水平移動(dòng)式拋丸機械工作機理研究及彈丸的動(dòng)態(tài)仿真分析

1.4論文研究?jì)热?

通過(guò)研究國內外拋丸機產(chǎn)品工作原理及結構，運用理論知識和仿真手段，對拋丸機的拋頭裝置中的彈丸進(jìn)行運動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的分析，以計算機為輔助工具，采用適當的工程軟件，應用動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，仿真拋丸器的工作原理，通過(guò)定向套開(kāi)口角大小及其位置確定彈丸的運動(dòng)軌跡及其拋射速度，進(jìn)一步確定彈丸的拋射面積，并結合現代設計的方法確定其整體結構。對雙拋頭拋丸機進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)。

本文主要做了如下工作：

1）通過(guò)對拋丸頭以及整機的結構進(jìn)行分析，研究拋丸機械的工作機理；

2）對拋丸機的拋頭裝置（主要是拋丸器）進(jìn)行運動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，建立彈丸在分丸輪及定向套中的力學(xué)模型，確定彈丸拋射的最終速度及拋射區域；

3）通過(guò)三維繪圖軟件CatiaV5R11建立拋丸機的三維實(shí)體模型；

4）將模型導入機械系統動(dòng)力學(xué)仿真軟件Adams2005，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，使之達到拋丸機的各項性能，保證循環(huán)能夠順利進(jìn)行；

5）運用動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，對彈丸在分丸輪內的運動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真，分析影響彈丸速度的因素,確定定向套開(kāi)口角大小及位置對彈丸的運動(dòng)軌跡的影響；

6）確定整機的結構形式及尺寸； 7）雙拋頭拋丸機的整機設計。

第二章 拋丸機械工作原理及拋丸器的設計

一個(gè)機器的設計首先要從它的工作原理入手，首先保證原理上的可行性與可靠性，然后才能進(jìn)一步從實(shí)際上去實(shí)踐，去總結。因此對一個(gè)機器的工作原理進(jìn)行深層次的分析與探討是十分必要的，也是必不可少的。 拋丸器是整個(gè)拋丸機的核心工作裝置，它決定了整個(gè)機器的工作效率與拋打質(zhì)量，因此拋丸器的設計對整個(gè)拋丸機的設計來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

2.1拋丸機械結構與工作機理簡(jiǎn)介

拋丸清理是以電力為動(dòng)力，通過(guò)離心力加速彈丸，射擊被清理平面。它是一種遠距離投射的非接觸式清理。其工作原理如下 ：拋丸機是利用電機驅動(dòng)的拋丸輪在高速旋轉過(guò)程中產(chǎn)生離心力和風(fēng)力，一定顆粒度的彈丸流入進(jìn)丸管時(shí)(可以控制彈丸的流量)便被加速帶入高速回轉的分丸輪中，在離心力的作用下，彈丸由分丸輪窗口拋出進(jìn)入定向套，再經(jīng)由定向套窗口(控制丸料的拋打方向)拋出，由高速回轉的葉片拾起，并沿葉片之長(cháng)度方向不斷加速運動(dòng)直至拋出，拋出的彈丸形成一定的扇型流束，沖擊工作平面起著(zhù)清理強化的作用。然后彈丸和灰塵、雜質(zhì)一起經(jīng)過(guò)反彈室來(lái)到儲料斗的上方。大功率的除塵器通過(guò)儲料斗上方的分離裝置將丸料和灰塵分離，丸料進(jìn)入儲料斗繼續循環(huán)使用，灰塵則通過(guò)連接管進(jìn)入除塵器。當灰塵進(jìn)入除塵器后，通過(guò)濾芯的分離，停留在儲灰斗中和濾芯的表面。自動(dòng)反吹除塵器可以通過(guò)壓縮機提供的反吹空氣自動(dòng)間隔清理每一個(gè)濾芯。最后在機器內部通過(guò)配套吸塵器的氣流清洗，將丸料和清理下來(lái)的雜質(zhì)分別回收，并且使丸料可以再次利用。拋丸機配有除塵器，可做到無(wú)塵無(wú)污染施工，既提高了效率，又保護環(huán)境。 拋丸清理的原理是基于高速彈丸打擊被清理表面，使其局部變形而產(chǎn)生彈丸壓痕。每一個(gè)彈丸壓痕有如圖 2-1 所示的三層區別明顯的結構。即：零件表面脆性變形層；零件中層的基體塑性變形區；深層的彈性變形區。后者在彈丸 打擊以后幾乎同時(shí)產(chǎn)生如下三個(gè)作用：

①對中層塑性區的前后左右和向上，從五個(gè)方向瞬間產(chǎn)生壓縮應力；

②使中層在五個(gè)方向上瞬間產(chǎn)生壓縮變形，并瞬間向表層推動(dòng)，從而使已經(jīng)有破裂線(xiàn)的脆性層迅速脫落；

③幾乎同時(shí)又推動(dòng)彈丸產(chǎn)生反彈力，使其獲得反彈速度而反彈出去。彈丸壓痕三個(gè)區域是同時(shí)發(fā)生和存在的。

要使脆性層得到脆性破裂，必須要達到其脆性破壞變形量，因此要求有適當壓痕深度，即必須有適量的塑性變形區。塑性區和基體之間有一彈性區的中間狀態(tài)，三者的厚薄是隨拋丸目的不同而有差異。一般拋丸清理僅僅是要求能破壞其表面附屬物，使其脫落就夠了，脆性基體越少越好。因此必須合理選取工藝參數。  

1——表面脆性層破裂線(xiàn)；

2——表面脆性變形層；

3——基體塑性變形區；

4——基體彈性變形區

本文對拋丸機的工作原理進(jìn)行探討，對拋丸及進(jìn)行整機設計。為了能夠得到拋丸機的一些重要數據，我們到國內某機場(chǎng)進(jìn)行了調研。