基于離散元法的定量螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化研究.pdf

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1、基于離散元法的定量螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化研究宋歡李勇馬迎亞劉偉冬青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院青島266061摘要：離散元是隨著現(xiàn)代力學(xué)、數(shù)值方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的求解散體力學(xué)領(lǐng)域問題的新的數(shù)值方法。定量螺旋輸送機(jī)主要應(yīng)用于粉體及顆粒物料的自動配料及定量包裝，可以有效地保證物料的穩(wěn)定輸出。文中基于EDEM離散元軟件對螺旋輸送機(jī)的不同轉(zhuǎn)速及螺桿形式進(jìn)行仿真模擬，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：定量螺旋輸送機(jī)；離散元法；優(yōu)化研究中圖分類號：TH224文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001—0785(2016)02—0030—05Abstract：Thediscreteelementisthene

2、wnumericalmethodforsolvingtheproblemsinbulkmechanicsappearingwithrapiddevelopmentofthecontemporarymechanics，numericalmethod，andcomputertechnology．Therationedscrewconveyorismainlyappliedinautomaticproportioningandquantitativepackingofthepowderandparticlematerials，whichcaneffectivelyguarante

3、estableoutputofthematerials．ThepaperifitroducesthesimulationprocessforthescrewconveyeratdifferentrotatingspeedandscrewtypebasedonEDEMdiscreteelementsoftware，forthepurposeofstructuraloptimiza—tion．Keywords：rationedscrewconveyor；discreteelementmethod；optimalstudy或皮帶秤上的稱重傳感器檢測到物料質(zhì)量臨近目0前言標(biāo)值時(shí)，將

4、信號傳遞給減速電機(jī)，通過變頻控制定量螺旋輸送機(jī)是螺旋輸送機(jī)的一種特殊形減速電機(jī)由快速旋轉(zhuǎn)變?yōu)槁傩D(zhuǎn)，最后通過點(diǎn)式，以其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作可靠、工作環(huán)境密動到稱量目標(biāo)值，停止轉(zhuǎn)動，完成一個(gè)周期的輸閉等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于糧食、建材、化工、冶金送過程。等行業(yè)中。定量螺旋給料機(jī)主要應(yīng)用于三方面：1．2輸送量1)安裝于生產(chǎn)線之前，保證原料的連續(xù)輸出，控定量螺旋給料機(jī)作為螺旋輸送機(jī)的一種特殊制生產(chǎn)節(jié)拍；2)用于配料過程中，特別是多種原形式，其生產(chǎn)能力為料的自動配料作業(yè)；3)用于流動性較差、粘度較Q=15兀(D一d)Snp~oC小的粉狀物料的定量包裝機(jī)。式中：Q為螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力，t／

5、h；D為定量螺旋輸送機(jī)的給料精度不僅與螺桿、進(jìn)螺旋輸送機(jī)葉片直徑，in；d為螺旋軸直徑，in；S料口、出料口等設(shè)計(jì)有關(guān)，也與物料本身的物理、為螺距，in；為螺旋軸的轉(zhuǎn)速，r／min；P為物料化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。影響給料精度的物料性質(zhì)有流散密度；為物料的填充系數(shù)；C為螺旋輸送機(jī)的性、可壓縮性、密度、粘度、濕度、粘滯性等。傾角。本文針對螺桿的相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬研究。上式只可以粗略計(jì)算輸送量隨轉(zhuǎn)速的變化，而沒有考慮一個(gè)周期內(nèi)落料量是變化的，不適于1定量螺旋給料機(jī)簡介精細(xì)稱量。1．1工作機(jī)理1．3落料差物料首先儲存于料倉中，料倉連接著螺旋輸稱量斗或皮帶秤采用增量式稱重方式，在料送機(jī)的進(jìn)料口

6、，當(dāng)輸送信號傳遞給減速電機(jī)時(shí)，斗內(nèi)或秤上的物料質(zhì)量達(dá)到指定值時(shí)，螺旋輸送電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動螺旋軸旋轉(zhuǎn)，人料口的物機(jī)停止給料，但是在螺旋給料機(jī)與料斗內(nèi)料面之料在螺旋葉片的帶動下，沿螺旋軸軸向向卸料口間仍有一部分物料做自由落體運(yùn)動，需經(jīng)過一段’運(yùn)動。卸料口連接著稱量斗或者皮帶秤，稱量斗時(shí)間才能落下，這部分物料成為空中落料差。由一30一《起重運(yùn)輸機(jī)械》2016(2)于空中落料的影響，物料質(zhì)量的設(shè)定值應(yīng)為稱量試驗(yàn)中曾使用過。設(shè)置螺桿、機(jī)筒及小米的材料目標(biāo)值減去空中物料差。力學(xué)性質(zhì)及接觸屬性。落料差的積分公式為見圖3，物料在螺旋葉片的作用力下向卸料口運(yùn)動，建立一個(gè)網(wǎng)格本單元盒子(G

7、ridbin=J口()dtJf0Group)，每隔0．2s記錄經(jīng)過此盒子的物料的質(zhì)式中：t。為送料機(jī)構(gòu)停止時(shí)間；t為物料自由量，當(dāng)物料開始穩(wěn)定輸出時(shí)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出如圖4～下落距離h的時(shí)間，設(shè)落差距離為h，落料的垂直圖7所示。初速度為o，則￡l：√，g為重力加速度；口(￡)為物料的流量。傳統(tǒng)的物料流量(t)公式為圖3網(wǎng)格本單元圖a(t)=13．1D。SYn~o式中：0為物料流量，kg／s；D為螺旋輸送機(jī)直徑，m；S為螺距，m；Y為物料的密度，kg／m；為填充系數(shù)；為轉(zhuǎn)速，r／s。假設(shè)物料的填充系數(shù)不變，落料差高度固定，