ВДОСКОНAЛЕННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ ТA ОБҐРУНТУВAННЯ КОНСТРУКЦІЇ БAГAТОФУНКЦІОНAЛЬНОГО AГРЕГAТУ-МЛИНA ГІДРОДИНAМІЧНОГО ПРИНЦИПУ ДІЇ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі наведено кваліфікаційні ознаки дисертації і визначено напрямок

досліджень, який пов'язаний із вивченням робочого процесу БАГМ та розробленням

моделі розрахунку енергетичної характеристики агрегату, обґрунтована їхня

актуальність.

У першому розділі представлено аналітичний огляд принципу дії та

конструкцій БАГМ, а також основні напрямки вдосконалення робочого процесу цих

гідравлічних агрегатів. Теоретичні основи робочих процесів, які відбуваються в

гідродинамічних машинах з обертовим ротором і лопатями були закладені в роботах

В.Н. Прокоф'єва, Т.М. Башти та інших, які дозволяють створювати математичні

моделі й визначити основні характеристики, оцінювати технічний рівень гідромашин

цього типу.

Сучасним шляхом удосконалення технічних систем і підвищення їхнього

технічного рівня є створення машин, в яких у робочих процесах суміщені різні

технологічні операції. Гідродинамічні машини, у робочих процесах яких

суміщаються перенос робочого середовища, його подрібнення, перемішування й

нагрівання, відомі у різних модифікаціях і застосовуються у різних галузях

промисловості. Основи проектування, а також конструкції деяких модифікацій

гідродинамічних машин, робочі процеси яких були розглянуті спрощено, закладені у

роботах А. А. Барам, О. В. Дубровін, Б. А. Гавриленко, Н. М. Смірнов та інших.

Проведено огляд технічної системи «Багатофункціональний теплогенеруючий

агрегат», яка зусиллями М. І. Волкова та А. А. Папченка була запропонована та

розвинута на кафедрі прикладної гідроаеромеханіки СумДУ. Машини такого класу

мають гідродинамічний принцип дії, а в їх проточній частині одночасно виконуються

декілька процесів: підігрів, подрібнення, перемішування та перекачування робочого

середовища. На сьогодні у роботах А. А. Папченка сформовано чітку уяву про

робочий процес багатофункціонального ТГА.

6

Виявлено ряд виробництв, в які має економічний сенс впровадити процес

гідроподрібнення. До таких віднесено спиртове виробництво, технології

кормоприготування у тваринництві та нафтопереробка. Тому саме для реалізації

таких процесів запропоновано впровадження БАГМ, домінуючою функцією якого є

функція подрібнення, а функції перемішування, підігріву та перекачування є

допоміжними.

У ході інформаційного огляду машин, що реалізують процес гідроподрібнення,

виявлена значна кількість різноманітних конструктивних схем. В основу роботи

таких машин покладено різні механізми руйнування твердих включень робочого

середовища. Проведено аналіз існуючих моделей робочих процесів, що

характеризуються складним характером вихроутворень, які відбуваються у

проточних частинах гідродинамічних машин: ТГА (А. А. Папченко), роторні апарати

(В. М. Черв’яков, О. А. Кокушкін, А. А. Барам, В. В. Богданов.) та гідрогальмо (Б.

А. Гавриленко, В. А. Мінін, Л. С. Оловников). Описані машини суттєво

відрізняються від гідромлина як конструктивно, так і функціонально, що

унеможливлює застосування розрахункових методик наведених типів машин

відносно БАГМ.

У першому розділі формулюються

мета проведення дослідження та

завдання, що вирішувалися для її

досягнення. Описані методи та засоби

проведення дослідження.

Вибір технічного об’єкта

базується на найбільш простій та

технологічній схемі, яка орієнтована на

приготування зернового замісу для

спиртового виробництва. Наведений

БАГМ (рис. 1) являє собою

гідродинамічну машину консольного

типу. Проточна частина машини

утворена робочими дисками 3 та 4.

Робочий диск 3 роз’ємним способом

закріплений на диску 5, таким чином

утворений роторний елемент машини.

Робочий диск 4 роз’ємним способом закріплений на передній кришці 1. Передня

кришка 1 ущільнюється з корпусом 2 через гумове кільце 10. Диск 5 за допомогою

шпонки кріпиться на валу 8. Статорний та роторний диски 3 та 4 мають однакову

конструкцію (рис. 2). Робоча поверхня В дисків 3 та 4 виконана у вигляді конуса з

Рисунок 1 – Проточна частина БАГМ

7

кутом α таким чином, що міждисковий простір проточної частини звужується до

периферії. На конічній поверхні В дисків 3 та 4 виконані рівнорозміщені зубці 11,

кількість яких z штук. Глибина s зубців 11 до периферії зменшується нанівець.

Рисунок 2 – Конструкція робочого диска гідромлина

Між статорним 3 та роторним 4 дисками по зовнішньому діаметру D

витриманий зазор h (рис. 1), який виконує роль сепаратора на виході із проточної

частини гідромлина. Величина зазору залежно від вимог до крупності готового

продукту може варіювати від 0,1 до 4,0 мм. Установка зазору виконується за

допомогою дистанційної шайби 6.

Герметизація вала 8 забезпечується торцевим 7

(рис. 1) або сальниковим ущільненням.