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  重庆大学硕士学位论文 索类火工品自愿装药装备独揽模子的查究 姓名:萧绪泉 申请学位级别:硕士 专业:独揽科学与工程 辅导西宾:林景栋 20120525 中文摘要 本论文的查究是针对目前正在金属导爆管临盆进程存正在的实际题目而举办的,对进步金属导爆管临盆的范畴化、自愿化、通用化具有必定的现实道理,有助于指 导现实临盆。颀长金属管装药平素是金属导爆索临盆中的难点,越发是颀长金属 管的自愿装药更是难点。 本文以重庆大学自愿化学院和某企业联络研发的颀长金属管自愿装药装备作 为查究对象,自愿装药装备以小口径金属管举动装药载体,应用笔直进攻振动原 理告终装药。通过对自愿装药装备的运转工艺解析,竖立了自愿装药装备的独揽 模子,正在此本原上,策画了基于仿人智能的自愿装药装备优化独揽算法,并通过 自愿装药装备对独揽模子和独揽算法举办了试验验证。 针对自愿装药装备对装药的效能恳求较高,论文正在解析了自愿装药装备的运转 工艺的本原上,查究了装药进程中振动参数和进攻参数对自愿装药装备运转进程 及装药成就的影响,将自愿装药装备的独揽需求总结为筛网定值下药独揽、程度 振动下药量独揽、装药密实度独揽等几个独揽题目,并得出了筛网定值下药量控 制是自愿装药装备中焦点独揽题目的结论;针对自愿装药装备中下药量的可控性 是裁夺装药成就的紧要要素,论文从药剂颗粒的聚集物性和滚动物性起程,查究 了自愿装药进程中,药剂正在筛网上的运动特质,并给出了程度振动进程中筛网下 药量模子;从进攻振动进程中装药中的能量转换和传达特质起程,查究了装药密 实度与进攻振动参数之间的联系,给出了相应的联系模子;针对筛网下药量独揽 题目属于众变量、时变独揽题目,论文应用仿人智能独揽的根本策画思绪,以被 控量差错及差错转变趋向举动输入,驱动独揽器输出,策画了基于仿人智能的筛 网定值下药量独揽算法,正在此本原上给出了基于仿人智能的自愿装药装备独揽算 法。结尾,应用自愿装药装备举动试验平台,通过筛网下药试验、进攻振动试验、 装药试验等试验对本文所竖立的独揽模子和独揽算法举办了试验验证,试验结果 证明,本文所竖立的独揽模子可能响应出自愿装药装备运转进程中,装药量、装 药密实度等参数跟着装药进程举办的转变情形,得到了较为理思的自愿装药独揽 成就。 环节词:自愿装药装备,仿人智能,独揽模子,进攻振动 重庆大学硕士学位论文 II 英文摘要 ABSTRACT 刀摇research content ofthis thesis viewofthe problems exist manufacturingprocessofmetallead explosion cable,To improve themetal pipe explosionproduction levelhave practicalsignificance.Thepowdercharging ofslender tubeis challengeinthe production automaticpowdercharging. neresearch object ofthis paper theAutomaticcharging device developedby College ofAutomationof ChongqingUniversity.Through analysisofthe operation process ofautomatic charging device,this thesis set up controlmodel Automaticchargingdevice,Basedon this,Design aControl algorithm basedon Human-simulated intelligent controlmodelofAutomatic charging deviceand Through experimentsprovethecontrolmodelandcontrol algorithm automaticcharging deviceisreliable. Theresearchcontentsofthis paper include researching controlmodelofautomatic chargingdevice,designing control algorithm.Automaticcharging devices usesmall-boremetaltubeasthe chargecarriers,Useverticalvibrationto accomplish powderfilling.Firstly,this thesis