螺旋平料机平料效果的优化研究

摘要

螺旋平料机作为现代港口散体物料的一种新型的平料机械，具有作业适应性强、效率高、高效环保等诸多优点，具有广泛的应用前景。螺旋平料机采用以螺旋叶片旋转输送物料为主、刮板刮送物料为辅的工作方式来完成平料工作。螺旋平料机作为一种新的平料机械，其最初的设计没有对其受力情况、功率等进行详细的计算。在实际的应用过程中，经常出现螺旋驱动电机过载、运行电机过载停机等故障，严重影响平料作业效率。因此，对螺旋平料机的性能进行优化研究，是非常有必要而且是有意义的。由于不同的散体物料在火车车厢中不规则的堆积，在不同的工况条件下，螺旋平料机的螺旋转速、运行速度和螺旋推料机构下降深度都不同，平料过程中螺旋叶片的阻力矩、平料阻力都不同。
　　本研究主要内容包括：⑴对螺旋平料机的组成和工作原理进行了介绍，详细说明了平料机的主要工作机构——螺旋推料机构的工作原理，建立了工作状态下物料的运动学模型，并对螺旋叶片旋转工作状态下物料的轴向速度和圆周速度进行了分析。⑵从理论上将螺旋平料机的工况进行分类，并建立EDEM仿真模型。从理论上分析讨论了螺旋转速和运行速度的匹配关系，运用离散元仿真软件EDEM对其中一种常见的工况进行仿真分析。在螺旋推料机构下降高度一定的情况下，对螺旋在不同的转速和螺旋推料机构不同的运行速度的组合条件下进行多组仿真，得到在不同的速度组合下物料平整后的效果图，对不同速度组合下的仿真模型进行结果分析，通过物料的平整效果图和数据结果分析，可以得到比较合理的速度匹配模型。并在比较合理的速度匹配模型条件下，研究了螺旋推料机构下降高度对其平料效果的影响。⑶运用散体力学、朗肯土压力理论分析了螺旋平料机平料阻力的来源并建立了理论的阻力模型，在EDEM仿真的后处理过程中提取了在不同的速度组合条件下螺旋叶片的阻力矩、阻力及刮板的阻力数据结果，对其结果进行了对比分析，为今后新的螺旋平料机的研发与实际应用，提供了一定的仿真依据和指导性意见。

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第1章 绪论

1.1螺旋平料机的研究背景

1.2螺旋平料机的研究现状

1.3螺旋平料机的研究方法

1.4本文的研究内容

1.5本文研究的关键问题

第2章 平料状态下物料运动学模型

2.1螺旋平料机的组成和工作原理

2.2螺旋平料机物料系统的动力学模型

2.3工作状态下物料的运动学模型

2.4本章小结

第3章 平料系统的螺旋转速与运行速度匹配

3.1 螺旋平料机工作工况组合

3.2运行速度与螺旋转速匹配的理论研究

3.3基于EDEM的速度匹配研究

3.4本章小结

第4章 螺旋平料机平料阻力的研究

4.1平料阻力的来源

4.2平料阻力的研究

4.3平料阻力的EDEM仿真研究

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间从事科研及获得成果