Повышение эффективности технологических машин в АПК применением линейного асинхронного электропривода с накопителями механической энергии

• Автор: Аипов, Рустам Сагитович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 442 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ИХ ПРИВОДЫ С КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНА В АПК. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ РАБОТЫ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С НАКОПИТЕЛЯМИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1. . Вибрационные сепарирующие и сортировальные машины и их

приводы

1.2. Бункерапитатели сыпучих материалов с колебательными рабочими

органами технологических приводов

1.3. Качающиеся транспортирующие машины

1.3.1. Транспортирование влажного сахара в технологическом цикле сахарного производства. Технологические требования, предъявляемые к конвейерам влажного сахара

1.3.2. Пути повышения эффективности работы конвейера влажного сахара

1.3.3. Приводы инерционных транспортирующих машин

1.3.4. Законы и параметры колебаний рабочего органа инерционных транспортирующих машин
1.3.5. Повышения эффективности транспортирования использованием дополнительной вибрации рабочего органа
1.4. Техникоэкономические основы применения в приводе
технологических машин линейных асинхронных двигателей
1.5. Структурные схемы и принципы построения энергетически
эффективных колебательных линейных асинхронных электроприводов с накопителями механической энергии КЛАП
1.6. Варианты технологических машин с КЛАП
1.6.1. Инерционный конвейер для транспортирования влажного сахара
1.6.2. Бункерапитатели с колебательным движением ворошителей
задвижек
1.7.Цели и задачи исследований по повышению эффективности работы
технологических машин в АПК применением КЛАП
ГЛАВА И. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В КЛАП
2.1. Особенности применения линейных асинхронных двигателей в КЛАП
2.2. Инженерная методика выбора и расчета конструктивных параметров и параметров схемы замещения ЛАД
2.2.1. Выбор конструктивных и главных геометрических размеров
двигателя КЛАП
2.2.2 Расчет параметров схемы замещения разновидностей ЛАД
2.3. Исследование динамических режимов работы ЛАД
2.3.1. Характеристики переходных процессов и методов расчета. Математическая модель ЛАД
2.3.2. Математическая модель ЛАД в среде МаОаЬ Бшипк
2.3.3. Анализ влияния параметров схемы замещения ЛАД на его электромагнитные переходные процессы
2.4. Анализ влияния параметров КЛАП на электромеханические переходные процессы ЛАД
2.5. Влияние электромагнитных переходных процессов на электромеханические характеристики ЛАД
2.6. Анализ динамических процессов в приводе по статическим механическим характеристикам ЛАД
2.7. Энергетика линейного асинхронного двигателя в КЛАП
2.8. Исследование дополнительных высокочастотных колебаний вторичного элемента ЛАД
2.9. Выводы
ГЛАВА III. ВЫВОД И ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ КЛАП ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ И УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ
3.1. Определение параметров режима автоколебаний
3.2. Определение параметров режима вынужденных колебаний
3.3. Исследование зависимости параметров установившихся
колебаний КЛАП от режимов работы ЛАД
3.4. Определение конструктивных параметров упругих накопителей механической энергии в КЛАП
3.5. Метод припасовывания для определения параметров переходных и установившихся колебаний КЛАП
3.6. Выводы
ГЛАВА IV. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН С КЛАП. ОЦЕНКА ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ
4.1. Математическая модель инерционного конвейера. Режим автоколебаний КЛАП
4.1.1. Реализация математической модели инерционного конвейера с КЛАП
4.1.2. Оценка влияния коэффициента жесткости упругих накопителей механической энергии на энергетические характеристики привода
4.1.3. Оценка влияния координат включения и выключения ЛАД на энергетические характеристики привода
4.1.4. Оценка влияния напряжения источника питания на энергетические характеристики привода
4.2. Математическая модель бункерапитателя с КЛАП ворошителей задвижек. Режимы вынужденных колебаний
4.2.1. Анализ влияния конструктивных элементов КЛАП и сыпучего материала на параметры колебательного процесса
4.2.2. Амплитудночастотные характеристики КЛАП ворошителейзадвижек бункерапитателя
4.2.3. Определение силы тяги ЛАД КЛАП ворошителейзадвижек бункерапитателя
4.3 Выводы
ГЛАВА V. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ ГРУЗОНЕСУЩИЙ ЖЕЛОБ ГРУЗ МНОГОЦЕЛЕВОГО ИНЕРЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА С КЛАП
5.1. Техникоэкономические основы использования индукционного нагрева
в технологической машине с КЛАП
5.2. Закономерности индукционного нагрева. Математическая модель температурного поля системы грузонесущий желоб груз
5.3 Исследование распределения температуры транспортируемого груза при различных режимах работы привода конвейера
