氣墊帶式輸送機新型氣室的計算與仿真分析

發(fā)布時間：2020-10-12 06:49

　　在普通帶式輸送機的基礎(chǔ)上,氣墊帶式輸送機以氣室結(jié)構(gòu)代替托輥,從而以氣墊支承代替托輥支承,大大減小了輸送過程中輸送帶所受的摩擦力。氣墊帶式輸送機憑借其優(yōu)點在散料輸送行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,在輸送機向著大運量、長距離方向發(fā)展的過程中,傳統(tǒng)箱形氣室存在的能量損失、剛度較差等問題逐漸表現(xiàn)出來。鑒于這種情況,本文提出一種新型的氣室結(jié)構(gòu),采用若干個氣室支路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整體氣室結(jié)構(gòu),并對新型氣室結(jié)構(gòu)進行了理論研究。氣室主要由箱體和盤槽兩部分構(gòu)成。首先本文在總結(jié)近些年盤槽發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析并選配了合理的盤槽結(jié)構(gòu)以及盤槽上氣孔的布置方式,提出了完整的氣室結(jié)構(gòu),建立了新、舊兩種結(jié)構(gòu)氣室的模型。然后根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)知識,求得了兩種結(jié)構(gòu)氣室的截面積公式及雷諾數(shù)計算公式,從而可對兩種結(jié)構(gòu)氣室內(nèi)氣體流動狀態(tài)進行理論判斷,并運用流體力學(xué)計算管道內(nèi)流體流動的相關(guān)公式,初步求得了氣室內(nèi)氣體流動過程中壓力的計算公式。最后根據(jù)兩種結(jié)構(gòu)氣室的尺寸參數(shù),在Pro/E中建立了三維模型,在workbench中進行了前處理,并在流體仿真軟件Fluent中進行了流動模擬。結(jié)合理論計算和仿真結(jié)果,本文得到了在氣體流動過程中兩種結(jié)構(gòu)氣室內(nèi)氣體的壓力分布、能量損耗情況,氣室內(nèi)氣體壓力、速度的變化情況;通過比較兩種結(jié)構(gòu)氣室內(nèi)氣體流動的數(shù)據(jù),從理論上證明了新型結(jié)構(gòu)氣室內(nèi)部氣壓變化相對均勻,且輸出氣體壓力大,能量損耗低的優(yōu)點。
【學(xué)位單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH222
【部分圖文】：

分布圖,輸送帶,總壓力,分布圖

—每平方米帶的質(zhì)量，kg/m2；—物料底邊徑向與豎直方向的夾角，°。于輸送帶沿盤槽彎曲，所以在圓弧段會產(chǎn)生彎曲壓力，并且可在圓弧段。輸送帶彎曲產(chǎn)生的壓力計算公式為[14]：)]22[1sin((1cos)αααEIPW —輸送帶的彈性模量，Pa；—慣性矩，m4；—物料底邊徑向與豎直方向的夾角，°。述三個公式，便可以得到沿橫向位置，氣墊所需要提供的壓力析軟件 MATLAB 對聯(lián)立后的公式進行數(shù)值分析，可得到輸送帶分布趨勢曲線。由于簡化后的模型左右對稱，所以取右側(cè)部分力的分布圖，如圖 2.7 所示：

主視圖,氣室,主視圖

圖 2.13 月牙形氣室圖 2.14 箱形氣室Fig2.13 Crescent air chamber Fig2.14 Box air chamber墊帶式輸送機憑借其摩擦阻力小、運行平穩(wěn)、維修費用低等優(yōu)點，應(yīng)用越應(yīng)用過程中上述結(jié)構(gòu)的氣室存在的問題也逐漸凸顯出來，需要解決。箱形且應(yīng)用較普遍的結(jié)構(gòu)形式，存在能量損失較大，剛度相對較差的問題。氣有許多優(yōu)點，但是對于傳統(tǒng)的箱形結(jié)構(gòu)氣室來說，氣源輸出的壓縮空氣壓力損失較大，一般壓降為 15%~20%[23]，從而需要增加輸入氣體的壓力，輸送機的能耗增加。同時，上述氣室結(jié)構(gòu)中存在體積較大，剛度不足的沿氣室流動過程中的產(chǎn)生較大壓力損失，損耗了能量。鑒于這種情況，本結(jié)構(gòu)的氣室，如下圖所示：

氣室,左視圖,俯視圖