自动化清板的铲板运动分析及铲刀前角优化

Motion analysis and rake angle optimization of automatic cleaning shovel

为实现喷丝板自动清理时达到较好的板面清洁效果,选取铲刀前角进行分析优化。首先将板面污物在铲刀作用下发生变形的区域划分为剪切变形区Ⅰ、压缩变形区Ⅱ和废屑滑移区Ⅲ三部分,分析出Ⅰ和Ⅲ对铲板效率影响最大;其次建立Ⅰ区污物剪切模型,计算出污物相对滑移和剪切力与铲刀前角的关系式;建立Ⅲ区前刀面上污物粘结滑移模型,确定摩擦角大小;最后将摩擦角代入剪切力表达式,求解铲板效率最优时的铲刀前角,并通过ABAQUS数值模拟验证理论计算正确性,结果表明铲刀前角约为15°时,铲板效率最高。