基于虚拟技术的挤压膨化机的优化设计
发布时间：2021-12-18 06:10
螺杆作为挤压膨化机的主要零部件在膨化的过程中要受到巨大的挤压力，用久后易变形开裂。螺杆螺距是影响螺杆寿命和膨化效率的重要参数，在进行设计的时候需要重点分析。由此本课题借助虚拟技术对膨化机螺杆进行受力分析，并首次提出膨化机螺杆的流场分析，以此求解出最优化的螺距设计尺寸。本课题研究的主要内容：1.以膨化机出料段和调质段螺杆为重点，借助Workbench软件通过模拟的环境对螺杆进行了流场分析。研究表明螺杆螺距不同对物料流速、涡流粘度和机膛压力的影响以及螺杆自身的受力情况不同，求解出膨化效率高、挤压膨化效果好的螺杆螺距分别为出料段57mm调质段56mm。这与YJP-16型膨化机出料段和调质段螺杆螺距的55mm分别相差2mm和1mm。2.利用Solidworks二次开发技术对膨化机轴和螺杆进行参数化设计，利用建立好的人机交互界面可以简化设计过程。3.对膨化机三维零件进行虚拟装配，并生成爆炸视图，通过虚拟装配调试不同段螺杆的螺旋起始角。通过本课题的研究验证了利用流场分析进行优化设计的可行性，可以缩短膨化机的设计周期，减少传统设计的试制费用，有利于提高膨化生产效率，获取更高品质的挤压膨化机。
【文章来源】：武汉轻工大学湖北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 研究意义及主要内容
1.2 挤压膨化技术的发展及应用现状
1.3 膨化机发展史
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 CAD 与虚拟技术发展概况
1.4.1 CAD/CAE 技术概述
1.4.2 ANSYS 简介
1.4.3 Solidworks 简介
1.5 小结
第2章 螺杆的有限元分析
2.1 导入模型设定流体域和流体域网格划分
2.2 流场分析前处理
2.3 流场分析后处理
2.4 静力学分析
2.5 求解结果分析
2.5.1 流场结果分析
2.5.2 静力学结果分析
2.5.3 结论
2.6 最优螺距的探究
2.6.1 几何模型
2.6.2 制定单元类型、网格划分
2.6.3 载荷及边界条件
2.6.4 结果分析
2.7 小结
第3章 螺杆和轴的参数化设计
3.1 二次开发理论
3.2 螺杆的参数化设计
3.2.1 创建螺杆
3.2.2 建立交互式用户界面
3.2.3 程序的开发及说明
3.2.4 程序的运行和螺杆的生成
3.3 轴的参数化设计
3.4 小结
第4章 基于 Solidworks 的虚拟装配
4.1 螺杆的虚拟装配
4.2 轴承组的装配
4.2.1 轴承组的方案设计
4.2.2 轴承组的装配
4.3 电机的装配
4.4 单螺杆挤压膨化机的爆炸视图
4.5 小结
第5章 结论及展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录 A
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双螺旋榨油机榨螺参数与榨膛内压力的关系研究[J]. 阮竞兰,张学阁,杨丽彦. 中国油脂. 2013(09)
[2]双螺杆挤压膨化机螺杆的力学模型及有限元分析[J]. 杨凯,武凯,王以龙,彭斌彬,孙宇. 机械设计与制造. 2013(01)
[3]臭氧处理对油菜籽储藏品质的影响[J]. 宋伟,张美玲,谢同平,张瑞,马宁. 食品科学. 2011(20)
[4]大豆双螺杆挤压膨化系统参数优化试验[J]. 潘小莉,张兆国. 中国油脂. 2011(10)
[5]ADAMS、Pro/E和ANSYS间数据的自动传输技术[J]. 汤修映,肖丹,刘岭,刘川,毛恩荣. 农业机械学报. 2011(06)
[6]食品膨化技术及其养生意义研究概况[J]. 王明,巩江,高昂,巩丹青,侯恩太,路锋,倪士峰,崔延堂. 安徽农业科学. 2010(34)
[7]基于Workbench的斜齿轮固有特性分析[J]. 吴文光,朱如鹏. 机械传动. 2010(04)
[8]基于ANSYS Workbench的外圆磨床的有限元分析及优化[J]. 郭媛美,岳崇勤,丁晓红,郭春星,陈叶林. 机械设计与制造. 2010(01)
[9]基于CATIA的机械零件三维造型与虚拟装配[J]. 韩敏. 起重运输机械. 2008(12)
