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挤出机是聚合物加工领域的主要设备之一。螺杆振动挤出机的出现,在提高挤出制品质量的同时,可以有效缩短螺杆长度,降低螺杆设计、制造的工艺难度,从而降低设备的体积和制造成本。本文在分析国内外振动挤出技术发展的基础上,采用机械式激振方式、特殊的结构设计理念、节能理念,创新性地提出一种机械式的螺杆轴向振动挤出机,并进行了深入的理论研究和计算机仿真分析,为振动挤出成型领域的发展提供了一种新技术和新设备。本文首先阐述了所述单螺杆轴向振动挤出机的工作原理,并运用包络面理论、坐标旋转变换理论,基于给定的余弦运动规律导出了凹凸激振曲面的三维数学模型。同时对凹凸激振曲面的接触压力角、曲率半径等几何特性参数进行理论推导,为激振曲面的详细设计及后续的力学分析奠定基础。其次,论文从动力学和静力学两个方面分别对螺杆轴向振动特性以及关键激振部件的静力特性进行分析。首先,建立了螺杆轴向振动的力学模型,对振动特性参数进行了理论推导,并运用ADAMS软件对螺杆轴向振动特性进行仿真验证。其次对激振滚子和凹凸激振曲面进行受力分析,建立了激振滚子的静力平衡方程,并运用ANSYS Workbench软件对激振滚子的静力特性以及激振滚子与激振曲面的接触强度特性进行仿真分析,得到相关的静力特性云图,为关键激振部件的结构优化提供理论指导。接着,论文从两方面分析了所述振动挤出机的节能性:(1)选择不同形状的滚子作为激振滚子时的节能性;(2)料筒加热方面的节能性。首先运用滚动摩擦能耗理论对圆柱形滚子和圆锥形滚子的节能性优劣进行了对比分析,证明圆锥形滚子的滚动摩擦能耗较小,耐磨性更好,同时为第二章基于圆锥滚子的激振曲面设计提供理论支撑。其次阐述了料筒的电阻式加热法和电磁感应加热法的原理及节能优劣,并通过电磁—热耦合仿真分析,证明感应加热法比电阻式加热法有明显的节能优势。最后,论文介绍了所述振动挤出机样机试制的方案以及目前样机试制的工作进展。很遗憾,由于样机制造尚未完成,因此振动挤出特性的实验研究被迫延后。