автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Метод выбора рациональных конструктивных и режимных параметров вертикальных винтовых конвейеров с учетом физико-механических свойств и геометрии потока транспортируемого материала

/

Евстратова Александра Владимировна

МЕТОД ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ С УЧЕТОМ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ГЕОМЕТРИИ ПОТОКА ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

Специальность- 05.05.04 - «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2007

003175390

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический инстшут)» на кафедре «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Носенко Алексей Станиславович

Официальные оппоненты доктор технических наук, доцент

Мартюченко Игорь Гаврилович

доктор технических наук, профессор Ляшенко Юрий Михайлович

Ведущая организация- Белгородский государственный

технологический университет им В Г Шухова

Защита диссертации состоится

М.ОЗ'бТ)^ 2007 г в <'О часов на заседании диссертационного совета Д.212 304.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» по адресу 346428, г Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, 107 ауд. главного корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт).

Автореферат разослан « в » СШЯЙ}^ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вертикальное винтовое транспортирование порошкообразных, зернистых и пылевидных материалов является неотъемлемой частью многих технологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Обладая широким спектром применения в различных отраслях народного хозяйства, вертикальные винтовые конвейеры, наряду с такими достоинствами как простота конструкции, непрерывность транспортирования, герметичность, возможность транспортирования пылящих и остропахнущих грузов, имеют существенный недостаток - материал, кроме поступательного движения в направлении оси конвейера, совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, что снижает производительность конвейера и повышает энергозатраты.

В значительной мере это связано с тем, что в настоящее время создание вертикальных винтовых конвейеров реализуется посредством процедур проектирования, построенных на основе математического описания движения частицы материала, опирающейся на винтовую лопасть и прижатую к внутренней стенке корпуса конвейера. Отсутствие математического описания движения потока материала приводит к созданию низкоэффективных машин, параметры рабочих органов которых существенно отличаются от оптимальных

В этом контексте возникает задача повышения эффективности функционирования вертикальных винтовых конвейеров путем расчета и выбора оптимальных значений их конструктивных и режимных параметров. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания процесса движения потока материала, учитывающего влияние свойств транспортируемых грузов и параметров рабочих органов конвейера на форму поперечного сечения потока материала и коэффициент выдачи материала

Соответствие диссертации научному плану работ ЮРГТУ (НПИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления. «Теория и принципы построения автоматизированных машин, робототехнических и мехатронных устройств и систем», утвержденного Ученым советом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.1998 г., по госбюджетной теме ПЗ - 845 «Повышение эффективности технологических и транспортирующих машин промышленности строительных материалов».

Цель работы. Повышение эффективности процесса вертикального винтового транспортирования путем выбора конструктивных и режимных параметров конвейера посредством разработанного метода, учитывающего физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала.

Идея работы заключается в разработке математического описания процесса движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере, как необходимого условия учета физико-механических свойств и геометрии потока материала при выборе конструктивных и режимных параметров конвейера.

Методы исследования: Теоретический анализ процесса движения потока транспортируемого материала в винтовом конвейере проведен с использованием дифференциального и интегрального исчисления, методов механики сыпучей среды и теоретической механики, механики грунтов, математического моделирования. Лабораторные и промышленные испытания проведены с применением электрических методов измерения параметров.

Научные положения, выносимые на защиту:

- форма и размеры поперечного сечения потока материала, транспортируемого вертикальным шнеком, зависят от его конструктивных и режимных параметров и оказывают существенное влияние на удельные энергозатраты процесса транспортирования;

- геометрические характеристики потока материала, транспортируемого вертикальным шнеком- форма и размеры поперечного сечения потока материала, координата пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объем элементарного сектора материала и координата его центра масс, должны определяться с учетом коэффициента внутреннего трения материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии,

