基于ANSYS的GK320型密炼机转子的热装配模拟研究

汪传生，张守锋，王孔烁，王志飞，边慧光*

（1.青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061；2.山东省高分子材料先进制造技术重点实验室，山东 青岛 266061；3.益阳橡胶塑料机械集团有限公司，湖南 益阳 413000）

密炼机是一种在可调温度和压力的密闭状态下间歇性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，其核心部件是一对特定形状并相对回转的转子[1-3]。转子由转子体和转子芯轴组成，转子体与转子芯轴采用热装配方法实现过盈配合。过盈配合系统具有结构简单、定中心精度和承载能力高、承受交变和冲击载荷性能好等优点[4]。但同时过盈配合系统也会产生一系列的问题，例如在装配或使用过程中可能出现配合面间有过大塑性变形的问题，强化应力集中，损伤零件表面，削弱配合零件的连接强度，进而造成零件松动、振动、磨损和断裂等问题[5]。密炼机在混炼过程中，需要有温控系统来调节胶料温度，在转子内部存在冷却水道，如果转子的热装配出现问题，会出现漏水现象，这在工厂中比较常见。

本研究针对GK320型密炼机转子热装配过程建立转子模型，采用ANSYS有限元软件对不同过盈量下的转子进行温度场分析，并将温度场作为条件进行转子体热变形和热应力分析，以期为转子的设计、加工转子体和装配提供参考。

1 模型建立

1.1 物理模型

ANSYS和CAD软件能较好地建立无缝连接，通过SolidWorks可绘出转子结构体。转子结构模型如图1所示，其中黄色部分为转子体，中间圆柱为转子芯轴。……