Клендій Микола Богданович. Обґрунтування параметрів перевантажувального патрубка гвинтового конвейєра

brief description

Клендій Микола Богданович. Обґрунтування параметрів перевантажувального патрубка гвинтового конвейєра : Дис... канд. наук: 05.05.05 2007

Клендій М.Б. Обґрунтування параметрів перевантажувального патрубка гвинтового конвейєра. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.05. піднімально-транспортні машини Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя Тернопіль, 2007.
У дисертаційній роботі представлені теоретичні та експериментальні дослідження розробленої конструкції перевантажувального патрубка з метою підвищення його експлуатаційних показників. Для вирішення поставлених задач виведено аналітичні залежності для визначення конструктивних і кінематичних параметрів робочих органів перевантажувального патрубка. Проведено аналіз лопатевого робочого органу і встановлено залежності взаємозв’язку між параметрами його робочих поверхонь. Проведено математичне моделювання руху сипкого матеріалу по робочих поверхнях шнеку з плоскими лопатками. Здійснено комплекс експериментальних досліджень для визначення основних конструктивних параметрів та експлуатаційних показників розробленої конструкції перевантажувального патрубка. Запропонована методика інженерного розрахунку та проектування лопаток робочого органу. Основні результати роботи реалізовано в дослідному зразку перевантажувального патрубка і робочого органу.

1. Аналіз результатів досліджень перевантажувальних патрубків гвинтових конвейєрів показав, що існуючі конструкції не в повній мірі задовольняють вимогам, які висуваються до їх функціональних та експлуатаційних показників, а саме характеризуються підвищеними енерговитратами на виконання технологічного процесу, складністю та високою матеріаломісткістю конструкції патрубків при їх значних габаритних розмірах, а також підвищеним пошкодженням сипких матеріалів.
У дисертації наведено теоретичне узагальнення та вирішення нової науково-прикладної задачі, яка полягає у покращенні експлуатаційних показників переведення сипкого матеріалу між технологічними магістралями шляхом розробки нової конструкції перевантажувального патрубка гвинтового конвейєра та обґрунтування його конструктивних параметрів.
2. Виведено аналітичні залежності для визначення конструктивних параметрів лопатевого робочого органу і на основі їх аналізу встановлено, що в межах кута розгорткивід 0 до 20, а також від 50 до 90 ширина ребраbі радіус внутрішньої крайки розгортки1змінюється несуттєво. Найбільш різка зміна спостерігається в діапазоні= 20 - 50. Тому доцільно використовувати плоскі похилі лопатки з сектором розгортки 180.
3. Вперше розроблена математична модель руху сипкого матеріалу по робочих плоских лопатках дозволила встановити, що матеріал на початку руху набуває достатньо великої швидкості в осьовому напрямку і наступний контакт з робочою поверхнею відбувається через декілька обертів, під час якого матеріал спочатку швидко обертається у рівчаку (= 14 рад/с), а далі - рух стабілізується з відносно невеликою швидкістю обертання (= 6 рад/с) з частотою обертання робочого органу= 52 рад/с. Кут закріплення плоских лопаток на валу повинен бути в межах= 305.
4. На основі дослідження процесу перевантаження сипкого вантажу гвинтовими робочими органами встановлено, що частинки матеріалу викидаються подаючим шнеком в радіальному напрямі на відстань 40 - 60 мм, тому, доцільним є взаємне осьове зміщення подаючого та приймального шнеків на величину наближену до половини кроку спіралі. Окрім того, всередині перевантажувального патрубка повинно бути близько двох витків кожного із шнеків, для забезпечення перевантаження матеріалу без заторів та пошкоджень.
5. На основі проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень, а також аналізу технологічних схем можливих варіантів переміщення сипкого матеріалу у перевантажувальному патрубку, розроблено його конструкцію, комплекти подаючих робочих органів, а також виготовлено експериментальну установку і запропоновано методику проведення експериментальних досліджень.
6. Вперше в результаті проведених експериментальних досліджень встановлено, що продуктивність перевантажувального патрубкаQпропорційно зростає із збільшенням частоти обертання робочих органівnі зменшується із зростанням кута нахилукорпуса патрубка до горизонту. В діапазоні зміниnвід 300 об/хв до 800 об/хвQзбільшується в 2 - 2,4 рази, а при змінівід 0 до 30Qзменшується на 45 - 55%.
7. У результаті проведеного багатофакторного експерименту отримано рівняння регресії, з аналізу якого встановлено, що для розробленого перевантажувального патрубка в діапазоні зміни параметрів 96 <D< 98 (мм); 300 <n< 700 (об/хв) і 0 << 30 (град) домінуючим фактором, який впливає на ступінь пошкодження зернового матеріалу є величина зазору між поверхнею обертання робочого органу та кожухом, далі - частота його обертання та кут нахилу перевантажувального патрубка до горизонту.
8. На основі проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень створено конкурентноздатні перевантажувальні патрубки гвинтових конвейєрів, проведено їх техніко-економічне обґрунтування, розроблено методику інженерного проектування робочих органів. Технічна новизна конструкцій захищена двома деклараційними патентами на винахід і корисну модель. Розрахунковий економічний ефект від впровадження перевантажувального патрубка в гнучкому гвинтовому конвейєрі зниженої матеріаломісткості та енергоємності становить близько 430 грн.