[10]国外在挤压膨化机方面的创新[J]. 吴锦圃. 粮食与饲料工业. 2008(08)
博士论文
[1]油菜籽全含油膨化机理与设备研究[D]. 李少华.中国农业机械化科学研究院 2009
硕士论文
[1]同向双螺杆挤压膨化机挤压机理及性能分析[D]. 杨凯.南京理工大学 2013
[2]基于SolidWorks的低温冷榨榨油机的数字化设计[D]. 姚立新.天津大学 2010
[3]双螺杆榨油机关键设计技术的研究[D]. 杨银初.武汉工业学院 2010
本文编号：3541794
【文章来源】：武汉轻工大学湖北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 研究意义及主要内容
1.2 挤压膨化技术的发展及应用现状
1.3 膨化机发展史
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 CAD 与虚拟技术发展概况
1.4.1 CAD/CAE 技术概述
1.4.2 ANSYS 简介
1.4.3 Solidworks 简介
1.5 小结
第2章 螺杆的有限元分析
2.1 导入模型设定流体域和流体域网格划分
2.2 流场分析前处理
2.3 流场分析后处理
2.4 静力学分析
2.5 求解结果分析
2.5.1 流场结果分析
2.5.2 静力学结果分析
2.5.3 结论
2.6 最优螺距的探究
2.6.1 几何模型
2.6.2 制定单元类型、网格划分
2.6.3 载荷及边界条件
2.6.4 结果分析
2.7 小结
第3章 螺杆和轴的参数化设计
3.1 二次开发理论
3.2 螺杆的参数化设计
3.2.1 创建螺杆
3.2.2 建立交互式用户界面
3.2.3 程序的开发及说明
3.2.4 程序的运行和螺杆的生成
3.3 轴的参数化设计
3.4 小结
第4章 基于 Solidworks 的虚拟装配
4.1 螺杆的虚拟装配
4.2 轴承组的装配
4.2.1 轴承组的方案设计
4.2.2 轴承组的装配
4.3 电机的装配
4.4 单螺杆挤压膨化机的爆炸视图
4.5 小结
第5章 结论及展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录 A
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双螺旋榨油机榨螺参数与榨膛内压力的关系研究[J]. 阮竞兰,张学阁,杨丽彦. 中国油脂. 2013(09)
[2]双螺杆挤压膨化机螺杆的力学模型及有限元分析[J]. 杨凯,武凯,王以龙,彭斌彬,孙宇. 机械设计与制造. 2013(01)
[3]臭氧处理对油菜籽储藏品质的影响[J]. 宋伟,张美玲,谢同平,张瑞,马宁. 食品科学. 2011(20)
[4]大豆双螺杆挤压膨化系统参数优化试验[J]. 潘小莉,张兆国. 中国油脂. 2011(10)
[5]ADAMS、Pro/E和ANSYS间数据的自动传输技术[J]. 汤修映,肖丹,刘岭,刘川,毛恩荣. 农业机械学报. 2011(06)
[6]食品膨化技术及其养生意义研究概况[J]. 王明,巩江,高昂,巩丹青,侯恩太,路锋,倪士峰,崔延堂. 安徽农业科学. 2010(34)
[7]基于Workbench的斜齿轮固有特性分析[J]. 吴文光,朱如鹏. 机械传动. 2010(04)
[8]基于ANSYS Workbench的外圆磨床的有限元分析及优化[J]. 郭媛美,岳崇勤,丁晓红,郭春星,陈叶林. 机械设计与制造. 2010(01)
[9]基于CATIA的机械零件三维造型与虚拟装配[J]. 韩敏. 起重运输机械. 2008(12)
[10]国外在挤压膨化机方面的创新[J]. 吴锦圃. 粮食与饲料工业. 2008(08)
博士论文
[1]油菜籽全含油膨化机理与设备研究[D]. 李少华.中国农业机械化科学研究院 2009
硕士论文
[1]同向双螺杆挤压膨化机挤压机理及性能分析[D]. 杨凯.南京理工大学 2013
[2]基于SolidWorks的低温冷榨榨油机的数字化设计[D]. 姚立新.天津大学 2010
[3]双螺杆榨油机关键设计技术的研究[D]. 杨银初.武汉工业学院 2010
本文编号：3541794
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