Вплив конструктивно–технологічних параметрів забірних пристроїв гвинтових конвеєрів на процес транспортування сипких матеріалів

Размещено на http://www.allbest.ru//

Вплив конструктивно - технологічних параметрів забірних пристроїв гвинтових конвеєрів на процес транспортування сипких матеріалів

Серілко Д. Л., стажист-дослідник

В статті розглянуто вплив конструктивно-технологічних параметрів забірних пристроїв гвинтових конвеєрів на процес транспортування сипких матеріалів і визначені основні напрямки зниження енергоємності цього процесу.

The influence of structural technological parameters of intake devices of hellical conveyers on the process of transporting of friable materials is considered. The basic directions of power-consuming reduction of this process are determined.

Гвинтові конвеєри в даний час є основними засобами безперервного переміщення сипких сільськогосподарських матеріалів. В світі використовується значна кількість шнекових транспортерів для транспортування зерна, не рахуючи шнеків, які є частинами складних сільськогосподарських машин. Вони також широко застосовується для вертикального, горизонтального та похилого транспортування сипких та в'язко пластичних матеріалів, бо мають гранично просту конструкцію, відрізняються компактністю і надійні в експлуатації. Разом з тим, суттєвим недоліком гвинтових механізмів є зниження їх продуктивності при великих частотах обертання гвинта внаслідок збільшення відцентрових сил в зоні завантаження, що приводить до зростання енергоємності процесу транспортування даними пристроями. Ліквідувати ці недоліки можна вибором оптимального способу завантаження гвинтового конвеєра.

Як відомо, із збільшення довжини гвинта в забірній частині продуктивність гвинтового конвеєра збільшується, але ця залежність не є лінійною і її характер визначається кутовою швидкістю шнека.

Так при вертикальному транспортуванні при деякому критичному значенні довжини гвинта в забірній частині, подальше збільшення довжини не впливає на продуктивність гвинтового конвеєра, зростання продуктивності шляхом збільшення забірної частини пов'язано з питомої енергоємності процесу транспортування, особливо при великих кутових швидкостях обертання гвинта. Це викликано збільшенням втрат енергії на перемішування матеріалу в бункері гвинтового конвеєра

Не дивлячись на значну кількість робіт, присвячених вивченню транспортування матеріалів шнековими механізмами, в даний час існують тільки експериментальні дослідження різних способів завантаження, виходячи з яких даються рекомендації по вибору завантажувальних пристроїв.

В роботах Ю.В. Волкова, В.И. Юзова приводиться порівняльний аналіз експериментальних досліджень роботи гвинтових конвеєрів при різних способах завантаження. Приведена також класифікація способів завантаження гвинтових транспортерів [1,2,3,4]. Дослідженнями встановлено, що гвинтова лопать є складною перешкодою на шляху потоку матеріалу в забірній камері, на який діють пульсуючі удари і рух стає нерівномірним. Внаслідок цього, із збільшенням числа обертів забірна здатність гвинта зменшується. Для більш ефективної роботи шнека з великим числом обертів необхідно застосовувати забірні пристрої.

На рис.1 наведена порівняльна оцінка різних по формі завантажувальних пристроїв.

Робиться також висновок, що оптимальним є кругове завантаження при довжині завантажувального вікна l0 = (2…4) S. Максимальна продуктивність досягається при 1200-1700 об/хв для шнеків малого діаметру (0,05...0,09 м) i при 600-800 об/хв для шнеків великого діаметру (0,1..0,15м). Встановлено також, що до 50% споживаної шнеком потужності витрачається на забір матеріалу.

Для забезпечення високопродуктивної роботи гвинтових механізмів застосовуються спеціальні забірні пристрої. Найбільш широке застосування, особливо для вертикальних конвеєрів, отримали гвинтовi живильники), якi дозволяють збільшити ступінь заповнення конвеєра, в порівнянні з гравітаційним завантаженням на 10...15%.

Дослідженнями А.С. Щербакова та А.Г. Левітіна [5] встановлено, що суттєвим впливом на велечину продуктивності є відношення довжини завантажувального вікна до кроку і конструкції приймальної частини шнека. Встановлено також, що для швидкохідних гвинтових конвеєрів необхідно застосоувати бокову подачу матерілу і гвинт з кроком рівний діаметру D по всій довжині. Кожному значенню відносної довжини Відповідає своє значення максимальної продуктивності.

