Метод выбора рациональных конструктивных и режимных параметров вертикальных винтовых конвейеров с учетом физико-механических свойств и геометрии потока транспортируемого материала

• Автор: Евстратова, Александра Владимировна
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
1.1. Область применения транспортирующих и технологических машин со шнековыми рабочими органами
1.2. Анализ условий работы и конструкций винтовых конвейеров
1.3. Анализ физических свойств грузов, транспортируемых винтовыми конвейерами
1.4. Обзор литературных источников по теории проектирования транспортирующих и технологических машин со шнековыми рабочими органами и исследованиям процессов взаимодействия рабочих органов с сыпучей средой
1.5. Выводы. Задачи исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА В ВЕРТИКАЛЬНОМ ВИНТОВОМ КОНВЕЙЕРЕ
2.1. Исследование свойств транспортируемых грузов
2.2. Движение частицы материала в вертикальном винтовом конвейере
2.3. Закономерности движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере
2.4. Исследование влияния свойств транспортируемого материала, конструктивных и режимных параметров конвейера на направление движения груза
2.5. Выводы.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИНТОВОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА
3.1. Критериальный анализ и составление целевой функции
3.2. Анализ факторного пространства, обоснование и построение модели процесса транспортирования потока материала вертикальным винтовым конвейером
3.3. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Задачи экспериментальных исследований и производственных испытаний
4.2. Методика проведения экспериментальных исследований
4.3. Результаты экспериментальных исследований
4.4. Методика, проведение и результаты производственных испытаний
4.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Литература
Приложения
Программные продукты
Протокол заводских испытаний
Акт заводских испытаний
Акты внедрения
Справка о награждении
Актуальность проблемы. Вертикальное винтовое транспортирование сыпучих и пылевидных материалов является неотъемлемой частью многих технологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Обладая широким спектром применения в различных отраслях народного хозяйства, вертикальные винтовые конвейеры, наряду с такими достоинствами как простота конструкции, непрерывность транспортирования, герметичность, возможность транспортирования пылящих и остро-пахнущих грузов, имеют существенный недостаток - материал, кроме поступательного движения в направлении оси конвейера, совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, что снижает производительность конвейера и повышает энергозатраты.
В значительной мере это связано с тем, что в настоящее время создание вертикальных винтовых конвейеров реализуется посредством процедур проектирования, построенных на основе математического описания движения частицы материала, опирающейся на винтовую лопасть и прижатую к внутренней стенке корпуса конвейера. Отсутствие математического описания движения потока материала приводит к созданию низкоэффективных машин, структура и параметры рабочих органов которых существенно отличаются от оптимальных.
В этом контексте возникает задача повышения эффективности функционирования вертикальных винтовых конвейеров путем расчета и выбора оптимальных значений геометрических, кинематических и динамических параметров их рабочих органов. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания процесса движения потока материала, учитывающего влияние свойств транспортируемых грузов

Решение системы (2.26) дает условие для определения координаты точки пересечения проекции свободной поверхности материала с лопастью шнека
г = g(sin ccr + /ш cosar)
fMo)0cosar-fMsmary
где ar = arctg угол подъема винтовой линии шнека на расстоянии г
2 лг
от оси шнека,
к = 2nRtgaR - шаг шнека.
Тогда tgar=—tgaR
Координата г пересечения свободной поверхности материала с лопастью шнека определяется из уравнения

После преобразований имеем квадратное уравнение для определения координаты пересечения свободной поверхности материала с лопастью шнека г

Абсолютные скорости движения частиц материала в потоке различны и зависят от их удаления от оси шнека. На плане скоростей (рис.2.5) показаны скорости и их проекции на горизонтальную и вертикальную оси для частицы расположенной на расстоянии R от оси шнека и для частицы расположенной в центре масс поперечного сечения потока материала.