【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =?3＋ (?1－ ?3)． cos2? =?1（ 1 22?cos ? ）＋ ?3（ 1 22?cos ? ） ?=（ ?1－ ?3）． sin?． cos? 莫爾圓的圖解法：已知最大主應(yīng)力 ?1 和最小主應(yīng)力 ?3，最小主應(yīng)力面 X 軸的夾角為 ?時(shí)，可由作圖求得任意方向面 A— B上所作用的應(yīng)力。在圖 57（ b）中，由已知的 ?3，即 c 點(diǎn)，作與 ?軸成 ?角的直線和莫爾圓相交，交叉點(diǎn)為 P（極點(diǎn)）。由 P點(diǎn)作 A— B 的平行線和莫爾圓相交于 Q， Q 點(diǎn)的坐標(biāo)即為作用于 A— B 的應(yīng)力 ?，?。為什么可以這樣繪圖呢？其理由是： ?QPC 和 ?QFC 分別為弧 QC 的圓周角和中 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 14 心角， 2?QPC=?QFC。而且， ?QPC=?BAO=（ ?/2） － ?， ?QFC=?－ 2?，因此，?QFD=?－ ?QFC=2?。在上述求極點(diǎn) P 時(shí)，如通過 D 點(diǎn)作最大主應(yīng)力面的平行線亦得到相同的結(jié)果。 4 糧倉(cāng)流動(dòng)因數(shù) 料斗形狀，倉(cāng)壁摩擦系數(shù)等因素決定著料倉(cāng)的流動(dòng)性質(zhì)， Jenike 以料斗流動(dòng)因數(shù) ff 來(lái)表示，并定義為料斗內(nèi)粉體固結(jié)主應(yīng)力 與作用于料拱腳的最大主應(yīng)力 之比， 作用于料拱腳的最大主應(yīng)力 可由下式確定 式中 — 容積密度 B— 卸料口寬度 H（ ） — 料斗半頂角 的函數(shù)， 如 圖所示 也可由下式近似計(jì)算： H（） =（ 1+m） 式中 m— 料斗形狀系數(shù)，軸線對(duì)稱的圓錐料斗， m=1。 平面對(duì)稱的楔形料斗， m=0 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 15 已經(jīng)證明穩(wěn)定料拱的料腳上作用著主應(yīng)力 ，它與料拱的跨距 B 成正比，其變化如圖所示。對(duì)于一定形狀的料倉(cāng)，因 及 均同料斗直徑呈線性關(guān)系，根據(jù)應(yīng)力分布的理論分析，可得 流動(dòng)函數(shù)（ FF）和流動(dòng)因素（ ff） 可以畫在一起，如圖 514 所示，位于 FF 線之上的 ff 那部分（ FFff），處于料拱上的應(yīng)力超過顆粒強(qiáng)度則發(fā)生流 動(dòng)。位于 FF線下面的 ff線那部分，應(yīng)力不足引起破壞，將發(fā)生結(jié)拱。兩條線的交叉點(diǎn)代表了臨界值，在此交叉點(diǎn)以上可以滿足整體流動(dòng)條件。 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 16 第二章 糧倉(cāng)計(jì)算 1 糧倉(cāng)的容積及貯存 按形狀分類，料倉(cāng)分圓柱形和棱柱形兩大類。實(shí)際貯存物料時(shí)，因?yàn)槲锪线M(jìn)入料倉(cāng)的進(jìn)料點(diǎn)總是固定的，料堆上必然要形成一個(gè)圓錐形，因此，物料不能占滿整個(gè)容積，產(chǎn)生容積損失。如圖 515 所示，料倉(cāng)的實(shí)際容積（ V， ）為料倉(cāng)的幾何容積（ V）扣除損失容積（ VL）后的容積，即 V， =V－ VL 料倉(cāng)的容積損失 圓筒形料倉(cāng)的 VL按下式確定： VL= 43023 3 1R F x F F x dxc os . ( ) c os .? ????????????? 式中損失系數(shù) f l為積分項(xiàng)， F=（ 1－ aR ） 2 棱柱形料倉(cāng)如圖所示，可看作通過堆積中心鉛垂地分為四部分，四個(gè)棱柱之角各有堆積中心，按下式計(jì)算 VL。 