- математическая модель, учитывающая влияние формы и размеров поперечного сечения потока транспортируемого материала позволяет по критерию минимума удельных энергозатрат транспортирования повысить точность определения конструктивных и режимных параметров конвейера.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы основывается на применении комплекса современных методов исследований, включая анализ и научное обобщение выполненных к настоящему времени работ по рассматриваемому вопросу; дифференциальное и интегральное исчисление, применение современных вычислительных методов; и подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований (расхождение не превышает 9 %)

Научная новизна состоит в том, что

- получена система уравнений движения реального потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающая физико-механические свойства материала и геометрические характеристики поперечного сечения потока, позволяющая исследовать влияние конструктивных и режимных параметров конвейера на эффективность процесса транспортирования;

- разработан метод определения геометрических характеристик, движущегося в винтовом конвейере, потока материала формы и размеров поперечного сечения потока материала, координаты пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объема элементарного сектора материала и координаты его центра масс, с учетом коэффициента внутреннего трения транспортируемого материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии,

- разработаны метод, математическая модель и программа выбора конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, учитывающие физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала, и процессы, протекающие на поверхностях контактов материала с рабочими органами конвейера, с учетом налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации.

Значение работы Научное значение работы состоит в установлении закономерностей движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, определении влияния на эти закономерности физико-механических свойств транспортируемых материалов, конструктивных и режимных параметров конвейера, и разработке аналитического аппарата, учитывающего взаимодействие потока транспортируемого материала с поверхностями рабочих органов конвейера и позволяющего обоснованно выбирать рациональные конструктивные и режимные параметры вертикального винтового конвейера.

Практическое значение работы заключается в том, что ее результаты, в частности метод определения параметров, математическая модель, алгоритм и программа, используемые при выборе конструктивных и режимных параметров вертикальных винтовых конвейеров, создают основу для проектирования и создания высокоэффективных транспортирующих машин, применяющихся во многих технологических процессах в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства Реализация результатов работы Результаты исследований внедрены

- в проектном институте Группы компаний «ДОНУГЛЕСТРОЙ»,

- на Ильичевском заводе железобетонных изделий управления по производству вспомогательных технологических материалов ООО «Компания «РОСТОВУГОЛЬ»»;

- на Садкинском и Придонском карьерах ОАО «РОСТОВНЕРУД»

Апробация работы Основные положения работы доложены и получили одобрение на научно-практических конференциях Шахтинского института ЮРГТУ (2002 - 2007 гг.); на Первом Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (г Белгород, май 2002 г); на Международной Интернет-конференции «Технологические комплексы, оборудование предприятий строительных материалов и стройиндустрии» (г Белгород, июнь

2003 г); на Международном конгрессе, посвященном 150-летию В.Г. Шухова «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г Белгород, сентябрь 2003 г.), на Втором Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (г Белгород, май

2004 г.), на Всероссийском студенческом смотре — конкурсе «Эврика - 2005» (г. Новочеркасск, 5-6 декабря 2005 г.), на Международной научно-практической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» (г. Новочеркасск, декабрь 2005 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Неделя горняка-2006» (г. Москва, январь, 2006 г.)

Публикации По теме диссертации опубликованы 9 печатных работ (4 из них без соавторов), в том числе 1 работа в издании, рекомендованном ВАК РФ и 7 работ - в материалах Международных и Всероссийских конференций

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 91 наименования и приложений, изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 11 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и идея работы, указана научная новизна, практическая ценность, приведены сведения об апробации работы и основные научные положения, выносимые автором на защиту

В первой главе представлен анализ условий эксплуатации винтовых конвейеров и разнообразие их конструктивных особенностей Приведен обзор работ по исследованиям закономерностей взаимодействия рабочих органов с различными материалами в вертикальных винтовых конвейерах, шнековых питателях и других технологических и транспортирующих машинах со шнеко-выми рабочими органами

