自吸油菜籽提升机设计方案

 

自吸油菜籽提升机设计方案   运动学描述

具有多点放电的链斗式提升机的示意图如图1所示。粒状材料填充在底部水平部分中。通过翻转机构从桶中排出粒状材料设置在上部水平部分中。此外，铲斗在卸载位置翻转通过翻转机构，并且在其余的工作行程中始终确保铲斗的进给口在重力的作用下向上。因此铲斗的填充发生在下部水平部分。排出点通过翻转机构设置在上水平部分，驱动马达设置在拐点3。

 

 

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图1.斗式提升机的示意图。

 

铲斗是斗式提升机的承载部件，铲斗的形状与斗式提升机的效率密切相关。在六个拐点处相邻的桶之间没有干扰，并且当放电时，界面也不会发生。更重要的是，材料可以完全放电。铲斗和链条通过长销轴铰接，铲斗和链节的布局是一对一的。在干涉分析之前，为了确保铲斗的最大承载能力，铲斗在水平方向上的横截面尺寸，即链节距（p），是从水平方向的最大尺寸开始，并且铲斗两侧的轮廓设计为圆弧形，如图所示图2。在图2中，r是铲斗两侧轮廓的半径，A，B和C是铲斗截面轮廓的端点。本文介绍了通过拐点和卸料位置的干涉分析求解铲斗最大轮廓的方法。

 

 

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图2.铲斗的横截面。

 

在拐点处相邻铲斗之间的位置关系如图3所示。在图3中，1,2,3,4,5和6是完整循环期间的六个拐点; O 1和O 2是相邻叶片的旋转中心，x和y的值是O 1的相对坐标。在输送循环之后，铲斗1相对于铲斗2旋转一圈。在拐点处，链节的运动风格是平面运动，而铲斗是平移运动。如果在过程中发生干扰，则只能由链节的旋转引起。根据运动学理论，拐点2，拐点3和拐点4的下部具有相同或相反的运动关系，如图3所示。因此他们的约束条件是相同的。拐点1的上部和拐点5和6具有相同或相反的运动关系，因此它们具有相同的约束方程。如图1所示的原理图，拐点2和6以及拐点3和5的运动关系是反向的。如上所述，当分析拐点时，可以从拐点确定铲斗左侧的边界轮廓。铲斗右侧的边界轮廓可以由拐点1的下部和拐点4确定。

 

 

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图3.相邻铲斗之间位置的关系。

 

拐点处的干扰分析

拐点处的干扰分析2

如图4所示拐点2是从水平行程到垂直行程的过渡位置。如果在该过程中发生干扰，则只能是铲斗2的顶点B 2干扰铲斗1的A 1 C 1弧边缘。因此，当B 2 D的长度大于0时，不会发生干涉。如果B 2 D为0或更小，则桶之间将发生碰撞。它可以转化为数学模型，即

 

乙2d≤一个1Ø1- DE，Δ升≤[R- [R2- ΔH2

（1）

其中Ò 1和Ò 2是圆的中心阿1 c ^ 1和阿2 Ç 2分别和Δ 升是在水平方向上的相邻桨叶1和2之间的距离的变化，Δ ?是相邻的铲斗1和2之间的距离随高度的变化而变化。

 

 

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图4.拐点2处的运动图。

 

当在时间t  = 0 进入弧段时，铲斗1进行平移运动。当在时间t  =  p / v进入弧段时，铲斗2进行平移运动。p是链节距，v是铲斗速度。随着时间的增加，相邻铲斗之间的水平距离减小，但垂直方向距离增加。

 

坐标系的建立如图2所示。什么时候?∈[0，p/v]，相邻铲斗之间的距离随高度的变化而变化

 

ΔH=[R·COS（VT[R）- [R

（2）

其中R是链轮节圆的半径。相邻的叶片1和2之间在水平方向上的距离的变化是

 

Δ升=p- p2- ΔH2

（3）

什么时候 ?≥p/v，相邻的铲斗1和2之间的距离在高度上的变化是

 

ΔH=p·COS（v?[R+ARCCOS（p2[R））

（4）

并且水平方向上的距离的变化是

 

Δ升=p- p2- ΔH2

（5）

参数方程 ΔH 和 Δ升获得了关于t的信息

 

ΔH=[R·COS（VT[R）- [R，Δ升=p- p2- （[R- [R·COS（VT[R））2，0≤?≤pv

（6）

ΔH=p⋅COS（v?[R+ARCCOS（p2[R）），Δ升=p- p2- （p⋅COS（v?[R+ARCCOS（p2[R）））2，pv≤?