analyzed operationprocesscharacteristicsof Automatic chargingdevice,researchedtheinfluenceontheresultof powderfilling, whichcause vibrationparameters impactparameters.Ascertainthecontrol demandofAutomatic charging deviceCanbesummed up asthreecontrol problems: Fixedvaluesieve powder control problem,Horizontal vibrationsieve powderquantity control problem,powderchargedensity control problem,In thesethree questions,the corecontrol problem fixedvaluesievepowder control problem.Because ofthe quantity ofsieve powder adecisiveNctortotheresetofpowdercharging.T11is thesis researched powderonsieve surface characteristicsofpowder accumulationandflow,discussedthe relationship between powderfillingandthe parameters ofshock vibration.Considering quantityofsieve powder control problem variable,time-varyingcontrol problem, Dissertation design thecontrol algorithm ofAutomatic charging devicebasedon human-simulated intelligent.Finally,use theautomatic charging deviceas experimental platform,through sieveexperiment,shock vibration experiment powderchargingexperiment provethecontrolmodel,andthecontrol algorithm inthe paper III 重庆大学硕士学位论文 reliable,theresultsofexperiment showthatthecontrol algorithm inthis paper can achievethe expected control goals. Keywordss Automatic chargingdevice,Human-simulatedintelligent,Controlmodel, Shockvibration IV 跟着邦民经济的急速繁荣和临盆手艺的不休进步,导爆工具经过了几次更新换代,然则正在导爆工具繁荣的过程中,导爆工具的传爆、起爆才气、抗扰乱性和 境况合适性平素是评判导爆编制功能的紧要目标【l】。非电导爆编制是目前邦内应用 极端广大的一种导爆手艺【2J,它与导火索、导爆索一次点燃手艺,电雷管等导爆器 材比拟具有以下长处:1、从根蒂上减小了外部电磁信号对编制的扰乱,巩固了导 爆编制对繁复电磁境况的合适性和牢靠性,下降了由外部境况激发编制误操作的 或者性;2、下降了传爆进程中的噪声污染和败坏性,非电导爆编制正在传爆进程中 不会形成噪音,具有无声自传的特色,根本上没有败坏感化;3、非电导爆编制具 有邻接方法伶俐众样,能够轻易的告终串行、并行邻接,可满意差别的导爆需求, 如:采用众段延期导爆索的组合应用,即可告终众段顺次起爆;4、导爆编制搜集 邻接浅易,不需求揣度繁复的电阻均衡和搜集揣度,进步了导爆编制布设的效能, 俭朴了任务时期,同时浅易的搜集布设也进步了导爆编制的牢靠性[31。恰是由于非 电导爆编制具有这些长处,非电导爆编制仍然成为了导爆、起爆规模中的重要技 术权术之一。 非电导爆编制日常由击发、传爆、起爆和联接元器件构成【4】,击发器件的感化 是用来击发传爆器件,正在日常的民用矿山爆破中日常采用凡是雷管;传爆器件一 般是由索类火工品和非电雷管构成,索类火工品是内壁装有导爆药的塑料或金属 中空管,索类火工品被击发后形成径向的进攻波,沿导爆索径向传扬,结尾抵达 引爆雷管的主意;起爆器件用来引爆炸药,正在矿山起爆进程中日常采用84即发雷 管或微差雷管:联接器件的重要感化是用来联接传爆器件和起爆器件,现场日常 采用工业胶布。