Значним кроком в області проектування гвинтових конвеєрів є створення спеціального лопатевого живильника [6], який забезпечує практично будь - яке заповнення конвеєра в широкому діапазоні частот обертання гвинта

На рис.2 наведена класифікація способів завантаження гвинтових конвеєрів.

Метою роботи є визначення основних напрямків зниження енергоємності процесу транспортування сипких матеріалів гвинтовими конвеєрами.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 2. Класифікація способів завантаження гвинтових конвеєрів

транспортування гвинтовий конвеєр

Для узагальнення експериментальних даних, необхідно встановити взаємозв'язок між величинами, які впливають на продуктивність та споживану потужність гвинтових конвеєрів.

В загальному випадку цей взаємозв'язок можна подати у вигляді таких залежностей між безрозмірними комбінаціями основних параметрів шнеків:

, (1) . (2)

де - об'ємний к.к.д. гвинтового конвеєра;

- енергетичний к.к.д гвинтового конвеєра;

- діаметр вала гвинта;

- зовнішній діаметр гвинта;

- крок гвинта;

- коефіцієнт швидкохідності;

- коефіцієнт внутрішнього тертя сипкого матеріалу;

- коефіцієнт тертя матеріалу по поверхні гвинта;

- коефіцієнт тертя матеріалу по поверхні кожуха гвинтового конвеєра.

При математичній обробці експериментальних даних можна прийняти наступні загальні критерії продуктивності та енергоємності:

,(3)

.(4)де - об'ємна продуктивність гвинтового конвеєра, ,

- частота обертання, ;

- споживана потужність, ;

- насипна вага,

- висота піднімання, .

Виходячи з аналізу досліджень проведених різними вченими можна розглянути основні напрямки зниження енергоємності процесу транспортування гвинтовими конвеєрами ( рис.3).

На базі теоретичних та експериментальних досліджень в Національному університеті водного господарства та природокористування розроблені конструкції пристроїв для підвищення продуктивності шнекових механізмів з покрашеними енергетичними показниками [7,8,9].

Проведений аналіз впливу конструктивно - технологічних параметрів забірних пристроїв гвинтових конвеєрів на процес транспортування сипких матеріалів дозволяє визначити основні напрямки вдосконалення цього процесу і проектувати шнекові механізми з покращеними техніко - економічними даними.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 3. Основні напрямки зниження енергоємності процесу

транспортування гвинтовими конвеєрами

Литература

1. Волков Ю. В. К исследованию загрузочного устройства винтового транспортера //Труды СИСХМ Вып. 41. , ч. II. Саратов 1968. -- С. 21 - 22.

2. Волков Ю. В. К исследованию процессов в заборной камере винтового транспортера. Труды СИСХМ Вып. 42. , ч. I. Саратов 1969. -- С. 19 - 21.

3. Волков Ю. В. К исследованию заборной способности винтового транспортера. Труды СИСХМ Вып. 43. Саратов 1970. -- С. 27 - 32.

4. Юзов В. И. Исследования процесса загрузки вертикального винтового конвеєра для портовых перегрузочных машин. Дис. на поиск. уч. ст. канд. тех. наук. Л. : ЛИВТ, 1985. - 188 с.

5. Щербаков А.С, Левитин А. С. Исследование влияния конструктивных факторов на производительность быстроходных винтовых конвейеров //Строительные и дорожные машины. Ярославль, 1980.- Вып. 4.-- С.83-88.

6. Патент 349153 (СССР). Шнековый конвейер /Сиберсон О. Л. Опубл. в Б. И., 1972. №25.

7. А. с. 1715683 (СССР). Заборное устройство винтового конвейера /Генералов М.Б., Серилко Л. С., Татьянин В. Н. - Опубл. в Б. И. , 1992. №8.

8. А.с. 1808797 (СССР). Заборное устройство винтового конвейера /Генералов М.Б., Татьянин В. Н., Хижняков А. В. - Опубл. в Б. И., 1993. №14.

9. Пат№7433 Україна, В65G33/00 Гвинтовий конвеєр/ Кожушко Л.Ф., Серілко Л.С., Серілко Д.Л №-20041210452; Заявл. 20.12.2004; Опубл. 15.07.2005. Бюл. №7-2с.

Размещено на Allbest.ru