螺旋输送机卸料口流量脉动产生原因及降低方法研究

为探明螺旋输送机卸料口流量脉动产生的原因,基于离散单元法(DEM)模拟球形颗粒在螺旋输送机中的流动过程,对螺旋周期结构和颗粒周期流动进行分析,得出了流量脉动产生的原因并提出了降低流量脉动的方法。结果表明:料槽中颗粒的周期性不均匀分布和螺旋面对颗粒的周期性阻挡造成了流量脉动;不同结构形式的螺旋输送机卸料口流量脉动对比为:无轴螺旋输送小于有轴螺旋输送,双轴螺旋输送小于单轴螺旋输送,斜卸料口结构小于正常卸料口结构;所提斜卸料口双轴螺旋输送的脉动值(1.14)与普通螺旋输送(2.25)相比降低了49.33%,基本实现了螺旋输送机卸料口颗粒的稳定流出。

螺旋输送机吊轴承的功能分析及创新设计

螺旋输送机可以长距离地输送粉粒状物料,当输送距离超过3 m时,中间需设置吊轴承,防止螺旋轴的过度挠曲。针对现有吊轴承存在的磨损快、结构复杂、轴向尺寸大、润滑密封困难和轴承使用寿命短等问题,文章运用TRIZ理论中的功能分析方法,对螺旋输送机吊轴承的结构进行功能分析和裁剪改进,提出新型吊轴承的设计方案,裁剪掉原有支撑元件滚动轴承或滑动轴承,代之以尼龙滚轮或圆柱螺旋弹簧,从而达到延长吊轴承的使用寿命、不污染物料、便于更换以及节约维修费用的目的。

集成参数化有限元与响应面的矿用螺旋输送机带式螺旋轴轻量化设计

针对工程机械优化目标函数隐性化和求解效率低的问题,文中提出了一种集成参数化有限元与响应面的优化设计方法,并以矿用螺旋输送机带式螺旋轴轻量化设计为例,说明了该方法的思路与实现过程。为提高有限元建模效率,开发了基于APDL的带式螺旋轴参数化有限元模型,实现了不同尺寸带式螺旋轴的快速有限元分析。通过析因试验筛选出对带式螺旋轴受力分布和疲劳寿命影响显著的设计变量,并以结构强度和疲劳寿命为约束建立带式螺旋轴轻量化设计模型。采用优化的拉丁超立方采样并结合有限元仿真结果建立响应面模型,来拟合设计变量与目标函数之间的隐式关系,最后通过Minitab响应优化器进行寻优求解,实现带式螺旋轴减重15.4%。求解及验证结果表明:所提出的方法不仅轻量化效果明显,而且可以在保证计算精度前提下缩短设计周期,提高整体优化效率。

基于CFD-DEM的超细碳酸钙螺旋输送仿真分析

【目的】为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布。【方法】使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合数值模拟的方法,对螺旋输送机在不同转速下的质量流率进行分析对比,验证数值模型的正确性。【结果】摩擦系数对颗粒的运动有较大影响,颗粒流的轴向速度峰值和质量流率峰值随着摩擦系数的增加先增大再减小;随着下料速度和摩擦系数的增大,输送机功率明显增大,且摩擦系数在高进料速度与低转速的情况下对功耗的影响相对于低进料速度和高转速更加明显;磨损较严重的区域集中在下料口处的螺旋轴与螺旋叶片的边缘处。【结论】简单增大或减小摩擦系数并不能提高颗粒的轴向速度和质量流量,而是存在一个局部最优参数组合;适当地提高转速能够减小颗粒密实度与颗粒停留时间,从而减小输送机的功耗与几何体磨损。

槽轮式黄芪移栽机关键部件设计与试验

黄芪开沟覆膜露头农艺高产优势明显,但在实际生产中移栽环节主要依靠人工来完成,导致种植成本快速攀升,是制约根茎类中药材产业持续发展的“短板”。针对这一问题,设计槽轮式移栽机点苗机构和覆土机构2个关键部件。盛苗槽采用正反两个方向在沿槽轮圆周方向倾斜排列的方式,通过地轮带动槽轮转动,可实现盛苗槽内的黄芪种苗按照正确的姿态投置在苗沟之中,且满足种苗向苗沟内侧两边交替投置的农艺要求;覆土机构采用螺旋绞龙结构,这样有利于实现苗沟覆土厚度均匀一致,为苗沟回填后保持土壤的平整度提供保障。通过田间试验,样机出苗整齐、长势良好、单株茁壮,无漏苗现象。在综合效益方面,相比对照机具,项目样机可节约地膜用量52 kg/hm^(2),减少用工20人/hm^(2),移栽环节可节省支出2000元/hm^(2),同时为秋季机械化挖掘收获作业创造有利条件。

选煤厂螺旋输送机的螺旋体最佳工况研究

以LS-315型螺旋输送机为研究对象,介绍一种选煤厂螺旋输送机螺旋体最佳工况离散元仿真分析方法.该方法以EDMA仿真软件为主要工具,分别从输送能力、输送速度两个角度出发,确定出螺旋输送机的螺旋体运行的最佳工况,对选煤厂螺旋输送机的控制提供支持.