从非电导爆编制的构成来看,导爆编制中传爆器件的功能从很大 水准上裁夺了一切导爆编制的功能,功能精良的传爆器件从根蒂上保障了起爆的 坚固性、牢靠性和确实性。因为索类火工品正在导爆、起爆进程中的紧要身分,合 于索类火工品的工业化临盆也成为目今火工品临盆规模的一个紧要查究实质。 1.1索类火工品概述 1.1.1索类火工品的分类及使用 索类火工品(Linearexplosive)正在军事辞海中的注解为:具有连气儿颀长装药的柔 性火工品。搜罗点燃索、导火索、导爆索、延期索、切割索和塑料导爆管等。一 般由外壳和药芯两个别构成[5】【6】,其构造因所告终的功效差别而存正在必定的差别。 点燃索:点燃索又称点前线,用于点燃导火索。索芯为浸渍硝酸钾溶液或铝 重庆大学硕士学位论文 热剂后烘干的棉线或麻线,外部围绕棉线或塑料带,并涂蜡防潮。硝酸钾药芯的 点燃索外径6-Smm,燃烧速率为0.4~lOm/分;铝热剂药芯点燃索的外径日常为 16~25mm,燃烧速率为1-20m/分,应用时,以明火点燃。 导火索:导火索重要用于传达火焰,已抵达延期点燃的主意。导火索药芯以 黑炸药或烟炸药为主,外缠数层棉、麻和纸,少少使用于异常境况的导火索外部 还需求举办异常经管,如:防水导火索的外部涂有防水资料或者采用塑料外壳。 日常导火索的外径为6mm,燃烧速率为O.4 ̄o.6m/分;以黑炸药为药芯的导火索是 英邦人w.比克福德于1831发现的,故以黑炸药为药芯的导火索又称为比克福德导 火索。按用处分类导火索又能够分为军用和民用两大类,军用导火索又分为工程 爆破导火索和手榴弹导火索两种;民用导火索搜罗:凡是导火索、煤灰导火索、 塑料导火索、秒延期导火索、速燃导火索、缓燃导火索等,以满意正在民用规模中 的差别使用需求。导火索正在应用时能够通过明火、点燃索、导火索等方法点燃, 导火索点燃后以等速燃烧,形成火焰和炽烈的气体,能够点燃延期药、黑炸药、 发射药等,并可引爆火焰雷管。 导爆索:导爆索是以炸药为药芯,用来传达爆轰波的索类火工品,其外形和 构造都与导火索相同,然则其应用资料却有本色上的区别。药芯常用黑索今、太 铵、奥克托今、六硝基氏、特屈儿、苦基钒等,广大使用于弹药及其他爆炸装备, 地质勘察、石油射孔及其他爆破功课等规模,也可用作膨胀介质的膨胀动力源。 导爆索依据外壳或外部围绕资料分类能够分为:棉线导爆索、塑料导爆索、橡胶 导爆索和金属导爆索等。金属导爆索又搜罗柔性导爆索和销装式导爆索两个大类。 依据用处能够将导爆索分为军用导爆索和民用导爆索两大类,v8彩票安卓下载民用导爆索搜罗油 井导爆索、煤矿导爆索和震源导爆索等。导爆索可用雷管或导爆索引爆,其爆速 可达5000~8000m/s,可同时引爆众个爆炸装备,或直接用爆轰形成的能量做功。 延期索:延期索是指装有延期药的索类火工品,常用来举动导弹战争部和引 信延期元件。延期索的药芯日常为微气体延期药,外壳日常为金属外壳,于是延 期索又称为金属管延期索,其外径日常为1.8~2.4mm,具有延时精度高的长处。可 用火帽或点炸药引燃,延期索的燃烧速率重要由延期药的功能和制作工业裁夺。 切割索:切割索现实上是导爆索使用的一个拓展,铅皮的导爆索做成V形断 面,应用导爆索爆轰时形成的聚能效应举办切割的索类火工品。正在应用时,将切 割索的聚能沟槽正对需求切割的部位,应用雷管或导爆索引爆,可用于金属板件、 电缆等资料的切割。 塑料导爆管:塑料导爆管是塑料管内壁附着一层太安或奥克托今与铝粉夹杂 物的索类火工品。内径约1.4mm,外径3mm,装药量约16mg/米。它可用火帽、 雷管等引爆,爆速可达2000m/s,重要使用于引爆火焰雷管,对火焰、静电、射频 和杂散电流安好,但其输出火焰容易引燃粉尘和沼气。1.1.2索类火工品的繁荣过程 索类火工品的使用最早涌现于12世纪的中邦,当时应用药线又称为信管,作 为炸药的激发装备,这是索类火工品最初、最原始的形式:1831年,英邦人W. 比克福发清晰导火索,将黑炸药为药芯,外部缠少有层的棉、麻、v8彩票安卓下载纸,这种导火 索又被称为比克福德导火索【_刀:比克福德导火索是我邦古代信管的进一步繁荣。到 了18世纪60年代,科学家查究察觉正在雷汞的感化下代拿麦特(Dynamite)炸药可能 尽头狠恶的爆炸,即形成爆轰效应,继而涌现了用雷汞装填的雷管,雷管的涌现 使得人们正在激发这种爆炸威力雄伟的筑设时必须要酌量操作职员的安好题目,这 些要素也促使了索类火工品的进一步繁荣。1908年,法邦最先研制出了以梯恩梯 为药芯的金属导爆索,导爆索的涌现为炸药的引爆供应了一个新的手艺权术,尤 其是正在引爆那些敏锐度不高,然则威力雄伟的炸药上[8】;20世纪60年代以后,导 爆索的药芯和外壳都有了很大的繁荣t9],药芯仍然不是单单的部分于梯恩梯,太铵、 黑索今、奥克托今、六硝基氏等也成为导爆索中应用较为广博的药剂;外壳资料 有棉线、纸条、塑料、化纤、合成橡胶、铅锑合金、铜、银等资料,索类火工品 的种类也渐渐变得众样化,延期索、切割索也成为了索类火工品的新成员,索类 火工品的使用也不单仅部分于点燃、引爆周围了。