El tornillo del extrusor es un componente clave del extrusor, y su rendimiento determina el desempeño del extrusor. Por lo tanto, la optimización del diseño del tornillo del extrusor es algo muy importante. En general, cuanto más objetivos, variables de diseño y condiciones de restricción haya en el modelo matemático de diseño optimizado, más complejo y difícil será el proceso de diseño y optimización. La gente se dedica a buscar, bajo objetivos de optimización preestablecidos, métodos de diseño optimizado para los principales parámetros geométricos del tornillo, como el ángulo del tornillo, la profundidad de la ranura, el juego entre el tornillo y el cilindro, la relación de largo a diámetro, entre otros. A continuación, el editor les mostrará juntos cuáles son los métodos de optimización del diseño del tornillo del extrusor.
Los métodos de diseño optimizado de tornillos de extrusora comúnmente utilizados en la actualidad incluyen: el método de valor extremo matemático bajo condiciones simplificadas (método analítico), el método gráfico y el método de diseño ortogonal basado en experimentos, análisis estadístico y CAD.
1. Método de análisis.
Este método ya se había usado antes. Generalmente, la optimización de las variables de diseño se realiza bajo un único objetivo de optimización (como la salida o el consumo de energía). El método de optimización es el método para encontrar extremos en matemáticas avanzadas; por ejemplo, se puede ver a partir de la fórmula (1). Sin considerar los cambios de presión y el factor de fricción del tornillo, se puede alcanzar un valor máximo. Por lo tanto, la fórmula (1) se puede escribir como.
2. Método de diagrama.
Cuando las variables de diseño a considerar no son una sola variable, o cuando las variables de diseño se expresan en forma de alguna relación funcional, el rango de valores óptimos de los parámetros se puede mostrar directamente de manera gráfica. Por ejemplo, según la fórmula (1), cuando otros parámetros permanecen constantes, la capacidad de producción es proporcional a Tg capacidad * Tgθb / (Tg proporción Tgθb). Tomando f. = fB, D = 50 mm, H = 10 mm, se traza la curva de la relación Tg * Tgθb / (Tg T Tgθb) con θ. Por lo tanto, actualmente la mayoría de los diseños de tornillos se realizan cuando θb es 17,66 y el paso es igual al diámetro.
3. Método de diseño ortogonal.
Como se mencionó anteriormente, hay muchas variables en el diseño del tornillo, y puede existir algún tipo de relación entre las variables, a veces bastante compleja. En este caso, usar métodos experimentales para encontrar el rango óptimo de las variables de diseño suele ser más eficaz. Sin embargo, si se emplean métodos experimentales convencionales, se necesitarían organizar cientos o incluso miles de experimentos. El diseño ortogonal, aunque requiere tiempo y esfuerzo, es un método científico que busca el mejor efecto experimental con el menor número de ensayos posibles según un cierto patrón (tabla ortogonal). Sobre la base del análisis de los factores influyentes, y según el principio de combinación en la tabla ortogonal, se elige el número necesario de niveles para cada factor, se realiza un análisis ortogonal de los resultados experimentales y se determina el valor óptimo de los parámetros de diseño. Para analizar mejor el plan experimental, también se pueden evaluar los factores principales.
Los métodos de diseño optimizado de tornillos de extrusora comúnmente utilizados en la actualidad incluyen: el método de valor extremo matemático bajo condiciones simplificadas (método analítico), el método gráfico y el método de diseño ortogonal basado en experimentos, análisis estadístico y CAD.
1. Método de análisis.
Este método ya se había usado antes. Generalmente, la optimización de las variables de diseño se realiza bajo un único objetivo de optimización (como la salida o el consumo de energía). El método de optimización es el método para encontrar extremos en matemáticas avanzadas; por ejemplo, se puede ver a partir de la fórmula (1). Sin considerar los cambios de presión y el factor de fricción del tornillo, se puede alcanzar un valor máximo. Por lo tanto, la fórmula (1) se puede escribir como.
2. Método de diagrama.
Cuando las variables de diseño a considerar no son una sola variable, o cuando las variables de diseño se expresan en forma de alguna relación funcional, el rango de valores óptimos de los parámetros se puede mostrar directamente de manera gráfica. Por ejemplo, según la fórmula (1), cuando otros parámetros permanecen constantes, la capacidad de producción es proporcional a Tg capacidad * Tgθb / (Tg proporción Tgθb). Tomando f. = fB, D = 50 mm, H = 10 mm, se traza la curva de la relación Tg * Tgθb / (Tg T Tgθb) con θ. Por lo tanto, actualmente la mayoría de los diseños de tornillos se realizan cuando θb es 17,66 y el paso es igual al diámetro.
3. Método de diseño ortogonal.
Como se mencionó anteriormente, hay muchas variables en el diseño del tornillo, y puede existir algún tipo de relación entre las variables, a veces bastante compleja. En este caso, usar métodos experimentales para encontrar el rango óptimo de las variables de diseño suele ser más eficaz. Sin embargo, si se emplean métodos experimentales convencionales, se necesitarían organizar cientos o incluso miles de experimentos. El diseño ortogonal, aunque requiere tiempo y esfuerzo, es un método científico que busca el mejor efecto experimental con el menor número de ensayos posibles según un cierto patrón (tabla ortogonal). Sobre la base del análisis de los factores influyentes, y según el principio de combinación en la tabla ortogonal, se elige el número necesario de niveles para cada factor, se realiza un análisis ortogonal de los resultados experimentales y se determina el valor óptimo de los parámetros de diseño. Para analizar mejor el plan experimental, también se pueden evaluar los factores principales.