惯性水平振动给料机的数值分析与优化设计
本文关键词: 惯性水平振动给料机 数值分析 MATLAB仿真 GADS工具箱 优化设计 出处:《西安建筑科技大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:惯性水平振动给料机是一种实现水平振动给料的惯性振动机械,在建材、化工、煤炭等行业均有广泛应用。在钢铁企业中,利用惯性振动给料机为电弧炉输送物料。本课题就是根据炼钢企业改造电弧炉后所使用的一种新的工艺而提出的。对于现有的电弧炉,加料时必须首先打开电弧炉盖,添加钢料后再将电弧炉盖合上。这种进料方式灰尘大,工人的作业环境差。针对这些缺点,意大利德兴公司构想在电弧炉的侧壁上建个孔,利用惯性振动给料机将钢料直接送入炉内,从而设计出了一种新型的电弧炉冶炼系统——Consteel系统。这样就省略了电弧炉的开合动作,节省了人力,改善了工作环境;同时,电弧炉产生的高温烟气进入到给料机封闭的料槽内,可将钢料预热。 本文的主要工作有: 1.分析惯性水平振动给料机的工作原理,建立给料机料槽、物料的力学模型,得出给料机料槽的运动学方程; 2.分析物料与料槽的相对运动情况,得出物料相对料槽三种运动状态(正向运动,反向运动,相对静止)的初始条件和终止条件,从而分析出物料的运动学方程; 3.利用微积分数值计算的方法编制料槽、物料运动状态的MATLAB程序,,设置相关参数,即可得到料槽、物料的运动仿真曲线; 4.根据平均速度的定义,计算物料的平均速度,分析影响物料运动的因素,改变某一参数,即可得到物料平均速度的变化曲线; 5.探究遗传算法的优化原理,深入理解MATLAB中遗传算法的优化工具箱GADS工具箱,熟悉相关的MATLAB程序的编写; 6.确定给料机的设计变量、约束条件,以物料的平均速度最大为目标函数,编制遗传算法的MATLAB程序,利用GADS对其进行优化,从而得到更优的设计参数;7.对比优化前和优化后料槽和物料的运动仿真曲线,分析并得出结论。
[Abstract]:Inertial horizontal vibration feeder is a kind of inertial vibration machine, which is widely used in building materials, chemical industry, coal and other industries. This subject is put forward according to a new technology used in the transformation of EAF in steelmaking enterprises. For the existing EAF, it is necessary to open the EAF cover when feeding. After adding steel, the electric arc furnace cover is closed. This way of feeding is dusty and the workers work in a poor environment. In view of these shortcomings, the Italian company Dexing envisions the construction of a hole in the side wall of the electric arc furnace. A new type of electric arc furnace smelting system, Consteel system, is designed by using inertial vibration feeder to feed steel directly into the furnace. In this way, the opening and closing action of the arc furnace is omitted, the manpower is saved, and the working environment is improved. The high temperature flue gas generated by the arc furnace enters the closed feed tank of the feeder and preheats the steel material. The main work of this paper is as follows:. 1. The working principle of inertial horizontal vibration feeder is analyzed, and the mechanical model of feed tank and material is established, and the kinematics equation of feed tank is obtained. 2. By analyzing the relative motion of the material and the tank, the initial conditions and the termination conditions of the three moving states (forward motion, reverse motion, relative static) are obtained, and the kinematics equation of the material is analyzed. 3. The MATLAB program of material slot and material motion state is compiled by using the method of calculus numerical calculation, and the simulation curve of material motion can be obtained by setting relevant parameters. 4.According to the definition of average velocity, the average velocity of material is calculated, the factors influencing material movement are analyzed, and the change curve of average velocity of material can be obtained by changing a certain parameter. 5. Explore the optimization principle of genetic algorithm, deeply understand the optimization toolbox GADS toolbox of genetic algorithm in MATLAB, familiar with the programming of relevant MATLAB program; 6. The design variables and constraints of the feeder are determined. Taking the maximum average velocity of the material as the objective function, the MATLAB program of genetic algorithm is compiled and optimized by GADS. The results show that the better design parameters can be obtained by comparing the simulation curves before and after optimization, and then analyzing and drawing a conclusion.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH237.1
【参考文献】
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本文编号:1532622
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