气垫带式输送机新型气室的计算与仿真分析

发布时间：2020-10-12 06:49

　　在普通带式输送机的基础上,气垫带式输送机以气室结构代替托辊,从而以气垫支承代替托辊支承,大大减小了输送过程中输送带所受的摩擦力。气垫带式输送机凭借其优点在散料输送行业的应用越来越广泛,在输送机向着大运量、长距离方向发展的过程中,传统箱形气室存在的能量损失、刚度较差等问题逐渐表现出来。鉴于这种情况,本文提出一种新型的气室结构,采用若干个气室支路代替传统的整体气室结构,并对新型气室结构进行了理论研究。气室主要由箱体和盘槽两部分构成。首先本文在总结近些年盘槽发展现状的基础上,分析并选配了合理的盘槽结构以及盘槽上气孔的布置方式,提出了完整的气室结构,建立了新、旧两种结构气室的模型。然后根据流体力学相关知识,求得了两种结构气室的截面积公式及雷诺数计算公式,从而可对两种结构气室内气体流动状态进行理论判断,并运用流体力学计算管道内流体流动的相关公式,初步求得了气室内气体流动过程中压力的计算公式。最后根据两种结构气室的尺寸参数,在Pro/E中建立了三维模型,在workbench中进行了前处理,并在流体仿真软件Fluent中进行了流动模拟。结合理论计算和仿真结果,本文得到了在气体流动过程中两种结构气室内气体的压力分布、能量损耗情况,气室内气体压力、速度的变化情况;通过比较两种结构气室内气体流动的数据,从理论上证明了新型结构气室内部气压变化相对均匀,且输出气体压力大,能量损耗低的优点。
【学位单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH222
【部分图文】：

分布图,输送带,总压力,分布图

—每平方米带的质量，kg/m2；—物料底边径向与竖直方向的夹角，°。于输送带沿盘槽弯曲，所以在圆弧段会产生弯曲压力，并且可在圆弧段。输送带弯曲产生的压力计算公式为[14]：)]22[1sin((1cos)αααEIPW —输送带的弹性模量，Pa；—惯性矩，m4；—物料底边径向与竖直方向的夹角，°。述三个公式，便可以得到沿横向位置，气垫所需要提供的压力析软件 MATLAB 对联立后的公式进行数值分析，可得到输送带分布趋势曲线。由于简化后的模型左右对称，所以取右侧部分力的分布图，如图 2.7 所示：

主视图,气室,主视图

图 2.13 月牙形气室图 2.14 箱形气室Fig2.13 Crescent air chamber Fig2.14 Box air chamber垫带式输送机凭借其摩擦阻力小、运行平稳、维修费用低等优点，应用越应用过程中上述结构的气室存在的问题也逐渐凸显出来，需要解决。箱形且应用较普遍的结构形式，存在能量损失较大，刚度相对较差的问题。气有许多优点，但是对于传统的箱形结构气室来说，气源输出的压缩空气压力损失较大，一般压降为 15%~20%[23]，从而需要增加输入气体的压力，输送机的能耗增加。同时，上述气室结构中存在体积较大，刚度不足的沿气室流动过程中的产生较大压力损失，损耗了能量。鉴于这种情况，本结构的气室，如下图所示：

气室,左视图,俯视图