Наведено результати експериментальних досліджень продуктивності  гнучких гвинтових конвеєрів з гіперболічним профілем поздовжнього січення. Виведено аналітичні залежності для визначення втрат продуктивності конвеєра після профілювання секцій гнучкого гвинтового конвеєра і дослідження його роботи.The results of experimental researches of productivity of flexible screws conveyer with the hyperbolical type of that longitudinal cuts are resulted. Shown analytical dependences out for determination of losses of productivity of conveyer after profiling of sections of flexible screw conveyer and research of his work

Gevko, Iv.

Novosad, I.

Гевко, Іван Богданович

Новосад, Іван Ярославович

Ukrainian

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

УДК 621.87  Ів. Гевко, канд. техн. наук; І. Новосад, канд. техн. наук  Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя  ВПЛИВ ПРОФІЛЮВАННЯ СЕКЦІЙ ГНУЧКОГО ГВИНТОВОГО КОНВЕЄРА НА ЙОГО ПРОДУКТИВНІСТЬ  Наведено результати експериментальних досліджень продуктивності  гнучких гвинтових конвеєрів з гіперболічним профілем поздовжнього січення. Виведено аналітичні залежності для визначення втрат продуктивності конвеєра після профілювання секцій гнучкого гвинтового конвеєра і дослідження його роботи.  Iv.Gevko, I.Novosad  DIRE SHAPING SECTION OF FLEXIBLE SPIRAL CONVEYER ON PRODUCTIVITY  The results of experimental researches of productivity of flexible screws conveyer with the hyperbolical type of that longitudinal cuts are resulted. Shown analytical dependences out for determination of losses of productivity of conveyer after profiling of sections of flexible screw conveyer and research of his work.  Умовні позначення γg  -об’ємна вага матерiалу, кг/м3; Q – продуктивнiсть конвеєра, м3/год; Kn – коефiцiєнт пропорцiйностi; Fp –  робоча площа поперечного сiчення шнека, мм2; Va – середня осьова швидкiсть руху матерiалу, м/с. ψ – поправковий коефіцієнт, що враховує умови транспортування;  α – коефіцієнт міжвиткового заповнення вантажу; z – величина зазору між кожухом і зовнішньою поверхнею секції шнека в торцевій її частині, мм;  Т, Т΄ – відповідно крок шнека і траєкторії руху потоку вантажу, мм; ω – кутова швидкість шнека, 1/с.  Машини безперервного транспорту займають ведуче місце серед підйомно-транспортного обладнання різного призначення для переміщення сипких вантажів [1-3]. Гвинтові конвеєри (ГК), порівняно з іншими машинами безперервного транспорту, мають такі переваги, як простота конструкції, висока надійність, низькі витрати на обслуговування, герметичність зони транспортування тощо. Поряд із перевагами ГК властива низка недоліків, зокрема підвищені енергоєність та динамічні навантаження на гвинт при пуску із заповненим жолобом [2-4]. Для швидкохідних ГК – це також наявність нестабільних перехідних процесів при переході від тихохідного режиму транспортування до швидкохідного. А тому зниження негативних проявів при використанні ГК зможе суттєво підвищити їх техніко-економічні характеристики та розширити область використання. Особливо це стосується вертикальних гвинтових конвеєрів, а також гнучких шнеків, в яких експлуатаційні характеристики ГК суттєво залежать від вибору їх конструктивних параметрів, режимів роботи та від властивостей транспортованого матеріалу [3]. А тому залишаються актуальними подальші теоретичні та експериментальні дослідження, спрямовані на встановлення оптимальних режимів роботи ГК та мінімізацію енерговитрат на транспортування вантажу. Розвиток сучасних комп”ютерних технологій дозволяє провести ці дослідження на якісно вищому рівні, порівняно з  класичними методами постановки експерименту. Тому метою даної роботи є визначення величини втрат гнучкого гвинтового конвеєра (ГГК) з профільованими гіперболічними секціями в поздовжньому січенні.  Робота виконується в рамках пріорітетних напрямків розвитку науки і техніки ВІСНИК ТЕРНОПІЛЬСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ. 