Разработка методики проектирования механизмов машин для перемешивания сыпучих материалов

• Автор: Мартынова, Татьяна Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Анализ состояния вопроса
Выводы
2 Разработка экспериментальной установки смесителя
2.1 Выбор кинематических схем передаточных механизмов для экспериментальной установки смесителя
2.2 Выбор исходных параметров экспериментальной установки
2.3 Проектирование экспериментальной установки, выбор контрольноизмерительной аппаратуры
2.4 Разработка и обоснование параметров деталей-датчиков для определения силовых характеристик рабочих органов смесителей
2.5 Определение инерционно-массовых характеристик
Выводы
3 Исследования силовых характеристик и времени разгона механизма экспериментальной установки
3.1 План проведения экспериментальных исследований
3.2 Исследование нагрузок на рабочий орган экспериментальной установки смесителя от внешних механических воздействий
3.3 Математическая модель механизма экспериментальной установки
смесителя и ее экспериментальное подтверждение
Выводы
4 Методика проектирования лопастных смесителей
4.1 Определение основных параметров смесителя
4.2 Применение методики определения времени разгона механизма для двухвального смесителя

4.3 Уравновешивание рабочего органа смесителя
4.4. Апробирование результатов исследований
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В различных отраслях промышленности и сельского хозяйства технологический процесс производства предусматривает применение оборудования, предназначенного для приготовления различных смесей.
На крупных предприятиях, где эксплуатируются автоматические поточные линии, предпочтение отдается смесителям непрерывного действия, для которых характерны такие качества, как высокая производительность и полная автоматизация.
При этом наиболее часто применяются лопастные смесители, которые по сравнению с барабанными, шнековыми, вибрационными и прочими обладают в большей мере возможностью управления процессом смешения, универсальностью, высокой производительностью, быстрой и несложной переналадкой для работы с различными сыпучими материалами [28-33].
Во время простоев перемешивающего оборудования некоторые смеси изменяют свои химические, биологические и физико-механические свойства, в связи с чем нагрузка на рабочие органы месильных агрегатов со временем увеличивается, что приводит к перегрузкам электродвигателя, а также к повреждению элементов исполнительных и передаточных механизмов. Для снижения пусковых моментов перед повторным запуском месильного агрегата возникает необходимость освободить рабочую камеру от находящейся в ней смеси (для этого часто применяется ручной труд), что связано с дополнительными затратами рабочего времени, а также возможными потерями смеси. При выводе смесителя на стационарный режим работы после простоя также затрачивается время на разгон агрегата и заполнение рабочей камеры перемешиваемым сырьем, что снижает эффективность работы оборудования, которая зависит не только от сокращения времени простоев агрегата и вывода его на стационарный режим, но и от производительности. Уве-

Окружная составляющая силы в выражении (16) определяется из выражения [36, 61]:
Рокр = А'

45° +—

•(соза+//-8Іпа),

Окружная скорость лопатки [36, 61]:
Кокр — О)' Я,
где со - угловая скорость лопатки, рад/с.
Осевая составляющая относительной скорости [36, 61]: Гос=Ккр-*'та-соеа,
Крутящий момент на рабочем валу [36, 61]:
М = ?окр ’Я,

В соответствии с выражениями (16-21) были получены значения силовых и скоростных характеристик, а также потребной мощности электродвигателя и крутящего момента на рабочем валу в зависимости от угла разворота лопатки. По расчетным данным получены графики нагрузочных характеристик электродвигателя (рис. 10).
Методика для определения мощности двигателя, учитывающая возвратно-поступательное движение рабочего органа смесителя, в литературных источниках отсутствует. В связи с этим для получения приближенного значения воспользовались выражением [36, 61]:
^ -V -д
Р — ОС ОС

Осевая сила в выражении (22) определялась [35, 58]:

+ 2-С-

(эт а - ц • сое а) (23)
где А = ,00756 м2 - площадь лопатки, погруженной в смесь; Я - 0,121 м -радиус вращения центра плоскости лопатки; С = 5000 Па - удельное сопротивление смеси; у = 45° — угол внутреннего трения смеси (для макаронного теста);