20世纪70年代,瑞典发清晰塑 料导爆管;70年代后期,美邦、法邦、前苏联等邦度接踵查究了爆炸逻辑搜集和 直列式起爆手艺等,针对这些手艺又接踵涌现了针对爆炸逻辑线道使用的导爆索、 索类火工品伴跟着火炸药的涌现而涌现,也必将跟着火炸药、刀兵工业手艺及民用烟花手艺的繁荣而繁荣。 1.2索类火工品查究近况 目今我邦火工品的策画已经采用的守旧的体验策画和试验花消法,策画周期 过长,成绩转化率低【l…。正在临盆筑设和临盆工艺上,根本上还沿用着上世纪中期 的规格和手艺Il,众采用人工或半自愿化的临盆形式。近年来,固然从兴旺邦度 引进了个别进步的临盆筑设、临盆线,使得我邦正在索类火工品的研发、临盆手艺 上有所进步,然则总体来看,我邦的索类火工品临盆工艺、筑设已经还较量落伍、 难以满意邦民经济维护和邦防军事维护的需求,这点正在金属导爆索的临盆上展现 尤为鲜明。目前我邦的金属导爆索已经采用单模单发的手工临盆形式,正在这种生 产形式下,金属导爆索的临盆进程能够分为三个阶段:一、人工将称量好的药粉 装入金属管中,再通过摔打、笔直振动的手法将药粉振实,确保金属管中不存正在 药粉间隙、气泡;二、人工将装填有药粉的金属管举办扎尖,密封金属管的两头; 重庆大学硕士学位论文 三、应用冷拉伸手艺,对装填有炸药的金属细管举办拉伸经管,将金属管外径拉 伸到产物章程的尺寸。正在这种临盆形式下,存正在着如下题目:一、正在药粉装填进程 中,人工要素众,产物同等性差;二、装药进程中劳动强度高、临盆效能低,难 以满意批量化临盆需求;三、操作职员任务境况阴恶,因为正在装药进程中需求控 制外部境况中的温度和湿度,使得药粉装填进程需求正在密闭的境况中举办,操作 职员正在装药进程中就务必正在有大宗粉尘和大噪音的境况下任务,长时期处于如许 的境况中会对操作职员的身体形成晦气的影响。四、装药进程中安存正在安好隐患, 正在一切装药进程中,操作职员都直接和待装填的药粉接触,而且还需求对药剂进 行振实,鼎力地摔打金属管,且短缺有用的防护要领,装药进程中存正在必定的安 全隐患。 从宇宙领域来看,跟着科学手艺的不休繁荣,各邦的火工品临盆手艺都取得 了雄伟的繁荣,越发是美邦、俄罗斯等邦度仍然根本上告终了火工品策画和临盆 进程的全自愿化,其火工品临盆的产量和质料都可能取得有用的保险【121。正在金属 导爆索的临盆中,兴旺邦度众采用对大口径的金属管举办拉伸的手艺权术告终, 其装药、压实进程比拟与小口径颀长金属管都要浅易得众,自愿化临盆告终起来 难度相对较低ll31。然则因为受到邦内金属拉伸手艺程度的局部,无法将大口径的 金属管匀称拉伸到产物需求的尺寸,是以目前邦内正在金属导爆索的临盆中重要还 是以颀长金属管为主【l41,守旧的装药工艺难以满意装药需求,这也是我邦告终金 属导爆索自愿化临盆进程中所急需办理的一个题目。 总的来说,目前我邦的火工品临盆手艺和工艺还较量落伍,临盆仪器、筑设、 措施不全或配套不完备,以致产物格料难以取得保障、临盆效能不高。鉴于此, 重庆大学自愿化学院策画了基于进攻振动的自愿装药装备,该装备应用炸药颗粒 的自己重力举办装填,通过笔直目标上的振动进攻感化使炸药颗粒举办从头摆列, 以抵达进步装药密实度的主意,装药进程全自愿化、裁汰了人工要素的影响,提 高了产物的同等性,改进了该类火工品的临盆工艺,对告终我邦火工品临盆的智 能化、自愿化和范畴化有着宏大的道理。 1.3课题重要查究实质及道理 1.3.1论文查究道理 正在邦防军事维护和邦民经济维护进程中,火工品平素饰演着一个紧要的脚色。 正在民用规模,开矿采石、石油勘察、修道筑坝、修筑物拆除等,平常用到引爆炸 药的地方都离不了火工品。于此同时,跟着火工品品种的日益繁众,应用火工品 做功的使用也外示超群样化,爆炸开合、爆炸焊接、爆炸切割、爆炸铆接、爆炸 穿孔等工程使用也成为了火工品的使用规模。总而言之,正在邦民经济维护中,凡 是涉及到递次、急速、大威力的做功举动,火工品无疑是最佳采选之一。正在军用规模,跟着种种新式军械的不休涌现,对火工品的恳求也越来越高。导爆索举动 军械战争部的紧要构成部件,其牢靠性、坚固性和确实性,对确保军械的作战能 力有着紧要的道理,而目前我邦正在金属导爆索的临盆中平素沿用手工与半板滞化 连系的临盆方法,工人劳动强度大、临盆效能低,难以满意目今邦民经济维护和 邦防军事维护对火工品的需求。 本课题即是正在如许一个后台下提出的。