Установлению новых закономерностей, зависимостей, описывающих процессы взаимодействия рабочих органов погрузочных и транспортирующих машин различных конструктивных типов с сыпучим материалом, посвящены работы многих известных ученых докторов технических наук ГМ Водяника, ГШ Хазановича, П А Михирева, ЮИ Михайлова, И Ф Рюмина, ЮМ Ля-шенко, А С Носенко, А Б Филякова, кандидатов технических наук В Д Ерей-ского, В Г Полежаева, СИ Носенко, ИФ Рюмина, РВ Каргина и других Большинство работ направлена на разработку аналитического аппарата для определения зависимости сопротивления внедрению различных рабочих органов в сыпучую и кусковую среду от их конструктивных и режимных параметров

Исследованию влияния конструктивных и режимных параметров винтового рабочего органа на его способность ввинчиваться в мерзлый грунт посвящены работы Д А Лозового, И Г Мартюченко, Ю Е Ветлова и других

Исследованием механики и кинематики движения различных материалов при взаимодействии с рабочими органами вертикального винтового конвейера занимались многие ученые Движение зернистых, порошкообразных и пылевидных материалов в вертикальных винтовых конвейерах Баш катов Б Н, Белецкий В Я , Боголюбский К А , Григорьев А М, Каганов Б А , Лихарев Б В , Мурашев В И, Никифоров М Е, Преображенский П А, Штуков Н К , Сими-лейский Г М , Чеботарев П В , Böttcher S рассматривают как движение дискретной массы

В работах Ивановой А И, Parsons J D, Schweisow W F гранспортируе-мый сыпучий материал, на основе ряда принятых допущений, рассматривается как жидкая среда Григорьевым А М и Сагалаевым Г В предлагается "метод вырезания", а именно представление сыпучего транспортируемою материала

в виде элементарного объема частиц, уравновешенного нормальными и касательными силами.

В работах Симилейского Г.М и Чеботарева П В. для учета заполнения межвиткового пространства бурового шнека продуктами бурения введены: коэффициент наполнения витка шнека и коэффициент учета пути наполнения спирали шнека.

Значительное количество исследований посвящено напорным шнекам, подающим различные материалы под давлением. Из работ в этом направлении можно отметить исследования В В. Горленко [45 - 48], в которых рассматриваются взаимодействие шнекового става с породой при ее закладке в скважины бурошнековой установкой типа БУГ. Автор отмечает, что вопросы транспортировки и подпрессовки кусковатого материала в процессе закладки не нашли отражения в технической литературе В работах Э О Регера, П Г Романкова и Н Б. Рашковской представлен анализ влияния вибрации рабочих органов шнекового питателя на его производительность. Труды С П Ничипоренко посвящены установлению закономерностей движения глиняной массы в шнековой полости пресса.

Общим для всех теоретических и экспериментальных исследований является то, что транспортируемый материал рассматривается как сплошная среда, а его движение - как частично поступательное и частично вращательное Исключение составляют горизонтальные тихоходные конвейеры в которых сыпучие и пылевидные материалы совершают только поступательное движение в направлении оси шнека.

Таким образом, в настоящее время нет математического описания процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающего его геометрические характеристики и влияние на них свойств транспортируемого материала и конструктивных и режимных параметров конвейера

Для достижения цели диссертационной работы необходимо решение следующих задач

- разработать математическое описание процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающее физико-механические свойства и геометрию потока материала, позволяющее исследовать влияние конструктивных и режимных параметров конвейера на эффективность процесса транспортирования,

- разработать метод определения геометрических характеристик, движущегося в винтовом конвейере, потока материала формы и размеров поперечного сечения потока материала, координаты пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объема элементарного сектора материала и координаты его центра масс, с учетом коэффициента внутреннего трения транспортируемого материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии,

- разработать метод, математическую модель и программу выбора конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, учи-

тывающие физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала, и процессы, протекающие на поверхностях контактов материала с рабочими органами конвейера, с учетом налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации;

- установить возможность снижения энергоемкости процесса вертикального винтового транспортирования за счет выбора рациональных значений конструктивных и режимных параметров конвейера в зависимости от физико-механических свойств транспортируемого материала;

- провести экспериментальные исследования и промышленные испытания вертикальных винтовых конвейеров, конструктивные и режимные параметры которых будут определены на основании разработанных, метода, математической модели и программы.

