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螺旋输送装置的研究现状及未来发展分析论文(2)

实用文 时间:2021-08-31 手机版

  随着计算机技术的发展,有学者开始利用先进的虚拟样机技术对输送装置进行选型和设计,并对其进行有限元分析。其中,屈少敏利用SolidWorks软件具有的系列零件的设计表配置和驱动功能实现了碾米机上螺旋输送器零件模型的快速创建,克服了传统设计方法繁琐,降低了人为造成的偏差,提高了精度和设计效率。胡树林等对煤矿螺旋输送机的主要参数进行了设计,并用ANSYS软件对其关键部件进行有限元分析,结果表明该设计能满足实际要求。李英通过分析垂直螺旋输送机内物料的运动和受力情况,以其最佳输送状态理论为基础,得出了最佳转速和最大输送效率的计算理论,并在VisualC+ + 60平台下开发了快速设计计算垂直螺旋输送机的界面。通过实际应用证明:该用户界面使用方便,能满足快速客户化的生产模式要求郭维城等设计出了一种秸秆物料专用垂直螺旋输送机,利用SolidWorks软件对其进行建模优化,它结构简单、操作安全方便、截面积小、造价成本低,能完全满足实际需求。

  国内对螺旋输送装置的产品介绍很多,并在多种秸秆类粗饲料的输送和喂入场合使用,如联合收割机、压块机和膨化机上都设计到;但是对输送过程的理论分析文章尚不多见。黄石茂通过分析纤维物料输送过程中堵塞的原因,并对影响因素进料口的几何形状进行了改进设计,减少了堵塞,提高了输送能力螺旋输送机由于结构简单、占地面积小、安装灵活及密封性好等优点,在粗饲料加工过程中被受广泛的应用。白晓虎等研制出了秸秆螺旋输送装置,并对其工作性能进行了试验研究。实验结果表明:其可满足不同粒度和含水率的秸秆物料的喂料要求。

  国内很多学者对现有的产品基础上做大量的改进设计,同时提出了对新型产品(如弯曲母线螺旋面、变螺距、变直径等螺旋输送装置)开发利用的展望。也有学者研发了新产品,杨丽珍研发出了一种输送过程中伴有密封及高压要求的新型高压密封螺旋输送机。

  1.2.3优化研究方面

  随着螺旋输送装置在各行业中应用的扩大,对其要求也越来越高。目前,在实际应用过程中仍存在功耗大、生产率低等的问题,解决这些问题的方法就是利用先进的手段对输送过程进行动态监控及对机构性能进行优化设计。

  螺旋输送过程的动态监控方面,一些学者做过这方面的研究工作。其中,太原科技大学的学者们针对垂直螺旋输送装置的研究较多,并且得到了一定的科研成果。孟文俊等对垂直螺旋输送机内散体物料的分布情况进行分析,表明机器内散体物料可视为非牛顿流体,利用FLUENT软件对垂直螺旋输送机输送过程进行模拟仿真,得到物料在其内运动的密度分布规律;同时指出,用以上的原理可以计算出垂直螺旋输送机内任意位置的物料的分布情况。李海燕在颗粒仿真软件(EDEM)内建立被输送散体颗粒的实体模型,并用离散单元法(DEM)进行了模拟仿真垂直螺旋输送装置的性能参数对输送性能的影响情况,同时也分析了散体颗粒在机器内的流动状态。程敬爱等从宏观和微观上分析散体的流动性能,建立特定型号:LS1000垂直螺旋输送机的实体模型,采用EDEM软件对其不同表面摩擦因数的散体在不同转速的立式螺旋输送机内的流态进行仿真,得到了散体速度矢量图。

  优化研究方面,螺旋输送装置的参数多,确定时复杂又繁琐,常规的设计很难得到其最佳匹配的值。因此,学者们利用虚拟样机技术对螺旋输送装置的结构参数进行计算机仿真并优化研究。赵红霞等对螺旋输送机进行了合理简化,找出效率最优时的螺距计算理论模型,利用摩擦理论推导出效率优化公式;选用了适当的数学手段,计算出了输送机在效率优化后的螺距,并对其进行数据处理;利用MATLAB最小二乘法拟合出输送效率最优时螺距的通用计算公式舒服华以质量最轻和传动效率最大为双优化目标,建立螺旋输送机的优化模型,利用蚁群算法进行了优化求解。结果表明,在满足螺旋输送机使用性能的前提下,有效地降低了机器的质量,并提高了输送效率。徐展等也用以上两个参数为目标函数,建立了螺旋输送机的多目标优化模型,利用粒子群算法编程来求解数学模型,并用遗传算法进行优化和求解。结果表明,机器的质量减少了8. 2%,输送效率也提高了4. 5 %螺旋输送机的设计优化应根据具体的工程实际建立目标函数和约束条件,有学者指出应用遗传算法对其进行求解才能更准确地达到优化目的。张东海利用遗传优化算法建立参数化的螺旋输送机优化数学模型,并对其进行参数化设计和优化,利用改进后的遗传算法得到了能解决实际问题及对螺旋输送机设计有参考价值的可行的优化结果。2存在的问题

  2.1理论研究不够系统、完善

  对螺旋输送装置在工作过程中生产率低、功耗大等主要问题的理论研究不够系统、深入,没有把两者结合起来考虑,作为对螺旋输送装置总体分析和优化的对象。

  没有从系统角度出发对螺旋输送装置的各个性能参数之间的最佳匹配关系和输送对象的各个特征参数对输送性能的影响进行相关研究。

  2.2产品的适应性差、可靠性不高

  螺旋输送装置在输送过程中受输送对象特性的影响,在同一个行业内输送不同特征参数的物质时其结构参数也是多样的均为不成系列,缺乏适应性强的输送装置,其各种部件及易损坏件之间不能互换。

  工作过程中主要磨损部位为螺旋端头、叶片和吊轴承。这些部件一旦发生故障将影响整个输送工作,因此可靠性是进一步提高工作效率的关键。目前有学者对该问题进行理论分析并提出了相应的对策,但没能从根本上有效的解决实际应用过程中遇到的磨损失效问题。

  2.3缺乏粗饲料输送过程的理论分析与研究

  螺旋输送装置己成为秸秆类粗饲料收集、储存、加工工程中的必要设备,但是输送过程中存在严重的堵塞、翻滚等现象导致输送装置的生产率低功耗大等问题。国内外对粗饲料螺旋输送装置的研究研究极少,制约了螺旋输送装置在粗饲料行业中的发展。

3发展趋势

  农作物秸秆是我国重要资源,对秸秆类粗饲料螺旋输送装置进行研究是农业生产过程中流水线作业的迫切需求。因此,应加大该方面的科研投入力度,对螺旋输送装置,特别是针对粗饲料输送设备进行理论研究,对其进行系统优化,参数达到最佳匹配,从而提高工作性能、降低功耗;与此同时,要开发新设备,提高适应性。【螺旋输送装置的研究现状及未来发展分析论文】相关文章:

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