手持式砂轮切割机粉末吸收装置开发 The design o

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  手持式砂轮切割机粉末罗致安装斥地 The design on the dust removal dev..

  DOI:10.3969/j.issn.2095 -509X.2014.12.013 手持式砂轮切割机粉末罗致安装斥地 (1.扬州市江都永坚有限公司,江苏扬州225200) (2.南京理工大学 机器工程学院,江苏 南京210094) 摘要:采用FLUENT 仿真软件对所安排的粉尘罗致安装内部含尘气流活动顺序以及流场分散规 律举办了理会研讨,并造造出实物样机。 原委数值模仿,浮现了粉尘罗致安装内含尘气流的压 力、速率、浓度和轨迹分散顺序。 运用FLUENT 仿真软件治疗出口真空度,通过理会仿真结果可 确定最佳真空度值。 研讨结果标明,仿真结果对安装的优化安排和本质运转拥有肯定的表面指 导感化。 闭节词:砂轮切割机;粉尘罗致安装;估计打算流体动力学(CFD);数值模仿 中图分类号:X701.2文件标识码:A作品编号:2095 -509X(2014)12 -0055 -04 跟着全国经济的繁荣,我国的工业化经过加 速,多量机器加工筑立及电动用具取得了渊博的应 这些用具的加工道理民多为去除多余原料,正在原原料或半造品转化为尺寸、形式及精度适当加工 央求的造品的同时,还会出现多量的粉尘、噪声、固 体放弃物等加工副产物 手持式砂轮切割机便属于此类电动用具,且被渊博操纵于家庭装潢原料 的切割中。 正在砂轮切割机事业经过中常会出现大 量粉尘,以致事业境遇氛围质地消重,吃紧威吓到 操作职员的身体健壮。 为了有用办理这一题目,本文研讨的方向是正在 原有手持式砂轮切割机的根底上安排并造造粉末 罗致安装,实时罗致切割出现的粉尘,削减粉尘弥 漫,有用减轻氛围污染,爱护相闭职员的健壮。 1估计打算流体动力学简介 1.1估计打算流体动力学基础观念 估计打算流体动力学(Computational Fluid Dynam ics,CFD)是一种运用估计打算机数值估计打算和图像显示 来模仿流体活动以及传热等闭联物理形象的编造 理会手段和用具,CFD 理会常操纵于产物的观念 安排、具体安排和改善安排阶段,目前已涵盖了汽 车和航空业的氛围动力学理会、内部流场理会、热 调换理会、流体机器仿真等范畴 CFD的估计打算流程分为3 个局部: a.前处分。 厉重用于模子的修整、网格的天生 以及估计打算域、边境要求的设定等。 b.求解。 CFD 软件求解手段的流程普通为利 用单纯函数近似表现未知的活动变量;快要似函数 代入活动节造方程和所取得的数学式举办离散化; 求解代数方程。 区别求解手段的厉重区别正在于流 动变量的近似手段和离散化经过区别。 c.后处分。 通过CFD 软件供应的数据可视化 手艺及用具,显示估计打算域的等值线图、矢量图及颗 粒轨迹等。 1.2FLUENT 软件先容 FLUENT 软件是由美国 FLUENT 公司于1983 年推出的CFD 软件,渊博操纵于航空航天、旋希望 械、高速列车、汽车、能源及冶金范畴,软件采用了 多种求解手段以及多重网格加快收敛手艺,是以利 用FLUENT 软件能获取较高的收敛速率和求解精 FLUENT的基础物理模子席卷基础活动 模子、湍流模子、多相流模子、粘性模子、离散相模 型和热传导模子等 2样机构造安排本文以某型手持式砂轮切割机为对象, 基于 原有配套的半紧闭防护罩,应用激光切割的PMMA 收稿日期:2014 -11 -10 基金项目:江苏省强大收效转化项目(BA2014130) 作家简介:陈传俊(1970—),男,江苏扬州人,扬州市江都永坚有限公司,厉重研讨目标为机器与液压编造安排。 2014年12 月机器安排与创设工程 Dec.2014 第43 MachineDesign ManufacturingEngineeringVol.43 No.12 板材将盛开侧紧闭,并创立导向安装以便行为防护 板滑动。 行为防护板也由 PMMA 板加工而成,同 时开设有幼孔,能够运用螺钉锁定行为防护板的工 作名望。 除尘防护罩构造如图1 所示。 1—切割机主体;2—固定除尘罩;3—吸尘口螺纹接头;4—挡块; 5—紧固螺钉;6—砂轮;7—挡板;8—行为防护板;9—滚花高头螺钉 图1除尘防护罩构造图 整套粉尘罗致安装的安排计划如图2 所示。 运用真空爆发器出现的真空使粉尘吸入集尘室内 的除尘袋,通过除尘袋的过滤感化使粉尘留正在除尘 集尘室上创立有两个孔,一个接进气吸尘管途,另一个接真空管途。 进气吸尘管途与除尘防护 罩的吸尘口相连通,真空管途与线切割机粉末罗致安装构造 3模子创设及边境要求创立 3.1物理模子的创设 拔取除尘防护罩事业时,砂轮所正在的中心平面 为二维模子的求解空间。 如图3 所示,二维模子求 解空间核心处的空缺局部为砂轮所占领的面积,对 应的圆周可创立为搬动壁面,三分PK拾开户以等效砂轮的切割旋 转运动;二维模子的底面可创立为速率入口,模仿 含尘气流进入除尘防护罩的环境;右上方的矩形平 面可创立为压力出口,将压力值设为负值,模仿吸 尘的效率;其他局部创立为静止壁面。 采用四边形 构造网格对模子举办网格划分,网格数(Interval Count)为20。 图3二维模子及其网格划分 3.2数值模仿要求假设 遵循雷诺数Re 的界说公式,正在除尘防护罩内 大局部粉尘处于湍流形态,本文采用正在准绳k 两边程湍流模子,同时举办以下假设:(1)防护罩内的同化气体 为不成压缩气体;(2)壁面无粉尘重降;(3)气体运 动视为定常活动;(4)颗粒相为零落相(体积分数 幼于10%),不商酌颗粒间的互相碰撞 3.3边境要求具体定将GAMBIT 中划分的网格模子文献导入FLU ENT 中,检验网格并点窜模子单元。 