Результати експериментальних досліджень з визначення тягового зусилля робочих органів трубчатого конвеєра

Размещено на http://allbest.ru

2

Результати експериментальних досліджень з визначення тягового зусилля робочих органів трубчатого конвеєра

Постановка проблеми в загальному вигляді та її зв'язок із важливими науковими чи практичними завданнями. Транспортування сипких матеріалів сільськогосподарського виробництва в замкнутих стаціонарних трубчатих магістралях різної конфігурації широко застосовується при годівлі тварин і птиці. Як робочий орган використовуються скребкові шайби, закріплені з певним кроком на гнучкому тяговому робочому органі. Привід таких робочих органів здійснюється за допомогою обертових зірочок, між зубами яких розташовуються скребки, що забезпечує переміщення сипкого матеріалу в направляючому кожусі. Уздовж горизонтальної вивантажувальної ланки технологічної траси періодично встановлені дозувальні вивантажувальні лійки, які спрямовують сипкий транспортований матеріал до зони вивантаження.

Аналіз останніх публікацій, в яких започатковане розв'язання даної проблеми і на які спирається автор, виділення не розв'язаних раніше частин загальних проблеми, котрим присвячується означена стаття. Дослідженням питань підвищення ефективності роботи трубчатих та скребкових шайбових конвеєрів, розроблення методів розрахунку їх параметрів займалися вчені, серед яких Р.Л. Зенков, І.І. Івашков, Л.М. Колобов [1], С.В. Громов [2], В.М. Долгунін [3], А.А. Айзерман [4] та інші.

Аналіз відомих досліджень [1, 2, 3] показав, що основними недоліками існуючих робочих органів є їх висока матеріаломісткість, що призводить до підвищених сил тертя при транспортуванні матеріалів, а також низька ремонтна здатність (при поломці однієї шайби або критичного зношення її поверхні необхідно демонтувати весь робочий орган), а також обмежені функціональні можливості.

Формулювання цілей статті (постановка завдання). З метою підвищення експлуатаційних показників шайбових конвеєрів необхідно розробити нову конструкцію робочого органа, виконаного на основі секційних елементів, для їх заміни у випадку виходу з ладу, а також експериментальну установку трубчастого конвеєра та провести лабораторні дослідження для встановлення зміни величини тягового зусилля робочого органа на різних ділянках технологічної траси при застосуванні різних типів скребків.

Виклад основного матеріалу дослідження з повним обґрунтуванням отриманих наукових результатів. Для розв'язання поставленої задачі розроблена конструктивна схема робочого органа шайбового конвеєра [4], який зображено на рис.1.

Він складається з корпуса 1 трубчатої форми, в якому розміщується осьовий прутковий секційний елемент, що містить кільце 2, гаки 3 і 7, кришку 4 конусоподібної форми з поздовжнім пазом 5. Для зменшення коефіцієнта тертя з периферійними зачепами привідних зубчатих коліс кришку доцільно виготовляти з поліамідів, армованих скляним волокном.

Рис. 1 - Конструктивна схема робочого органа шайбового конвеєра

конвеєр тяговий зусилля

За допомогою поздовжнього паза кришку проводять через гак 7, а далі шляхом стискання спіралеподібного кільця відбувається його замикання у внутрішній периферійній поверхні кришки.

Вільний гак 7 першої секції входить у зачеплення з гаком 3 наступної секції, утворюючи ланцюгове з'єднання. Кришка виконує функцію кріплення кільцевої поверхні секційного елемента, а також транспортування матеріалу.

Шайбовий транспортер приводиться в рух зубчатим колесом (на кресленні не зображено), що здійснює контакт по конусоподібній поверхні кришки. При русі транспортера сипкий матеріал 6 через завантажувальний бункер захоплюється кришками і переміщується в зону вивантаження.

Для визначення сили опору при переміщенні робочого органа на прямолінійній, криволінійній та вертикальній ділянках технологічних трас, а також установлення ступеня змішування компонентів сумішей розроблено експериментальну установку, зображену на рис. 2.