2008. Том 13. № 1   100 “Новітні та ресурсозберігаючі технолгії в промисловості, енергетиці та агропромисловому комплексі” на 2003-2007 роки. Одним із недоліків роботи циліндричних гвинтових гнучких конвеєрів є те, що на криволінійних трасах при транспортуванні вантажів кінці кожної секції вискроблюють внутрішню поверхню гнучких рукавів, що призводить до швидкого їх зношення, збільшення енерговитрат і забруднення транспортного матеріалу. За даними досліджень [3] встановлено, що у ГГК з профільованими секціями збільшується довговічність рукава на 65-75%, ресурс роботи збільшується в 4,7-5,3 рази в порівнянні з інсуючими суцільними робочими органами. Нами виведено аналітичну залежність для визначення продуктивності ГГК з циліндричними секціями. Продуктивність гнучкого шнекового транспортера при вiдомiй об’ємнiй вазі вантажу в загальному вигляді визначаємо за залежністю: Qγ=γg·Q.      (1) Продуктивність можна визначити з залежностi:   Q = Kn·Fp·Va.      (2) Розрахункова схема взаємодії секції гнучкого гвинтового конвеєра з гнучким кожухом при транспортуванні вантажів по криволінійних трасах зображена на рис. 1. При цьому робота тарснпортно-технологічної системи характеризується радіусом кривини гнучкого кожуха Rk, внутрішнім діаметром гнучкого кожуха DR, геометричними параметрами гвинтової секції (довжина L), максимальним радіусом в медіальному перерізі секції R2, діаметром перерізу в торцевій частині секції R2). Оскільки для передачі сипкого вантажу достатньо не менше одного витка шнека на один секційний орган, то розрахунок продуктивності будемо проводити за одним витком.   Рисунок 1 – Розрахункова схема взаємодії секції гнучкого конвеєра з гнучким кожухом: 1 – гвинтовий кожух; 2 – секція гнучкого гвинтового конвеєра; 3 – шарнірне з’єднання сусідніх секцій; 4 – подаючий виток   Втрати продуктивності транспортера в порівнянні з транспортерами, в яких не проводилось профілювання секцій витків ГГК, знаходять із залежності: ( )( ) ( )  +−+−−⋅′+′⋅⋅⋅=∆ 2221222121312RRRRRRRTTTTQ g ππωαψγγ . (4) МАШИНОБУДУВАННЯ, АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ТА ПРОЦЕСИ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ   101  Рисунок 2 – Графік залежності втрат продуктивності гвинтового конвеєра від радіуса витка в торцевій частині шнека при ψ=0,9; α=0,8; R1=60мм, Т=40мм. 1 – ω=40с-1; 2 – ω=20с-1; 3 – ω=10с-1   В результаті досліджень встановлено, що при зменшенні діаметра торцевої поверхні секційного шнека в межах від 7,5 до 1мм втрати продуктивності зростають. На рис. 2 зображено графік втрат продуктивності ГГК від радіуса витка в торцевій частині для різних режимів роботи при постійному значенні медіального січення, де 1 60R = мм. З рис. 2 видно, що із зменшенням радіуса секції витка в торцевій частині в порівнянні з радіусом в медіальному перерізі продуктивність ГК падає в межах до 1,5м3/год, але при цьому покращуються умови роботи ГГК. На рис. 3 представлені графічні залежності продуктивності ГГК від частоти обертання шнека для сипкого матеріалу, наприклад, пшениці.  Рисунок 3 – Графік залежності продуктивності від частоти обертання шнека при ψ=0,9; α=0,8; R1=60мм, R2=50мм. 1 – T=40мм; 2 – T=50мм; 3 – T=60мм  З графіка видно, що із збільшенням кутової швидкості і кроку шнека продуктивність ГГК для визначених параметрів збільшується в межах 7,5- 22 т/год. На рис. 4 зображена залежність продуктивності ГГК від радіуса торцевої частини секції шнека і величини її кроку при постійному значенні радіуса в медіальному січенні секції, що дорівнює 1 60R = мм. ВІСНИК ТЕРНОПІЛЬСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ. 2008. Том 13. № 1   102  Рисунок 4 – Графік залежності продуктивності ГК від радіуса в торцевій частині при ψ=0,9; α=0,8; R1=60мм, ω=40 с-1. 