螺旋输送机的结构分析与探究

螺旋输送机的结构形式多种多样。通过对其传动方式、轴承选型、防堵门和叶片形式进行探讨分析,总结其适用物料、工况和优缺点,为螺旋输送机设计和使用提供参考。

网格类型对螺旋输送小米颗粒接触力的影响

为研究螺旋输送机性能及其变化规律,基于颗粒接触理论,采用EDEM离散元软件,建立了具有分料装置的螺旋输送模型,针对小米颗粒进行了不同的螺杆输送数值仿真,计算得到了不同网格类型下的颗粒接触力对比。分析得到,网格的细化影响颗粒与螺旋体以及颗粒与外壳内壁之间的平均接触力分布,随着转速的提高,A型网格影响越发明显。该研究为确定螺旋输送机仿真网格类型以及提高输送性能提供理论依据。

双螺旋片碱包装机应用总结

片碱包装采用振动输送机振动下料时,振动输送机故障频繁,且包装机下料口粉尘较大,影响安全生产。用双螺旋输送、包装一体机代替了振动输送机及半自动包装机,介绍了双螺旋片碱包装机的应用优势,总结了在试运行中的问题及解决方法。

高转速螺旋输送机设计研究

针对煤矿井下巷道复杂多变、设备繁多、暂无体积较小输送能力较大的煤水混合物运输设备的问题,通过对适合运输固液混合物、污水淤泥的螺旋输送装备进行研究,研制具有较大处理能力且占用巷道空间较小、适应性较强的高转速螺旋输送机,解决煤矿井下煤水混合物运输问题。该高转速螺旋输送机可提升煤矿井下煤水混合物运输效率,降低人工劳动强度,有助于煤矿井工标准化建设。

碱回收车间消化提渣螺旋叶片的维修方法

碱回收车间消化提渣螺旋输送机是制浆造纸生产线中的连续性输送机械,使用过程中存在磨损、腐蚀、变形等问题。通过实践发现这类设备的使用特点、分析产生问题的原因并提出解决问题的办法。

螺旋输送机故障原因分析及解决措施

云南盐业普洱制盐分公司包装工段螺旋输送机故障频发,影响小袋盐产量。技术人员通过采用质量控制(QC)小组活动的方式,对故障频发的原因进行了分析研究,提出了降低故障率的方法和具体措施,通过技术改造和实际生产运行,取得了良好的效果。

多螺旋输送机在煤化工卸煤装置中的应用

在煤化工装置中,设置于储煤场地坑内的卸煤装置普遍存在运行稳定性差、密封性能不好以及所需地坑深度较大的问题,导致建设成本高,生产环境差。为解决以上问题,根据煤的物料特性,对多螺旋输送机进行了选型设计计算,将其作为卸煤设备,应用于储煤场卸煤装置中,有效降低了卸煤装置安装高度,提高了卸煤装置的运行稳定性,并减少了煤粉的泄露。对降低卸煤装置的生产建设成本、改善工作人员生产作业环境作用显著。

大倾角螺旋输送机的设计

竹荪铺料机上料多采用人工方式,生产效率较低。文章根据实际生产需求,通过计算确定螺旋输送机的直径、转速和功率,为竹荪铺料机设计一种辅助上料的大倾角螺旋输送机,以提高生产效率,降低人工成本。

面向高效节能的螺旋输送机设计参数优化方法

为解决螺旋输送机在混凝土小预制件生产过程中的能耗高,效率低等问题,提出了一种面向高效率、低能耗的混凝土螺旋输送机设计参数优化方法。首先,建立混凝土螺旋输送机工作过程的速度和力学模型,揭示影响螺旋输送过程能耗和效率的重要因素。在此基础上,以螺距、转速和输送长度为优化变量,以螺旋输送过程总能耗最小、输送效率最大化为目标,建立混凝土螺旋输送机设计参数多目标优化模型,并提出一种基于改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化求解。最后,通过将多目标优化结果与单目标优化结果进行对比分析,验证了所提出优化方法在提高混凝土螺旋输送效率的同时可有效降低生产能耗。

土压平衡盾构渗流场解析解及喷涌判别研究

考虑土压平衡盾构土舱的二维渗流效应,用解析方法分析了土压平衡盾构的喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域,利用分离变量法并结合区域间连续条件得到土舱水头显式级数解,将螺旋输送机内流场视为一维渗流,通过土舱与螺旋输送机交界面水流量及水头连续条件得到盾构的渗流场解析解。分别将土舱和螺旋输送机渗流场解析解与数值软件计算结果和试验结果进行对比,结果吻合较好,验证了解的正确性。分析盾构及土层参数对螺旋输送机排土口水流量及水压力的影响,分析结果表明:在螺旋输送机排土口内外水压力差为0的情况下,螺旋输送机内水流量及水压力与刀盘面中心水头近似线性关系;增加螺旋输送机长度和倾角、减小螺旋输送机的直径有利于防止喷涌。基于已有的喷涌研究成果,给出了典型盾构喷涌判别图。通过对盾构喷涌实例进行判别,并与盾构一维解析解的喷涌判别结果进行对比,证明基于本解析解的喷涌判别更为准确。