应用板滞振动下料、振动压实的道理 告终对颀长金属管的装药和压实,并正在此本原上策画了基于进攻振动的自愿装药 装备,使得该类火工品的自愿化临盆成为或者,添补了我邦正在该规模的空缺,对 进步我邦金属导爆管的临盆工艺,改进临盆条款、进步临盆进程中的安好性和生 产进程中的自愿化水准等都有着紧要的道理。 1.3.2论文重要查究实质 为了使我邦尽速摆动手工临盆金属导爆索的落伍形式,进步金属导爆索的生 产效能,改进操作职员的劳动境况、下降劳动强度、进步临盆进程的安好性,必 须对现有金属导爆索的临盆工艺举办更始,研发出新的装药筑设、告终颀长金属 管装药、压实进程的自愿化,以替代向来的手工装填。 自愿装药装备恰是正在此后台下策画出来的,它应用炸药颗粒的自己重力感化 举办装填,笔直进攻振动压实道理对装药举办压实。该装药装备从构造上可能实 现自愿装药、自愿压实、自愿退模,同时装药进程中可能告终统统的人机远隔, 并具有必定的毛病自经管才气。但自愿装药装备的装药成就与自愿装药装备的振 动参数、进攻参数精细相联,同时自愿装药装备具有必定的自合适才气,可能适 应外径为5一lOmm,长度为800~1500mm的众种规格金属管,金属管的资料能够 是铜、铝、银、铅等。因而,自愿装药装备不单正在统一种资料的装药进程中,需 要依据装药进程的举办装药参数的独揽,况且针对差别资料的装药进程时,其参 数也需求举办独揽,才可能确保自愿装药装备的任务装药效能和装药质料。为此, 本文的查究实质分为: 自愿装药装备运转工艺解析 自愿装药装备以小口径金属管举动装药载体,应用笔直进攻振动道理告终装 药。本文将解析自愿装药装备的运转工艺,解析装药进程中振动参数和进攻参数 对自愿装药装备运转进程及装药成就的影响,并正在此本原上确定合意的独揽参数, 竖立自愿装药装备的独揽模子。 自愿装药装备独揽模子的竖立 因为自愿装药装备的装药成就与独揽参数精细合连,查究独揽参数对装药效 果的影响及之间的对应联系是确定自愿装药装备独揽算法的条件。本文从炸药颗 重庆大学硕士学位论文 粒聚集机理起程,修建自愿装药装备的独揽模子,为装药装备独揽算法策画供应 外面按照。 自愿装药装备独揽算法的查究 自愿装药装备的独揽模子搜罗分药进程独揽模子和进攻振实进程独揽模子, 分药进程恳求下药速率可控,且下药量动摇领域较小,是一切自愿装药装备的控 制焦点,本文应用仿人智能独揽外面,策画了基于仿人智能的分药量独揽算法, 并正在此本原上给出了以仿人智能为焦点的自愿装药装备独揽算法。 应用自愿装药装备对独揽模子和独揽算法的独揽成就举办试验验证。 1.4论文实质调动 针对课题的查究实质,本文的实质调动如下: 第l章:绪论,正在查阅了大宗的文献材料的本原上,对索类火工品的使用、 邦外里查究近况和本文的重要查究实质举办了扼要先容。 第2章:自愿装药装备运转工艺的解析,本章先容了自愿装药装备的根本结 构,解析了自愿装药装备运转的工艺特色,并正在此本原上抉择了程度振动频率、 程度振动振幅、程度振动次数、笔直进攻振动次数举动自愿装药装备的重要独揽 量查究自愿装药装备的独揽模子。 第3章:粉体的聚集物性和滚动性查究,粉体的聚集物性和滚动物性是裁夺 粉体正在操作单位中举动的紧要特质。本章解析了颗粒聚集体聚集构造、内聚力等 特质,为下面章节中查究自愿装药机的独揽模子供应了外面声援。 第4章:自愿装药装备模子查究,本章连系合颗粒聚集体的物性、聚集构造 等常识,对药粉正在自愿装药装备的分药机构中受到的应力情形举办了解析,正在此 本原上给出了自愿装药装备中程度振动下药的独揽模子,查究了笔直进攻振实过 程中的能量传达和转换情形,给出了装药密实度与笔直进攻振动次数之间的联系 模子。 第5章:自愿装药装备独揽算法查究,本章通过解析自愿装药装备的运转工 艺流程,确定筛网下药量为装药装备独揽的焦点变量,策画了基于仿人智能的筛 网下药量独揽算法,正在此本原上,策画了基于仿人智能的自愿装药装备独揽战略。 第6章:试验验证与装药成就解析,本章应用重庆大学自愿化学院开拓的自 动装药装备举动试验平台,通进程度振动下药试验和笔直进攻振实试验验证了本 文所竖立的筛网分药模子和笔直进攻振实模子。通过比拟人工装药、自愿装药装 置仿人智能独揽装药的装药成就,得出了基于仿人智能的自愿装药装备独揽算法 可能抵达较好的装药成就的结论。 第7章:总结与预计,本章对本文的查究任务举办了总结,并对后续查究工 作提出了提倡。 2自愿装药装备运转工艺的解析2自愿装药装备运转工艺的解析 2.1自愿装药装备构造解析 自愿装药装备是重庆大学自愿化学院和某企业联络研发的一种针对颀长金属 管装药的自愿装药筑设,其装药对象是外径较小,长度为较大的颀长金属管。装 药进程中最先应用炸药颗粒的自己重力举办散装装填,当金属管中药剂量抵达一 定量时,举办笔直进攻振动压实装药,从罢了毕一切装药进程。自愿装药装备的 构造示希图如图2.1所示。 