O parafuso da extrusora é um componente-chave da extrusora, e seu desempenho determina o desempenho da extrusora. Portanto, a otimização do design do parafuso da extrusora é uma tarefa muito importante. Em geral, quanto mais funções objetivo, variáveis de projeto e restrições houver no modelo matemático de design otimizado, mais complexos e difíceis serão o processo de design e o processo de otimização. As pessoas se dedicam a buscar, sob objetivos de otimização predefinidos, métodos de design otimizado para parâmetros geométricos importantes do parafuso, como ângulo do parafuso, profundidade da ranhura, folga entre parafuso e cilindro, razão comprimento-diâmetro, entre outros. A seguir, o editor nos levará a conhecer os métodos de otimização do design do parafuso da extrusora.
Os métodos de otimização de projeto de parafuso de extrusora atualmente usados incluem: método de valor extremo matemático sob condições simplificadas (método analítico), método gráfico e método de design ortogonal baseado em experimentos, análise estatística e CAD.
1. Método de análise.
Este método já foi usado anteriormente. Normalmente, a otimização das variáveis de projeto é realizada sob um único objetivo de otimização (como saída ou consumo de energia). O método de otimização é o método de encontrar extremos na matemática avançada, por exemplo, como pode ser visto na fórmula (1). Sem considerar as variações de pressão e o atrito do parafuso, pode-se atingir o valor máximo. Portanto, a fórmula (1) pode ser escrita como.
2. Método ilustrativo.
Quando as variáveis de projeto a serem consideradas não são variáveis únicas, ou quando as variáveis de projeto são expressas na forma de alguma relação funcional, a faixa de valores ótimos dos parâmetros pode ser exibida diretamente de maneira gráfica. Por exemplo, a partir da fórmula (1), sabe-se que, quando outros parâmetros permanecem constantes, a capacidade de produção é proporcional a Tg capacidade * Tgθb / (Tg taxa Tgθb). Tomando f. = fB, D = 50 mm, H = 10 mm, desenha-se a curva da relação entre Tg * Tgθb / (Tg T Tgθb) e θ. Portanto, atualmente, a maioria dos projetos de parafusos é feita com θb igual a 17,66, e o passo igual ao diâmetro.
3. Método de planejamento ortogonal.
Como mencionado anteriormente, existem muitas variáveis no projeto de parafuso, e pode haver algum tipo de relação entre essas variáveis, às vezes podendo ser muito complexa. Nesses casos, usar métodos experimentais para determinar a faixa ideal das variáveis de projeto geralmente é mais eficaz. No entanto, se forem usados métodos experimentais convencionais, seriam necessárias centenas ou milhares de experimentos. O design ortogonal, trabalhoso e demorado, é um método científico que busca o melhor efeito experimental com o menor número de experimentos, seguindo certa regra (tabela ortogonal). Com base na análise dos fatores de influência, e de acordo com os princípios de combinação da tabela ortogonal, escolhe-se o número necessário de níveis para cada fator, realiza-se a análise ortogonal dos resultados experimentais e determina-se os valores ideais dos parâmetros de projeto. Para analisar melhor o plano experimental, também é possível fazer uma avaliação dos principais fatores.
Os métodos de otimização de projeto de parafuso de extrusora atualmente usados incluem: método de valor extremo matemático sob condições simplificadas (método analítico), método gráfico e método de design ortogonal baseado em experimentos, análise estatística e CAD.
1. Método de análise.
Este método já foi usado anteriormente. Normalmente, a otimização das variáveis de projeto é realizada sob um único objetivo de otimização (como saída ou consumo de energia). O método de otimização é o método de encontrar extremos na matemática avançada, por exemplo, como pode ser visto na fórmula (1). Sem considerar as variações de pressão e o atrito do parafuso, pode-se atingir o valor máximo. Portanto, a fórmula (1) pode ser escrita como.
2. Método ilustrativo.
Quando as variáveis de projeto a serem consideradas não são variáveis únicas, ou quando as variáveis de projeto são expressas na forma de alguma relação funcional, a faixa de valores ótimos dos parâmetros pode ser exibida diretamente de maneira gráfica. Por exemplo, a partir da fórmula (1), sabe-se que, quando outros parâmetros permanecem constantes, a capacidade de produção é proporcional a Tg capacidade * Tgθb / (Tg taxa Tgθb). Tomando f. = fB, D = 50 mm, H = 10 mm, desenha-se a curva da relação entre Tg * Tgθb / (Tg T Tgθb) e θ. Portanto, atualmente, a maioria dos projetos de parafusos é feita com θb igual a 17,66, e o passo igual ao diâmetro.
3. Método de planejamento ortogonal.
Como mencionado anteriormente, existem muitas variáveis no projeto de parafuso, e pode haver algum tipo de relação entre essas variáveis, às vezes podendo ser muito complexa. Nesses casos, usar métodos experimentais para determinar a faixa ideal das variáveis de projeto geralmente é mais eficaz. No entanto, se forem usados métodos experimentais convencionais, seriam necessárias centenas ou milhares de experimentos. O design ortogonal, trabalhoso e demorado, é um método científico que busca o melhor efeito experimental com o menor número de experimentos, seguindo certa regra (tabela ortogonal). Com base na análise dos fatores de influência, e de acordo com os princípios de combinação da tabela ortogonal, escolhe-se o número necessário de níveis para cada fator, realiza-se a análise ortogonal dos resultados experimentais e determina-se os valores ideais dos parâmetros de projeto. Para analisar melhor o plano experimental, também é possível fazer uma avaliação dos principais fatores.