設(shè)長(zhǎng)邊為 L，短邊為 b，令 ?=b/L，則 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 17 根據(jù) b/L 值可計(jì)算 fL值，見圖 圓筒形料倉(cāng)（如圖），其幾何容積 V 為圓柱體的容積與平截圓錐體的容積之和，可按下式計(jì)算： V= ?4 D2h1＋ ?12 h(D2＋ Dd＋ d2) 棱柱形料倉(cāng)（如圖），其幾何容積為正平行六面體的容積與平截四棱錐體的容積之和，可按下式求出： V=abh1＋ h6 (2a1b1＋ ab1＋ 2ab) 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 18 料倉(cāng)的有效容積和幾何容積兩者的比值稱為有效系數(shù)（或稱充填系數(shù)） ?0=VV? 式中 ?0－料倉(cāng)的有效系數(shù)， ?0=~ 之間。 料倉(cāng)的有效容積 ?0 隨物料的自然休止角的大小和裝料情況不同 而有差別。對(duì)于同一物料兩點(diǎn)裝料時(shí)的裝料量比一點(diǎn)裝入時(shí)多，通常裝料有一點(diǎn)，兩點(diǎn)和四點(diǎn)。 料倉(cāng)的貯存量可按下式計(jì)算： Q0=V， ? 或 Q0=V?0? 式中 Q0－料倉(cāng)的貯存量，噸； ?－物料容重，噸 /米 3 4 卸糧口 料倉(cāng)卸料口的形狀，大小及位置直接影響到料倉(cāng)的操作。對(duì)于棱形料倉(cāng)來(lái)說(shuō)，卸料口有圓錐截面的，矩形截面的及正方形截面的。卸料口所在的位置如圖所示。 料倉(cāng)卸料口最佳尺寸用實(shí)驗(yàn)方法確定， 影響卸料口尺寸的主要因素有三個(gè)：第一是物料的流動(dòng)性質(zhì)；第二是物料的粒度和均勻性系數(shù)；第三是要求的卸料速度。 根據(jù)詹尼克理論，整體流料倉(cāng)的卸料口尺寸取決于粉體的流動(dòng)函數(shù)和料倉(cāng)的流動(dòng)因素的比值，即整體流料倉(cāng)的條件為： FF ff fC?1 顯然，結(jié)拱的臨界條件為： FF=ff 如以 fCCrit 表示結(jié)拱時(shí)的開放屈服強(qiáng)度，則可寫成： ?1 =fccrit 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 19 用詹尼克方法確定料倉(cāng)卸料口尺寸的方法原則上適用于細(xì)粒物料（粒徑小于 毫米），因 為粗顆粒物料不存在屈服強(qiáng)度。 料倉(cāng)的卸料口尺寸 ，其一邊長(zhǎng)度（或直徑）所允許的也可按下式進(jìn)行計(jì)算： A=k(D＋ 80)tg?r 式中 A－方形卸料口的一邊（或圓形卸料口的直徑），毫米； k－實(shí)驗(yàn)系數(shù)，篩分過的物料 k=,未篩分過的物料 k=。 D－物料的最大粒度，毫米； ?r－物料的自然休止角。 此式適用 于物料的自然休止角 ?r=30。 ~50。 ，物料的最大粒度 D?300 毫米。由上式計(jì)算的卸料口尺寸還必須根據(jù)其卸料能力加以驗(yàn)算，卸料能力可由下式計(jì)算： Q=3600Fv 式中 Q－卸料口的卸料能力，米 3/小時(shí)； F－出料口面積，米 2； v－物料通過卸料口的卸出速度，一般 ~2 米 /秒，對(duì)于難于松散物料取小值，結(jié)于容易松散物料取大值。 第三章 糧倉(cāng)的助流 在料倉(cāng)的操作過程中，常在料倉(cāng)卸料時(shí)出現(xiàn)結(jié)拱和中心穿孔等現(xiàn)象，引起料流的不正常。為了使料倉(cāng)的料流正常，除作正確的整體流料倉(cāng)設(shè)計(jì)外，還采取一些助流措施（特別是對(duì)于空間障礙難于采用理想結(jié)構(gòu)的料倉(cāng)和難于流動(dòng)的物料）來(lái)改善料倉(cāng)中物料的流動(dòng)狀況。 