Павлова Ірина Олексіївна. Обгрунтування параметрів шарнірного робочого органу гвинтового конвейєра

brief description

Павлова Ірина Олексіївна. Обгрунтування параметрів шарнірного робочого органу гвинтового конвейєра : дис... канд. техн. наук: 05.05.05 / Тернопільський держ. технічний ун-т ім. Івана Пулюя. - Т., 2006

Павлова І.О. Обґрунтування параметрів шарнірного робочого органу 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, 2006.
Дисертаційну роботу присвячено теоретичним і експериментальним дослідженням розробленого шарнірного робочого органу гвинтового конвейєра з метою підвищення його експлуатаційних показників. Для вирішення поставлених задач виведено аналітичні залежності для визначення раціональних конструктивних та силових параметрів секційних робочих органів. Проведено розрахунок напруженого стану елементів зачеплення шарнірних секцій, а також встановлено динамічні навантаження при пуску і різкому гальмуванні конвейєра. Здійснено комплекс експериментальних досліджень для визначення основних конструктивно-силових параметрів та експлуатаційних показників розробленої конструкції робочого органу. Запропонована інженерна методика розрахунку та проектування шарнірних гвинтових секцій та елементів їх з’єднань. Основні результати роботи реалізовано в дослідному зразку гвинтового конвейєра з шарнірним робочим органом.

1. Аналіз результатів досліджень різних типів робочих органів гнучких гвинтових конвейєрів показав, що існуючі конструкції не в повній мірі задовольняють вимогам, які висуваються до їх експлуатаційних та ресурсних показників. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та вирішення нової науково-прикладної задачі, яка полягає у підвищенні експлуатаційних показників процесу транспортування сипких матеріалів шляхом розробки нової конструкції шарнірного робочого органу гвинтового конвейєра та обґрунтування його раціональних конструктивних, силових та кінематичних параметрів.
2. Вперше на основі проведеного теоретичного аналізу відносного розташування секцій шарнірного валу гвинтового конвейєра встановлені функціональні залежності радіуса кривизни робочого органу від його конструктивних параметрів. Так для забезпечення мінімального допустимого радіуса кривизни робочого органу до 0,5м раціональними можна вважати наступні межі конструктивних параметрів:= 1,21,8 мм;h= 34 мм;r= 67мм;L= 120140 мм.
3. Проведений порівняльний силовий розрахунок шарнірних елементів гнучкого валу для різних схем елементів зачеплення дозволив встановити, що при контакті кульок з напівсферичною ввігнутою та опуклою поверхнями максимальний крутний момент виникає в початковому положенні, в той час як для конусоподібної поверхні спостерігається пружний режим зі зростанням крутного моменту при відносному зміщенні елементів зачеплення.
4. При визначенні впливу параметрів зачеплення на величину контактних напружень встановлено, що найбільш суттєве зростання радіуса лункиRув площині дії нормальної силиРвідносно радіуса кулькиrспостерігається при збільшенні абсолютної величини кута підйому лунки. Так, приr= 7мм зміна кутавід 30Одо 40Опризводить до збільшення абсолютної величиниRуна 1,47мм, що суттєво впливає на зростання величини контактних напружень. Збільшення силиРу 10 разів (від 100 до 1000Н) призводить до зростанняmaxу 2,15 разів.
5. Проведений динамічний аналіз процесу роботи конвейєра в критичних умовах дозволив встановити, що найбільші динамічні навантаження виникають у момент, коли кульки, які вийшли із зачеплення з лунками досягли максимального верхнього положення. При цьому відбувається удар і коефіцієнт динамічності може становити 24. Значне збільшення коефіцієнту динамічності також спостерігається при великих кутах підйому лунки .
6. Розроблені конструкції робочого органу і стендового обладнання дозволили провести комплекс експериментальних досліджень. Встановлено, що для залежностей Т = f(h) крутний момент на привод робочого органу, в якому гвинтові ребра закріплені на кожній секції, перевищує на 13,5%...35,5% крутний момент на привід робочого органу, де гвинтові ребра закріплені через секцію, а для T = f(R) аналогічні значення становлять 17,1%...31,2%. При визначенні максимального крутного моменту для кулькових шарнірних з’єднань встановлено, що похибка між результатами експериментальних і теоретичних значень становить 12,7%.
7. У результаті проведеного багатофакторного експерименту складено рівняння регресії, з аналізу якої встановлено, що при роботі гвинтового конвейєра з розробленим шарнірним робочим органом, в діапазоні зміни параметрів 3,2 < m < 5,2 (кг); 420 < n < 640 (об/хв); 0,4 < h < 1,8 (м) максимальний вплив на ступінь пошкодження насіннєвого матеріалу має маса робочого органу. Далі за інтенсивністю впливу є частота обертання робочого органу і висота піднімання вантажу.
8. Розроблена інженерна методика проектування робочих органів гнучких гвинтових конвейєрів. На підставі результатів досліджень наведено спрощені аналітичні залежності і табличні дані для вибору раціональних параметрів розроблених робочих органів. Виведено залежності для розрахунку довжини секції спіралі шнека та її розгортки, а також раціональних параметрів шарнірного зачеплення. Проведені виробничі випробування свідчать про доцільність застосування таких типів робочих органів у гвинтових конвейєрах при їх роботі із сипкими матеріалами. Розрахунковий економічний ефект при впровадженні робочого органу від зниження матеріаломісткості на один конвейєр складає близько 720 грн.