автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Инерционный конвейер влажного сахара со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода

На правах рукописи

Акчурин Салават Вагимович

ИНЕРЦИОННЫИ КОНВЕЙЕР ВЛАЖНОГО САХАРА

СО ЗВЕНОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗГОНА ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Специальность 05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

005542^0

Санкт-Петербург - Пушкин - 2013

005542545

Работа выполнена на кафедре «Электрические машины и электрооборудование» ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Линенко Андрей Владимирович

Официальные оппоненты:

- Епифанов Алексей Павлович доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электрические машины и электропривод» ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»;

- Шагаргазин Артур Саримович кандидат технических наук, технический директор ООО «Эком».

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная

агроинженерная академия»

Защита состоится « 27 » декабря 2013 года, в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д220.060.06 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, 2, ауд. 2.719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан ноября 2013 года.

Автореферат размещен на сайтах: http:vak2.ed.gov.ru, http:spbgau.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

у7 Смирнов Василий / Тимофеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На сегодняшний день общая производственная мощность сахарных заводов РФ составляет более 50 тыс. т/сут., в каждом из них имеется участок, в котором транспортирование влажного сахара производится вибрационным конвейером. Это обусловлено критериями, включающими в себя совокупность технологических факторов производства и свойств материала.

Однако эксплуатация вибрационных конвейеров сопряжена с трудностями, вызванными режимом работы с подбрасыванием груза и наличием в электроприводе сложного и имеющего весьма низкую надежность механического преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное.

Ранее были попытки повышения эффективности транспортирования влажного сахара путем применения инерционного конвейера системы Маркуса с линейным асинхронным электроприводом (ЛЭП), в которой исключены преобразователи вида движения из вращательного в возвратно-поступательное. Но данное техническое решение имеет недостатки, так как предусматривает работу в режиме частого пуска и отключения линейного асинхронного двигателя (ЛАД). Каждый пуск сопровождается переходными процессами: длительными пусковыми токами, рывками и большими динамическими нагрузками, что негативно влияет на эффективность работы инерционного конвейера.

Решением данных недостатков является применение в ЛЭП возвратно-поступательного движения звена предварительного разгона.

Тематика работы отвечает «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ до 2020 года» и соответствует разделу Федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ: шифр 01.02 «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 года».

Цель работы: повышение эффективности работы инерционного конвейера для транспортирования влажного сахара путем применения ЛЭП со звеном предварительного разгона.

Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать конструкцию ЛЭП со звеном предварительного разгона и согласовать ее установку в инерционный конвейер влажного сахара.

2. Разработать математическую модель инерционного конвейера на базе ЛЭП со звеном предварительного разгона, позволяющую определить параметры колебаний транспортирующего лотка от режимов работы ЛЭП.

3. Разработать методику исследования инерционного конвейера на базе ЛЭП со звеном предварительного разгона, создать экспериментальный стенд и провести его исследование, проверить адекватность разработанной математической модели. ;

4. Исследовать влияние режимов работы и конструктивных параметров разработанного привода инерционного конвейера на его характеристики и эф-

фективность работы. Разработать рекомендации по проектированию инерционного конвейера на базе ЛЭП со звеном предварительного разгона.

' Объект исследования: электромеханические процессы в инерционном конвейере на базе ЛЭП со звеном предварительного разгона.

Предмет исследования: закономерности изменения параметров колебаний основных узлов инерционного конвейера и параметров электромеханических процессов ЛЭП в зависимости от конструктивных элементов и режимов работы.

Методы исследований: для исследования поставленных в диссертационной работе задач использованы фундаментальные законы и уравнения механики и электромеханики, основные положения теории электропривода, метод объектно-визуального моделирования в среде МаЙаЬ, методы математической статистики.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оригинальная конструкция ЛЭП со звеном предварительного разгона для инерционного конвейера влажного сахара.

- математическая модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований, отражающие изменения параметров электромеханических переходных процессов и колебаний основных узлов инерционного конвейера в зависимости от конструктивных элементов и режимов работы ЛЭП со звеном предварительного разгона.

Оригинальность конструкции электропривода инерционного конвейера на базе ЛЭП со звеном предварительного разгона защищена патентом РФ на изобретение №2422348.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов:

В ходе диссертационного исследования создан инерционный конвейер со звеном предварительного разгона ЛЭП. Полученные результаты позволяют дать рекомендации по проектированию, которые могут быть использованы при инженерных расчетах для различных технологических линий в АПК. Экспериментальный стенд - инерционный конвейер с многоканальной выдачей результатов и их математической обработкой на ЭВМ в современных программных продуктах можно использовать для его многостороннего физического исследования.

Результаты исследования приняты к внедрению в ООО «Раевсахар» Алынеевского района Республики Башкортостан и используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 7 научно-практических конференциях, в том числе, на Международной научно-практической конференции молодых ученых (Санкт-Петербург - Пушкин, 2013, Санкт-Петербургский ГАУ); 49, 50, 52 Международных научно-практических конференциях «Достижения науки-агропромышленному производству» (Челябинск, 2010, 2011, 2013 г., Челябинская ГАА), Всероссийской научно-практической конференции «Научное обес-

печение развитая АПК в современных условиях» Ижевск, 2011 г., Ижевская ГСХА) и научно-технических конференциях Башкирского ГАУ.

Инерционный конвейер влажного сахара со звеном предварительного разгона ЛЭП был удостоен серебряной медали на конкурсе «Золотая осень-2013» по номинации «Лучший инновационный проект».

Публикации. По результатам исследований получено два патента РФ, опубликовано 10 статей, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы, включающего в себя 113 наименований, и 6 приложений. Основное содержание работы изложено на 124 страницах текста, содержит 62 рисунка, 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, определена цель, поставлены задачи, кратко изложены основные положения, выносимые на защиту, представлена общая характеристика работы.

