大型模板水下造粒过程常见故障机理及改进技术研究

发布时间：2017-09-08 15:34

  本文关键词：大型模板水下造粒过程常见故障机理及改进技术研究

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【摘要】：在聚合物熔体挤压、导热油加热以及切粒面粒子水冷却的综合作用下,大型水下造粒模板内聚合物熔体的凝固过程和挤出造粒质量都会受到-定的影响,严重时造成模孔的堵塞以及造粒产品质量缺陷。本论文对聚合物熔体在模板流道中成型机理,挤出时造粒质量,切刀切粒过程中受力情况,异常工况和故障的产生原因进行了较为系统的深入研究,从而为自主研发造粒模板奠定技术基础。主要研究内容如下：建立聚合物熔体的相迁移计算模型,模拟分析模板流道内聚合物熔体的凝固过程、模板的结构参数和工况参数对凝固层的影响,针对凝固层横截面面积的大小优化了部分结构参数和工况参数；在此基础上研究了整体模板造粒带上的凝固层分布情况。运用Polyflow模拟了模板模孔中聚合物挤出过程；分析了挤出过程中主应力差的波动情况；分别从结构参数和部分工况参数对聚合物挤出时表面质量造成的影响作了简要的分析,而且分析指出了成型质量缺陷的原因。建立了切粒刀切削固化聚合物的物理模型；分别模拟了刀具截面面积,切削时配合角,模孔直径和切削时聚合物温度对于切削时切粒刀受力的影响。搭建了小型的凝固实验平台,验证了模板模孔出口处的凝固层和聚合物挤出时的造粒质量；对模板堵塞、鲨鱼皮、拖尾粒、缠刀等故障及现象进行了相应地实验模拟和理论分析。
【关键词】：水下造粒模板 凝固层 表面质量 切刀切
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.93
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符号说明14-16
• 第一章 绪论16-30
• 1.1 课题来源及项目名称16
• 1.2 大型水下造粒系统的简要介绍16-18
• 1.3 大型水下造粒模板的异常工况及故障研究18-28
• 1.3.1 模板造粒过程中易发生的异常工况及故障18-23
• 1.3.2 模板造粒过程中易发生异常工况及故障的机理研究23-25
• 1.3.3 针对模板造粒过程中异常工况和故障的解决方案25-28
• 1.4 研究内容及技术路线28-30
• 1.4.1 研究内容28-29
• 1.4.2 技术路线29-30
• 第二章 模孔堵塞现象中熔体凝固层的形成演化过程30-60
• 2.1 聚合物熔体相迁移理论30-33
• 2.2 聚合物熔体相迁移计算模型33-35
• 2.2.1 物理模型33-34
• 2.2.2 边界条件和物性参数34-35
• 2.3 单一模孔内凝固层的形成过程分析35-39
• 2.4 影响凝固层的厚度和长度因素分析39-47
• 2.4.1 结构参数对凝固层的影响39-43
• 2.4.2 工况参数对凝固层的影响43-47
• 2.5 影响单一模孔凝固层形成诸参数的综合分析47-51
• 2.5.1 评价方法48-49
• 2.5.2 针对凝固层横截面积的参数优化49-51
• 2.6 单一模孔极限条件凝固层扩张至堵塞过程模拟及改进技术51-53
• 2.6.1 单一模孔极限条件下凝固层扩张至堵塞过程模拟51-53
• 2.6.2 单一模孔堵塞故障解决技术53
• 2.7 模板整体凝固层的综合分析53-58
• 2.8 本章小结58-60
• 第三章 模板造粒质量缺陷的原因及形成机理60-76
• 3.1 模板造粒表面质量缺陷分析计算模型60-64
• 3.1.1 计算模型处理及网格划分60-61
• 3.1.2 计算模型边界条件及物料参数61-62
• 3.1.3 表面质量缺陷机理分析62-64
• 3.1.4 评价方法64
• 3.2 影响模板造粒表面质量因素分析64-71
• 3.2.1 结构参数对造粒表面质量的影响66-69
• 3.2.2 工况参数对造粒表面质量的影响69-71
• 3.2.3 颗粒表面成型缺陷的原因分析及改进技术71
• 3.3 模板造粒成型质量缺陷分析71-74
• 3.3.1 成型质量缺陷分析计算模型72-73
• 3.3.2 模孔内外聚合物流体区温度分布73-74
• 3.3.3 颗粒成型质量缺陷的原因分析及改进技术74
• 3.4 本章小结74-76
• 第四章 模板水下造粒过程中刀具受力及可能故障分析76-96
• 4.1 造粒过程中的切削理论76-78
• 4.2 三维切削物理模型78-81
• 4.3 边界条件及物性参数81-82
• 4.4 造粒过程切削力分析82-94
• 4.4.1 切削过程分析82-84
• 4.4.2 刀具截面面积对造粒过程切削力的影响84-86
• 4.4.3 切削配合角对造粒过程切削力的影响86-89
• 4.4.4 模孔直径对造粒过程切削力的影响89-91
• 4.4.5 温度对于造粒过程切削力的影响91-94
• 4.4.6 切粒刀造粒过程故障分析及改进技术94
• 4.5 本章小结94-96
• 第五章 实验验证和分析96-110
• 5.1 实验设备96-100
• 5.1.1 小型桌面挤出机与双螺杆挤出机96-98
• 5.1.2 检测设备98-100
• 5.2 实验步骤100-102
• 5.2.1 模板模孔出口面聚合物熔体温度场检测实验步骤100-101
• 5.2.2 模板出口区聚合物熔体凝固层形状检测实验步骤101-102
• 5.3 实验结果102-109
• 5.3.1 模板流道内聚合物熔体凝固层的实验验证102-105
• 5.3.2 模板模孔出口面聚合物温度场验证105-106
• 5.3.3 模板造粒表面质量的实验验证106-109
• 5.4 本章小结109-110
• 第六章 结论与展望110-112
• 6.1 研究成果110-111
• 6.2 课题展望111-112
• 参考文献112-116
• 致谢116-118
• 研究成果118-120
• 作者和导师简介120-121
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书121-122

【参考文献】

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本文编号：814837