XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Куликівський В.Л. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ГВИНТОВИХ ТРАНСПОРТЕРІВ ТА ШНЕКОВИХ ЖИВИЛЬНИКІВ ЗЕРНООЧИСНИХ МАШИН

асистент Куликівський В.Л.

Житомирський національний агроекологічний університет

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ГВИНТОВИХ ТРАНСПОРТЕРІВ ТА ШНЕКОВИХ ЖИВИЛЬНИКІВ ЗЕРНООЧИСНИХ МАШИН

В процесі дослідження динаміки зношування витків серійного та експериментального гвинтових транспортерів було встановлено, що найбільш інтенсивно процес зношування протікає на кутовій, периферійній частині витка, яка працює на максимальних радіусах обертання з поступовим зменшенням по мірі переміщення до центру (валу) [1]. Така нерівномірність зношування може бути пояснена наступним:

- впливом швидкості ковзання зернин по витку;

- нерівномірністю діючого тиску з боку потоку зернових частинок.

Біля завантажувальних лотків горизонтальних гвинтових транспортерів інтенсивність зношування периферійної частини витка у 1,2...1,3 рази більша ніж на інших аналогічних робочих ділянках по довжині гвинта в напрямку переміщення, вивантажування зернового матеріалу.

Причиною цього є протидія робочої поверхні гвинта, рух якої протилежний переміщенню зернового матеріалу в завантажувальному лотку. Чим частіше торцева поверхня гвинта діє на зерновий матеріал, тим швидше він загальмовується та знижується його проникність в транспортувальну частину, спричиняючи інтенсивніше зношування периферійної частини витка біля завантажувального лотка. Крім того, прохідні отвори в забірній частині сумарною площею, що визначається проекцією гвинта на його діаметральну площину, змінюються при обертанні робочого органу за величиною і положенням та створюють додаткові пульсації потоку матеріалу в процесі його захоплення.

Ще більш інтенсивніше процес зношування робочих поверхонь гвинтів протікає в похилих транспортерах, що орієнтовані під кутом до горизонту , особливо це стосується нижніх витків, які розміщені біля завантажувальної ділянки. Це обумовлено зростанням опору від тертя зернового матеріалу об робочу поверхню гвинта, кожуха та спричиняє більш швидке зношування периферійної частини витків і, як наслідок, зазор між торцем гвинта та внутрішньою стінкою кожуха зростає.

Запропонована конструкція експериментального транспортера [2] дозволяє керувати зазором між витками та кожухом, зменшити інтенсивність зношування периферійної робочої частини гвинта і, як наслідок, напрацювання до настання граничного стану збільшується в 1,5...1,8 рази у порівнянні з серійним шнеком.

В результаті розрахунків коефіцієнтів регресії було отримано наступну математичну модель другого порядку, що описує залежність питомої енергоємності процесу від змінних факторів:

image002398.gif             (1)

де y - критерій оптимізації - питома енергоємність процесу переміщення зернового матеріалу;image002399.gif  - кодовані значення факторів, відповідно частота обертання гвинтового робочого органу, зазор між витками та кожухом транспортера, кут нахилу гвинтового транспортера.

Перевірка на адекватність при 5% рівні значущості показала, що модель є адекватна, оскільки image002400.gif > image002401.gif.

Після проведення розкодування рівняння (1), для використання його в якості розрахункової формули, одержимо:

image002402.gif               (2)

де image002403.gif - питома енергоємність процесу переміщення зернового матеріалу, image002404.gif;

image002405.gif - частота обертання гвинтового робочого органу, об/хв; H - зазор між витками та кожухом транспортера, мм; image002406.gif  - кут нахилу гвинтового транспортера, град.

Сумісний аналіз впливу факторів на питому енергоємність процесу показав, що оптимальним є використання гвинтового транспортера з частотою обертання робочого органу image002407.gif об/хв, зазором між витками та кожухом H=2 мм, кутом нахилу транспортера image002406.gif=0 град, що дає змогу отримати питому енергоємність процесу переміщення зернового матеріалу гвинтовим транспортером в межах  image002403.gif= 38...47 image002404.gif, який відповідає існуючим вимогам для шнекових живильників зерноочисних машин.