В первой главе «Современное состояние вопроса и пути повышения эффективности работы инерционного конвейера влажного сахара» приведен обзор существующих конвейеров влажного сахара, проведён анализ процесса инерционного транспортирования влажного сахара в технологической линии производства сахара.

Обзор существующих конвейеров влажного сахара показал, что на сахарных заводах России, Украины и Республики Беларусь, массово применяемым типом конвейеров, является вибрационный конвейер (трясун) Ш53-ПТА-3 подобный по конструкции конвейерам, применяемым за рубежом.

Установлено, что причиной большинства простоев на заводах является несоответствие характеристик вибрационного конвейера свойствам груза.

Недостатки конвейера в основном обусловлены видом движения и высокой частотой колебаний рабочего органа, что приводит к сегрегации и налипанию груза на поверхность транспортирующего лотка. Кроме того, наличие в приводе механического преобразователя вращательного движения вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение транспортирующего лотка, существенно снижает надежность и эксплуатационные свойства конвейера.

Применение ЛАД в приводе возвратно-поступательного движения дает возможность заметного улучшения свойств технологического оборудования, т.к. ЛАД обеспечивает непосредственное преобразование электрической энергии в энергию поступательного движения.

Применение ЛАД в приводе производственно-технологического оборудования описано в работах: Аипова P.C. Вольдека А.И., Веселовского О.Н., Епифанова А.П., Насар С.А. Сарапулова Ф.Н., Сапсалева А.Н., Свечарника Д.В., Соколова В.Е., Скобелева А.Н., Ямамура С. и др.

Были предложения повышения эффективности транспортирования влажного сахара путем применения инерционного конвейера на базе ЛАД совместно с упругими накопителями механической энергии.

Для получения возвратно-поступательного движения без дополнительных механических узлов необходимо применять реверс ЛАД, что предполагает работу машины в режиме пуска и торможения. Каждый пуск сопровождается скачками токов, которые перегружают обмотки машины и цепь коммутирующего аппарата и приводят к дополнительным потерям энергии.

Пуск так же сопровождается броском электромагнитного усилия, что приводит к дополнительным динамическим нагрузкам и, в случаи инерционного транспортирования, к проскальзыванию груза в обратном направлении, что снижает эффективность транспортирования и повышает эксплуатационные затраты.

Для снижения длительности пусковых токов, как наиболее простой и эффективный способ, применимый в приводе возвратно-поступательного движения с ЛАД является предварительный разгон его индуктора или вторичного элемента.

Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе «Выбор конструкции и составление математической модели инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП» рассмотрены варианты реализации звена предварительного разгона ЛЭП (рис. 1) в инерционном конвейере и проведено их теоретическое исследование.

-ч -А А А \ \ _\ \_

АЧЧЧЧЧЧЧАЧЧЧЧЧ^ЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧУ УЛ>ЛЧЧЧ\ЧЧЧЧЧ\\ЧЧЧччччччуччучччуч\'»

Ал ^^»ад /\ ^Е^ / \

'а! х/ \1

я б

Рисунок 1 Кинематические схемы ЛЭП с предварительным разгоном индуктора — а, с предварительным разгоном вторичного элемента - б: 1 - индуктор ЛАД; 2 - вторичный элемент ЛАД;

3 - транспортирующий лоток, 4 - основание

На рис. 2 показана расчетная схема инерционного конвейера с предварительным разгоном вторичного элемента ЛЭП с указанием действующих сил на транспортируемый груз 1, транспортирующий лоток 3 и вторичного элемента ЛАД 8.

Инерционный конвейер работает следующим образом: при подключении индуктора 10 блоком управления 14 к сети, вдоль индуктора 10 создается бегущее магнитное поле, например в сторону упругого элемента 4. Бегущее магнитное поле взаимодействует с током во вторичном элементе 8. Возникает электромагнитная сила между индуктором и вторичным элементом ЛАД. Так как вторичный элемент имеет возможность двигаться относительно транспортирующего лотка 3, ускорение вторичного элемента будет больше, чем ускорение лотка, при этом упругий элемент 11 сжимается. По мере разгона лотка упругий элемент 11 разжимается, тем самым обеспечивается дальнейший разгон лотка.

Рисунок 2 - Расчетная схема инерционного конвейера с предварительным разгоном вторичного элемента ЛАД: 1- транспортируемый груз; 2, 7- упоры лотка, 3- транспортирующий лоток, 4, 6, 11- упругие элементы; 5- опорные ролики; 8- вторичный элемент; 9- направляющие вторичного элемента; 10- индуктор; 12, 13- датчики положения лотка; 14- блок

управления; 15-основание

При достижении упором 2 датчика положения 13 блок управления отключает индуктор от сети. Лоток, движущийся по инерции, взаимодействует с пружиной 4. Пружина 4 сжимается, затем, разжимаясь, разгоняет лоток со вторичным элементом в обратном направлении. После взаимодействия с пружиной 6 лоток, двигаясь вправо, достигает упором 2 датчика положения 12. Блок управления 14 подключает индуктор 10 повторно к сети, и процесс повторяется.

Перемещение транспортируемого груза 1 происходит за счет его силы инерции при резком торможении лотка пружиной 4.

По рис. 2 составлены уравнения сил действующих на вторичный элемент, лоток и транспортируемый груз, по которым построена математическая модель их движения с применением кусочно-постоянных функций Хевисайта в(х) и сигнум sign(x). Для описания математической модели приняты следующие системы координат: ХОУ - неподвижная относительно основания, Х'О'У - неподвижная относительно лотка 3.

