新型喷浆机供料量与给风量的优化设计

摘要

随着我国煤炭工业的快速发展，对安全生产和生产效率要求越来越高，因此就巷道的成型技术和相应的设备来讲均提出了更高的挑战，特别是直接关系着巷道成型速度和质量的喷浆机的设计理论和制造技术的研究迫在眉睫，针对喷浆机来讲设计参数的选择是否合理直接影响着喷浆量的大小和喷浆质量，而螺旋给料机构又是其最关键的零部件，它的设计与制造关系着喷浆机的性能，本文主要介绍了混合物料喷浆机螺旋给料机构的设计与制造的整个过程。
　　针对喷浆机风能的利用率低，本文通过对现有喷浆机的工作原理和结构特点的分析与研究，结合喷浆机的使用工况和相关实验，提出了供料与动力风量的计算方法，即通过分析混合物料在高压风输送中所受流体阻力、悬浮速度和其各个阶段的各类压损，建立运动微分方程，求解混合物料在输送过程中各阶段中的最优速度大小和临界气流速度;并给出影响风动能与其转换的影响因素，即输送管的长度和其内壁粗糙度、混合物料的流动速度、物料的种类和混合物料的配合比。得出了核心部件螺旋给料机构的设计与制造方法，即采用变螺距、变直径的螺旋叶片设计方法，且为了保证制造出图纸要求的螺距，应预先加工出工艺样芯轴，该样芯轴一般采用车床加工螺纹的方式，用车刀刻制出螺旋线，以满足拉制螺旋叶片的操作参考线的要求;拉伸成型完成后先将各段叶片进行组焊成整体，后与搅拌轴焊接，还需在搅拌轴上车制出相应的螺旋线和刻制出各段起止位置线，按线位置将整体叶片组装到搅拌轴上，均匀点焊，使其相对位置固定;按焊接技术要求，对称均匀施焊;并表面抛光处理和热处理。并结合相关分析软件进行了实例优化，应用结果表明:本文所提理论方法较为合理和科学，对提高其使用寿命具有较高的理论意义和应用价值。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 课题的来源及其概述

1．2 研究背景

1．3 国内外的研究动态、水平及存在的问题

1．3．1 国外情况

1．3．2 国外喷浆机的代表类型

1．3．3 国内情况

1．3．4 国内喷浆机类型

1．3．5 国内外喷浆机的比较

1．3．6 存在的主要问题

1．4 课题研究内容

1．5 本章小结

2 给料与进排风量的计算理论基础

2．1 新型喷浆机简介

2．1．1 型号表示方式和结构图

2．1．2 工作过程

2．2 新型螺旋喷浆机的机构特点

2．3 气力输送中阻力系数以及混合物料流体阻力的确定

2．4 混合物料的悬浮速度

2．5 混合物料在输送管道中运动微分方程

2．6 混合物料的加速过程及稳定输送速度

2．7 混合物料输料管道中的压力损失

2．8 混合物料气力输送的临界气流速度

2．9 本章小结

3 风能与供料量的平衡方程

3．1 螺旋给料机构工况分析

3．2 螺旋给料机构的特点

3．3 影响混合物料高压风压力的因素

3．4 理论模型的建立

3．5 局部能量损失的理论公式

3．6 影响喷浆机回弹率的因素和改进措施

3．6．1 影响喷浆机回弹率的因素

3．6．2 降低喷浆回弹率的措施

3．7 本章小结

4 螺旋给料机构的优化设计

4．1 螺旋给料机构结构特点

4．2 有限元分析方法介绍

4．2．1 ANSYS软件简介

4．2．2 有限元几何模型

4．2．3 定义材料属性

4．2．4 网格划分

4．2．5 约束条件

4．2．6 施加载荷

4．2．7 求解并进行结果分析

4．3 螺旋给料机构结构优化

4．4 螺旋给料机构的设计与制造方法

4．4．1 螺旋叶片的制造工艺

4．4．2 螺旋叶片的加工方法

4．4．3 表面抛光

4．5 螺旋给料机构的热处理及强化措施

4．5．1 焊接变形和焊接应力产生的原因

4．5．2 减小焊接残余应力和变形的措施

4．5．3 热处理

4．6 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 工作展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间的科研成果