饲草揉碎机转子模态分析及结构优化

针对目前饲草揉碎机转子工作时存在振动、噪声大的问题,为避免发生共振,采用理论分析和有限元仿真方法对转子自由模态进行计算,并通过模态试验对理论分析和数值计算结果进行验证。在此基础上,采用流固耦合方法对转子进行预应力模态分析。对转子进行共振分析发现激振频率与转子低阶频率较接近,极易发生共振,为增大激振频率和转子低阶频率避开率,基于响应面法对影响转子振动特性的结构参数进行优化。分析结果表明:预应力对转子的前3阶模态影响较大,频率分别提高了14.01%、12.01%以及10.54%;锤架板厚度对转子第1阶频率影响较大,主轴直径次之,锤架板直径影响最小;优化后频率避开率由原来的5.03%增大为20.83%,避免了共振的发生,且转子强度和刚度均满足使用要求。     

降低圆锥滚子轴承外圈磨削废品率的措施

提出了圆锥滚子轴承外圈磨削时出现的问题 ,并对产生问题的原因作了分析 ,提出了具有针对性的解决措施 ,在实际应用中取得了良好的效果。     

叶片式抛送装置气固两相流仿真及优化

为了揭示叶片式抛送装置抛送玉米秸秆切碎段时内部复杂的气固多重耦合流动特性,使用计算流体力学软件fluent中的Eulerian模型对装置内部气固两相流场进行数值模拟。在高速摄像试验验证可行的基础上,对抛送装置的叶片数、叶片倾角及进料口物料体积浓度等参数对气固两相流场以及抛送物料的影响进行了数值分析,结果表明:4叶片较3和5叶片更有利于抛送物料;后倾10°叶片较前倾10°以及径向叶片更有利于抛送物料;进料口物料体积浓度变化仅改变整个区域物料分布浓度,对物料抛送速度影响不大。     

叶片式抛送装置出料管气流流场分析

叶片式抛送装置工作时,高速旋转的抛送叶轮所产生的空气流在出料管协助输送物料。为了提高输送效率,采用计算流体力学软件Fluent对叶片式抛送装置内部的三维气流流场进行了模拟,获得了抛送装置出料管气流流场的基本特征。并对出料管处气流速度的模拟值与试验值进行了比较,检验了数值模拟的可靠性。同时,对出料管高度、截面形状等结构参数的不同变化作了对比模拟,得出出料管高度越大,管内气流速度分布越均匀,但平均气流速度越小,可见出料管高度太大不利于输送物料;圆形截面出料管内气流速度分布较均匀且平均气流速度略大,较方形截面和矩形截面管更有利于输送物料。     

基于MATLAB的物料运动分析

通过分析叶片式抛送装置工作时出料直管中物料与气流的相互作用及关系,在建立物料流经出料直管运动方程的基础上,采用计算机分析软件MATLAB对物料经过出料直管的运动进行数值模拟,并通过与相关文献试验值的比较,检验了数值模拟的可靠性。为进一步优化出料直管几何参数、合理选择抛送叶轮的转速,降低抛送装置功耗,提高抛送效率提供依据。     

采用新磨损模型耦合方法研究饲草揉碎机磨损规律

饲草揉碎机工作过程中锤片极易磨损,锤片钝化不仅影响饲草加工质量、降低生产效率,且转子上锤片的不均匀磨损还会使其质心偏移,进而产生不平衡振动与辐射噪声。为了探究饲草揉碎机转子锤片的磨损规律,本文采用CFD-DEM与Archard磨损模型耦合方法研究转子锤片的磨损规律,采用正交试验法与偏最小二乘法研究饲草揉碎机结构参数与工作参数对转子磨损影响规律基础上,建立锤片最大磨损量与转子质心偏移量数学模型。研究表明：揉碎机转子的磨损部位主要集中在锤片和抛送叶片上,锤片磨损最为明显。同一锤架板上3个锤片磨损量数值模拟结果与参考文献实测的磨损量相对误差分别为1.09%、2.50%和3.54%,说明基于Archard模型所建立的锤片磨损仿真模型是准确的。影响转子最大磨损量的主次因素顺序分别为物料喂入量、转子转速与锤片数,锤片的排列方式对转子最大磨损量的影响不大。对转子质心偏移量影响程度中物料喂入量占比48.66%,锤片数占比33.94%,转子转速占比17.40%。该研究可为饲草揉碎机锤片磨损规律与减轻锤片磨损研究提供参考与基础。     

计算机辅助软件在抛送物料模拟中的联合运用

叶片式抛送装置应用范围广泛。传统的设计方法只是做一些近似计算,很多结构参数和运动参数只能靠经验确定。为此,利用计算机辅助工程软件Pro/E、ADAMS和FLUENT对叶片式抛送装置抛送物料过程中气流与物料的运动规律进行仿真模拟,并通过与试验值及相关文献的比较分析,检验了数值模拟的可靠性。为进一步研究抛送装置抛送机理和参数优化设计提供了新的研究方法。     

模态试验法测试焊接残余应力机理分析及模型参数估计

为避免残余应力对焊接结构的不利影响，保证其可靠性，需要探究残余应力分布.模态试验法因具有快速和无损的特点，逐渐应用于残余应力测试.为实现模态试验法测试焊接残余应力，通过振动理论分析了模态试验法的机理，获得了薄板焊件中残余应力与固有频率的关系；薄板焊件中的残余拉应力使固有频率减小，残余压应力使固有频率增大.在此基础上，将钻孔法和模态试验相结合，借助数据拟合的方法，估计了模态试验法测试6 mm7A52铝合金试板VPPA-MIG(variable polarity plasma arc-metal inert gas)复合焊接残余应力的模型参数，确立了固有频率与残余应力的数值关系.依据确立的数值关系，测得了7A52铝合金试板在不同复合焊接参数下的纵向残余应力分布.结果表明，接头各区域的残余应力分布特征与钻孔法测得的结果基本一致，偏差在4%范围之内，估计出的模型参数能够保证模态试验法测试结果的可靠性，实现了焊接残余应力的快速和无损测试.