基于煤样筛分的筛上物料动态特性研究

摘要

在煤炭生产、加工以及使用过程中，煤炭的制样与检测十分必要。筛分装置是煤质制样过程中的重要环节，物料的筛分效果将直接影响着后续检测结果的准确性。而当前制样过程关键筛分设备的体积较大、笨重且不宜携带，所以专门针对煤质分析检测的小型化筛分装置及其筛上物料的动态特性研究有着重要的现实意义。
　　通过对国内外现有筛分装备技术与筛分机理的综合分析，运用动力学理论及虚拟样机仿真，并结合实验验证，对筛上单颗粒物料的动态特性进行了深入的研究，得出了有益结论。首先，通过广泛分析现有的筛分装置及技术，设计了一种筛网倾斜式小型旋振筛分装置，运用了运动质点动力学理论得到了该筛分装置筛上物料的动力学方程，并进行了正确求解，提出在该装置上物料的运动轨迹为一条螺旋曲线。其次，以单颗粒筛分理论为基础，利用ADAMS得到了该筛分装置筛上物料在不同的电机转速、弹簧刚度以及筛面倾角等可变条件下的运动轨迹、速度及角速度曲线，确定了合理的筛面倾角、电机转速和弹簧刚度的取值范围。最后，制造了旋振筛样机，并进行了实验验证，得出了物料的筛分效率与所需筛分时间的变化曲线，实验表明仿真结论与实际结果相符，从而获得了筛上物料动态特性效果最佳时所对应的实际设计参数集合。
　　本论文所设计的筛分装置还具有体积小、重量轻等优点，研究结论可以在小型化筛分装置的设计与集成方面提供重要依据，并为筛上单颗粒物料的动态特性及相关后续研究奠定理论基础。

目录

声明

摘要

1．1．1 课题的背景

1．1．2 课题的意义

1．2 筛分装置的发展与研究现状

1．2．1 筛分装置的国外研究现状

1．2．2 筛分装置的国内研究现状

1．3 振动筛的研究与发展现状

1．4 筛上物料动态特性研究现状

1．5 课题主要研究内容

1．6 本章小结

2．1 旋振筛的筛分机理

2．2 物料筛分的透筛概率理论

2．2．1 单颗粒筛分的透筛率理论

2．2．2 物料群透筛率研究

2．3 筛上物料动态特性的筛分理论

2．3．1 单颗粒物料筛分理论

2．3．2 物料群颗粒筛分理论

2．4 物料的筛分效率

2．5 影响旋振筛筛分效率的因素

2．6 本章小节

3 筛网倾斜式旋振筛动力学分析

3．1 筛网倾斜式旋振筛工作原理

3．2 装置整体动力学分析

3．3 筛面运动轨迹运动学分析

3．4 筛面上单颗粒物料的运动轨迹

3．5 数值解法求解

3．6 本章小结

4 筛上物料运动特性的仿真分析

4．1 ADAMS仿真的设置方法

4．2 电机转速对物料动态特性的影响

4．2．1 不同电机转速下的物料动态特性状况

4．2．2 电机转速对物料动态特性的影响分析

4．2．3 不同电机转速下物料运动特性的横向对比

4．3 弹簧刚度对物料动力学特性的影响

4．3．1 不同电机转速下的物料动态特性状况

4．3．2 弹簧刚度对物料动态特性的影响分析

4．3．3 不同弹簧刚度下物料动态特性的横向对比

4．4 倾斜角度对物料动力学特性的影响

4．4．1 不同筛面倾角下的物料动态特性

4．4．2 筛面倾角对物料动态特性的影响分析

4．4．3 不同筛面倾角下物料动态特性横向对比

4．5 本章小结

5 筛上物料运动特性的实验验证

5．1 实验条件准备

5．1．1 实验平台搭建

5．1．2 煤样制备

5．2 实验内容与实验方案

5．2．1 筛分时间实验

5．2．2 筛分效率实验

5．3 实验结果及分析

5．3．1 不同弹簧刚度时的实验结果

5．3．2 实验结果的综合对比与分析

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