Во второй главе разработаны основные теоретические положения диссертационной работы

На основании проведенного анализа свойств зернистых, порошкообразных и пылевидных материалов для исследования закономерностей движения грузов в вертикальном винтовом конвейере применены методы механики сыпучей среды и теоретической механики

Из условия равновесия (1) частицы, расположенной на расстоянии х от оси шнековош вала на свободной поверхности потока материала, совершающего вращательное движение с угловой скоростью со (рис.1), получено уравнение для определения угла наклона касательной к образующей свободной поверхности материала £, на расстоянии х от оси конвейера (2).

Fцcos¿;-mgsm¿;-fмN = 0, (1)

где С? = т^ - сила тяжести; Рц = тхсо1 - центробежная сила инерции; N - т^соъ^ + а>2хзт £, ) - сила нормального давления, Ртр = /МЫ- сила трения, /м - коэффициент внутреннего трения материала.

<к

Уравнение семейства кривых, которые при вращении вокруг оси г образуют возможную форму свободной поверхности материала, получено интегрированием уравнения (2)

2 = 1 ** г<Ь~\ ф = 1п(/Х* + £) + С, (3)

£ + ./>* £ + ./>* /м /„О) где С- произвольная постоянная, которая определяется из условия: г-0 при х = г, где г- координата пересечения свободной поверхности материала с лопастью шнека

С = —~ + —у-у 1п(/„й>2г + %) (4)

/м

(2)

Подставив значение С из (4) в (3), имеем функцию, график которой при вращении вокруг оси г образует свободную поверхность материала

fM fM2a>2 fMa2x+g

(5)

Для определения координаты точки пересечения проекции свободной поверхности материала с лопастью шнека, рассмотрено равновесие частицы материала в этой точке Считаем, что данная частица находится на свободной поверхности материала, опирается на шнековую лопасть на расстоянии г от оси шнека, прижата к потоку материала и совершает движение по концентрическим окружностям с угловой частотой вращения шнека а>0 (рис 2). Уравнения движения частицы имеют следующий вид

Nm cosarr + fulNm sin«, + fMN„ sinor,-»ig = 0,l fMNM cosar + fulNlu eosar - Ыш sm«r = 0, U (6)

-N„+mra>02=0, J

, *

где ar = arctg--угол подъема винтовои линии шнека на расстоянии г от

2 яг

оси шнека; к - шаг шнека, /ш - коэффициент трения транспортируемого материала о поверхность шнековой лопасти;

Решение системы (6) дает условие для определения координаты точки пересечения проекции свободной поверхности материала с лопастью шнека г

/>У ~ /ш iL^ltgaR + g)r - gRtgaR =0. (7)

Получена система уравнений движения потока сыпучего материала в винтовом канале шнека, учитывающая геометрические характеристики поперечного сечения потока

Рш^гор ~ /ш^ш^верт ~ /цРCOS0R ~ dtp ~ 0 >

/цРцЗц sm Pr ~ fj>и$гор ~ Ри^верт ~ 0 >

g {cos(PR-aR)j

(8)

где Seop =

R2-r2

А<р - площадь проекции сектора лопасти на горизонтальную плоскость, м2, Л-радиус шнековой лопасти м (рис.2); ая - угол подъема винтовой линии на кромке шнековой лопасти (рис.2), g = 9,81м/с2- ускорение свободного падения; 8верт =Я(Я-г^аяА(р - площадь проекции сектора лопасти на вертикальную плоскость, м\ рс- координата центра масс объема материала, расположенного на секторе шнековой лопасти с центральным углом

м, S4 =

R-r ,gd+fj)

А

f.¿со2

ln

fM<o r + g

RA<p- площадь контакта рас-

сматриваемого элемента материала с внутренней поверхностью корпуса кон-

вейера, м2\ у - объемный вес транспортируемого материала, Н/м3; /ц - коэффициент трения транспортируемого материала о внутреннюю поверхность корпуса конвейера.