Причем перемещение, скорость, ускорение транспортируемого груза и лотка в этих системах связаны следующим образом:

х = х

г? лгр

' Хл ' Х в.э. ~ Хв.з. Хл '

х гр,х в.э. - перемещение транспортируемого материала и вторичного эле-

мента, соответственно, по оси О'Х', м; хгр , хе.

X,-

перемещение транспорти-

руемого материала, вторичного элемента и лотка, соответственно, м. Напряжение питания ЛАД:

и, = ит ■в(хл)-в(х^-хка)-в(хй1

(1)

где иист - напряжение источника питания, В; х^, хеык1 - координаты датчиков включения и выключения напряжения питания ЛАД, м.

Ускорения транспортирующего лотка, транспортируемого груза и вторичного элемента, соответственно м/с2:

упр.е.3. упр.л рол тр.гр трв.э.-"

Хл = т.

= SignC-i'^, ) • g ■ + (l - sign|x'j)x

X (sign(xj • g • 4 • efel - g • /J+ X, ■ e(g ■ - |x,|)),

*.л = ^ЛЛД ~ Fynp.«.э. ~ -^тр.в.э.), (4)

в.э.

где ?пд, твэ - масса транспортирующего лотка и вторичного элемента, соответственно, кг; - коэффициент трения транспортируемого груза об поверхность лотка; g - ускорение свободного падения, м/с2; Fy„p.e э. - сила упругого элемента звена предварительного разгона, Н:

Fynpe.3=e{x\3)-{kn-x\3+Fon), (5)

где ки - коэффициент жесткости упругого элемента звена предварительного разгона 11, Н/кг; ^о.н- сила предварительного сжатия упругого элемента 11, Н; Fynpn - сумма сил упругих элементов 6 и 4 действующих на лоток с учетом координат их расположения и сил их предварительного сжатия F).б и FaA ,Н; Руч.» = Fynp.6 + F}W,4 = в(х7 -хт )х(к6-(хл -хтл) + F06) +

(6)

+ - хта )x(i4- (х, - хеык1) + Foa ),

где К,, - коэффициенты жесткости упругих элементов 6 и 4, Н/м; /V - сила сопротивления опорных роликов лотка, Н:

^рол = KpK-sign(xJ-e(xJ + (Fyr,peD-Fynpl-FTprp)y.

х (l - - fWJ - (l - в|хл|)+

+ F^. ■ sign (Fynp e 3 - л - F^ ) x (7)

x , " Fynp- F^l - {в\х,\),

где /V = (m* + m-p + т, з )' S ■ /рол - сила трения качения роликов, Н; т^ . масса транспортируемого груза, кг; /рол - коэффициент трения качения роликов. F - сила трения транспортируемого груза об поверхность лотка, Н:

^тргр = »W (8)

■'Чр вэ. - сила трения в направляющих звена предварительного разгона, Н: ^рв, = + ЪУ■ s W.э )• в(х\ , ) + (F.)х(1 -0(F)).(l -0|i'e3j)+

+ (Fw + Forp) ■ sign(Fe) x (ö|F,|- (FTp + Forp)> {в\х\э\\ где F-rp aL - сила трения скольжения, H; Forp - сила, учитывающая ограничение хода вторичного элемента в сторону отрицательного перемещения относительно транспортирующего лотка, Н:

Forv = 0(sign(x',.,.)) • 0(signOV,)) • оо, (9)

Fs - сила взаимодействия вторичного элемента и лотка, Н:

т

р _ z? _ г;__'"8.э. г р —К —. F _ /Г V

» Гллд упр.в.э. \ГЛАД 1 упр.л J гр.гр гроя)>

8.Э. Л

— f(P\>Xe.э) - продольная сила, развиваемая ЛАД, подчиняющаяся уравнению электромеханического преобразования энергии Парка-Горева и зависящая от значений подаваемого напряжения [//, скорости вторичного элемента, параметров схемы замещения, полюсного деления и синхронной скорости ЛАД.

В третьей главе «Методика исследования инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП» описывается методика исследований, направленных на установление взаимосвязей в электроприводе инерционного конвейера.

Для исследования математических моделей конструкций инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП определены параметры схемы замещения ЛАД: R/=0,5 Ом, Х,= \ Ом, Х2 =0,1 Ом, Хт=5 Ом, R2 =1 Ом, и полюсное делениег=0,036 м.

При исследовании приняты за базовые величины: масса транспортируемого груза 172 кг и масса транспортирующего лотка 550 кг, которые соответствуют заводскому конвейеру Ш53ПТА-3 с производительностью по сахару 450 т/сут.

Введено понятие коэффициента энергоемкости разгона е транспортируемого груза, как один из критериев оценки эффективности работы инерционного конвейера:

Wx

е=Т~'

^к.гр.

где Wi - электрическая энергия, затрачиваемая для передачи кинетической энергии транспортируемому грузу, находящемуся на транспортирующем лотке, Дж; Ек.гр - кинетическая энергия транспортируемого груза, приобретённая за время разгона, Дж.

Математическая модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП реализована и исследована в приложении БтиНпк программы МАТЬАВ.

Создана физическая модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП, общий вид которой представлен на рисунке 3.