1 糧倉(cāng)的結(jié)拱 物料顆粒堵塞出料口，以致不能卸料的現(xiàn)象， 稱為結(jié)拱。它是料倉(cāng)，特別是粉狀機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 20 物料料倉(cāng)，最難解決的問題。結(jié)拱現(xiàn)象的情況錯(cuò)綜復(fù)雜，常見的結(jié)拱形式如圖所示 第一種（圖 a）是在出料口附近的顆粒互相支撐，形成所謂拱架狀態(tài)。這種形式在出料口較小而顆粒較大的情況下最為常見。一般只要加大出料口，或在沖擊，振動(dòng)作用下即可破拱。 第二種（圖 b）是物料集存在料倉(cāng)的錐部，使物料不能下落。這種形式在粉狀物料中最為常見。它與物料的物理性質(zhì)和力學(xué)條件有關(guān)，是最難解決的結(jié)拱現(xiàn)象，其原因尚侍研究。 第三種（圖 c）是物料在出料口上部近于垂直下落，形成空穴狀。它常見于顆粒間有粘 附性的細(xì)粉。輕者可用振動(dòng)和吹入空氣的方法破拱，嚴(yán)重時(shí)則需要用機(jī)械破拱。 第四種（圖 d）是物料附著于料倉(cāng)的錐部表面，形成研缽狀。這種現(xiàn)象常見于壁面的傾角過小和對(duì)壁面有附著性和粘性的粉狀物料。輕者可用振動(dòng)或吹入空氣破拱，嚴(yán)重時(shí)只能用機(jī)械鏟除。 結(jié)拱現(xiàn)象除了與物料的性質(zhì)，特別是粒度、顆粒形狀、比密度、體積密度、壁面傾角、光潔度以及出料口的大小等到因素有關(guān)。結(jié)拱的原因大致可分為顆粒之間或顆粒與料倉(cāng)壁面之間的摩擦及粘力，以及物料顆粒間的粘結(jié)力。 2 助流措施 為了防止結(jié)拱，改善料倉(cāng)中物料的流動(dòng)狀態(tài)，可采取改變料倉(cāng)結(jié)構(gòu)， 安裝改流體，振動(dòng)，充氣流態(tài)化以及機(jī)械攪拌等措施進(jìn)行助流。 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 21 糧倉(cāng)結(jié)構(gòu) 除了可以采用加大出料口，加大料倉(cāng)壁面傾角以及壁面光滑程度外，還可將料倉(cāng)制成如圖所示的各種形式，以達(dá)到助流的目的。 改流體 對(duì)于料流不正常的料倉(cāng)可以在料倉(cāng)中插入一個(gè)圓錐狀或角錐狀的改流體來(lái)改善整個(gè)料倉(cāng)中的流動(dòng)類型。插入改流體后，改流體與料倉(cāng)壁形成環(huán)形出料口，這近似于是無(wú)窮多個(gè)極短的楔端敞開的楔形料斗的組合體。 在有改流體的料倉(cāng)內(nèi)的料流形態(tài)，將由漏斗狀改變?yōu)檠乇诿娴恼w流狀。這種料流形態(tài)的變化只可能發(fā)生在作用范圍之內(nèi)，該范圍為圖 的 ABC 區(qū)域。 C 點(diǎn)的位置由 AB 線與 AC 線之間的夾角來(lái)確定。 C 點(diǎn)處的流動(dòng)是沿著料斗壁發(fā)生的，假設(shè)流動(dòng)通道對(duì)稱，該夾角將作為總夾角 ?=?1+?2 的函數(shù)，并與物料的內(nèi)摩擦角 ?有關(guān)，如圖所示。 改流體的形態(tài)大多數(shù)為圓錐狀或角錐狀（應(yīng)與料斗的形狀相同），其它還有圓板狀或圓柱狀。圓錐狀的改流體的半頂角大致上為 30。 。 改流體的高低位置取決于臨界比 W/R，如圖 所示。該圖系由楔形料斗算得，表示了 W/R值與內(nèi)摩擦角 ?，壁面摩擦角 ?， 和料斗半頂角 ?1有關(guān)。 對(duì)于流動(dòng)性差的物料，很可能在改流體的下方發(fā)生滯流現(xiàn)象，還必須再設(shè) 置一個(gè)較小的改流體，如圖所示，兩個(gè)以上的改流體的排列位置，應(yīng)以臨界角 ?決定的 CD 線為準(zhǔn)。 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 22 3 振動(dòng)助流 粉體在振動(dòng)的情況下，可使其壁面摩擦系數(shù)降低，也可使其內(nèi)部摩擦阻力減小，因而采用振動(dòng)的方式可以達(dá)到對(duì)料倉(cāng)助流的目的。