本文關(guān)鍵詞：大型平底筒倉螺旋輔助排料機(jī)理研究

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【摘要】：中國制造2025提出,大力發(fā)展智能制造、綠色制造等先進(jìn)技術(shù),著力解決產(chǎn)品檔次不高、資源能源利用效率低、環(huán)境污染較為突出等問題。散料儲(chǔ)存設(shè)備屬裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施,在煤炭、糧食、化工等物流儲(chǔ)存領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用空間,其技術(shù)的先進(jìn)性反映了我國裝備制造業(yè)和相關(guān)行業(yè)發(fā)展的水平。大型平底筒倉是重要的散料儲(chǔ)存設(shè)備之一,具有空間利用率和精確控制程度高、綠色安全等優(yōu)點(diǎn)。我國高端、智能筒倉發(fā)展相對(duì)滯后,其中一個(gè)主要原因就是缺乏對(duì)大型筒倉中物料流動(dòng)機(jī)理和自/公轉(zhuǎn)開式螺旋布排料機(jī)理的研究。本文采用理論分析、仿真和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,首次研究了基于大型平底筒倉中自/公轉(zhuǎn)開式螺旋輔助排料機(jī)理,主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.基于螺旋葉片作用下散料的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究,在分析螺旋自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)合運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)上,建立了自/公轉(zhuǎn)開式螺旋葉片上物料水平軸向速度的數(shù)學(xué)模型。通過EDEM仿真分析,提出物料水平軸向輸送速度的修正因子k=0.2-0.5,建立了物料沿開式螺旋軸水平軸向輸送速度的數(shù)學(xué)模型,解決了將葉片上物料的水平軸向速度代替物料水平軸向輸送速度的問題。2.基于筒倉中理想散狀物料自由流動(dòng)卸料和開式螺旋輔助排料機(jī)理研究,以及EDEM仿真分析,確立了物料流動(dòng)體積計(jì)算方案,即以物料流動(dòng)形成的三角形滯留區(qū)作為輸送量最少計(jì)算臨界條件,物料流動(dòng)體積由楔形體和圓環(huán)體組成。分別建立了開式螺旋公轉(zhuǎn)取料體積和自轉(zhuǎn)輸送物料體積的數(shù)學(xué)模型。基于開式螺旋自/公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)特征,建立自/公轉(zhuǎn)合成運(yùn)動(dòng)下開式螺旋輸送體積數(shù)學(xué)模型,為分析物料填充系數(shù)提供了計(jì)算基礎(chǔ)。3.基于物料水平軸向輸送速度和輸送體積研究,以及開式螺旋中物料填充系數(shù)分析,建立了自/公轉(zhuǎn)開式螺旋平均輸送量的數(shù)學(xué)模型。通過仿真和試驗(yàn),驗(yàn)證了平均輸送量數(shù)學(xué)模型的正確性。該數(shù)學(xué)模型為控制開式螺旋輸送量提供了理論基礎(chǔ)。4.基于開式螺旋輸送機(jī)自/公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)特征和輸送特性,確立了自/公轉(zhuǎn)開式螺旋運(yùn)行參數(shù)之間的匹配關(guān)系。以自/公轉(zhuǎn)開式螺旋平均輸送量為優(yōu)化目標(biāo),應(yīng)用免疫優(yōu)化理論對(duì)開式螺旋速度進(jìn)行優(yōu)化匹配,并通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了開式螺旋運(yùn)行參數(shù)匹配的合理性。為了使平底筒倉卸料過程中物料流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定、連續(xù)和可控,以物料形成圓臺(tái)高度為控制值,提出了開式螺旋輸送機(jī)控制及其驅(qū)動(dòng)思路。該思路為大型平底筒倉工程技術(shù)提供了理論指導(dǎo)。本文通過機(jī)理研究、理論建模、仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證的方法,研究解決大型平底筒倉中自/公轉(zhuǎn)開式螺旋輔助排料機(jī)理這一關(guān)鍵問題。本研究成果可直接應(yīng)用于我國高端智能筒倉裝備研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造,有助于填補(bǔ)我國在此領(lǐng)域的研究空白,對(duì)提升我國現(xiàn)代儲(chǔ)存設(shè)備技術(shù)水平和應(yīng)用能力,具有重要的理論意義和很高的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH224

【相似文獻(xiàn)】

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