基于扦样机分样模块的仿真分析.pdf
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1、 粮仓机械与仓房建设第 卷第 期基于扦样机分样模块的仿真分析马浩然 董晓欢(中储粮成都储藏研究院有限公司)(中央储备粮厦门直属库有限公司)摘 要 以电动扦样机的分样模块为研究课题 分析了一款扦样机的机械结构 并对其分样模块进行仿真分析 主要研究内容为:对扦样机的机械结构进行分析说明 对关键零件进行强度校核 判断使用过程中是否有疲劳断裂的风险 进行离散元分析 观察颗粒在机体内部的运动情况 判断颗粒是否能被搅拌均匀并按设计路径运动关键词 扦样机 有限元分析 离散元分析:/.我国作为粮食生产大国 每年都有大量的粮食需要储存 为了保证粮食储存的质量安全必须定期进行质量检测 传统的人工扦样检测方法 存在
2、检测效率低、人员劳动强度大等问题目前一般使用机械代替人工的方式进行扦样检测但在粮食的扦样机械结构设计方面 我国仍然落后于美国等国家 目前 国内已有企业根据我国粮食的储存情况以及相应的工作环境 设计出了一系列的扦样机 有的扦样机采用电机液压联合驱动 其体型大、占地面积广 能有效抵抗恶劣环境的影响但存在一定扦样盲点且维修麻烦 有的散粮扦样机仅依靠液压驱动 扦样效率较高 且每次扦样取得的粮食数量差异小 另外有一种扦样机采用单臂旋转机构 相对前两种的制造和使用成本低 且效率和扦样精度较高 但难以抵抗恶劣环境 易出现齿轮卡死等现象国外的扦样机设备发展较早 相比国内的扦样机设计要更为成熟 法国的扦样装置
3、设有底部转换装置 且能将多扦样出的粮食运输回车体内 避免了粮食浪费 美国的扦样机 具有较高的灵活度 可在粮车保持静止的状态下 采集到车 厢 里 任 何 部 位 的 粮 食 极 大 提 高 了 工 作效率本文中分析的扦样装置 相较于其他已有的扦样设备 具有轻便、易操作等特点 同时集采样和分样功能为一体 可对不同深度的谷物颗粒进行采样 充分搅拌混合后进行定质量取样本文的主要研究内容有:介绍分析设计的扦样机 主要由采样模块和搅拌混合模块两个部分构成 使用离散元分析软件对分样模块进行一定的仿真 判断该结构是否能将采集到不同深度的谷物颗粒混合均匀 将离散元分析仿真数据通过处理前观察叶片在运行过程中的受力
4、情况 确保设计好的零件的使用安全性 扦样机系统结构介绍分析 尺寸指标和总体设计根据国家标准 在对粮食、油料进行扦样分样时 粗套管扦样器全长应该在 左右 口宽约 根据以上设计尺寸标准 可设计如图 的扦样机结构该扦样机全长约 直径约 质量约 适合两人搬动 方便携带、操作机身主要包括取样模块和分样模块 如图 所示 外侧的取样器下压 取样管伸进谷物里 将谷物颗粒吸进扦样机中 开始进行分样处理 分样模块中叶片搅动 将不同深度的谷物颗粒搅拌均匀收稿日期:通讯地址:成都市青羊区广富路 号 幢第 卷第 期基于扦样机分样模块的仿真分析 图 扦样机结构示意图 分样模块的电机选择和智能控制转动云台电机安装在漏斗正上
5、方 控制下方搅拌叶片的转动 电机选择使用 额定转矩为 额定转速为 通过安装减速器 控制下方叶片转速为 分样模块也应用了自动化控制原理 在称重漏斗下方安装有传感器 当重量达标时 即控制上方电机停止转动 完成分样 具体流程图如图 所示图 称重传感器控制流程分样模块的智能化设计 保证了采样的精度和效率 减少了人工劳动强度 离散元分析的前处理通过离散元分析 将 模型导入其中 生成颗粒 并添加相应的材料和物理特性进行仿真分析 本文对简化过的扦样机搅拌装置进行离散元分析 观察生成的颗粒是否被搅拌均匀 并通过观察颗粒在机体内的运动情况 判断机械设计结构是否合理本文主要对扦样机的搅拌机构进行仿真模拟因此将相应
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