基于EDEM離散元方法的拋丸器工作過程分析.pdf

1、拋丸技術(shù)是借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪拋出彈丸對(duì)各種零部件表面進(jìn)行拋丸清理和強(qiáng)化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中逐漸取代了其它清理方法并成為一種不可替代的表面成型方法。拋丸器作為拋丸清理強(qiáng)化的關(guān)鍵設(shè)備，決定了拋丸清理強(qiáng)化的優(yōu)劣。隨著拋丸器的廣泛應(yīng)用，對(duì)拋丸器的拋射過程和拋射性能進(jìn)行研究已經(jīng)成為當(dāng)今拋丸領(lǐng)域的主要研究方向之一。因此將數(shù)值仿真和理論研究相結(jié)合，深入研究拋丸器內(nèi)彈丸運(yùn)動(dòng)過程的顆粒行為不僅對(duì)優(yōu)化拋丸器的結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)而且對(duì)豐富彈丸流的運(yùn)動(dòng)理論和拋射理論

2、都具有十分重要的意義。
　　 本文以山東開泰拋丸機(jī)械有限公司生產(chǎn)的Q034型拋丸器為原型，從拋丸器的工作原理入手，對(duì)彈丸在拋丸器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行了理論分析，得到影響拋打效果的主要影響因素，包括彈丸粒度和最終拋出速度，并對(duì)最終拋射彈丸速度進(jìn)行理論分析，建立了彈丸在不同情況下最終拋射速度的方程，推導(dǎo)出分丸輪轉(zhuǎn)速和葉輪外徑是影響彈丸速度變化的主要影響因素，而且彈丸速度與分丸輪轉(zhuǎn)速成線性規(guī)律變化，彈丸速度與分丸輪轉(zhuǎn)速成正比。
　　

3、 運(yùn)用三維造型軟件Solidworks建立拋丸器的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到離散元軟件EDEM中建立起具有模擬顆粒尺度行為功能的仿真模型，以顆粒離散元軟件EDEM為平臺(tái)對(duì)拋丸器內(nèi)彈丸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行仿真分析，研究彈丸在拋丸器內(nèi)各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)過程、軌跡分布以及拋料特性。研究表明:分丸輪，拋丸葉片在彈丸的加速過程中所起到的關(guān)鍵性作用與理論分析結(jié)果一致。仿真分析不同彈丸粒徑、分丸輪轉(zhuǎn)速、葉輪外徑、葉片與定向套窗口之間相對(duì)角度的變化與拋射速度之間的變化規(guī)

4、律，以發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋拋丸清理為例，在最優(yōu)拋射速度下，通過仿真分析得出滿足最優(yōu)拋射速度的粒徑范圍、分丸輪轉(zhuǎn)速范圍和葉片與定向套窗口之間相對(duì)角度范圍，初步估計(jì)分丸輪轉(zhuǎn)速的的最優(yōu)范圍應(yīng)該在2400r/min～2900r/min之間，彈丸粒徑的最優(yōu)范圍應(yīng)該在0.8mm—2.0mm之間，葉片與定向套窗口之間相對(duì)角度在9°～12°之間。
　　 運(yùn)用正交試驗(yàn)技術(shù)，研究拋射彈丸速度與彈丸粒徑、分丸輪轉(zhuǎn)速和葉片與定向套窗口之間的相對(duì)角度等多參數(shù)