图2.1自愿装药装备构造示希图 Fig 2.1StructurediagramofAutomatic charging device 自愿装药装备由分药机构、进攻振实机构、举动单位三个大个别构成,个中 分药机构和振实机构是装药机中焦点个别。 分药机构:分药机构告终药粉下跌量的独揽。目前常用的分方子式有三种【15】: 第一种是正在分药机构内扶植一个漏斗举办漏药;第二种是正在药仓内匀称计划不成 抓取但能够自正在翻转的装药盒,应用板滞手独揽药盒的翻转举动;第三种是正在药 仓内扶植一个转盘,正在转盘的每一个分度场所上都安插一个可抓取的装药药盒, 装药时,应用板滞手抓取药盒告终分药。自愿装药装备采用的是筛网与漏药漏斗 相连系的分方子式。分药机构示希图如图2.2所示。 重庆大学硕士学位论文 图2.2自愿装药装备分药构造 Fig 2.2PointsstructureofAutomatic charging device 1一漏斗堵头,2~分药漏斗,3一筛网,4一加药1:3,5—漏斗窒碍气缸,6一药仓 加药时,漏斗堵头下行至漏斗出口处,窒碍漏斗出药口,防卫装药机中涌现 浮药。装药时,漏斗堵头向上运动,摆脱漏斗出口处,筛网上的药粉正在程度目标 的振动感化下,被筛入漏斗,从而告终装药。 进攻振动压实机构:振动压实机构告终将散堆药粉振动压实成具有必定密实 度、板滞强度和形式的装药。进攻振动构造示希图如图2.3所示。 图2.3进攻振动构造 Fig 2.3ShockvibrationstructureofAutomatic charging device 1一帽子,2一夹持气缸,3—笔直振动气缸,4一金属管导向模块 5—撞击平台,仁分药漏斗出1:3导向,7一撑持架,8,振实机构装配导向轴 9一工位切换气缸 进攻振实进程起源时,工位切换气缸运动,笔直振动机构合座平移到进攻振 2自愿装药装备运转工艺的解析 动工位,金属细管正在夹持气缸2和笔直振动气缸3的感化下,被晋升到上限位与 帽子牢靠邻接,密封金属管,省得正在笔直振动进程中涌现浮药。金属管上端密封 好后,起源笔直振动进程。笔直振动已毕后,金属管上端堵头与金属管分离,工 位切换气缸返回,回到加药场所举办下一次装药。 举动单位:举动单位是告终装药机各个部件举动的实行元件,因为火工品装 药属于损害操作,是以自愿装药装备的扫数举动均采选气动筑设已毕,确保正在自 动装药机任务时,不会涌现电弧、电火花等损害源。程度目标振动机构构造如图 2.4所示,采用气缸与直线导轨相连系的运动形式能够保障振动进程的稳固性,同 时也有利于减小气缸磨损。 图2.4程度振动构造 Fig 2.4HorizontalvibrationstructureofAutomatic charging device 1—振动平台,2一振动平台卡位模块,3一程度振动气缸 4—气缸装配件,5平素线自愿装药装备运转工艺解析 自愿装药装备的工艺流程如图2.5所示。自愿装药装备的任务流程能够大致分 为三个阶段:装药企图阶段、装药阶段和装药已毕整理筑设。 企图阶段:将验收及格的药粉经历过筛、研磨等工序后放入烘箱,正在100。C下 烘烤3 ̄4小时,去除药剂中的水分。洗刷金属管,去除金属管中的杂质,并将金 属管烘干。调理隔爆室中的温度和湿度,使室内温、湿度满意装药恳求。 装药阶段:人工装配金属管,并将称量好的药粉装入药仓后,启动自愿装药 流程。自愿装药装备通进程度振动,笔直振动等方法将药粉送入金属管,并将其 振动压实,告终装药。 装药已毕:装药已毕后,取下装填已毕的金属管,整理药仓中节余的炸药, 装药进程已毕。 重庆大学硕士学位论文 图2.5自愿装药装备运转流程图Fig 2.5 Operation flowchartofAutomatic charging device 从一切装药进程来看,自愿装药装备将替代人工已毕将药剂装入金属管的工 序。正在装药进程中,筛网上的散堆药剂正在程度振动感化下被通过筛网,进入漏药 漏斗,正在炸药颗粒自己重力感化下已毕散堆装填。因为所装填的金属管,漏药漏 斗出口内径都很小,筛网下药量过众,容易正在漏药漏斗出口处聚集,使得装药过 程不成能亨通举办,筛网下药量过少,影响自愿装药装备的装药效能,是以理思 的筛网下药状况是药仓中的药粉可能连气儿、匀速地进入漏药漏斗,正在确保漏药漏 斗疏通的条件下已毕装药进程。 当金属管中的药剂量抵达必定值时,起源笔直进攻振动压实药剂,使装药形 成具有必定形式和板滞强度的密实装药。自愿装药装备的进攻振动压实构造供应 了两种振动形式以供采选:一、小幅度、高频振动,正在该任务形式下,夹持气爪 将金属管上端攥紧,上下来往运动并撞终究部的撞击平台,这种振动撞击感化下, 2自愿装药装备运转工艺的解析 金属管内装药受到的振动进攻感化力不大,装药密实度转变较为徐徐,且不行达 到装药的密实度恳求,然则装药上端被振松的药剂隔断较短,能够有用办理装药 下端密实度大、上端密实度缺乏的题目,合用于可压缩性小、具有精良滚动性的 药剂装药。