5.4 Анализ КПД двухцелевого инерционного конвейера от изменения основных его параметров
5.5 Выводы
ГЛАВА VI. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
6.1. Программа и методика экспериментальных исследований
6.2 Экспериментальные установки КЛАП и
технологических машин с КЛАП
6.3.Результаты экспериментальных исследований
6.4 Экспериментальные исследования температурного поля желоба и индуктора ЛАД
6.5 Математическая обработка результатов экспериментов
6.6 Выводы
ГЛАВА VI ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН С КЛАП
7.1. Инерционный конвейер отходов металлообработки
7.2. Оценка экономической эффективности внедрения инерционного конвейера с двухцелевым КЛАП
7.3. Расчет экономической эффективности от использования бункера
питателя с КЛАП ворошителейзадвижек
7.4. Определение вероятного материального
ущерба от аварийных отказов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Эти детали постоянно находятся под динамическими нагрузками и во время работы завода часто выходят из строя. Замена связана с трудностями, так как требует полной разборки узла рессорной стойки или эксцентрикового механизма. Замена подшипников эксцентрикового механизма требует мин, замена рессорной стойки мин , . Остановка конвейера опятьтаки приводит к остановке всей технологической линии, простою и потерям от недовыпуска продукции. Затрудненные условия пуска приводного двигателя. При пуске конвейера требуются большие усилия для первоначального деформирования рессорных стоек и разгона маховика , . Таблица 1. Снизить до минимума процесс сегрегации груза и осаждения дисперсной фракции на дно желоба. Для этого необходимо отказаться от режима работы с интенсивным подбрасыванием груза. Увеличить отношение ускорений желоба во время прямого и обратного хода. Это способствует увеличению силы инерции при скольжении груза по желобу и эффективному преодолению адгезионной силы трения дисперсной фракции груза. Поставленные задачи могут быть решены при использовании инерционного конвейера системы Маркуса . Инерционный конвейер системы Маркуса, как и вибрационный, относится к качающимся конвейерам, но отличается тем, что работает без подбрасывания груза. Груз, находящийся на желобе мало подвержен процессу сегрегации благодаря отсутствию вертикальных вибраций и низкой частоте колебаний мин1 4. В отличие от вибрационных эффективное транспортирование инерционными конвейерами мало зависит от гранулометрического состава груза, объемной массы, газопроницаемости, взаимодействия между частицами и высоты слоя 4. Таким образом, применение инерционного конвейера системы Маркуса для транспортирования влажного сахара позволяет решить первую из перечисленных в предыдущем параграфе проблем. Для рассмотрения путей решения второй и третьей проблем необходимо более подробно рассмотреть принцип перемещения груза и конструкцию привода конвейера. Желоб совершает прямолинейное возвратнопоступательное движение в горизонтальной плоскости. В начале прямого хода рисунок 1. В конце прямого хода ускорение желоба аж изменяет знак и резко возрастает по абсолютному значению. Инерционные силы становятся больше сил трения аж и груз, получив импульс, начинает скользить по желобу вперед точка А. Скорость груза при постоянном сопротивлении линейно уменьшается и наконец становится равной скорости желоба точка С. С этого момента груз опять движется вместе с желобом без скольжения. Так как часть пути желоба представляет собой обратный ход, необходимо стремиться к сокращению отрезка СО. Перемещение груза за один цикл можно определить графоаналитическим методом. За цикл работы желоба груз проходит расстояние 5Г, равное заштрихованной на диаграмме площади АКСВЕА . Рисунок 1. Основным элементом инерционного конвейера системы Маркуса, обеспечивающим необходимый закон движения желоба, является механизм преобразования вращательного движения вала электродвигателя в возвратнопоступательное движение желоба. Имеются разные варианты кинематических схем таких механизмов 4. На рисунке 1. Ведущий кривошип 1, вращающийся равномерно, через редуктор связан с электродвигателем. Движение от кривошипа 1 передается через шатун 2 к ведомому кривошипу 3, вращающемуся уже неравномерно. Шатун 4 соединяет кривошип 3 с желобом 5. Диаграмма скоростей и ускорений желоба, изображенная на рисунке 1. Плоский шарнирный механизм с кривошипом и качателем привода качающегося конвейера изображен на рисунке 1 Кривошип механизма конвейера соединен через зубчатый редуктор с электродвигателем на рисунке двигатель и редуктор не показаны. Желоб конвейера совершает возвратнопоступательное движение в горизонтальном направлении. На рисунке он изображен в виде ползуна. Шарнир ползуна принимается за ведомую точку. Амплитуда колебаний желоба может в данном случае меняться в зависимости от точки шарнирного соединения шатуна 2 и коромысла 3. На рисунке 1. От кулисы 1 через звено 2 движение передается неравномерновращающемуся кривошипу 3, связанному через шатун 4 с ползуном 5 желобом конвейера.