挨次实行基 本求解器的界说、湍流模子的拔取、流体物理属性 的界说和边境要求的创立。 为削减存储资源的消 耗,加快估计打算求解速率,遵循切割机本质的运转情 况对模子加以简化,创立的边境要求如下: a.连气儿相。 入口速率为28.78m/s(砂轮线速 度的一半);出口压力为-88kPa,即真空爆发器所 能出现的真空度;搬动壁面作圆周运动,转速为 11 000r /min;静止壁面为默认创立。 b.离散相。 创立DPM 模子边境要求时,固体 颗粒有4 种边境要求类型,差别是反弹、捕获、逃 逸、通过 将入口设为通过,出口设为逃逸,其他壁面均设为反弹。 4仿真结果理会 二维模子求解收敛后,仿线 差别给出了模子内的速率、压力分散环境,从图中可看出,速率、压力均沿搬动壁面发 生肯定变更,能够为砂轮运行会对内部流场出现影 遵循模子颗粒运动轨迹图可看出粉尘颗粒正在流场内的运动环境,如图6 所示。 图4速率矢量图 图5压力分散云图 图6颗粒运动轨迹图 给出了直径为5μm的颗粒浓度分散情 以输出颗粒浓度(DPM Concentration) 分散云图。 正在其他要求稳固的环境下,差别创立压力出口线(a)可看出,出 口线kPa 时,另有局部粉尘未被罗致, 除尘效率不睬思。 增大出口处的线MPa,再次举办迭代求解,取得如图7(b) 示的模仿结果。从图中可看出,多量粉尘颗粒已被 罗致,除尘效率对比理思。 通过图7 中压力出口真空度创立的区别,使所 取得的仿真结果显现分别的这种环境能够看出,出 口处的真空度应尽量获得大极少。 但过大的真空 度也会提升对闭联筑立的央求,使本钱上升。 是以 正在进一步的研讨中能够运用仿真与本质测验相结 合的手段,确定所需真空度的最佳值,使整套安装 抵达最佳性价比。 图7颗粒浓度分散图 本质试切环境标明,整套安装虽有肯定的吸尘 效率,但效率还远未抵达最佳。 软件仿真及样机试 切结果都申明了这一题目。 因为单个真空爆发器 所出现的真空度有限,是以正在进一步的研讨中能够 商酌采用多个真空爆发器并联的手段,为整套安装 供应足够的线结果语 遵循压力分散图及速率矢量图能够看出,正在除 尘防护罩内流体的压力与速率都有肯定的变更,且 可使流体的活动形态爆发相应的转折。 论文验证 了应用 CFD 模仿粉尘颗粒运开始段的可行性,研 究结果标明,仿真结果对安装的优化安排和运转情 2014年第12 期陈传俊:手持式砂轮切割机粉末罗致安装斥地 况理会拥有肯定的表面诱导感化。 商酌到整套装 置的便携性,正在今后的研讨中可商酌将整套安装幼 试验结果标明,整套安装虽有肯定吸尘效率,但效率并不明显,整套粉末罗致安装另有较大 的改善空间。 参考文件: [1]吴筑.机器加工经过中粉尘污染危险节造研讨[ J].科技视 界,2012(19):266 -267. [2]李明高,李明.ANSYS 13.0 流场理会手艺及操纵实例[ 北京:机器工业出书社,2012.[3]周俊波,刘洋.FLUENT 6.3 流场理会从初学到醒目[ 京:机器工业出书社,2011.[4]姚征,陈康民.CFD 通用软件综述[ J].上海理工大学学报, 2002,24(2):137 -144. [5]温正,石臣良,任毅如.流体估计打算操纵教程[ M].北京:清华 大学出书社, 2009. [6]刘海,李彩亭,曾光后,等.SCX 型脱硫除尘器内部气固两相 流场数值模仿[J].境遇工程学报,2012,6(8):2736 -2744. [7]于勇.FLUENT 初学与进阶教程[ M].北京:北京理工大学出 版社,2008. JoliusGimbunb, Thomas Choonga.ACFD study conedimensions samplingaerocyclones performance hydrodynamics[J].PowderTechnology, 2006, 16(2):126 -132. The design dustremoval device handheldabrasive cutter CHEN Chuanjun ,WEIChangfeng ,WANGShengjie (1.YangzhouJiangdu Yongjian Co.,Ltd., Jiangsu Yangzhou, 225200, China) (2.Nanjing University Technology,Jiangsu Nanjing, 210094, China) Abstract:Based FLUENTsystem, airflow distributionrule flowfield dustremoval device, designs dustremoval device handheldabrasive cutter. Based numericalsimulation, distributionfield dustyair pressure, velocity, concentration track.UsingFLUENT adjustexport vacuum degree, optimalvalue vacuumdegree.The re sults show simulationmathod can offer theoretical references optimizationdesign practicaloperation dustremoval device. Key words:abrasive cutter; dust removal device; CFD; numerical simulation 2014年第43