ЛаЯИ - 1 Рисунок 3 - Эксперимен-

тальный образец инерци-| ïjlj§È -,''ItöfflaSr*^ 2 x&s*. онного конвейера влаж-

* УщШШГ 3 ного сахара со звеном

■ ^яг^^вяу^!^^ ¿f. ' предварительного рцзго-

\ "isg; ~ ' j^Ê/ÊSê ^ 5~' ~jÊmS на ЛЭП: транспорти-

ЛшяШШ&Шг \ v У рующий лоток; 2-ролики;

^^Ш^Щ^Р^^^^НП ö ¿ЯВ^ '-jjr З-вторичный элемент

^ЩЩрг ДНИ ^нЕ^!^ ЛАД; 4-упругий элемент;

jBr 5-основание; 6-индуктор

W ЛАД

Установка оснащена современной контрольно-измерительной аппаратурой с многоканальной регистрацией результатов измерений и их математической обработкой на ЭВМ, базирующихся на современных программных продуктах. Для контроля тока используется активный линейный датчик тока марки CKLAICF фирмы «Honeywell», для измерения перемещения вторичного элемента в стендах использовался датчик перемещения «Gefran». Сигналы с датчиков регистрировались многоканальным осциллографом (аналогово-цифровьтм преобразователем) PCS64Î фирмы «Velleman», с последующей записью сигнала на жесткий диск компьютера. Далее сигнал обрабатывался в программе Microsoft Excel, в результате чего определились действительные значения тока, потребляемого индуктором ЛАД, перемещения, скорости и ускорения вторичного элемента в реальном масштабе времени.

Погрешность измерений определялась путем математической обработки полученных результатов с использованием метода доверительных оценок распределения Стьюдента (в программе Statistica).

В четвертой главе «Результаты исследований. Определение конструктивно-технологических параметров ЛЭП инерционного конвейера» приведены теоретические исследования разработанного инерционного конвейера в среде объектно-визуального моделирования Matlab (Simulink) и экспериментальные исследования на опытном образце, доказана адекватность математической мо-

дели.

При исследовании процесса разгона подвижного элемента получены расчетные временные зависимости перемещений и скоростей (рис. 4,аи б), по которым можно определить длину участка разгона Хн, необходимую для полной передачи энергии накопленной звеном предварительного разгона при пуске.

Выявлено, что конструкция привода с предварительным разгоном индуктора ЛАД не обеспечивает необходимую плавность пуска, что объясняется жесткой связью транспортирующего лотка с вторичным элементом, из-за которой усилия переходного процесса передаются от вторичного элемента к транспортирующему лотку и приводят к проскальзыванию транспортируемого материала в обратном направлении.

Данный недостаток отсутствует в конструкции с предварительным разгоном вторичного элемента Ул = УГР (рис. 4, б), т.к. связь последнего с транспортирующим лотком посредством упругих элементов обеспечивает сглаживание динамических усилий воздействующих на вторичный элемент.

Рисунок 4 - Процесс непрерывного разгона инерционного конвейера с предварительным разгоном вторичного элемента ЛЭП: Хвэ (Увэ), Хл(Ул), Хгр (Угр) ~ перемещение (скорость), соответственно, вторичного элемента, транспортирующего лотка, транспортируемого груза, '/о - синхронная скорость ЛАД; /' - ток ЛАД: 1, — без - и 2 - со звеном предварительного разгона

Полученные осциллограммы (рис. 4, в) потребляемого тока индуктором ЛАД подтверждают снижение пусковых токов, как по амплитуде, так и по продолжительности.

Получены зависимости минимальной энергоемкости разгона транспортируемого груза ет„ от напряжения С/у питания ЛАД (рис. 5) и зависимости необходимой длины участка разгона Хп для получения етт при различной массе вторичного элемента и при его жестком соединении (Жест.) к лотку (рис. 6).

і

Мвэ=100 кг; М вэ=50 кг; М вэ=10 кг; Жест.

150

250 350

Рисунок 5 - Расчетная зависимость минимальной энергоемкости ет,„ разгона транспортируемого груза от напряжения и1 питания ЛАД

4,00 9,00 14,00

Рисунок 6 - Расчетная зависимость необходимой длины участка разгона Хн для достижения минимальной энергоемкости ет„ разгона транспортируемого груза Оказалось, что Хц пропорциональна синхронной скорости ЛАД Уд, имеет отрицательную зависимость от начальной скорости транспортирующего лотка Ул.0 (рис.7) и положительную - от отношения пускового усилия ЛАД ¥п к силе предварительно сжатия упругого элемента Fo.ii (рис.8).

. А' м

Хн-/( УО)

Рисунок 7 - Расчетная зависимость Хн от синхронной скорости ЛАД Уо, и начальной скорости транспортирующего лотка Ул.о

0.11

1,2 1,4 1,6 1.8 2,0 — Расчетная зависимость Хн от отношения пускового усилия ЛАД к силе упругого элемента Р011

В процессе работы конвейера получены временные зависимости ускорений, скоростей, перемещений груза, и сил, действующих на них (рис. 9).

Э гр

У'гр

Х'гр

Рисунок 9 — Расчетные временные зависимости сил действующих на транспортируемый груз Ргр, его ускорение а'гр , скорость V,

и

гр

перемещение Х'гр относительно лотка И перемещения Хгр относительно основания

По полученным осциллограммам построены интегральные зависимости средней скорости транспортирования, среднего к.п.д. транспортирования, средней производительности, средней мощности, потребляемой ЛАД из сети, частоты колебаний, среднего от массы груза, коэффициента жесткости упругих элементов, координат включения и отключения ЛАД, координаты начала взаимодействия с упругими элементами, напряжения питания ЛАД.

Основным электрическим показателем для оценки адекватности разработанной математической модели выбран ток I, потребляемый индуктором ЛАД (рис. 10); в качестве механического параметра выбрана зависимость амплитуды перемещения звена предварительного разгона от напряжения питания (рис.11).