二、大进攻力振动,正在这种振动形式下,金属管被晋升到必定的高度, 并以必定的初速率自正在落下,进攻撞击平台。正在这种任务形式下,金属管内装药 受到的进攻力大,装药密实度上升速,且装药极限密实度大,合用于可压缩性大, 滚动性差的药剂装填。 程度振动下药工艺特色:因为金属管装药长径比很大,药剂不或者一次装满 金属管并抵达恳求的装药密实度【l61。是以自愿装药装备采用的是分次装药工艺进 行装药,程度振动装入必定质料药剂后,举办笔直进攻振动压实装药,这样轮回 直到装药下场。跟着装药进程的举办,每次程度振动装药时的装药条款也会发作 转变:起源装药时,金属管处于全空状况装填空间最大、可能容纳的散堆药剂质 量最大、筛网上药剂聚集量也最众,跟着装药进程的举办,金属管节余空间渐渐 减小、筛网上的药剂聚集量也渐渐减小,程度振动一次的筛网下药量也会随之发 生转变。当金属管中节余空间必定时,程度振动下药量过少,下降了自愿装药装 置的装药效能;下药量过大,容易涌现“冒药”外象,形成大宗的浮药,对装药进程 中的安好性形成晦气的影响。是以,正在装药进程中,自愿装药装备的振动参数必 须可能依据筛网上的药剂量、金属管的节余空间等转变情形举办及时安排,以满 足装药质料和装药效能的恳求。 笔直进攻振动压实工艺特色:笔直进攻振动进程中,进攻感化直接施加正在金 属管底部,然后传达到散堆装药中使的药剂能够举办从头摆列,将装药振实。由 于装药成圆柱体形式且不是刚性固体,进攻能量正在药柱中传达时会形成必定的损 耗,同样巨细的进攻振动能量可能传达到差别装药高度的能量是有所差别的,所 以正在举办确定笔直进攻振动参数时,务必酌量目前的装药高度和需冲要击振实的 散堆药剂质料,正在确保装药密实度的情形下,尽或者的裁汰笔直进攻振动次数, 进步自愿装药装备的任务效能。 自愿装药装备的装药重量检测:因为金属管中装药长度大,装药外径小,难 以对金属管中的装药质料直接举办丈量,是以自愿装药装备通过装配正在撞击平台 下的称重传感器丈量装药前后金属管重量的差值,间接揣度装药质料。需求解释 的是,正在程度振动下药和进攻振动进程中程度振动机构和进攻振动构造会对金属 管施加必定的外部感化力,称重传感器正在这个时期段内不成能测得确实的数据, 装药重量正在程度振动和进攻振动进程中不行及时丈量,因而,自愿装药装备采选 正在程度振动下药进程下场后丈量装药质料,以推断装药是否已毕。 重庆大学硕士学位论文 2.3自愿装药装备的独揽需求解析 正在自愿装药装备运转进程中,其独揽恳求能够总结为:正在保障装药密实度的 情形下,尽或者的裁汰装药运转时期、进步装药效能。连系自愿装药装备的构造 特色及运转工艺能够将对自愿装药装备的独揽总结为以下几个题目: 装药次数优化题目;正在颀长金属管装药中,因为装药长度大且药剂具有较 大的可压缩性,正在举办装药时,务必分次将药剂装入金属管并将其压实,装药次 数裁夺了自愿装药装备的装药效能,装药次数越众,所需求的装药时期越长,所 以有需要对装药次数举办优化独揽,以进步自愿装药装备的装药效能。 筛网下药速率定值独揽题目;因为自愿装药装备采用的是漏药漏斗与筛网 相连系的分方子式,构造上裁夺了务必对筛网下药量举办定值独揽,以确保装药 进程的亨通举办。 程度振动下药量独揽题目;正在装药进程中,差别的装药阶段对下药量的需 求是差别的,程度振动下药量务必依据金属管中节余装药空间的转变情形举办调 整,才可能正在确保不涌现“冒药”外象的条件下,尽或者的进步装药效能。 装药密实度的独揽题目:自愿装药装备通过笔直目标上的进攻振动感化, 对装药举办振实。正在每次进攻振动能量必定的情形下,差别质料药剂正在差别装药 高度要抵达密实装药所需求的进攻能量是差别的,从而所需的进攻振动次数也是 不雷同的,是以正在确定笔直进攻振动参数时,需求酌量目今的装药高度、装药质 量等要素,正在确保装药密实度的情形下,尽或者的裁汰进攻振动次数,进步装药 效能。 2.4本章小结 本章扼要先容了自愿装药装备的构造特色,解析了自愿装药装备运转工艺, 连系自愿装药装备的构造特色和装药进程的工艺特色,将自愿装药装备独揽的优 化独揽题目总结为自愿装药装备逻辑举动独揽题目、程度振动下药量独揽题目、 装药密实度独揽题目三个题目,为本文的后续查究实质奠定了本原。 12 3粉体的聚集物性和滚动性查究 3粉体的聚集物性和滚动性查究 3.1颗粒的几何特质与外征 颗粒的几何特质与外征是粉体科学与工程中最根本的实质。平常涉及粉体的 外面查究和工程使用,均离不开对粉体颗粒几何特质与外征,不然合于粉体的一 切就无从说起,能够说,颗粒几何特质的外征值,是粉体的“本征’’参数【17】。 3.1.1颗粒尺寸与分散 颗粒尺寸是外征颗粒巨细的参数。对待球形颗粒,其颗粒尺寸即是它的直径。 然则对待非球形颗粒,其尺寸取决与尺寸的界说。