平底仓桨叶取料过程分析与试验研究

发布时间：2017-08-31 22:25

  本文关键词：平底仓桨叶取料过程分析与试验研究

  更多相关文章： 桨叶排料机 平底仓 取料机理 试验研究 离散元 变径变距桨叶

【摘要】：螺旋排料机是一种广泛应用于粮食、化工、农业、污泥处理、电力、水泥、食品、船舶、物流等行业的散料处理设备。随着其应用范围的不断扩大,为了适应更多的物料处理要求,螺旋主轴的形式也越来越复杂,其中,桨叶是一种特殊的形式。散体和粉体根据外界环境的变化会表现出介于固体和流体之间的性质,其与螺旋和桨叶叶片相互作用过程的运动规律极其复杂,目前,对于桨叶和螺旋输送设备的取料机理认识还不够清晰,许多广泛应用于工业中的桨叶和螺旋排料设备都处于经验设计阶段,桨叶轴的修正质量输送率公式还有待进一步研究。螺旋排料机因其具有连续给料、成本低、易控制和结构简单等优点已成为众多行业中的基础设备,因此,针对桨叶和螺旋轴的取料机理研究有着重要的意义。首先,在工程实际经验和公开发表文献结果分析的基础上设计了一种阶梯式变径变距三开槽桨叶轴。此外,为了对比新型桨叶轴性能并对其他工业常用桨叶、螺旋轴的取料性能研究,设计了9根不同类型的主轴,分别为：等径等距实体螺旋轴、槽口中心角度由20°-80°变化的桨叶轴、阶梯式变径变距实体螺旋轴、阶梯式变径变距变槽口桨叶轴、等径等距等槽口桨叶-螺旋轴和等径等距变槽口桨叶-螺旋轴。其次,采用离散元仿真与试验相结合的方式对各轴的取料机理进行了研究,通过颗粒示踪的方法直观地观察到了各轴在取料时平底仓内的物料流动情况并通过搭建的数据采集系统得到了质量输送率、扭矩和转速数据。通过对比各轴的仿真和试验结果得到以下结论：等径等距实体螺旋轴作为料仓取料机构时会发生严重的单侧下料和喉口挤压现象；桨叶和螺旋主轴在下料段的尺寸设计越偏离“等量递增”的原则,则仓内排料性能越差,出料段的平均填充系数越高。阶梯式变径变距桨叶轴具有较好的取料特性,在要求不高且物料流动性较好的情况下采用等径等距变槽口桨叶轴可降低成本；桨叶槽口的存在使得主轴除具有增强搅拌的作用外还具有一定的下料速率调节功能,但在输送流动性极好的物料时要考虑自流现象的影响。通过对试验数据的回归分析得到了三开槽桨叶轴关于槽口中心角度的修正质量输送率计算公式,并通过某电站给粉机改造项目验证了桨叶排料机的优异性能和良好的发展前景。
【关键词】：桨叶排料机 平底仓 取料机理 试验研究 离散元 变径变距桨叶
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符号表10-11
• 螺旋代号表11-12
• 1 绪论12-21
• 1.1 课题研究背景及意义12-13
• 1.2 桨叶螺旋排料机国内外研究现状13-20
• 1.2.1 传统螺旋排料机及相关理论研究现状14-16
• 1.2.2 变径变距式螺旋排料机研究现状16-18
• 1.2.3 螺旋排料机数值仿真领域研究现状18-20
• 1.3 课题研究的内容及方法20-21
• 2 平底仓桨叶排料机取料过程数值模拟21-75
• 2.1 离散元素法21-29
• 2.1.1 离散元素法概述21-22
• 2.1.2 离散元素法的基本原理22
• 2.1.3 离散元素法的接触模型22-26
• 2.1.4 离散元素法的网格检索原理26-27
• 2.1.5 离散元仿真软件EDEM介绍27-29
• 2.2 离散元仿真参数标定29-34
• 2.2.1 通用离散元材料数据库(GEMM)29-31
• 2.2.2 颗粒综合特性测试31-32
• 2.2.3 离散元模拟虚拟试验标定32-33
• 2.2.4 关于离散元仿真参数的讨论33-34
• 2.3 平底仓桨叶排料机的取料过程离散元仿真34-47
• 2.3.1 仿真描述34-35
• 2.3.2 模型建立35-44
• 2.3.3 仿真参数设置44-47
• 2.4 离散元仿真结果分析与讨论47-73
• 2.4.1 水平颗粒层示踪分析47-55
• 2.4.2 垂直颗粒层示踪分析55-61
• 2.4.3 平底仓底截面下料速率分布61-62
• 2.4.4 体积填充率分布62-64
• 2.4.5 质量输送率64-66
• 2.4.6 平均扭矩66
• 2.4.7 排料过程力链分布66-70
• 2.4.8 排料过程速度矢量云图70-71
• 2.4.9 喉口段物料流动情况71-73
• 2.5 本章小结73-75
• 3 平底仓桨叶排料机取料过程试验75-114
• 3.1 试验台结构设计75-84
• 3.1.1 总体设计75-76
• 3.1.2 桨叶-螺旋主轴76-78
• 3.1.3 传动部78-80
• 3.1.4 机壳80-81
• 3.1.5 平底仓81-82
• 3.1.6 机架82-83
• 3.1.7 驱动端和非驱动端轴承座83-84
• 3.2 试验原理及步骤84-89
• 3.2.1 试验原理84-86
• 3.2.2 数据采集系统搭建86-88
• 3.2.3 试验步骤88-89
• 3.3 试验结果分析与讨论89-112
• 3.3.1 颗粒水平示踪分析89-96
• 3.3.2 质量输送率96-104
• 3.3.3 桨叶修正输送率公式104-107
• 3.3.4 转速107-108
• 3.3.5 瞬态扭矩108-111
• 3.3.6 平均扭矩111-112
• 3.4 本章小结112-114
• 4 平底仓桨叶排料机的工业应用114-122
• 4.1 背景介绍114-115
• 4.2 方案设计115-119
• 4.2.1 初步方案116
• 4.2.2 中试试验方案116-117
• 4.2.3 中试试验后方案117-118
• 4.2.4 整体安装方案118-119
• 4.3 电站实际运行结果分析与讨论119-120
• 4.4 本章小结120-122
• 5 总结与展望122-125
• 5.1 结论122-123
• 5.2 创新点123-124
• 5.3 工作展望124-125
• 致谢125-126
• 参考文献126-129