( А

25 \

расчетная

Зл'СПЁйипёН/Т/йпЬнОЯ

ИчпИт

ёк щ ШШ

I

I

Щ

и

II

0.30

/, МС 0.20

Ж

0.10

о

\ ! I I

ч! экспериментальная

и,, в

Рисунок 10 - Временная зависимость потребляемого тока индуктором ЛАД

200 250 300 350 Рисунок 11 — Зависимость амплитуды перемещения вторичного элемента относительно лотка Х'в.э. от напряжения питания ¡7; ЛАД Сопоставление теоретических и экспериментальных зависимостей показало, что их расхождение не превышает 15% - по электрическим процессам и 10 % - по механическим, что позволяет использовать разработанную математическую модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП в практических расчетах и считать ее адекватно отражающей физические процессы.

Для оценки эффективности разработанного инерционного конвейера построены зависимости средней скорости транспортирования сахара-песка и к.п.д. транспортирования материала от массы транспортируемого груза (рис. 12 я и б, соответственно).

од

0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04

ГСР м/с

я—»•«,_

N.

0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

КПД

/

100

100

200 б

300

Рисунок 12 - Зависимости а - средней скорости транспортирования Уср и б - КПД транспортирования от массы транспортируемого груза тгр.

Установлено, что средний со$<р ЛАД мало зависит от параметров инерционного конвейера и в среднем равен 0,6...0,75. Средняя мощность, потребляемая ЛАД из сети мало зависит от массы транспортируемого груза (15 % при значениях массы груза 1...200 % относительно базовой массы), но находится в линейной зависимости от напряжения питания ЛАД.

Полученные зависимости позволяют сделать вывод, что при установке звена предварительного разгона на инерционный конвейер с ЛЭП появляется возможность повышения скорости транспортирования материала и к.п.д. транспортирования.

,. По полученным зависимостям видно, что максимальная скорость транспортирования достигается при массе груза 80 кг, а максимальный к.п.д - при 250 кН/м.

В пятой главе «Рекомендации по проектированию инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП. Технико-экономическая оценка» сформулированы рекомендации по проектированию инерционных конвейеров со звеном предварительного разгона ЛЭП, показан разработанный производственный образец, представлена методика расчета технико-экономических показателей разработанного ЛЭП.

По результатам проведенных исследований модернизирован инерционный конвейер Ш53-ПТА-3, производственные испытания которого проведены в ОАО «Раевсахар» Альшеевского района Республики Башкортостан.

Сформулированы рекомендации по установке ЛЭП со звеном предварительного разгона на инерционные конвейеры:

- использовать автоколебательный режим работы ЛАД с установкой в цепи управления бесконтактных герметичных датчиков положения, что позволяет поддерживать фиксированное значение частоты колебаний транспортирующего лотка;

- для соблюдения необходимого и минимального воздушного зазора между индуктором и вторичным элементом ЛАД необходимо устанавливать опорные ролики, ограничивающие ход вторичного элемента перпендикулярно к индуктору;

- в целях демпфирования неконтролируемых колебаний звена предварительного разгона установить его на направляющих из износостойкого материала (например фторопласта);

- установить амплитуду колебаний транспортирующего лотка, равную 650 мм, с частотой колебаний ^ол.л = 0,75 Гц;

Расчетный КПД привода Ш53-ПТА-3 составляет ц2 = 12%. КПД разработанного ЛЭП со звеном предварительного разгона составляет Г|1 = 20%, соответственно, можно утверждать, что КПД привода инерционного конвейера повышается на 8 %.

Расчет эффективности работы предлагаемого электропривода с плоским ЛАД проводился согласно ГОСТ Р 52777-2007 и ГОСТ Р 53056-2008 для сельскохозяйственной техники. Среднегодовой экономический эффект от реализации проекта составил 242 000 рублей и срок окупаемости 3,1 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предложен тип и конструкторское исполнение электропривода инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП для транспортирования влажного сахара защищенное патентом РФ №2422348.

2. Исследованы технологические характеристики инерционного конвейера, которые позволили согласовать установку плоского ЛАД в электроприводе транспортирующего лотка.

3. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать работу ЛЭП и определять зависимости изменения параметров колебаний транспортирующего лотка от конструктивных элементов и режима работы ЛЭП с учетом параметров транспортируемого груза.

4. Разработана методика исследования инерционного конвейера со звеном предварительного разгона ЛЭП, апробированная на созданной экспериментальной установке с приемлемой для практических целей погрешностью. Исследования показали, что средняя скорость транспортирования груза и к.п.д транспортирования имеют максимальные значения при разных массах транспортируемого груза.

5. Сформулированы рекомендации по выбору рациональных параметров ЛЭП со звеном предварительного разгона в инерционном конвейере влажного сахара;

6. С учетом полученных рекомендаций создан производственный образец с ЛЭП на базе конвейера Ш53-ПТА-3, проведено его исследование. Выявлено, что к.п.д. машины предлагаемой конструкции выше на 8 %, чем у аналогичного по производительности вибрационного конвейера.

7. Среднегодовой экономический эффект от реализации проекта составил 242 ООО руб. при сроке окупаемости 3,1 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Акчурин С. В, Гильванов В.Ф., Линенко A.B. Повышение энергоэффективности инерционного конвейера с линейным электроприводом путем накопления «пусковой» энергии упругими элементами // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2011. - № 4 (20). — с. 51 - 54.

2. Акчурин С. В, Линенко А. В., Туктаров М. Ф. Анализ работы привода решетного стана экспериментальной зерноочистительной установки с использованием линейного электродвигателя // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 2(18). - С. 97-101.

3. Акчурин С. В, Линенко А. В., Туктаров М. Ф. Установка с линейным электроприводом для сортирования картофеля // Сельский механизатор. -2012.-№ 12.-С. 8-9.

