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粉体自动加料系统的设计

作　者: 李洁云
导　师: 樊利民
学　校: 北京邮电大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 粉体定量加料系统偏析架桥振动料斗螺旋输送器
分类号: TB486
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在很多行业,比如化工、食品、粉末冶金等行业,我们需要对粉体进行定量加料或者包装。当前粉体定量包装过程中存在误差相对较大,速度比较低,环境污染严重等缺陷。迫切需要设计高性能的粉体加料系统,在提高粉体的生产效率、节约资源、改善工作环境、加强环保和安全生产等方面进行改进。所以,对粉体加料系统开展结构设计、性能分析以及应用研究,具有很大的现实意义。论文的主要工作如下：首先,分析粉体的特殊物理性质,了解在定量包装过程中存在的问题。粉体在处理过程中最经常遇到的两种问题就是偏析和架桥。偏析是由于粉体流动时粒度分布不均导致的。偏析致使颗粒较大的粉粒分散在边缘并且浮在粉体的表层。所谓的架桥是指粉体在自由卸料的时候,微小颗粒相继排出而大颗粒由于相互的支撑作用形成球表面。其次,针对粉体的特殊物理性质,对加料系统进行结构设计,3D建模和有限元分析。主要包括料仓及料斗组件以及螺旋输送器。通过对落料方式和料斗振动形式的对比,选择平旋型振动料斗,能够很好的解决粉体在包装过程中由于流动不畅造成的偏析和架桥等问题。螺旋输送器结构简单,可实现连续加料,比较适合粉体的加料。再次,在粉体加料系统结构设计的基础上进行测控系统硬件电路的设计。控制部分主要包括送料步进电机控制,振动电机控制,以及料斗称重检测,系统参数设定显示,缺料检测及报警等几部分。进行了开关电源电路,键盘显示电路,看门狗复位电路以及称重电路的设计。最后,根据完成的电路设计,进行测控系统的软件设计。包括系统主程序,初始化子程序,中断子程序,相关子程序以及参数子程序的设计和流程图的绘制。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 研究背景  9
  1.2 研究目的和意义  9
  1.3 国内外研究概况  9-17
    1.3.1 粉体流动性的研究现状  9-12
    1.3.2 加料料斗的发展现状  12-13
    1.3.3 加料方法研究现状  13-14
    1.3.4 计量装置的研究现状  14-15
    1.3.5 单片机控制步进电机的研究现状  15-17
  1.4 论文的研究内容及组织结构  17-18
第二章自动加料系统料斗组件的设计  18-26
  2.1 引言  18
  2.2 料斗体的设计  18-19
  2.3 料斗振动形式的选择  19-21
  2.4 振动电机的选择  21-22
  2.5 振动料斗的有限元分析  22-24
  2.6 活化锥的设计  24
  2.7 辅助装置的设计  24-25
  2.8 本章小结  25-26
第三章粉体加料系统输送器的设计  26-33
  3.1 引言  26-27
  3.2 螺旋输送器的设计  27-32
    3.2.1 螺旋体的结构设计  27-31
    3.2.2 动力的计算  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章系统硬件电路设计  33-50
  4.1 系统电路整体构架  33-34
  4.2 自动加料机控制系统的工作原理及技术要求  34
  4.3 自动加料机系统硬件电路设计  34-49
    4.3.1 开关电源电路  34-38
    4.3.2 单片机选择  38-40
    4.3.3 键盘显示电路  40-42
    4.3.4 看门狗复位电路  42-43
    4.3.5 过流检测电路  43
    4.3.6 料位传感器选择及电路设计  43-45
    4.3.7 称重电路设计  45-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章系统软件设计  50-56
  5.1 系统软件开发环境  50-51
  5.2 系统主程序设计  51
  5.3 系统初始化流程设计  51-53
  5.4 中断子程序设计  53-55
  5.5 相关子程序设计  55
    5.5.1 显示子程序设计  55
    5.5.2 参数设定子程序  55
  5.6 本章小结  55-56
第六章结论与展望  56-58
  6.1 结论  56
  6.2 不足及展望  56-58
参考文献  58-60
附录1 机械设计图  60-61
附录2 总电路图  61-62
附录3 步进电机控制程序  62-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间取得的学术成果  69

粉体自动加料系统的设计

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