基于离散元法的定量螺旋输送机的优化研究.pdf

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1、基于离散元法的定量螺旋输送机的优化研究宋欢李勇马迎亚刘伟冬青岛科技大学机电工程学院青岛266061摘要：离散元是随着现代力学、数值方法与计算机技术的迅速发展而出现的求解散体力学领域问题的新的数值方法。定量螺旋输送机主要应用于粉体及颗粒物料的自动配料及定量包装，可以有效地保证物料的稳定输出。文中基于EDEM离散元软件对螺旋输送机的不同转速及螺杆形式进行仿真模拟，优化其结构。关键词：定量螺旋输送机；离散元法；优化研究中图分类号：TH224文献标识码：A文章编号：1001—0785(2016)02—0030—05Abstract：Thediscreteelementisthene

2、wnumericalmethodforsolvingtheproblemsinbulkmechanicsappearingwithrapiddevelopmentofthecontemporarymechanics，numericalmethod，andcomputertechnology．Therationedscrewconveyorismainlyappliedinautomaticproportioningandquantitativepackingofthepowderandparticlematerials，whichcaneffectivelyguarante

3、estableoutputofthematerials．ThepaperifitroducesthesimulationprocessforthescrewconveyeratdifferentrotatingspeedandscrewtypebasedonEDEMdiscreteelementsoftware，forthepurposeofstructuraloptimiza—tion．Keywords：rationedscrewconveyor；discreteelementmethod；optimalstudy或皮带秤上的称重传感器检测到物料质量临近目0前言标值时，将

4、信号传递给减速电机，通过变频控制定量螺旋输送机是螺旋输送机的一种特殊形减速电机由快速旋转变为慢速旋转，最后通过点式，以其结构简单紧凑、工作可靠、工作环境密动到称量目标值，停止转动，完成一个周期的输闭等特点，广泛应用于粮食、建材、化工、冶金送过程。等行业中。定量螺旋给料机主要应用于三方面：1．2输送量1)安装于生产线之前，保证原料的连续输出，控定量螺旋给料机作为螺旋输送机的一种特殊制生产节拍；2)用于配料过程中，特别是多种原形式，其生产能力为料的自动配料作业；3)用于流动性较差、粘度较Q=15兀(D一d)Snp~oC小的粉状物料的定量包装机。式中：Q为螺旋输送机生产能力，t／

5、h；D为定量螺旋输送机的给料精度不仅与螺杆、进螺旋输送机叶片直径，in；d为螺旋轴直径，in；S料口、出料口等设计有关，也与物料本身的物理、为螺距，in；为螺旋轴的转速，r／min；P为物料化学性质有关。影响给料精度的物料性质有流散密度；为物料的填充系数；C为螺旋输送机的性、可压缩性、密度、粘度、湿度、粘滞性等。倾角。本文针对螺杆的相关设计进行模拟研究。上式只可以粗略计算输送量随转速的变化，而没有考虑一个周期内落料量是变化的，不适于1定量螺旋给料机简介精细称量。1．1工作机理1．3落料差物料首先储存于料仓中，料仓连接着螺旋输称量斗或皮带秤采用增量式称重方式，在料送机的进料口

6、，当输送信号传递给减速电机时，斗内或秤上的物料质量达到指定值时，螺旋输送电机通过传动机构带动螺旋轴旋转，人料口的物机停止给料，但是在螺旋给料机与料斗内料面之料在螺旋叶片的带动下，沿螺旋轴轴向向卸料口间仍有一部分物料做自由落体运动，需经过一段’运动。卸料口连接着称量斗或者皮带秤，称量斗时间才能落下，这部分物料成为空中落料差。由一30一《起重运输机械》2016(2)于空中落料的影响，物料质量的设定值应为称量试验中曾使用过。设置螺杆、机筒及小米的材料目标值减去空中物料差。力学性质及接触属性。落料差的积分公式为见图3，物料在螺旋叶片的作用力下向卸料口运动，建立一个网格本单元盒子(G

7、ridbin=J口()dtJf0Group)，每隔0．2s记录经过此盒子的物料的质式中：t。为送料机构停止时间；t为物料自由量，当物料开始稳定输出时，将数据导出如图4～下落距离h的时间，设落差距离为h，落料的垂直图7所示。初速度为o，则￡l：√，g为重力加速度；口(￡)为物料的流量。传统的物料流量(t)公式为图3网格本单元图a(t)=13．1D。SYn~o式中：0为物料流量，kg／s；D为螺旋输送机直径，m；S为螺距，m；Y为物料的密度，kg／m；为填充系数；为转速，r／s。假设物料的填充系数不变，落料差高度固定，