三维振动筛的设计及透筛过程中颗粒物料运动仿真

摘要

本文介绍了国内、外关于振动筛和筛面颗粒运动理论以及并联机构的研究概况。传统风筛式清选装置存在振动大、湿分性能较差、损失率较高、清洁率和工作效率较低等问题。针对传统清选装置只能进行往复式单自由度运动，设计出一种基于并联机构的新型三维振动筛，可实现筛面在X、Y、Z三个方向上的平移及绕Z向的转动，加快物料在筛面上散开速度，提高透筛效率。 ㈠提出了三平移加一转动混联机构(3P—R//R//R—R(4R))作为振动筛主体机构。通过分析得出该机构具有可约性，其输入与输出之间具有一一映射关系。对其进行奇异位分析、速度性能指标分析和灵巧度分析，可知机构具有良好的运动传递性能和运动各项同性性能，灵巧度也可以达到最优值。然后，对三平移并联机构进行运动学分析，并在ADAMS中建立三维振动筛模型，对杆件长度进行参数化。通过仿真分析机构干涉情况，为三维振动筛尺寸最终定型提供依据。 ㈡对颗粒物料在三维振动筛中的运动规律和颗粒透筛概率进行了理论分析，并分析了颗粒物料在气流流场中的受力情况和运动状态，得出影响物料透筛概率的机械系统工作参数。运用ADAMS建立三维振动筛中单颗粒物料运动模型。基于该模型进行单颗粒物料透筛仿真试验，得出了不同机械系统工作参数下物料在筛面上的运动状态和筛分情况。对仿真数据进行分析，得到了三维振动筛各工作参数对于物料透筛的影响趋势及影响程度，并得到最佳透筛效果时振动筛各工作参数最佳状态。 ㈢从颗粒碰撞理论出发，建立了颗粒物料与筛面、颗粒物料间的数学碰撞模型，用以分析透筛过程中，筛面运动参数对物料群运动状态的影响以及物料群之间相互运动规律。在ADAMS中建立颗粒物料群运动模型，对颗粒物料群在筛面上的运动进行试验研究，分析三维振动筛机械工作参数对颗粒物料群在筛面运动状态的影响。

目录

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声明

第一章绪 论

1.1研究的目的和意义

1.2国内、外研究概况

1.2.1振动筛的发展和研究概况

1.2.2筛面上颗粒运动理论的研究概况

1.2.3并联机构的发展概况

1.3本课题研究的主要内容

1.4本章小结

第二章三维振动筛的性能机构分析与优化

2.1三维振动筛机构设计

2.1.1三平移并联机构分析

2.1.2三平移并联机构可约性分析

2.1.3三平移并联机构奇异位置分析

2.1.4机构的运动空间

2.1.5机构杆长的优化设计

2.1.6三平移并联机构刚度分析及优化设计

2.1.7三平移并联机构杆长设计验证分析

2.2三维振动筛运动学分析

2.2.1三平移并联机构速度分析

2.2.2三平移并联机构运动学分析

2.2.3三维振动筛筛面轨迹分析

2.2.4三平移并联机构速度性能指标分析

2.2.5三平移并联机构灵巧度分析

2.3本章小结

第三章物料颗粒透筛概率的理论分析

3.1物料透筛概率的理论分析

3.1.1物料颗粒每次跳动的透筛概率

3.1.2下落倾角及物料在整个筛面上的跳动次数

3.2物料在振动筛中的受力分析

3.2.1 X(Z)向受力和运动分析

3.2.2物料在气流中受力和运动分析

3.3本章小结

第四章单颗粒物料运动仿真试验

4.1虚拟样机技术简介

4.1.1简介

4.1.2虚拟样机的概念和特点

4.1.3虚拟样机(ADAMS)的开发过程

4.2三维振动筛模型的建立

4.2.1建立机构杆件

4.2.2建立筛面

4.2.3建立驱动

4.3单颗粒仿真模型的建立

4.3.1建立颗粒运动模型

4.3.2建立风力模型

4.4单颗粒物料单因素试验

4.4.1对物料运行轨迹的影响

4.4.2各因素的敏感度

4.5单颗粒物料透筛正交试验

4.5.1试验方案

4.5.2正交试验结果

4.6本章小结

第五章多颗粒透筛概率的仿真试验研究

5.1颗粒物料碰撞运动模型

5.1.1颗粒物料与清选筛面的碰撞模型

5.1.2颗粒物料间碰撞模型

5.2多颗粒仿真试验

5.2.1建立颗粒物料群运动模型

5.2.2建立颗粒与筛面的碰撞力和驱动力

5.2.3仿真实验结果分析

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1本文工作总结

6.2本文创新点

6.3 展望

参考文献

致 谢

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研课题