花瓣因質(zhì)量小、重量輕,在色選機(jī)中運(yùn)動(dòng)會受到空氣阻力干擾。為研究花瓣色選機(jī)中真實(shí)的花瓣拋料軌跡,通過空氣動(dòng)力學(xué)對帶有空氣阻力的離心式拋料進(jìn)行分析,獲得花瓣拋料的軌跡方程;再通過EDEM軟件的API接口,加入空氣阻力模型對花瓣拋料進(jìn)行數(shù)值模擬,將色選機(jī)內(nèi)部花瓣拋料運(yùn)動(dòng)過程可視化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:數(shù)值仿真結(jié)果和理論分析得到的拋料軌跡具有一致性;加入空氣阻力的數(shù)值仿真結(jié)果對花瓣色選機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)有很大幫助。
【部分圖文】：

料將屬于離心式卸料。根據(jù)計(jì)算，花瓣色選機(jī)卸出條件為K=15.94>1，屬于離心式卸料，物料在輸送帶與滾筒相切的起點(diǎn)處與輸送帶分離并作平拋運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)計(jì)算卸料軌跡都是針對質(zhì)量較大的物料，空氣阻力對其影響較小，從而在計(jì)算中忽略空氣阻力的影響�；ò陮儆谄瑺罱Y(jié)構(gòu)，在空氣中受到的阻力較大，顯然采用傳統(tǒng)計(jì)算得到的卸料軌跡對色選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不適用，需加入花瓣空氣阻力對平拋運(yùn)動(dòng)的影響。1.2花瓣空氣阻力花瓣在空氣中作拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣阻力對其影響是復(fù)雜的，下面用一個(gè)簡化模型分析花瓣受到的空氣阻力。圖1中橫截面積為A的平板在氣流中以相對速度v運(yùn)動(dòng)，則在Dt時(shí)間內(nèi)，在平板前方有AvDt體積的流體被排開。這些流體得到的動(dòng)能為：VDtVA圖1片狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)阻力Ek=12(Dm)v2式中，Dm=ρAvDt，ρ為流體密度。根據(jù)動(dòng)能定理，被排開流體的動(dòng)能可以認(rèn)為是平板施加于流體的力對流體做功的結(jié)果。所做功為W=fvDt由W=DEk得到f=12ρAv2實(shí)際上花瓣在空氣中作拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣阻力大小是隨著拋體運(yùn)動(dòng)而變化的，這種關(guān)系往往是復(fù)雜的，空氣阻力并不只是和速度的二次方有關(guān)。阻力大小還與物體大孝形狀、物體運(yùn)動(dòng)速度、媒質(zhì)溫度、密度、粘滯系數(shù)等有關(guān)［11］，可用下式表示：f=k(v)=12CdρA(v)式中，Cd稱為空氣阻力系數(shù)，它與物體形狀有關(guān)。對于不同形狀的物體，由于是花瓣片狀結(jié)構(gòu)，空氣阻力系數(shù)Cd取0.97［12］。ρ為空氣密度；A是物體投影在垂直于速度矢量平面上的面積；(v)是花瓣速度v的函數(shù)，在不同速度范圍內(nèi)其形式也不同�？梢哉J(rèn)為(v)只是和速度的n次方成正比［13］，則