4. Акчурин С. В, Линенко А. В., Туктаров М. Ф. Математическая модель инерционного движения материала в установках с линейным электроприводом

// Вестник Башкирского государственного аграрного университета. — 2013. - № 1(25).-С. 83-86.

Публикации в других изданиях

5. Акчурин C.B., Линенко А. В. Применение линейного асинхронного двигателя в сушильных установках // Материалы XLIX междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». - Челябинск : ЧГАА, 2010. - Ч. 2. - С. 275 - 278.

6. Акчурин C.B., Линенко А. В. Конвейер для сушки початков кукурузы с линейным электроприводом // Научное обеспечение инновационного развития АПК. - Уфа : Башкирский ГАУ, 2010. - Ч. Ш. - С. 150 - 152.

7. Акчурин C.B. Повышение технико-экономических показателей инерционного конвейера с линейным электроприводом // Материалы L междунар. науч.-техн. конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». -Челябинск : ЧГАА, 2011. -Ч. V. - С. 3 - 7.

8. Акчурин C.B., Линенко А. В. Экспериментальная установка инерционного конвейера с подвижным индуктором линейного асинхронного двигателя // Научное обеспечение развития АПК в современных условиях : матер. Всерос. науч.-практ. конф. ; в 3 т. / ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». - Ижевск : Ижевская ГСХА, 2011. - Т. 3. - С. 53-56.

9. Акчурин C.B., Линенко А. В. Инерционный транспортер влажного сахара на базе линейного асинхронного электропривода с подвижным индуктором // Материалы LII междунар. науч.-техн. конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». — Челябинск : ЧГАА, 2013. — Ч. V. — С. 89 - 96.

10. Акчурин C.B., Линенко А. В. Математическая модель инерционного транспортера на ба-зе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Фундаментальные основы научн.-техн. и технолог, модернизации АПК». - Уфа: Башкирский-ГАУ, 2013. - С. 409 - 415

Патенты

11. Пат. на изобр. № 2422348 РФ. Инерционный конвейер / Р. С. Аипов, С. В. Акчурин, А. В. Линенко, М. Ф. Туктаров ; заявитель и патентообладатель Башкирский ГАУ. - № 2010110857/11 ; заявл. 22.03.2010 ; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18. - 5 с.

12. Пат. на изобр. № 2446669 РФ. Сепарирующая машина / Р. С. Аипов, С. В. Акчурин, А. В. Линенко, М. Ф. Туктаров ; заявители и патентообладатели Р. С. Аипов, С. В. Акчурин, А. В. Линенко, М. Ф. Туктаров. -№ 2010150378/13 ; заявл. 07.12.2010 ; опубл. 10.04.2012, Бюл. № 10. - 7 с.

Подписано в печать 25.11.2013 Формат 60*90 */16 Печать трафаретная. 1,0 усл. печ. л.

Тираж 100 экз.

_Заказ №13/11/11_

Отпечатано с оригинал-макета заказчика в «Центр оперативной технической поддержки» в СПбГАУ Санкт-Петербург - Пушкин, Академический пр., д.31, ауд. 715

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

04201454409

ИНЕРЦИОННЫЙ КОНВЕЙЕР ВЛАЖНОГО САХАРА

СО ЗВЕНОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗГОНА ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент А. В. Линенко

Уфа- 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОНВЕЙЕРА ВЛАЖНОГО САХАРА 9

1.1 Современное состояние вопроса эффективности транспортирова-

9

ния влажного сахара 7

1.2 Обзор существующих конструкций конвейеров влажного сахара и их приводы

1.3 Инерционный конвейер влажного сахара на базе линейного асинхронного электропривода 19

1.4 Переходные процессы в линейном асинхронном электроприводе возвратно-поступательного движения 23

1.5 Звено предварительного разгона, как способ повышения эффективности работы линейного асинхронного электропривода 29

Выводы по главе 31

ГЛАВА 2 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИНЕРЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА СО ЗВЕНОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗГОНА ЛЭП 32

2.1 Задачи звена предварительного разгона линейного асинхронного электропривода в инерционном конвейере 32

2.2 Выбор конструкции линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона 34

2.3 Основные сведения о математической модели инерционного конвейера со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода

2.4 Математическая модель ЛАД и расчет энергетических показателей

2.5 Математическая модель инерционного конвейера с предварительным разгоном индуктора ЛАД

2.6 Математическая модель инерционного конвейера с предварительным разгоном вторичного элемента ЛАД

Выводы по главе

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ИНЕРЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА СО ЗВЕНОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗГОНА ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

3.1 Программа исследований математической модели

3.2 Математическая модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода в среде Ма11аЬ (БтиНпк)

3.3 Программа исследований экспериментальной установки

3.4 Методика экспериментальных исследований, анализ полученных результатов

Выводы по главе

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ИНЕРЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА

4.1 Исследования математической модели ИКЛАП

4.2 Оценка адекватности математической модели

4.3 Результаты экспериментальных исследований. Обработка результатов и их анализ

Выводы по главе

ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИНЕРЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА С ЛИНЕЙНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 98 5.1 Методика проектирования инерционного конвейера со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода 98 5.4 Расчет технико-экономических показателей 101 Выводы по главе 105 Основные выводы по работе 106 Список литературы 108 Приложения 118

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. На сегодняшний день общая производственная мощность сахарных заводов РФ составляет более 50 тыс.т/сут., в каждом из них имеется участок, в котором транспортирование влажного сахара производится вибрационным конвейером [108]. Это обусловлено критериями, включающими в себя совокупность технологических факторов производства и свойств груза.

Однако эксплуатация вибрационных конвейеров сопряжена с трудностями, вызванными режимом работы с подбрасыванием груза и наличием в электроприводе сложного и имеющего весьма низкую надежность механического преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное.

