摘 要

由于散体物料复杂的物理特性及对其越来越高的筛分标准，使得对筛分机械的筛分能力和效率的研究越来越有实际意义。

本文以圆筒筛为研究对象，主要工作内容如下：

1）完成了对国内外筛分机械的应用和发展的调研。

2）对传统圆筒筛筒内物料作受力和运动分析，得出了筛筒的最佳转速和极限转速，并将螺旋叶片与筛筒结合，以改善圆筒筛内物料轴向运动的稳定性。

3）完成了圆筒筛的总体设计及相关零部件的选型，并利用SoidWorks软件对圆筒筛进行三维建模。

4）利用EDEM软件对圆筒筛作离散元仿真，分析物料在不同筛筒转速下的过筛率及轴向速度的差异，验证了本文所设计圆筒筛的可行性，为指导圆筒筛的优化提供了一定基础。

关键词：筛分；螺旋叶片：SoidWorks；EDEM仿真

Abstract

Because of the complex physical properties of the granular materials and the more and more high screening standards, the research on the ability and efficiency of the screening machine has more and more practical significance.

The main work of this paper is as follows:

1) Completeing the application and development of screening machinery at home and abroad.

2) For the analysis of the force and motion of the material in the traditional drum sieve tube, the best rotating speed and the limit speed of the sieve tube are obtained, and the spiral blade and the sieve tube are combined to improve the stability of the axial movement of the material in the cylinder.

3 Completed the overall design of the cylinder sieve and related parts of the selection, and the use of SoidWorks software for three-dimensional modeling of cylindrical screen.

4) Using software edem of cylindrical sieve for discrete element simulation, the feasibility analysis of materials in different sieve drum rotational speed under the screening rate and axial velocity differences, to verify the design of cylinder screen, screen for guiding cylinder optimization provides a certain foundation.

Key Words：screening；spiral blade；SoidWorks；EDEMsimulation

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1问题的提出 1

1.2筛分技术的研究现状 1

1.2.1固定筛 1

1.2.2滚轴筛 2

1.2.3摇动筛 3

1.2.4振动筛 4

1.2.5 圆筒筛 4

1.3圆筒筛的国内外研究现状 5

1.4论文的主要研究内容 5

第2章 圆筒筛设计 7

2.1圆筒筛内物料的运动分析 7

2.1.1传统圆筒筛单颗粒的受力及其运动分析 7

2.2.2圆筒临界转速的分析 8

2.2.3圆筒最佳转速的分析 9

2.2.4传筒圆筒筛存在的问题及改进 10

2.2圆筒筛的整体设计 11

2.2.1筛选物料、筛筒直径D、长度L和筛筒转速的确定 11

2.2.2螺旋叶片的设计 11

2.2.3筛面形式及尺寸的确定 13

2.2.4圆筒筛传动机构的设计 15

2.2.5圆筒筛功率计算及电机选型 18

2.2.6转轴设计 19

第3章 基于SoidWorks的圆筒筛的三维建模 22

3.1SoidWorks简介 22

3.2圆筒筛的整机模型 22

3.3重要零部件介绍 23

3.3.1机架建模 23

3.3.2筛筒建模 24

3.4其它零部件建模介绍 25

第4章 圆筒筛物料颗粒基于的EDEM仿真分析 26

4.1离散单元法简介 26

4.2基于EDEM的圆筒筛仿真分析 27

4.2.1仿真试验模型的建立 27

4.2.2EDEM前处理设置 29

4.2.3EDEM仿真求解 30

第5章 仿真实验后处理及数据分析 31

5.1同一转速下不同粒级颗粒的运动状态分析 31

5.2不同转速下物料流的轴线移动情况 34

第6章 结论、展望和经济性分析 36

6.1总结 36

6.2展望 36

6.3经济性分析 36

参考文献 38

致谢 39

第1章 绪论

1.1问题的提出

筛分作业是目前工业生产中得到最广泛和最有效应用的散体物料的粒度分级的的方法，它可以处理的物料粒径小到0.1mm，大到300mm以上，在矿业、化工、冶金、医药、建材、粮食加工和环境等领域有着广泛的应用。

随着各行各业的发展，散体物料的成分及物理特性等越来越复杂，对筛分的效率与精度也提出了更高的要求，如高炉冶炼中对铁矿石粒度的提出了很高的要求，粒度太小会影响高炉内料柱的透气性，煤气的上升阻力会变大。粒度太大又会影响炉料的加热及矿石的还原；又如锅炉中燃煤粒径对其燃烧效率的影响，燃煤粒径太大，势必会产生燃烧不充分，有大量的燃烧热损失，燃煤粒径太小时，由于锅炉高度有限，燃煤在燃烧室停留的时间较短，导致飞灰含碳量很大，热效率低。

因此，在现有筛分技术的基础上，综合考虑技术、成本、环保等因素，对已有筛分机械做一出定的改进和创新，使得筛分处理作业更有效、更经济。

1.2筛分技术的研究现状

目前筛分机械在国内的应用广泛，种类也较多，在工业中，一般是根据其运动特征分类的。按这种方式分类，筛分机械主要分为以下五种：固定筛、滚轴筛、摇动筛、振动筛和圆筒筛。

1.2.1固定筛

图1.1 固定筛结构示意图