ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СЕКЦІЙНИХ ГВИНТОВИХ КОНВЕЄРІВ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ СИПКИХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАТЕРІАЛІВ

Короткий зміст

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. У дисертації вирішена науково-прикладна задача, яка полягає у підвищенні функціональних та експлуатаційних показників процесу транспортування сипких сільськогосподарських матеріалів шляхом розробки нових конструкцій шарнірно виконаних секційних гвинтових робочих органів та обґрунтування їх раціональних конструктивних, силових та кінематичних параметрів.

2. На основі проведеного теоретичного аналізу просторового розташування шарнірно з’єднаних гвинтових секцій встановлено функціональні залежності мінімально допустимого радіуса кривизни технологічної магістралі R_Тmin від кутового провертання сусідніх секцій та їх конструктивних параметрів. Так для забезпечення R_Тmin еластичного кожуха з внутрішнім діаметром 100 мм раціональними будуть наступні межі конструктивних параметрів: величина зазору між пластинами сусідніх секцій Δ_з = 0,5...1 мм; ширина пластин 2R = 22...26 мм; довжина секції між шарнірними отворами L = 100…140 мм.

3. На основі розробленої математичної моделі процесу переміщення частинки вантажу по робочій поверхні гвинтової спіралі і у вільному русі після відриву від гвинтового ребра встановлено вплив параметрів гвинтового конвеєра на рух частинки в неактивній зоні. Так для забезпечення стабільного руху потоку матеріалу при величині неактивної зони Δ = 30...50мм межі параметрів є такими: частота обертання робочого органу n > 600 об/хв; кут нахилу магістралі a_м < 30⁰.

4. Проведені теоретичні розрахунки конструктивно-кінематичних параметрів шарнірних секцій дозволили встановити взаємозв’язок між зміною величини крутного моменту між секціями від їх просторового розташування та кінематичних параметрів. Виведені аналітичні залежності умов жорсткості окремої секції та шарнірного з’єднання від величини навантаження та конструктивних параметрів.

5. Розроблені конструкції шарнірних секційних робочих органів і стендового обладнання з використанням перетворювача частоти Altivar 71 та програмного забезпечення PowerSuite v.2.5.0 дозволили провести комплекс експериментальних досліджень. Дослідження з визначення крутного моменту Т та потужності N при транспортуванні зернового матеріалу від Δ і n показали, що при штовхаючому режимі енерговитрати є більшими порівняно з тягнучим в 1,06...1,4 разів.

6. На основі проведеного багатофакторного експерименту отримано регресійну залежність з визначення впливу частоти обертання робочого органу n, величини неактивної зони Δ і висоти піднімання матеріалу h на величину крутного моменту Т при переміщенні зернового матеріалу, з аналізу якої встановлено, що домінуючим фактором, який впливає на значення Т, є величина Δ, а найменш впливовим є n. Факторне поле визначалось таким діапазоном зміни параметрів:  400 < n < 700 (об/хв); 0,2 < h < 1,2 (м); 0,014 < Δ < 0,042 (м).

7. Проведені дослідження з визначення впливу n, величини Δ та маси робочого органу m на ступінь пошкодження зернового матеріалу П_з показали, що домінуючими факторами, які впливають на П_з, є величина зазору Δ та т, а менш впливовим – частота обертання робочого органу n. При швидкості обертання робочого органу в межах 550-650 об/хв спостерігається мінімальне пошкодження зернового матеріалу. Факторне поле визначалось таким діапазоном зміни параметрів: 450 < n < 750 (об/хв); 3,49 < m < 4,44(кг/пм); 0,014 < Δ < 0,042 (м).

8. На основі методу уніфікаційного синтезу було удосконалено класифікацію робочих органів та генеровано їх нові конструкції для підвищення експлуатаційних показників конвеєрів. Для вибору раціональних конструктивних параметрів секцій гвинтового робочого органу було проведене їх комп’ютерне моделювання. Порівняння результатів комп’ютерного моделювання з отриманими експериментально показало, що різниця між відповідними значеннями коливається в межах 11..26%. Для розширення функціональних можливостей механізованих робіт з транспортування, завантаження та розвантаження сипких матеріалів запропоновані схеми компонування гнучких гвинтових конвеєрів з сільськогосподарськими машинами для виконання відповідних операцій.

Економічний ефект від впровадження одного гнучкого гвинтового конвеєра з розробленим робочим органом від зменшення енерговитрат і матеріаломісткості становить складає 683 грн/рік.