特性下軸承的轉(zhuǎn)速、承載能力和偏心率的關(guān)系曲線(即潤(rùn)滑曲線)。這些理論在化工二廠使用的日本神戶制鋼所生產(chǎn)的熔體泵中得到了驗(yàn)證。 本文的第一個(gè)特點(diǎn)是將單螺桿的熔體輸送理論巧妙地應(yīng)用于動(dòng)壓反輸粘滯密封裝置中，得出了一套簡(jiǎn)便易行的計(jì)算密封結(jié)構(gòu)尺寸的公式，這部分工作是所查前人文獻(xiàn)中所沒(méi)有的。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證表明，其可靠程度高，基本可以用來(lái)指導(dǎo)熔體泵密封裝置的設(shè)計(jì)工作。 本文的第二個(gè)特點(diǎn)是作者所提供的潤(rùn)滑曲線，是本文作者首次提出的解決熔體泵非牛頓流體潤(rùn)滑問(wèn)題的方法。有限元模擬是當(dāng)今科學(xué)領(lǐng)域中普遍應(yīng)用的一種數(shù)學(xué)方法，其可靠性得到了廣泛的認(rèn)可和贊同。在滑動(dòng)軸承中，潤(rùn)滑介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)很難進(jìn)行測(cè)量，而非牛頓流體的流變行為又非常復(fù)雜，所以嘗試用其它的方法來(lái)描述和求解。本文所給出的潤(rùn)滑曲線是經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算并得到了實(shí)際生產(chǎn)裝置的驗(yàn)證，其精度可以滿足設(shè)計(jì)中的要求。 本文的第三個(gè)特點(diǎn)是將動(dòng)壓推力潤(rùn)滑的原理應(yīng)用到熔體泵中。在確定影響熔體泵容積效率的主要因素為軸向間隙的基礎(chǔ)上，以減少磨損、維持設(shè)計(jì)間隙為前提，比較了幾種保證壁面潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并用有限元方法計(jì)算出了自制熔體泵特定尺寸和工作條件下的承載效果。 從第三章的一般設(shè)計(jì)程序可以看出，本文的另一特點(diǎn)就是提出了一套比較系統(tǒng)的熔體泵設(shè)計(jì)理論，為以后開(kāi)發(fā)研制各類規(guī)格高粘度熔體泵奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類】：TH38
【部分圖文】：

北京化』二大學(xué)周反士研究生學(xué)位論文泵最主要的功能是將來(lái)自擠出機(jī)的高溫塑料熔體增壓、入擠出模具，泵出口的熔料壓力受入口壓力波動(dòng)的影響圖1一1的實(shí)例表示「”1。由圖可見(jiàn)，熔體泵能將750psi在15Psi的范圍內(nèi)，其穩(wěn)壓能力優(yōu)于各種類型的擠出增壓穩(wěn)壓和穩(wěn)定流量的特性，當(dāng)它與單螺桿或雙螺桿擠整條生產(chǎn)線的性能優(yōu)異，效益顯著增加。

圖l一1熔體泵穩(wěn)壓效果圖1.3.2熔體泵的應(yīng)用特點(diǎn)l)熔體泵能夠持續(xù)地向擠出機(jī)頭泵送精確的料流量，從而減小擠出制品的公差，使單位重量的物料制出更多的合格產(chǎn)品，當(dāng)擠出制品的尺寸公差要求比較嚴(yán)格或制品的原料成本較為昂貴時(shí)，使用熔體泵顯得更有價(jià)值。2)如圖1一2所示，在同向雙螺桿擠出機(jī)與熔體泵組合的混煉擠出造粒生產(chǎn)

換句話說(shuō)，泵在一定的出口壓力下，對(duì)應(yīng)有一定的轉(zhuǎn)速范圍，也就是軸頸表面的線速度有一個(gè)最大限定值。圖2一2軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖同時(shí)，根據(jù)摩擦學(xué)中的”分子一機(jī)械”理論，滑動(dòng)軸承的失效形式，主要是磨料磨損和粘著磨損。泵的出口壓力越高，軸頸對(duì)薄膜的剪切力就越大，潤(rùn)滑膜破壞越嚴(yán)重，承載區(qū)就越接近混合摩擦甚至于干摩擦，對(duì)軸和軸承表面損壞也就越厲害，所以，控制泵的出口壓力對(duì)軸承的承載能力有決定性的影響。2.1.3有限元法分析結(jié)果為了與牛頓流體潤(rùn)滑時(shí)有關(guān)資料中提供的解析解進(jìn)行比較和直接觀察，將軸表面壓力(即第一層壓力)分布輸入Excel展開(kāi)，生成三維曲面。如圖2一3。圖2一3軸表面熔體壓力分布圖第18頁(yè)
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐歡;熔體泵的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];北京化工大學(xué);2007年

2 李旭東;雙驅(qū)動(dòng)熔體泵的性能結(jié)構(gòu)研究[D];北京化工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2889063