螺旋输送机理及设计方法的研究

发布时间：2017-08-06 04:11

  本文关键词：螺旋输送机理及设计方法的研究

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【摘要】：本文对以LS型螺旋输送机为代表的水平螺旋输送机的机理和设计方法进行了研究。首先分析了螺旋输送机工作过程中物料颗粒的受力和运动情况，并在已有的设计计算理论的基础上结合ADO的数据库访问技术以VB为开发平台完成了螺旋输送机传统设计方法的软件化。随后，在进一步分析输送机理的基础上针对系列化螺旋输送机阐述了以效率最大为目标螺距优化理论；针对使用频率较低的长距离螺旋输送提出了以螺旋体质量最轻为目标的优化设计理论；针对一般的非标螺旋输送机提出了以驱动功率与输送量的比值最小为目标的优化理论；根据上述优化理论分别建立数学优化模型，创建以VB编写操作界面，以MATLAB优化工具箱函数fmincon为后台运算程序的交互式参数驱动的优化设计程序。分别选取典型实例在优化设计程序中试算，结果表明通过优化设计后螺旋输送机整体性能都得到了提升。 在后期的工作中，为提高工作的效率采用VB与PFC3D的混合编程技术开发了一种专门用于螺旋输送机离散元仿真的可视交互式程序。通过该程序可据输送机设计参数和单元体设计参数生成能被PFC3D直接执行的命令流文件，，且可调用PFC3D执行上述命令流文件完成仿真并将结果保存到指定文件夹内。最后利用上述软件首先分析了在输送量一定的情况下，螺旋直径、转速和填充系数对颗粒分布的影响以及驱动功率的影响，其次分析了螺旋输送机经过优化后所需驱动功率的变化，间接验证了本文所涉及的优化理论的合理性。
【关键词】：螺旋输送机 优化设计 离散元仿真
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH224
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 螺旋输送机概述11
• 1.2 螺旋输送机的主要构件11-12
• 1.2.1 螺旋体11-12
• 1.2.2 料槽12
• 1.2.3 中间轴承12
• 1.3 螺旋输送机的特点12-13
• 1.4 螺旋输送机的基本类型13-15
• 1.4.1 水平螺旋输送机13
• 1.4.2 垂直螺旋输送机13-14
• 1.4.3 倾斜式螺旋输送机14-15
• 1.5 研究现状及发展趋势15-18
• 1.5.1 螺旋输送机的发展历程15-16
• 1.5.2 螺旋输送机的研究现状16-17
• 1.5.3 螺旋输送机发展的趋势17-18
• 1.6 课题提出的意义及研究内容18-21
• 1.6.1 课题提出的意义18-19
• 1.6.2 课题研究内容19-21
• 第二章 水平螺旋输送机常规设计的软件化21-29
• 2.1 水平螺旋输送机选型软件概述22-26
• 2.2 后台程序设计26-29
• 2.2.1 螺旋直径、转速、驱动装置的确定26
• 2.2.2 机壳长度组合的确定26-29
• 第三章 VB 与 MATLAB 的混合编程技术29-37
• 3.1 混合编程技术简介29
• 3.2 VB 和 MATLAB 的简介29-31
• 3.2.1 Visual Basic 6.0 概述29-30
• 3.2.2 MATLAB 概述30-31
• 3.3 VB 和 MATLAB 混合编程的实现方法31-37
• 第四章 螺旋输送机的优化研究37-65
• 4.1 优化设计概述37-39
• 4.1.1 机械优化设计的概念37
• 4.1.2 机械优化设计的数学模型37-38
• 4.1.3 机械优化设计的流程38-39
• 4.2 物料颗粒的力学和运动学分析39-44
• 4.2.1 物料颗粒的力学分析39-41
• 4.2.2 物料颗粒的运动分析41-44
• 4.3 螺旋输送机机械效率的优化数学模型44-51
• 4.3.1 物料颗粒的轴线方向速度分析44-45
• 4.3.2 单圈叶片上任一微小圆环的轴向负荷45-46
• 4.3.3 螺距优化公式的推导46-49
• 4.3.4 效率最优目标下螺距优化的软件实现49-51
• 4.4 螺旋体优化设计51-58
• 4.4.1 确定优化变量51-52
• 4.4.2 确定目标函数52
• 4.4.3 约束条件的建立52-55
• 4.4.4 螺旋体优化计算实例55-58
• 4.5 螺旋输送机整体优化58-65
• 4.5.1 设计变量的确定58
• 4.5.2 目标函数的确定58-59
• 4.5.3 约束条件的建立59-61
• 4.5.4 优化计算实例61-65
• 第五章 离散元仿真65-81
• 5.1 离散元法的简介65-67
• 5.1.1 离散元法的概念65-66
• 5.1.2 离散元法的发展历程66
• 5.1.3 离散元法在散体力学方面的研究现状及发展趋势66-67
• 5.2 离散元软件 PFC3D 概述67-70
• 5.2.1 PFC3D 简介67
• 5.2.2 PFC3D 的计算原理67-68
• 5.2.3 离散元法建模过程68-69
• 5.2.4 PFC 离散元程序的主要特点69-70
• 5.3 Visual Basic 与 PFC3D 程序的混合编程70-71
• 5.4 程序结构流程71-73
• 5.5 离散元仿真模型参数的确定73-75
• 5.5.1 摩擦系数的确定73-74
• 5.5.2 接触刚度系数的确定74-75
• 5.5.3 粘性阻尼系数的确定75
• 5.6 离散元模型的建立75
• 5.7 仿真结果分析75-81
• 5.7.1 填充系数对输送机驱动功率和颗粒分布的影响76-78
• 5.7.2 螺距优化理论的验证78
• 5.7.3 输送机整体优化理论的验证78-81
• 第六章 总结和展望81-83
• 6.1 总结81
• 6.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-89
• 攻读学位期间发表的学术论文89-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：628296