振動(dòng)裝置可用來(lái)助流的振動(dòng)方式有倉(cāng)壁振動(dòng)和料斗振動(dòng)兩種。 倉(cāng)壁振動(dòng) 用振動(dòng)器對(duì)倉(cāng)壁進(jìn)行振動(dòng)的方法，對(duì)防止粘附性或粘結(jié)性小的物料的助流較有 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 23 效。振動(dòng)器的安裝部位必須選擇在壁面的波腹處（圖）較更為有效。但如果安裝不當(dāng)，反而會(huì)助長(zhǎng)結(jié)拱。采用的振動(dòng)器要求產(chǎn)生來(lái)回振動(dòng)，如電磁振動(dòng)器 ，回轉(zhuǎn)偏心振動(dòng)器。 采用料斗振動(dòng)的方法可使多種流動(dòng)性不好的干燥和半干松散物料順利卸料。振動(dòng)料斗應(yīng)與貯存料倉(cāng)及其支承結(jié)構(gòu)隔開。具體作法是在振動(dòng)料斗（ D）和貯存料倉(cāng)的固定部分（ B）之間設(shè)置一個(gè)柔性連結(jié)部分（ C），圖 533 所示。由于料斗的振動(dòng)，料倉(cāng)中的流動(dòng)范圍顯著增大（ A），其直徑等于振動(dòng)料斗的入口。圖 533 所示振動(dòng)料斗有兩個(gè)主要組成部分：一個(gè)漏斗狀小卸料口（ E）（它從料倉(cāng)活化部分向外卸料）和一個(gè)擋板（ F）（它承受貯存物料的壓力荷截并把振動(dòng)直接傳遞給在它上面的物料）。采用料斗振動(dòng)可使貯存的物料按“ 先進(jìn)先出”的整體流方式進(jìn)行卸料。 4 機(jī)械攪拌助流 機(jī)械攪拌的方法適合于雖經(jīng)振動(dòng)而不下落的附著性強(qiáng)的粘性粉料，如圖所示 。 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 24 第四章 糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)圖及靜力分析 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 25 結(jié)構(gòu)接觸靜力學(xué)分析圖 倉(cāng)箱受力分析圖 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 26 倉(cāng)體網(wǎng)格劃分圖 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 27 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母校，是她為我們 提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤，使我們?cè)谶@里茁壯成長(zhǎng)；其次我要感謝機(jī)械交通學(xué)院的老師們，他們不僅教會(huì)我們專業(yè)方面的知識(shí)，而且教會(huì)我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力支持和幫助的史增錄老師，每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去；還要感謝我的同學(xué)們，他們熱心的幫助，使我感到了來(lái)自兄弟姐妹的情誼；最后還要感謝相關(guān)資料的編著者和給予我們支持的社會(huì)各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€(gè)良好的環(huán)境，使本次設(shè)計(jì)圓滿完成。 機(jī)械交通學(xué)院“卓越工程師”班畢業(yè)論文 28 參考文獻(xiàn) [1] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科