抛物母线叶片螺旋输送机运移及接触特性分析

粮食乃生存之本,为了提高水稻种子生产运输的时效性,设计了一种抛物母线型叶片的螺旋输送机。采用离散单元法(discrete element method,DEM)的颗粒系统仿真,探究螺旋输送机输送水稻种子的运动规律,提高水稻种子卸料速率的同时降低叶片损耗。建立Hertz-Mindlin软球干颗粒接触模型,通过对比普通直母线叶片,分析了3种螺杆倾角下不同螺旋转速水稻种子的运移与接触特性。研究结果表明:抛物母线叶片将水稻种子的动能变化表现为加速入料、稳定输送和高速卸料3个工作阶段,且水稻种子在沿螺杆轴向前进的同时还具备不同频率和幅度的周向运动。相同转速下,600 r/min的0°倾角抛物母线叶片稳定输送水稻种子的卸料速率最高为82.3 g/s,但90°倾角的水稻种子回流现象较为明显,平均卸料速率降低了77.8%。相同倾角下,45°的1800 r/min高转速时,抛物母线叶片水稻种子的法向重叠量相较直母线叶片最大减小了10.2%;90°倾角下1300~1800 r/min中高转速时,抛物母线叶片水稻种子的平均接触数小于直母线叶片1.3%,降低了运输过程中叶片的磨损程度。研究结果揭示了水稻种子的运移规律,可为螺旋输送机的机械化高效运输提供理论依据。

EPB盾构螺旋输送机的参数多目标优化

为了提高EPB盾构螺旋输送机的输送效率,减小输送机螺旋体的磨损并降低运输过程中的功率损耗,结合离散元软件EDEM、NSGA-Ⅱ优化算法和熵权TOPSIS法,提出一种盾构用螺旋输送机结构参数优化方法。通过离散元软件EDEM按照设计好的正交试验进行仿真,得到输送机的质量流率、螺旋体平均磨损量和运行功率性能指标,并对仿真的可靠性进行验证。利用Matlab软件将仿真得出数据进行拟合,建立多个结构参数间的性能指标函数。采用NSGA-Ⅱ算法对螺旋输送机参数进行优化,得到Pareto前沿解集,并由熵权TOPSIS法确定最优解。结果表明:当螺旋输送机安装倾角为24.69°,螺距为613.25 mm,螺旋内径为696.34 mm,螺旋轴径为211.88 mm时,输送机整体性能最好,其他条件相同的情况下,质量流率提高了10.56%,螺旋轴磨损量减小了8.64%,功率损耗降低了6.41%。研究结果对EPB螺旋输送机的设计改进有一定的参考价值。

土压平衡盾构螺旋输送机渣土运移及参数影响

为了更切实际的研究土压平衡盾构中螺旋输送机在稳定开挖面、排渣等方面的作用,在已有螺旋输送机渣土输送理论模型的基础上,考虑了螺旋输送机实际倾角及内部渣土体的重力,以及螺旋输送机中土体螺旋输送的实际工况,建立理论力学模型。通过土压平衡原理推导出螺旋输送机的土流量及土压梯度公式,并分析了它们与各参数之间的变化规律。除了考虑基本的机械参数和渣土性质参数外,还分析了不同性质土体对出渣效率的影响以及土流角对土流量和土压梯度的影响规律:土流量增长速率随着土流角增加呈先减小后增大的非线性趋势;土压梯度随着土流角增加呈三角函数式增长。为实际工程中合理设计、选型、评价土压平衡盾构螺旋输送机提供一定的理论基础和工程借鉴。

基于EDEM的螺旋输送机输送效率和能耗分析

为研究水平管式螺旋输送机的输送效率和能耗影响因素,并寻找输送机的最佳运动学参数(进料速度、转速、螺距和螺旋直径),通过改变输送机的4种参数,在离散元软件EDEM中模拟仿真,以输送一定质量物料所需的时间和能耗为双试验指标进行正交试验,考察分析参数与输送机输送效率、能耗之间的相应变化关系。研究表明:螺旋直径对螺旋输送机的输送效率和能耗影响最大,进料速度、螺距和转速也有积极影响,但不如螺旋直径明显,较优的参数组合方案是螺距200 mm,转速80 r/min,进料速度8.1 t/h,螺旋直径210 mm(物料填充率44%)。研究为更好地设计水平螺旋输送机,在提升其输送效率、降低能耗上提供参考。