發(fā)布時間：2020-11-14 02:41

　　 花瓣因質(zhì)量小、重量輕,在色選機中運動會受到空氣阻力干擾。為研究花瓣色選機中真實的花瓣拋料軌跡,通過空氣動力學對帶有空氣阻力的離心式拋料進行分析,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行數(shù)值模擬,將色選機內(nèi)部花瓣拋料運動過程可視化。實驗結(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)果對花瓣色選機設(shè)計改進有很大幫助。
【部分圖文】：

料將屬于離心式卸料。根據(jù)計算，花瓣色選機卸出條件為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處與輸送帶分離并作平拋運動。傳統(tǒng)計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)計算得到的卸料軌跡對色選機結(jié)構(gòu)設(shè)計并不適用，需加入花瓣空氣阻力對平拋運動的影響。1.2花瓣空氣阻力花瓣在空氣中作拋體運動時，空氣阻力對其影響是復雜的，下面用一個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運動，則在Dt時間內(nèi)，在平板前方有AvDt體積的流體被排開。這些流體得到的動能為：VDtVA圖1片狀結(jié)構(gòu)運動阻力Ek=12(Dm)v2式中，Dm=ρAvDt，ρ為流體密度。根據(jù)動能定理，被排開流體的動能可以認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實際上花瓣在空氣中作拋體運動時，空氣阻力大小是隨著拋體運動而變化的，這種關(guān)系往往是復雜的，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、物體運動速度、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。可以認為(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，取5組相同的垂直距離水平落料點進行對比分析，結(jié)果如表2所示。物料下落高度相同時，仿真分析和理論計算的水平落料點距離誤差不超過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理論計算落料位置/mm0.3460.4210.4820.5280.563仿真計算落料位置/mm0.3230.3960.4480.4980.5322.5花瓣色選機仿真花瓣在色選機內(nèi)部進行視覺分選時，由于選機內(nèi)部空間有限，花瓣的運動會受到色選機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的干擾。為了研究色選機內(nèi)部結(jié)構(gòu)對花瓣運動軌跡的具體影響，需要建立WSL-600型花瓣色選機的簡化仿真模型，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檢測區(qū)，優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣將平拋進入其對應(yīng)的出口。通過加入空氣阻力API觀察花瓣顆粒在色選機內(nèi)部的運動軌跡，將內(nèi)部復雜的運動進行可視化處理。顆粒工廠輸送帶光學檢測區(qū)滑槽優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口圖5花瓣色選機仿真模型花瓣運動軌跡如圖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)，由于色選機內(nèi)部空間有限，花瓣會與機體壁發(fā)生撞擊，同時運動方向與速度會發(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理論計算落料位置/mm0.3460.4210.4820.5280.563仿真計算落料位置/mm0.3230.3960.4480.4980.5322.5花瓣色選機仿真花瓣在色選機內(nèi)部進行視覺分選時，由于選機內(nèi)部空間有限，花瓣的運動會受到色選機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的干擾。為了研究色選機內(nèi)部結(jié)構(gòu)對花瓣運動軌跡的具體影響，需要建立WSL-600型花瓣色選機的簡化仿真模型，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檢測區(qū)，優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣將平拋進入其對應(yīng)的出口。通過加入空氣阻力API觀察花瓣顆粒在色選機內(nèi)部的運動軌跡，將內(nèi)部復雜的運動進行可視化處理。顆粒工廠輸送帶光學檢測區(qū)滑槽優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口圖5花瓣色選機仿真模型花瓣運動軌跡如圖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)，由于色選機內(nèi)部空間有限，花瓣會與機體壁發(fā)生撞擊，同時運動方向與速度會發(fā)生改變，花瓣顆粒在撞擊機體壁面后落入溜槽，隨著溜槽自動溜入優(yōu)質(zhì)玫瑰花瓣出口。圖6花瓣在空氣阻力情況下的運動軌跡通過EDEM仿真可以很清晰觀察到花瓣在色選機內(nèi)部的運動情況，有利于找到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷。由于輸送帶速度較快，使得花瓣顆粒會大量撞擊在機體壁面，撞擊會使花瓣損傷，不利于后期產(chǎn)品加工，同時色選機長期使用會導致機體壁面磨損。所以應(yīng)對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進行改進，使得機體免受物料直接沖擊和摩擦。3結(jié)構(gòu)分析為減少?
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 李新;薛強;;色選機滑槽專用拋光機的設(shè)計[J];機械設(shè)計;2009年01期

2 ;合肥谷鑫電子科技有限公司[J];中國粉體工業(yè);2019年06期

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];液壓氣動與密封;2010年07期

5 劉群;洪占勇;崔堃;賈星明;;基于FPGA的色選機下料振動器振動狀態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];計算機測量與控制;2019年06期

6 ;安科色選全球銷量超10000臺[J];糧油食品科技;2009年04期

本文編號：2882972