1 –T=37мм; 2 –T=40мм; 3 –T=42мм  З рис.4 видно, що продуктивність ГГК зменшується на 3-3,5т/г із зменшенням радіуса торцевої частини секції в межах 58-48мм, а при збільшенні кроку – збільшується. Крім цього, при наближенні радіуса торцевої частини шнека до радіуса кожуха продуктивність зростає, але умови роботи ГГК при цьому погіршуються. Тому доцільно, щоб різниця цих радіусів знаходилася в межах 2…4мм. На рис.5 представлено графік залежності втрат продуктивності ГГК з профільованими секціями від радіуса шнека в торцевій частині при постійному значенні радіуса в медіальному січенні у відсотках.  52 54 56 58 60 Рисунок 5 – Залежність втрат у відсотках продуктивності ГГК при профілюванні секцій від радіуса шнека в торцевій частині при ψ=0,9; α=0,8; R1=60мм; Т=40 мм; 40ω = с-1  З графіка видно, що із збільшенням радіуса секцій ГГК в торцевій частині, в порівнянні з радіусами в медіальному перерізі, продуктивність збільшується, але при цьому погіршуються умови роботи і зменшується надійність і довговічність гнучких рукавів. R2 %100QQ∆  3,75 7,5 11,25 15 МАШИНОБУДУВАННЯ, АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ТА ПРОЦЕСИ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ   103     А    Рисунок 6 – Використання гнучкого гвинтового конвеєра при завантаженні автомобіля зерном 1 – рама; 2 – опорні колеса; 3 – опори; 4 – привід вивантажувальної гнучкої секції; 5 – завантажувальна гнучка гвинтова секція; 6 – пересипний корпус; 7 – захисний кожух привода; 8 – вивантажувальний гнучкий гвинтовий рукав  На рис. 6 зображено ГГК в роботі на току з завантаженням автомобіля продуктивністю 25 т/год пшениці. Гнучкий гвинтовий конвеєр з пересипом [4] призначений для завантаження і розвантаження всіх видів сипких матеріалів по гнучких трасах:  пшениця, пісок, цемент, зерно, мука, комбікорм, сіль та інші. Коротка технічна характеристика гнучкого гвинтового конвеєра, представленого на рис.6: - довжина транспортування – 12 м; - продуктивність до 20 т/год; - внутрішній діаметр кожуха 2 100 мм; -  привід від електродвигуна – 1,5 квт, або вала відбору потужності трактора; - кількість обертів робочого органа – 500 об/хв. А  8  1  2  3  4  5  7  6 ВІСНИК ТЕРНОПІЛЬСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ. 2008. Том 13. № 1   104 Висновки 1. Виведено аналітичну залежність для визначення витрат ГГК з профільним поперечним січенням секцій гіперболічного шнека в порівнянні з циліндричними і експериментально уточнено значення відповідних коефіцієнтів. 2. Експериментальними дослідженнями встановлено залежності зміни продуктивності ГГК з гіперболічних профілів секцій в залежності від кутової швидкості, величини зміни діаметрів секцій в радіальному і торцевому січенні і зміни величини їх кроку. Встановлено, що величина втрат продуктивності складає 2...4%, при цьому покращуються умови роботи ГГК, збільшується довговічність рукава на 65..75%, а ресурс роботи в 4...5 разів і більше. 3. Спроектовано і виготовлено широкоуніверсальний ГГК з поперечним січенням секцій з довжиною траси транспортування 12м, продуктивністю до 20т/год. З внутрішнім діаметром гнучкого рукава 100мм з приводом від електродвигуна потужністю 1,5 кВт або вала відбору потужності трактора.  Література 1. Григорьев А.М. Винтовые конвейеры. – М.: Машиностроение, 1972. – 235с. 2. Гевко Б.М., Данильченко М.Г., Рогатитнський Р.М. та інші. Механізми з гвинтовими пристроями. – Львів: Вища школа, Світ, 1986. – 150с. 3. Лещук Р.Я. Обгрунтування конструктивних параметрів секцій робочих органів гвинтових конвеєрів. Автореф. канд. дис. - Львів, 2004. – 19с. 4. Деклараційний патент №15685, Україна. Гнучкий гвинтовий робочий орган соковитискача. Гевко І.Б., Комар Р.В., Новосад І.Я., Лещук Р.Я., Бюл.№7, 2005р.  Одержано 27.12.2007 р.   

Dire shaping section of flexible spiral conveyer on productivity

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/27561/2/TSTUB_2008v13n1_Gevko_Iv-Dire_shaping_section_of_flexible_99-104.pdf

Dire shaping section of flexible spiral conveyer on productivity

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University