Ранее были попытки повышения эффективности транспортирования влажного сахара путем применения инерционного конвейера системы Маркуса с линейным асинхронным электроприводом (ЛЭП), в которой исключены преобразователи движения из вращательного в возвратно-поступательное. Но данное техническое решение имеет недостатки, так как предусматривает работу в режиме частого пуска и отключения линейного асинхронного двигателя (ЛАД), и каждый пуск сопровождается переходными процессами: длительными пусковыми токами, рывками и большими динамическими нагрузками, что негативно влияет на эффективность работы инерционного конвейера.

Решением данного недостатка является применение в ЛЭП возвратно-поступательного движения звена предварительного разгона.

Тематика работы отвечает «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ до 2020 года» и соответствует разделу Федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ: шифр 01.02 «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 года» [113].

Цель работы: повышение эффективности работы инерционного конвейера для транспортирования влажного сахара путем применения линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона.

Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать конструкцию линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона и согласовать ее установку в инерционный конвейер влажного сахара.

2. Разработать математическую модель инерционного конвейера на базе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона, позволяющую определить параметры колебаний транспортирующего лотка от режимов работы ЛЭП.

3. Разработать методику исследования инерционного конвейера на базе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона, создать экспериментальный стенд и провести его исследование, проверить адекватность разработанной математической модели.

4. Исследовать влияние режимов работы и конструктивных параметров разработанного привода инерционного конвейера на его характеристики и эффективность работы. Разработать рекомендации по проектированию инерционного конвейера на базе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона.

Объект исследования: электромеханические процессы в инерционном конвейере на базе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона.

Предмет исследования: закономерности изменения параметров колебаний основных узлов инерционного конвейера и параметров электромеханических процессов линейного асинхронного электропривода в зависимости от конструктивных элементов и режимов работы.

Методы исследований: для исследования поставленных в диссертационной работе задач использованы фундаментальные законы и уравнения механики и электромеханики, основные положения теории электропривода, метод объектно-визуального моделирования в среде МайаЬ, методы математической статистики.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оригинальная конструкция линейного асинхронного электропривода инерционного конвейера влажного сахара;

- математическая модель инерционного конвейера со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований, отражающие изменения параметров электромеханических переходных процессов и колебаний основных узлов инерционного конвейера в зависимости от конструктивных элементов и режимов работы линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона.

Оригинальность конструкции электропривода инерционного конвейера на базе линейного асинхронного электропривода со звеном предварительного разгона защищена патентом РФ на изобретение №2422348.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов:

В ходе диссертационного исследования создан инерционный конвейер со звеном предварительного разгона линейного асинхронного электропривода. Полученные результаты позволяют дать рекомендации по проектированию, которые могут быть использованы при инженерных расчетах для различных технологических линий в АПК. Экспериментальный стенд - инерционный конвейер с многоканальной выдачей результатов и их математической обработкой на ЭВМ в современных программных продуктах можно использовать для его многостороннего физического исследования.

Результаты исследования приняты к внедрению в ОАО «Раевсахар» Аль-шеевского района Республики Башкортостан и используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 7 научно-практических конференциях, в том числе, на Международной научно-практической конференции молодых ученых (Санкт-Петербург - Пушкин, 2013, Санкт-Петербургский ГАУ); 49, 50, 52 Международных научно-практических конференциях «Достижения науки-

агропромышленному производству» (Челябинск, 2010, 2011, 2013 г., Челябинская ГАА), Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение развития АПК в современных условиях» Ижевск, 2011 г., Ижевская ГСХА) и научно-технических конференциях Башкирского ГАУ.

Инерционный конвейер влажного сахара со звеном предварительного разгона ЛЭП был удостоен серебряной медали на конкурсе «Золотая осень-2013» по номинации «Лучший инновационный проект».

Публикации. По результатам исследований получено два патента РФ, опубликовано 10 статей, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы, включающего в себя 113 наименований, и 6 приложений. Основное содержание работы изложено на 124 страницах текста, содержит 62 рисунка, 10 таблиц.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ВЛАЖНОГО САХАРА

1.1 Современное состояние вопроса эффективности транспортирования

влажного сахара

В связи с неуклонным ужесточением рыночной конкуренции и предстоящим вступлением России в ВТО отечественные сахаропроизводители все больше внимания уделяют вопросам повышения эффективности производства. Проблема является актуальной на фоне сравнения некоторых средних показателей производства сахара в России и странах Евросоюза. Так, по итогам 2003 г на производство 1 т сахара в России было затрачено в сумме 1,8 ГДж электроэнергии и тепла, тогда как в странах ЕС эта цифра не превышает 0,9 ГДж/т. Среднее время простоев завода из-за поломки оборудования в России составило 48 часов за сезон, в ЕС 2,5 часа (при количестве рабочих дней завода - 60 суток в год) [92]. Приведенные показатели в большей степени отражают состояние технологического оборудования, произведенного еще в СССР.

Как показывает статистика, причиной большинства простоев сахарного завода являются отказ транспортирующего оборудования, которое одновременно является крупнейшим потребителем электроэнергии (около 30 % установленной мощности завода) [107,108,101]. Следовательно, снижение энергопотребления и сокращение времени простоев всего завода тесно связано с совершенствованием оборудования, задействованного в указанных технологических процессах.

Рассмотрим работу участка технологической линии сахарного завода, наиболее подверженного отказам [84, 85,106].

Сахар-песок, выделенный из раствора путем кристаллизации в центрифугах, представляет собой кристаллический материал с влажностью 0,5... 1,5 % и

температурой 55 °С. Влажный сахар, выгружается из центрифуг (рисунок 1.1) утфеля первой кристаллизации в стальной желоб вибрационного конвейера, установленного на наклонных пружинах или катках.

