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供應商：湖南麥克斯攪拌捏合設備有限公司

摘要
混合操作是固體箭發動機制造的重要工序,而立式捏合機是完成固體推進劑混合工藝的關鍵設備。針對固體推進劑混合特性及混合要求,本學位論文采用理論研究與工程實踐相結合的辦法,以立式捏合機為研究對象,綜合運用微分幾何學、流變學以及隨機過程理論等數理手段,以計算機數值模擬以及工程實驗分析為研究工具,進行了立式捏合機混合機理與設計方法及有關關鍵技術研究。 首先,詳細分析了固體推進劑混合特性以及混合要求,提出立式捏合機設計過程中需要解決的幾個關鍵問題。分析立式捏合機的工作原理,確定了立式捏合機性能分析與評價指標,為后一步研究工作的進行奠定基礎。 其次,分析立式捏合機槳葉的運動特性,確定立式捏合機槳葉三維造型方法;運用計算流體力學理論和有限元分析工具,建立立式捏合機混合過程有限元分析物理與數學模型,確定數值模擬的邊界條件,完成混合過程的數值模擬;對壓力場、速度場以及粘度分布場等模擬結果進行分析,由此確定立式捏合機混合過程數字分析與預測方法。 再次,通過理論分析與數值模擬,深入研究了攪拌槳葉傳動比、螺旋角以及設備的混合間隙等關鍵結構參數對立式捏合機混合性能的影響,提出這些參數的選用范圍與設計準則。研究結果表明:攪拌槳葉公轉與自轉角速度比值越小,立式捏合機的混合性能越好;當空心槳葉螺旋角取42°~48°范圍內的值時,立式捏合機具有的混合性能;混合間隙值越小,攪拌槳壁面和混合鍋鍋壁對物料的拖拽作用越明顯,設備的混合能力越強;各類間隙相等時,立式捏合機具有較好的混合性能。 接著,改變轉向、轉速、固體組分含量等工藝參數條件,進行立式捏合機混合過程數值模擬與分析,研究它們與設備混合性能的關系,通過混合均勻性工藝實驗,研究工藝參數與被混物料混合均勻性的關系,并對部分仿真結果進行了驗證,由此提出設計與制造過程中相關問題的解決手段。研究結果表明:非周期性地調整攪拌槳葉轉向,有助于提高立式捏合機的混合效率,改善被混物料的混合均勻性;轉速越高,立式捏合機的混合能力越強,混合效率越高,產品的混合均勻性越好,但對設備工作能力要求越高;適當增大固體組分含量有助于改善立式捏合機的混合性能。 最后,對立式捏合機系統可靠性分析、評估與改善方法進行了系統、深入的研究。在假定可靠性信息確定的前提下,以立式捏合機及其子系統的結構與功能分析為基礎,建立系統與子系統的可靠性分析方法,并以狀態監測子系統為例對該方法進行驗證與分析。由于立式捏合機系統及其零部件在試驗數據匱乏以及可靠性信息存在不確定性,論文提出一種基于貝葉斯理論、考慮統計不確定性影響的零部件與系統可靠性評估方法,工程實例表明該方法具有一定的先進性。在上述研究的基礎上,提出立式捏合機可靠性、安全性改善方法與手段。工程實例表明,文中所提的系統可靠性分析與評估方法對立式捏合機可靠性設計與分析具有指導意義。 本課題的研究為立式捏合機的設計、制造與使用提供理論依據和指導方法,不僅對固體推進劑混合設備技術的發展和完善具有重要的理論意義,而且將這些研究成果直接應用生產實踐具有重要的現實意義和實用價值。

DEMIX立式捏合機的基本原理

DEMIX立式捏合機是帶有兩個螺旋形刀片的重型捏合裝置。刀片垂直安裝并懸于釜體頂部的傳動部件上，只有刀片部分與物料接觸。設備運行時，其中一套刀片繞另一套刀片作行星式旋轉運動，兩套刀片不斷貼合和剝離，物料在釜內空間受強制性的剪切、揉捏、折疊等作用被反復剪切、擠壓、拉伸成薄片。

DEMIX立式捏合機擁有多項先進的核心技術和專利，采用先進的創新理念、高標準的工藝要求生產。本設備對高粘度復合材料（如牙體樹脂材料、芯片導熱硅膠、航空系統新型復材等）的混合、混煉有很好的效果。全球能做好立式捏合機的廠家并不多，國內大多數客戶基本依靠進口設備。麥克斯專業從事高粘度攪拌設備研發生產多年，針對高粘復材研制的立式捏合機可以完全取代臥式捏合機和同型進口設備。

▋ DEMIX立式捏合機的性能特點

01.捏合刀片垂直安裝在釜體頂部，只有刀片、釜體與物料接觸，不會有雜物污染物料；

02.刀片以不同速度作行星式公轉和自轉運動，攪拌沒有死角，效率高，成品均勻度高；

03.刀片配合間隙低至2毫米，刀片與物料接觸面大，能提供強大的剪切力和搓揉效果；

04.刀片和釜體內壁經精加工并拋光至鏡面，可鍍防腐、耐磨涂層，增強表面抗酸堿和磨損度，更容易清洗；

05.設備密封件和軸承不與物料接觸，因此不會因物料腐蝕造成漏油、漏真空、軸承損壞和污染物料等情況；

06.采用國際品牌變頻器，電機運行安全、穩定、可靠、可定時；

07.釜體采用夾套，與溫控機連接，對物料進行穩定的溫度控制；

08.機架與釜體可分開，主機可與多個釜體配合輪流使用，連續生產，提高效率；

09.主機與出料系統可通過平臺連接，桶體可以自由移動、出料簡單、清洗方便；

10.采用多種密封方式，可實現穩定的真空和保壓控制，真空度低至-0.098MPa。

▋ DEMIX立式捏合機的產品優勢

與臥式捏合機相比，立式捏合機有以下明顯的優勢：

與行星攪拌機相比，立式捏合機有以下明顯的優勢：

01.實現更高粘度（大于80萬CPs）和流動性差的物料混合；

02.解決高速分散對高分子鏈的破壞和過大扭矩可能導致的安全事故；

03.解決混合中高粘度物料的爬桿、堆集的問題。

▋ DEMIX立式捏合機的應用領域

高粘度的彈塑性物料、不能有高速剪切和撞擊的物料混煉、捏合、硫化、破碎、分散、聚合等。如硅橡膠、丁基膠、熱熔膠、碳纖維復合材料、牙科樹脂陶瓷復合材料、工藥等材料生產領域。

▋ DEMIX立式捏合機的試驗圖片