При використанні запропонованого гвинтового транспортера зі встановленим мінімальним зазором між витками та кожухом показник питомої енергоємності процесу переміщення матеріалу знизився приблизно на 15 % у порівнянні з серійним шнековим живильником зерноочисної машини.

Під час експлуатації транспортера у результаті зношування робочої поверхні гвинта відбувається поступове збільшення зазору між витком та кожухом, що в свою чергу спричиняє поступове зростання питомої енергоємності процесу переміщення зернового матеріалу.

Крім цього, травмування зерна при транспортуванні є основним фактором, який регламентується агротехнічними вимогами, що запобігає неякісному протіканню процесу переміщення у шнеках будь-якого типу. Для визначення травмування зернового матеріалу гвинтовим транспортером було отримано рівняння регресії в загальному вигляді:

image002408.gif          (3)

де y - критерій оптимізації - травмування зернового матеріалу гвинтовим транспортером; image002399.gif - кодовані значення факторів, відповідно частота обертання гвинтового робочого органу, зазор між витками та кожухом транспортера, кут нахилу гвинтового транспортера.

Після розкодування рівняння (3) має вигляд:

image002409.gif           (4)

де image002410.gif - травмування зернового матеріалу гвинтовим транспортером, %.

Рівняння 4 показує, що при знаходженні першого і третього факторів на нульовому рівні ( image002405.gif=200 об/хв, image002406.gif=10  град), а другого на нижньому рівні (  H=2 мм) травмування зернового матеріалу гвинтовим транспортером складає image002410.gif = 0,24 %, найбільший вплив на зміну даного параметру здійснює зазор між витками та кожухом, наближення його до середніх розмірів зернових частинок призводить до підвищеного руйнування окремих зерен.

При зазорі меншому мінімальних розмірів зерен, защемлення їх в процесі переміщення по кожуху практично не спостерігається, а при зазорі, більшому трьох середніх розмірів частин (12 мм і більше), на дні кожуха утворюється пасивний ледь рухомий шар матеріалу.

При дослідженні травмування було з'ясовано, що використання експериментального транспортера дозволяє зменшити пошкодження зерна гвинтовим робочим органом до 0,29...0,31 % (у серійного шнекового живильника - 0,48 % ) при збереженні максимальної продуктивності процесу.

Зміна кута нахилу гвинтового транспортера не лише підвищує питому енергоємність процесу, але й впливає на зростання травмування зернового матеріалу, що переміщується. Найбільші значення травмування матеріалу зафіксовані при куті нахилу гвинтового транспортера більше 10 град.

Використання експериментального гвинтового транспортера покращує виконання технологічного процесу переміщення зернового матеріалу, особливості конструкції транспортера дозволяють контролювати питому енергоємність процесу переміщення та звести до мінімуму травмування зернового матеріалу. Це дає змогу збільшити термін експлуатації гвинтового живильника не менше ніж в 1,5 рази. Річний економічний ефект від експлуатації модернізованої самопересувної зерноочисної машини зі встановленим експериментальним гвинтовим транспортером становить 10 500 грн.

Література:

1. Бойко А.І. Дослідження динаміки спрацювання периферійної частини витка шнекового робочого органу / А.І. Бойко, В.М. Савченко, В.Л. Куликівський // Науково-виробничий журнал: Техніка і технології АПК. - 2011. № 5. - С. 20-22.

2. Пат. 58312 Україна, МПК B65G 33/00. Гвинтовий транспортер / А.І. Бойко, В.М. Савченко, В.Л. Куликівський; заявник В.Л. Куликівський. - № u201010970; заяв. 13.09.2010; опубл. 11.04.2011, Бюл. № 7, 2011 р.

 


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>