摘 要

水平螺旋输送机的设计计算与离散元仿真

水平双螺旋输送机输送量较大，运转平稳，并且采用高强度的螺旋体，有较强的使用寿命和工作强度，整机结构简单，拆装、维修方便，输送物料的同时还能起到一定的搅拌混合作用，本文主要对水平双螺旋输送机三维建模及其物料输送过程进行仿真分析研究。

文章对螺旋输送机的组成零部件和分类进行了详细的分析，对水平螺旋输送机的关键部位装料和输送物料部分进行了深入研究，根据手册分析水平螺旋输送机设计方法，为水平螺旋输送机的结构设计提供了理论基础。

通过设计计算确定水平螺旋输送机的各个主要零部件的尺寸，选择输送距离，确定输送量，设螺旋体的形状尺寸等，然后根据上面计算值合理设定水平双螺旋输送机各构件尺寸，在三维软件SOLIDWORKS中对各个零部件进行建模，之后组装成水平双螺旋输送机，保存为.stl格式。

将水平双螺旋输送机的.stl格式导入到EDEM软件中，物料使用水泥模型，定义螺旋体的运动和接触模型，在进料口处生成物料，然后进行仿真，得出物料在输送过程中各种状态，收集数据并对一些物料状态进行分析、讨论并得出结论，结果表明：水平双螺旋输送机可以通过优化螺旋体和出料口的设计来减少输送物料过程中的损耗，从而提高生产和经济效益。

关键词：水平双螺旋输送机 三维建模 离散元仿真 物料运动

Abstract

Horizontal twin screw conveyor conveying amount is larger, smooth operation, and the use of high strength of the spiral, working strength and service life of the strong, the machine is simple in structure, convenient disassembly, assembly and maintenance, conveying material but also to the mixing effect, this paper mainly on horizontal twin screw conveyor 3D modeling and material conveying process simulation analysis.

Article on the screw conveyor components and classification of detailed analysis, key parts of the charge on the horizontal screw conveyor and a material conveying part of in-depth study, according to the manual analysis of horizontal screw conveyor design method, for the structural design of the horizontal screw conveyor provides theoretical basis.

Through the design calculation to determine horizontal screw conveyor of the main parts of each size, choosing the transporting distance, determine the amount of transport, spiral shape and size, and then based on the above calculated values to set a reasonable level of double spiral conveyor the size of each component, to model the various parts in 3D software SolidWorks, assembled into horizontal twin screw conveyor and saved as .stl format.

The horizontal double auger conveyor .stl format to import to edem software, use model of cement materials, defined spiral motion and contact model, in the feed inlet at generating material, and then the simulation, obtained materials in the transportation process in various states, data collection and analysis, we get a conclusion of some material status.The results show that the horizontal double screw conveyor can reduce the loss in the process of transporting materials by optimizing the design of the spiral and the discharge port, which can improve the production and economic efficiency.

Key words: horizontal double screw conveyor, three-dimensional modeling, discrete element simulation, material movement

目录

摘要...............................................................Ⅰ

Abstract............................................................Ⅱ

目录................................................................1

第一章 绪论.........................................................1

1.1引言........................................................1

1.2螺旋输送机概述..............................................1

1.2.1螺旋输送机特点.........................................2

1.2.2螺旋输送机基本机型.....................................2

1.2.2.1垂直螺旋输送机...................................2

1.2.2.2水平螺旋输送机...................................3

1.3国内外研究现状及发展趋势..................................3

1.3.1国内研究现状..........................................3

1.3.2国外研究现状..........................................5

1.3.3螺旋输送机常见问题....................................5

1.3.4螺旋输送机未来发展趋势................................6

1.4论文研究的目的及意义........................................7

第二章 水平螺旋输送机...............................................8

2.1水平螺旋输送机组成..........................................8

2.2水平螺旋输送机设计计算......................................9

2.2.1填充系数..............................................9

2.2.2螺旋输送机选型........................................9

2.2.3功率计算和驱动装置选择...............................11

第三章 水平螺旋输送机的三维建模....................................12

3.1建模软件...................................................12

3.1.1 SolidWorks软件介绍....................................12

3.1.2 SolidWorks软件功能....................................12

3.1.3 SolidWorks软件的发展..................................12

3.2水平螺旋输送机三维模型的建立...............................12

3.2.1零件尺寸的确定........................................12

3.2.2建立模型..............................................14

第四章 水平螺旋输送机输送物料过程仿真..............................19

4.1颗粒物料仿真软件...........................................19

4.1.1 EDEM软件介绍........................................19

4.1.2 EDEM软件学习........................................19

4.2物料输送过程仿真...........................................19

4.2.1仿真模型的设置........................................19

4.3仿真动画的生成.............................................21

4.4仿真结果分析...............................................21

4.5结论与展望.................................................24

4.6经济性分析.................................................24

参考文献...........................................................25

致谢...............................................................26

第一章 绪论

1.1引言

螺旋输送机又称“绞龙”，它是输送机械家族中至关重要的一部分，广泛应用在农业、建筑、工业化工等行业，在现代多个行业生产活动中必不可少，它的制作材料一般为金属，大多是钢铁，由于其特殊的输送物料特性，在码头港口等地方时常能看到他们的身影。

螺旋输送机的功能不仅仅局限于一般输送机械的输送、搬运物料，它还可以在一定条件下完成一些额外的工作，比如水泥等物料的搅拌，还有一些其他输送机械不能输送的物料它都能较好的工作。因此，螺旋输送机的功能多样化使它的应用范围越来越广，逐渐渗透到各个领域，比如^[12-18]: (1 )在冶金、矿石、医药、化工、加工、造纸、材料、建筑、港口等行业及交通运输部门，一般是进行较大数目散货物料的输送工作(煤、矿石、砂、水泥、混凝土、化肥、食盐、面粉等各种粉状、颗粒状及粒状物料);(2)在加工制造行业，一般用来运送小零部件，尤其是在工厂中各个加工部门间零件的转移，加快流水线生产效率，是生产流水线快速生产所必不可少的设备之一;(3)在粮食、食品、纺织、化工等轻工业部门，它不仅能实现物料输送，同时还能进行一些其他工艺的加工，例如一些型号的机械被用作不同物料的混合或者筛分。螺旋输送机在各个领域中的不俗工作表现不仅仅大大的降低了公司运营成本，提高了公司生产效率及效益，同时也为我国经济的平稳增长做出贡献，与也明显改善了工人的工作状况、对爱护环境等起到重要作用。