基于离散元法的皂荚壳籽分离仿真与试验

针对打击式壳籽分离过程中存在皂荚壳破碎率低，以及皂荚壳易堵塞筛孔，造成壳籽分离效率低等问题，研究滚筒转速对皂荚壳籽分离的影响。通过对皂荚壳力学特性进行研究，基于离散元法建立皂荚壳离散元模型(Hertz-Mindlin with bonding),并对皂荚壳离散元模型进行粘结参数标定；得到皂荚壳粘结模型法向刚度、切向刚度、临界法向应力、临界切向应力为1.8 MPa、1.35 MPa、1.41 MPa、0.59 MPa。采用EDEM软件对皂荚壳籽分离过程进行仿真分析，仿真结果表明，在滚筒转速为200、360、400、500、1 000 r/min时，皂荚壳破碎率分别为41.7%、65.96%、88.3%、94.52%、94.8%,滚筒转速在500 r/min和1 000 r/min时，破碎率无明显变化，皂荚壳主要破碎形式为冲击破碎和挤压破碎，破碎后物料形态包括粉尘、丝状、未完全破碎3种。样机试验亦表明滚筒转速为500 r/min时，皂荚壳破碎率较高，且易于形成丝状物料，有利于皂荚壳籽分离和减小筛孔堵塞。