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地址：山東省費縣城東工業園平面圓篩機篩分參數對篩分效率的影響
摘要：為了提高平面圓篩機的篩分效果,利用MATLAB研究了單顆茶葉顆粒在篩面上的運動規律，找出了影響茶葉在 篩面上運動的篩分參數，再基于離散元分析技術的PFC3D法，對平面圓篩機篩分過程進行數值模擬和分析，分析了平面 圓篩機在不同篩分參數下篩凈率的變化情況,討論了不同參數對篩凈率的影響,得到了最佳篩分效率下各個篩分參數的 值。研究表明：平面圓篩機的篩凈率在篩面傾角為5. 5。時有最佳值,并且隨著回轉半徑的減小而增大，隨著回轉速度的 減小而增大。
關鍵詞：平面圓篩機;篩分；離散元；篩凈率
茶葉平面圓篩機的作用是將毛茶分出長短或大 小,使茶葉品質規格化⑴，其篩分效果對產品價值有 著很大的影響，但至今沒有一套完整的理論來說明平 面圓篩機加工工藝對篩分效率的影響。
傳統的研究多憑借經驗’或憑靠簡單的試驗，而單 次試驗只能觀測一種結構和一組工藝參數條件下的篩 分性能，若要建立結構、工藝參數及篩分性能的準確定 量關系，需要進行多種結構和多組工藝參數的試驗，試 驗成本很高，而且無法滿足設計過程中對設計方案處 理以及篩分效率評價的需求。這就迫切需要學者們運
用新的理論探索新的方法來解決試驗問題。
離散單兀法（Discrete Element Method, DEM)是 20世紀70年代發展起來的求解與分析復雜離散系統 運動規律和力學特性的一種新型數值方法，在許多散 體物料處理領域得到了成功的應用國外學者 Webbe 1^等[3]采用盤元分別模擬了兩種粒度的顆粒在 傾角為30°的靜止篩面上的透篩行為;Clear Yw也在 文獻中提到采用球元模擬了 8 000個粒度為10 ~ 80 mm顆粒的篩分行為。在國內，焦紅光[5]運用二維離 散元仿真模擬了篩面上單顆粒運動，模擬結果真實地
反映了不同粒度顆粒在篩面上運動形態的差異。趙躍 民通過振動平面上粒群運動的離散元模擬W，發現離 散元法的計算參數對模擬結果的影響，模擬得到的粒 群松散度指標結果同試驗結果基本一致。
文中將先研究單顆茶葉顆粒在篩面上的運動規 律，找出需研究的技術參數，再利用離散元軟件 PFC3D，對平面圓篩機在不同技術參數下進行數值模 擬和分析，討論不同參數對篩凈率的影響，為深人理解 和進一步揭示圓篩機篩面茶葉運動規律和篩分機理提 供參考依據。
1單顆茶葉在篩面上的運動規律
篩床的運動是質點軌跡為圓周的剛性物體的平動 運動m，由此可知，篩面上任意一點財的運動為該點 所在水平面上作圓周運動，其運動方程為（此時從上 往下看篩面順時針回轉）
茶葉在篩面上運動,受到重力、摩擦力和篩面作用 反力的作用，在分析時，將相對坐標系置于篩面，F方 向沿傾斜面由低端指向高端，茶葉在篩面上的受力分 析如圖1所示。
2.2基于正交設計的仿真實驗
為了研究斜面傾角、回轉半徑和回轉速度這三個 因素對平面圓篩機篩凈率的影響，先采用正交試驗w 的方法進行初步模擬仿真。由于每個因素的數值范圍 跨度較大，先對每個因素選擇4水平數進行仿真，在對 正交試驗結果分析的基礎上，再進行更為深人的試驗 和分析,尋求最佳篩凈率時的技術參數,正交實驗的因 素水平見表3。
從圖5中可以看出，當回轉速度較大時（即190〜 220 r/min)，隨著回轉半徑的增大篩凈率減小，這與第 1節的分析相吻合,篩床回轉半徑越大,顆粒在篩面上 做螺旋運動的矢徑越大,當篩面的長度一定，傾角一定 和回轉速度不變的情況下，篩床回轉半徑越大顆粒螺 旋運動的圈數越小,在篩面上的運動軌跡越小，不利于 茶葉的篩理。
當回轉速度較小時（即170 ~ 180 r/min),篩凈率 并沒有隨著回轉半徑的減小而增大,并且在回轉半徑 很小時,篩凈率反而有減小的趨勢。可見并不是回轉 半徑越小越好，因為當回轉半徑和回轉速度過小時,茶 葉顆粒在平鋪之后，在篩面上不能做螺旋滑動運動。 當平面圓篩機篩面傾角和回轉半徑一定時，要使茶葉 顆粒始終保持滑動，回轉速度必須滿足以下條件
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