合于颗粒尺寸的界说大约有12 种,个中最常用有如下5种。 筛分尺寸d。:通过筛网过筛所测的颗粒尺寸,粉体工程中平日用这种尺寸来 外征颗粒的巨细。 体积尺寸以:界说为非球形颗粒折射成等体积球的直径。 式中,y为颗粒的体积。应用库尔特计数器和激光粒度仪所测的尺寸为体积尺寸。 外面积尺寸反:界说为非球形颗粒折射成等外面积球的直径。 式中,S为颗粒的外面积。针对无孔颗粒,颗粒的外面积尺寸也能够由颗粒的比外面积求得。 Stokes尺寸d盯:界说为等重降速率球的直径,依据Stokes定律 (3.3)式中p、P,永诀为重降介质的粘性系数和密度;蜥为球形颗粒的等重降速 度,P。为颗粒密度:g为重力加快率。由重降法所测得颗粒尺寸为Stokes尺寸。 正在本文的查究中,所涉及的粉体颗粒尺寸均选用筛分尺寸d。。 3.1.2颗粒形式 颗粒的形式不单与粉体的物性如粉体的聚集、摩擦、滚动等功能有亲昵的合 系,还直接影响粉体正在操作单位中的手脚【l引,因而,颗粒形式是粉体工程使用中 所务必酌量的要素之一。外3.1给出了个别工业产物对颗粒形式的恳求。 重庆大学硕士学位论文 外3.1某些工业产物对粉体颗粒形式的恳求 Tab3.1 The requirements ofsomeindustrial productsforParticleshape 产物品种 本质恳求 颗粒形式恳求 从上外中,能够看出对颗粒形式的描写如:片状、球形、针状等描写词汇, 只是对颗粒形式举办了一个定性的描写,并不行给出齐备的颗粒形式的音讯。随 着粉体工程手艺查究的不休深化,涌现了众种合于颗粒形式的描写手法,常用的 颗粒形式系数描写法:以颗粒的几何参量的比例联系来显露颗粒与轨则几何体得偏离水准。 颗粒形式指数描写法:以颗粒外截形体几何参量的无因次数组来显露颗粒的 形式特性。 颗粒形式的数学解析法:固然颗粒的形式系数和形式指数都能够描写颗粒的 形式特性,然则其给出的形式因子却并不行得回独一对应的颗粒形式。跟着数字 图像经管手艺的赶速繁荣,颗粒的范围能够正确确定,为用数学手法举办颗粒形 状的外征供应了手艺声援,使得基于数学解析的颗粒形式描写手艺取得了雄伟发 展,涌现了如Fourier级数解析法和分数维法等有用的颗粒形式数学解析法。 3.1.3粉体的比外面积 粉体的比外面积是指:单元体积或单元质料粉体所具有的颗粒总外面积。 体积比外面积外述为: Sv=端=扣饼, 质料比外面积外述为:昂=慕黼=可Sz (m2/kg) (3.5) 式3.4、3.5中的粉体颗粒的总外面积是指:颗粒轮廓所包络的外面积与颗粒之间的间隙、罅隙外面积之和。因而颗粒尺寸越小,其比外面积越大,颗粒外面 14 3粉体的聚集物性和滚动性查究 粗劣度越大,其比外面积也越大。 3.2粉体的聚集构造与致密聚集 粉体的聚集构造是指:粉体内部,颗粒正在空间上的摆列状况及闲暇构造。粉 体的聚集构造影响着粉体的流变性(如料仓的流出)、颗粒固定床的透过滚动(渗入 流)、粉体的固相响应,以及制粒或成型胚体的密实度、板滞强度等。依据颗粒之 间间隙的巨细与数目,颗粒聚集相对分为松散聚集、密实聚集和致密聚集三种情 况【191。 松散聚集是指:颗粒正在自己重力感化下,通过自正在滚动造成的聚集。其聚集 体积内颗粒之间接触量相对较少,孔隙体积较大,数目众。 密实聚集是指:颗粒重要正在外力感化下,通过受迫滚动造成的聚集。其聚集 体积内接触点数目相对较众,空间体积较小,数目较少。 致密聚集是指:具有适宜的颗粒度、级配和形式的颗粒,通过受迫滚动造成 的聚集。其聚集体中颗粒之间接触点相对最众,孔隙体积相对最小,数目也起码。 3.2.1粉体聚集构造根本描写参数 粉体聚集构造常用以下少少参数来描写: 闲暇率 闲暇率s是指:颗粒聚集体中闲暇所占的容积率,即 颗粒聚集体的出现体积‘pn 式中pa为颗粒聚集体得外观密度;p。为颗粒的可靠密度。聚集率 聚集率A是指:颗粒聚集体中颗粒所占的容积率,聚集率也被称为填充率。堆 积率与闲暇率的联系为: (3.7)pp 外观密度 外观密度睹是指:单元颗粒聚集体的外观体积所具有的颗粒质料,亦称为容 积密度,即 -s,ppc3.8, ’Klh颗粒聚集体出现体积Vl 配位数配位数M是指:某个颗粒与四周其它颗粒接触的接触点数目。 重庆大学硕士学位论文 3.2.2颗粒的聚集构造 现实粉体颗粒的聚集构造极端繁复,且颗粒形式并不轨则,使得对粉体聚集 构造举办定量解析极端繁难【201。是以,本文采选浅易的等径球形颗粒举动解析对 象,对粉体的聚集构造举办查究。 等径球体的轨则聚集有6种摆列模子如图3.1所示,所对应的孔隙率与配位数 如外3.2所示。 图3.1等径球形颗粒轨则聚集模子Fig 3.1Accumulationmodelof




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