ковшовый элеватор

центрифуги

барабанная сушильная установка

вибрационный конвейер

Рисунок 1.1 Участок технологической линии сахарного завода

Затем в горизонтальном направлении, перемещается в приемный бункер ковшового элеватора, который подает его в сушильную установку. Далее высушенный до влажности 0,03...0,14 % и охлажденный до температуры помещения 22...25 °С сахар-песок подается на хранение. [1,85,92].

1.2 Обзор существующих конструкций конвейеров влажного сахара и

их приводы

На сахарных заводах России, Украины и Республики Беларусь, массово применяемым типом конвейеров, является вибрационный конвейер (трясун) Ш53-ПТА-3 (рисунок 1.2) и его модификации [91,78,91]. Конструкция Ш53-ПТА-3 была разработана в 60-ые г.г. научно-исследовательским институтом «Укргипросахпром» и классифицируется как опорный вибрационный конвейер с эксцентриковым приводом. В настоящее время конвейер производится ЗАО "НПО Импульс" (Россия) [105] и ОАО "Купянский машзавод" (Украина) [104]. Технические характеристики конвейера приведены в таблице 1.1. За рубежом

разработкой и производством подобных конвейеров занимаются фирмы Udhe, AEG, Humboldt, K.Schenck, Klockner-Humboldt-Deutz, Vibra-Schulteis (все ФРГ), L.Binder (Австрия), General Kinematics (США) (рисунки 1.4,1.5) [111,112,107].

Рисунок 1.2 Транспортер влажного сахара производства ОАО «Бердичевский машиностроительный завод «Прогресс» (Украина)

Рисунок 1.3 Транспортер влажного сахара Ш53-ПТА-3 машиностроительный завод «Славутский» (Украина)

Рисунок 1.4 Фрагмент вибрационного конвейера с эксцентриковым приводом фирмы Humboldt

Рисунок 1.5 Вибрационный конвейер фирмы Vibra-Schulteis

а б

Рисунок 1.6 Вибрационный конвейер с эксцентриковым приводом: а -фирмы L. Binder; б - фирмы AEG

Конвейер Ш53-ПТА-3 (рисунок 1.7) состоит из горизонтально расположенного желоба 1, опорной рамы 2, эксцентрикового механизма 3 с шатуном и маховиком, рессорных стоек 4 одинаковой длины, асинхронного двигателя 5. Желоб установлен на наклонные рессоры, с помощью которых он крепится к опорной раме и разделен на три части: центральная унифицированная часть (длина 2500 мм с эксцентриковым механизмом), передний участок, хвостовая часть. Последние два участка изготовляются переменными для возможности сборки конвейера нужной длины от 7000 до 14000 мм с интервалами 500 мм. Каждый участок желоба снабжен двумя съемными монтажными балками. Рессоры крепятся к желобу и основанию болтовыми соединениями в целях быстрой замены. Наклон рессоров к горизонтали составляет 70°. Привод состоит из асинхронного электродвигателя и клиноременной передачи, вращающей эксцентриковый механизм. При работе конвейера центрифуги разгружаются на него поочередно с интервалом 40...60 с [1,102].

12 3^5

Рисунок 1.7 Конструкция вибрационного конвейера Ш53-ПТА-3

Конструкции и приводы зарубежных транспортирующих машин аналогичны конструкции Ш53-ПТА-3, поэтому принцип действия конвейера можно рассмотреть на примере отечественного образца.

Таблица 1.1 Технические характеристики вибрационного конвейера

Ш53-ПТА-3

Производительность техническая по свекле, т/сут 3000

Производительность техническая по сахару, т/сут (т/ч) 450(18,8)

Длина желоба, мм 8500

Ширина желоба, мм: - в верхней части - в зоне транспортирования 1000 500

Частота вращения эксцентрикового вала, об/мин 260

Эксцентриситет вала, мм 15±0,1

Угол наклона рессоров к горизонтали, градусы 70

Установленная мощность асинхронного двигателя, кВт 7,5

Габаритные размеры, мм:

- длина 8560

- ширина 1700

- высота 1115

Масса, кг 1512

Вид конвейера, его конструкционные особенности и характер движения транспортируемого груза применяемого на рассматриваемом участке технологической линии сахарного завода обусловлены критериями, включающими в себя совокупность технологических факторов производства, а также механические, теплофизические, органолептические и химические свойства сахара. На основе анализа литературы [108,107,59,68,81,122] выделены основные, критерии, служащие определяющими при выборе транспортирующей машины влажного сахара (таблица 1.2). Там же дана сравнительная оценка соответствия перечисленным требованиям и других видов конвейеров сыпучих грузов.

Таблица 1.2 Сравнительный анализ конвейеров сыпучих грузов

Соответствие конвейера требованию

Требования Ленточный Скребковый Вибрационные Скреперный

Необходимость перетряхивания, для предотвращения слёживания и образования комков. - + + +

Большая удельная нагрузка на грузонесущий орган (до 200...250 кг/м2). - + + +

Недопустимость механических воздействий на кристаллы сахара. + - + -

Необходимость равномерной подачи на ковшовый элеватор, при этом являясь своеобразной накопительной емкости. - + + -

Хотя вибрационные конвейеры обладают в данных условиях работы рядом преимуществ, их эксплуатация в рассматриваемом участке технологической линии сопряжена с существенными проблемами. Основным из них является налипание (адгезия) груза на желоб [84,85,113].

Объясняется тем, что частицы сахара по своему составу неоднородны. В процессе транспортирования более мелкая фракция, так называемая сахарная пудра, осаждается на дно жел