Оскільки шлях транспортування сипких матеріалів відповідає відстані від завантажувальної 7 до вивантажувальної 12 горловин, то довжина троса 2 від верхнього блока 3 до мірних вантажів 1 з однієї сторони, а також відстань від датчика зусилля 18 до електропривода 19 з іншої сторони троса 17 повинні відповідати сумарній довжині технологічної траси всіх ділянок (горизонтальної, вигнутої криволінійної, вертикальної, випуклої криволінійної та горизонтальної).

Для дослідження процесу змішування двокомпонентної сипкої суміші в зоні завантаження матеріалу встановлено завантажувальну горловину 7 та дозатор 8, а тяговий робочий орган з бункерними скребками 6 розташований у напрямній трубі різної конфігурації, яка містить горизонтальну 5, вигнуту криволінійну 9, вертикальну 10, випуклу криволінійну 11 та горизонтальну 14 ділянки. У зоні вивантаження матеріалу встановлено вивантажувальну горловину 12 та місткість для вантажу 13.

Рис. 2 - Лабораторна експериментальна установка трубчастого конвеєра з бункерними скребками: а - схема установки; б - зовнішній вигляд установки: 1 - вантаж; 2, 17 - трос; 3, 4, 15, 16 - направляючі блоки; 5 - горизонтальна ділянка траси; 6 - тяговий орган зі скребками; 7 - завантажувальна горловина; 8 - дозатор; 9 - вигнута криволінійна ділянка; 10 - вертикальна ділянка; 11 - випукла криволінійна ділянка; 12 - вивантажувальна горловина; 13 - місткість для вантажу; 14 - горизонтальна ділянка; 18 - корпус з датчиком зусилля (індуктивний датчик ІА1288УБ10/ШР); 19 - електропривод установки; 20 - комутатор та блок живлення системи вимірювання; 21 - аналогово-цифровий адаптер АБА-1406; 22 - персональний комп'ютер

Процес проведення експериментальних досліджень полягає в наступному. Довжину троса від датчика зусиль 18 до електропривода 19 розбивають на ділянки, які відповідають відповідно горизонтальній ділянці в зоні завантаження матеріалу, вигнутій криволінійній, вертикальній, випуклій криволінійній та горизонтальній до вивантажувальної горловини.

Далі відбувається процес забору матеріалу та його транспортування. Сила опору переміщенню робочого органа фіксується датчиком зусилля 18, а далі через комутатор та блок живлення системи вимірювання 20 через аналогово-цифровий адаптер 21 сигнал перетворюється та відображається у вікні дисплея комп'ютера 22. При проведенні експериментальних досліджень застосовувалися скребкові шайби із суцільною торцевою поверхнею скребків (рис. З, а), а також із внутрішніми отворами різних діаметрів для пересипання та одночасного змішування компонентів сипкого матеріалу (рис. 3,6).

Рис. 3 - Скребкові шайби: а - із суцільною торцевою поверхнею; б - з внутрішніми отворами

При проведенні експериментальних досліджень на тяговому робочому органі застосовувалися п'ять підряд розташованих скребкових шайб.

Дослідження виконувалися в п'ятикратній повторюваності при транспортуванні комбікорму, а отримані результати записувалися в таблиці.

За результатами проведених експериментальних досліджень побудовані графічні залежності (рис. 4, 5) зміни тягового зусилля при переміщенні блока шайбових скребків у часі на різних ділянках технологічної траси та при різних поступальних швидкостях робочого органа.

Рис. 4 - Графічні залежності зміни тягового зусилля Ґ_т при переміщенні блока шайбових скребків у часі ґ на різних ділянках технологічної траси при поступальній швидкості робочого органа V = 0,15 м/с: ^ - суцільні шайбові скребки; ¦ - шайбові скребки з внутрішнім отвором; * - переміщення скребків без вантажу