Обґрунтування параметрів навантаження і конструкцій гвинтових конвеєрів - Автореферат

Зумовленість параметрів потоку сипкого вантажу складною залежністю від кутової швидкості робочого органу гвинтового конвеєра є причиною того, що процеси транспортування та навантаження мають ряд особливостей, які ще вивчені недостатньо. Роботу виконано відповідно до координаційного плану науково-дослідних робіт ВЗО України за 2001-2005 рр., в т. ч. в рамках виконання дербюджетних тем "Моделювання технологічних процесів та транспортних систем сільськогосподарських машин" і "Розробка наукових основ та теорії змішування та розділення багатокомпонентних сипких сумішей на основі елементної взаємодії твердих частинок" (номера держреєстрацій 0199U003997 та 0102U002299). Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі: - провести аналіз існуючих досліджень та результатів практичного використання роботи ГК, а також встановити основні особливості їх роботи; розробити моделі руху звязних частинок, відокремленого шару, пошарового руху та уточнити модель потоку під час гвинтового транспортування вантажу ГК; встановити основні критерії подібності транспортування потоком у швидкохідних ГК; вивести аналітичні залежності, що описують взаємодію робочих органів швидкохідних ГК із сипким вантажем та вплив їх основних параметрів на процес транспортування;Ними встановлено низку теоретичних закономірностей з дослідження кінематики та динаміки ГК, руху матеріальної частинки та умов перенесення даних моделей на випадок транспортування матеріалу потоком, властивостей матеріалів і особливості їх транспортування ГК, визначення раціональних режимів транспортування та конструктивних параметрів ГК. На основі проведеного аналізу визначено задачі дослідження, основною метою яких є проектування оптимального процесу транспортування з встановленням критеріїв подібності саме процесу (а не конвеєра), на основі чого здійснюється подальше конструктивне розроблення ГК. Аналіз закономірностей переміщення виділеного елементу вантажу масою mc швидкохідним ГК проводився на основі розвязку відповідних диференціальних рівнянь руху, виведених для випадку переміщення ланцюгово-звязних частинок, відокремленого тонкого шару та пошарового руху потоку за умови ковзання вантажу по поверхнях кожуха діаметром D0 та гвинта діаметром D, кроком T при обертанні гвинта з кутовою швидкістю w (рис. В результаті проведених досліджень встановлено, що в області раціональних швидкісних параметрів вертикальних ГК, за умови забезпечення їх постійного заповнення, існує практично лінійна залежність осьової складової швидкості вантажу від кутової швидкості гвинта w (із похибкою апроксимації не більше 2-3 % в діапазоні D = 0.08-0.04 м, w = 20-50 рад/с): , (3) де WKП - критична кутова швидкість гвинта, при якій призупиняється осьове транспортування потоку, . Встановлено, що критерієм динамічної подібності транспортування вантажу вертикальними ГК є величина SCП, яка визначається відношенням його критичної кутової швидкості WKП до кутової швидкості w і задає динамічну подібність транспортування вантажу вертикальним ГК: , (4) де КП - коефіцієнт приведення моделі частинки до потоку, КП » 1.1; P - коефіцієнт швидкохідності ГК, P=Dw2 /(2g).У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробленні моделей процесу транспортування вантажу гвинтовими конвеєрами (ГК), на основі реалізації яких встановлено області режимів зниженої енергоємності, розроблено методики інженерного розрахунку малоенергоємних конвеєрів, намічено шляхи зменшення динамічного навантаження, а також розроблено нові технічні рішення. На основі проведеного аналізу встановлено, що моделі вантажу у вигляді матеріальної частинки неадекватно відтворюють динаміку його транспортування ГК. Встановлено, що для швидкохідних горизонтальних та похилих ГК, амплітуда коливання кутової швидкості потоку в часі залежить від жорсткості звязків між частинками та коефіцієнту заповнення шнека j. В режимі швидкохідного гвинтового транспортування для j ? 0.6, коливання кутової швидкості вантажу практично припиняється, а процес транспортування можна розглядати як стаціонарний. За результатами розвязку диференціальних рівнянь руху вантажу та реалізацією моделей гвинтового транспортування вертикальними конвеєрами, як звязних частинок, так і потоку вантажу, встановлено тенденцію прямопропорційної залежності між осьовою складовою швидкості частинки та кутовою швидкістю гвинта (в діапазоні типорозмірів конвеєрів D = 0.05-0.5 м та кутових швидкостей w = 10-100 рад/с, похибка не перевищує 3-5 %).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