微乎其微，所以會忽略空氣阻力。但對于片狀顆粒且質(zhì)量較輕的物料，空氣阻力對其影響較大，傳統(tǒng)拋料理論得出的拋料軌跡并不適用。通過對帶有空氣阻力的兩根拋料軌跡對比，可發(fā)現(xiàn)EDEM仿真出來的拋料軌跡與帶空氣阻力的理論拋料軌跡相接近。下落高度為0.5m時(shí)，取5組相同的垂直距離水平落料點(diǎn)進(jìn)行對比分析，結(jié)果如表2所示。物料下落高度相同時(shí)，仿真分析和理論計(jì)算的水平落料點(diǎn)距離誤差不超過7%，說明數(shù)值仿真結(jié)果和理論分析得到的拋料軌跡具有一致性，驗(yàn)證了加入空氣阻力后EDEM仿真模型的正確性。圖4不同情況下花瓣拋料軌跡表2數(shù)據(jù)對比垂直高度/mm-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5理論計(jì)算落料位置/mm0.3460.4210.4820.5280.563仿真計(jì)算落料位置/mm0.3230.3960.4480.4980.5322.5花瓣色選機(jī)仿真花瓣在色選機(jī)內(nèi)部進(jìn)行視覺分選時(shí)，由于選機(jī)內(nèi)部空間有限，花瓣的運(yùn)動(dòng)會受到色選機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的干擾。為了研究色選機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對花瓣運(yùn)動(dòng)軌跡的具體影響，需要建立WSL-600型花瓣色選機(jī)的簡化仿真模型，如圖5所示�；ò觐w粒由顆粒工廠生成，輸送帶將未分選的花瓣顆粒送入光學(xué)檢測區(qū)，優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣將平拋進(jìn)入其對應(yīng)的出口。通過加入空氣阻力API觀察花瓣顆粒在色選機(jī)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)軌跡，將內(nèi)部復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行可視化處理。顆粒工廠輸送帶光學(xué)檢測區(qū)滑槽優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口圖5花瓣色選機(jī)仿真模型花瓣運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示。仿真分析發(fā)現(xiàn)，左側(cè)軌跡為無空氣阻力，右側(cè)拋料軌跡圖為加入空氣API的拋料軌跡，很明顯空氣對于片狀物體拋料影響較大。花瓣顆粒在脫離輸送帶后處于平拋狀態(tài)，由于色選機(jī)內(nèi)部空間有限，花瓣會與機(jī)體壁發(fā)生撞擊，同時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與速度會發(fā)生改

玫降吶琢瞎旒＞哂幸恢灤裕?櫓ち思?入空氣阻力后EDEM仿真模型的正確性。圖4不同情況下花瓣拋料軌跡表2數(shù)據(jù)對比垂直高度/mm-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5理論計(jì)算落料位置/mm0.3460.4210.4820.5280.563仿真計(jì)算落料位置/mm0.3230.3960.4480.4980.5322.5花瓣色選機(jī)仿真花瓣在色選機(jī)內(nèi)部進(jìn)行視覺分選時(shí)，由于選機(jī)內(nèi)部空間有限，花瓣的運(yùn)動(dòng)會受到色選機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的干擾。為了研究色選機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對花瓣運(yùn)動(dòng)軌跡的具體影響，需要建立WSL-600型花瓣色選機(jī)的簡化仿真模型，如圖5所示�；ò觐w粒由顆粒工廠生成，輸送帶將未分選的花瓣顆粒送入光學(xué)檢測區(qū)，優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣將平拋進(jìn)入其對應(yīng)的出口。通過加入空氣阻力API觀察花瓣顆粒在色選機(jī)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)軌跡，將內(nèi)部復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行可視化處理。顆粒工廠輸送帶光學(xué)檢測區(qū)滑槽優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口圖5花瓣色選機(jī)仿真模型花瓣運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示。仿真分析發(fā)現(xiàn)，左側(cè)軌跡為無空氣阻力，右側(cè)拋料軌跡圖為加入空氣API的拋料軌跡，很明顯空氣對于片狀物體拋料影響較大�；ò觐w粒在脫離輸送帶后處于平拋狀態(tài)，由于色選機(jī)內(nèi)部空間有限，花瓣會與機(jī)體壁發(fā)生撞擊，同時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與速度會發(fā)生改變，花瓣顆粒在撞擊機(jī)體壁面后落入溜槽，隨著溜槽自動(dòng)溜入優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口。圖6花瓣在空氣阻力情況下的運(yùn)動(dòng)軌跡通過EDEM仿真可以很清晰觀察到花瓣在色選機(jī)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)情況，有利于找到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。由于輸送帶速度較快，使得花瓣顆粒會大量撞擊在機(jī)體壁面，撞擊會使花瓣損傷，不利于后期產(chǎn)品加工，同時(shí)色選機(jī)長期使用會導(dǎo)致機(jī)體壁面磨損。所以應(yīng)對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得機(jī)體免受物料直接沖擊和摩擦。3結(jié)構(gòu)分析為減少?
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3 ;安科色選全球銷量超10000臺[J];黑龍江糧食;2009年03期

4 張志剛;劉昊;;基于ARM的光電色選系統(tǒng)研究[J];液壓氣動(dòng)與密封;2010年07期

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