（7）

在参数方程中，链（p）的节距为200mm，链轮节圆（R）的半径为417.5mm，斗速（v）为500mm / s。Δ的功能图表?和Δ 升所示（图5中通过MATLAB 将上述参数计算到等式（6）和（7）中。

 

 

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图5.功能图ΔH 和 Δ升。

 

根据平面运动的理论，曲线是铲斗2相对于铲斗1 的点B 2的轨迹。点B 1作为弧的中心，链节距（p）的长度是作为弧的半径。如果铲斗左侧的轮廓位于曲线的右侧，则没有干涉，因此铲斗左侧的边界轮廓是半径（r）为200 mm 的圆弧。

 

拐点处的干扰分析4

如图6所示在拐点4的上部是从垂直笔划到水平笔划的过渡。如果发生干扰，则只能是铲斗2的顶点A 2干扰铲斗1的B 1 C 1弧边缘。因此，当A 2 D 的长度大于0时，不会发生干涉。如果A 2 D为0或更小，则桶之间会发生碰撞。它可以转化为数学模型，即

 

一个2F≤乙1Ø1- DE，P- Δ升≤[R- [R2- ΔH2

（8）

 

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图6.拐点4的运动图。

 

坐标系的建立如图6所示。当两个铲斗以垂直排列方式排列时，时间（t）设定为0.在时间t，铲斗之间水平距离的变化是

 

Δ升=p·罪（v?[R）

（9）

其中R是链轮节圆的半径。垂直距离的变化是

 

H=p2- Δ升2

（10）

参数方程 （Δ升- p）和?约吨得到

 

一个2F=|Δ升- p|=|p·罪（VT[R）- p|，H=- p2- （p·罪（VT[R））2

（11）

Δ的功能图表?和Δ 升由上述参数计算成等式（11）通过MATLAB的手段，如图图7中。

 

 

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图7.功能图（p- Δ升）和h。

 

根据平面运动的理论，曲线是铲斗2相对于铲斗1 的点A 2的轨迹。点A 1作为弧的中心，链节距（p）作为弧的半径。如果铲斗右侧的轮廓位于曲线的左侧，则没有干涉，因此铲斗右侧的边界轮廓是在铲斗两侧的轮廓半径为圆弧的圆弧（r）200毫米。

 

铲斗的边界轮廓可以通过图4的边界轮廓绘制和6在桶的两侧，如图8所示。水平尺寸分别是链节距（p），两侧的轮廓是弧形，其中水平端点作为中心，链节距作为半径。

 

 

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图8.铲斗的边界轮廓。

 

放电位置的干扰分析

通过拐点处的干涉分析，在拐点处没有干涉的铲斗的边界轮廓是半径为链髓的弧。当材料平稳排出时，材料与钢板之间的外摩擦角为30° 9，翻转机构使铲斗翻转85°。因此铲斗卸料侧的轮廓设计成与水平方向成55°。

 

在翻转卸载位置，当前一个铲斗没有返回到初始位置时，后一个铲斗已经开始翻转。因此，必须确保相邻的铲斗不会干扰放电过程。如图9所示，铲斗1的右侧以实心圆弧向下翻转，其中心为点O 1，其半径为点O 1与点B 1之间的距离。如果铲斗2的左侧以虚线圆弧向上翻转，则不会产生干扰。它可以转化为数学模型，即

 

[R1+[R2≤p

（12）

其中R 1是铲斗右轮廓的半径，R 2是铲斗左轮廓的半径。

 

 

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图9.限制铲斗的轮廓。

 

铲斗的最大轮廓最终由拐点和卸载位置的干涉分析确定，如图9中的粗线所示。

 

结论

通过多点放电链斗式升降机拐点处的干扰分析得到铲斗之间干扰的约束条件，并通过MATLAB获得边界轮廓。通过图形方法获得在排出位置处的铲斗的边界轮廓，其中在排出过程中不发生干涉。通过考虑卸料位置的转角和材料与钢板之间的外摩擦角，最终确定铲斗的最大轮廓。它不仅可以确保在整个过程中不发生干扰，而且可以确保颗粒材料可以完全放电，最大承载能力可以保证斗式提升机的效率。

 

附录1

符号

h  水平方向上相邻水桶之间的距离

 

p  链节距

 

r  铲斗两侧轮廓的半径

 

R  链轮节圆的半径

 

R 1  铲斗右轮廓的半径

 

R 2  铲斗左侧轮廓的半径

 

v  斗速度

 

ΔH 相邻铲斗之间的距离随高度的变化而变化

 

Δ升 相邻水桶之间在水平方向上的距离变化

 

学术编辑：李元生