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李大庆;于广伟;;浅谈钢管式取料臂直径选型[J];科技创新导报;2012年11期

2 ;料场堆取料设备[J];电力机械;1983年05期

3 黄东涛,傅瑞峰,时爱民;端盖有供取料的旋转圆筒中粘性气体流场的数值分析[J];空气动力学学报;1984年03期

4 潘泉洪;沈文忠;;斗轮堆取料机取料流量控制方式的比较研究[J];自动化仪表;2011年02期

5 袁航;曹晏杰;杨多兵;;干散码头智能化取料系统的研究与开发[J];水运工程;2013年10期

6 夏少建;;臂架式斗轮堆取料机取料平均生产能力的研究[J];起重运输机械;2009年05期

7 万力;桥式斗轮取料机取料过程模型建立及编程实现[J];长沙交通学院学报;1997年01期

8 陈立志 ,张子平;一种新型的取料装车工艺[J];港口装卸;2001年06期

9 高锡惠;高精度全自动送取料装置的设计[J];机械制造;2004年01期

10 李浩元;李刚;;圆形料场桥式斗轮取料机料堆模型化及取料能力的稳定[J];起重运输机械;2006年11期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 李郁;李勇智;陈定方;;螺旋气力取料装置试验模型的改进研究[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集（2）[C];2008年

2 李勇智;;相对旋转式取料装置工作机理的探讨[A];中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术——中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集[C];1996年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 滕修金;“精确取料”提高效能[N];现代物流报;2008年

2 滕修金;马钢港科总厂一作业区实现“精确取料”[N];中国冶金报;2007年

3 马建军 任善国 祝尊峰;堆取料方式对煤粉稳定的影响与对策[N];中国建材报;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李公社;UF_6加压泵设计制造与取料试验研究[D];兰州大学;2015年

2 沈杰;平底仓桨叶取料过程分析与试验研究[D];南京理工大学;2016年

3 李海洋;刮板式取料机取料臂的结构形式分析[D];清华大学;2013年

4 范建平;螺旋气力取料装置分离机理研究[D];武汉理工大学;2008年

5 赵俊波;取料系统起动特性及速度稳定性的理论分析和试验研究[D];郑州大学;2010年

6 王世辉;桥式取料机关键零部件力学性能分析及优化[D];武汉理工大学;2014年

7 李进;圆形堆取料机取料梁力学性能分析与结构优化[D];中南大学;2011年

8 赵晓亮;港口料堆扫描成像与堆取料中央控制方案设计[D];燕山大学;2014年

9 鲁犁;H公司循环取料的入厂物流模式的规划与应用[D];西南交通大学;2013年

10 贾军风;料场堆取料带式输送机系统节能优化问题的研究[D];东北大学;2011年

，

本文编号：768298