Рис. 1. Схема сил, действующих на частицу материала, расположенную на расстоянии х от оси шнекового вала на свободной поверхности потока материала, совершающего вращательное движение с угловой скоростью со

Рис.2. Объем материала на секторе шнековой лопасти

Объем материала Уа<р (рис.2), расположенный на секторе лопасти с центральным углом Д<р,м3

Ар Д Л

^ = = =д <р\Кр)рс1р =

5 0 г г

2Л3-ЗЯ2г + /-3

6Л

оАДр

где = -¡х2 + у2; а = ¿» =

/и®2 ' /и

Координата центра масс сектора материала, с учетом (9)

Рцм =

Дря

\Wpdv \1Лр)р с05^е

= __ 0 г_.

т/, ДрД

О г

_9Д4 + Зг4 -12К*г + 2/маЬ[2(К3 - г3) - Ъа(К2 - г2)

12Д3 -18гЯ2 + б/-3 + 9/„абКЛ2 - г2) - 2а(Я - г) + 2(Д2 - а2) 1п( 1]

Я + а

6а (-К - г) + 6(/с + а ) 1п|

Я + а

12Д3 -18гЯ2 + 6г3 + 9/маЬ[(Я2-г2)-2а(Я-г) + 2(Я2 -я2)1п( |]

(10)

После подстановки (9) и (10) в систему (8) ее решение дает условие для определения угла $цм между продольной осью конвейера и направлением движения центра масс груза

/цРцм®1

5тацмь\ърцм

.со*(Л,л,

/ш^гор ^верт

(11)

(5гор ~ /ш^ерт^Ря ~ ^еерт +

= 0,

Л,.

где углы Рцм и рк связаны соотношением tgpц м = ——.

На рис 3 представлены зависимости угла между продольной осью шнека и вектором абсолютной скорости материала, находящегося на кромке шнековой лопасти от угла подъема винтовой линии шнековой лопасти, при различных угловых скоростях вращения вала конвейера, полученные при исследовании уравнения (11) для потока материала и аналогичной зависимости для частицы материала, лежащей на кромке шнековой лопасти и прижатой к внутренней поверхности корпуса конвейера, полученной А М. Григорьевым

Коэффициенты трения транспортируемого материала о шнек и иэрпус конвейера /ш=/ч= 0,5 Радиус лопасти шнека Л = 0,5м

а> = 100об/мин т = 200об/мин ю = Шоб!мин

Рис. 3. Зависимости угла Рк между направлением вектора абсолютной скорости и продольной осью конвейера для частицы и потока материала от угла подъема винтовой линии шнековой лопасти при различных угловых скоростях вращения шнека: — - частица материала; — — — - поток материала

Анализ полученных результатов показывает, что все кривые представленные на рис. 3 имеют экстремум, то есть в каждом случае существует рациональное значение угла подъема винтовой линии шнека, при котором отклонение вектора абсолютной скорости движения частицы или потока материала от продольной оси конвейера будет минимальным. При этом величины угла /?Л между направлением вектора абсолютной скорости транспортируемого материала на кромке шнековой лопасти и продольной осью конвейера при прочих равных условиях для частицы и потока материала существенно отличаются.

В третьей главе проведен анализ факторов, влияющих на производительность и потребляемую мощность вертикального винтового конвейера Разработана математическая модель функционирования вертикального винтового конвейера, позволяющая определить оптимальные конструктивные и режимные параметры конвейера, обеспечивающие максимальную производительность конвейера и минимальные удельные энергозатраты в зависимости от свойств транспортируемого материала, с учетом налагаемых на параметры ограничений

Критерием эффективности при нахождении оптимальных параметров приняты удельные энергозатраты транспортирования. Минимизация удельных энергозатрат транспортирования способствует решению общей задачи повышения эксплуатационных показателей вертикальных винтовых конвейеров, поскольку вызывает снижение расхода электроэнергии, установленной мощности и тем самым снижение стоимости конвейера и удельных затрат транспортирования. Так как величина удельных энергозатрат зависит от многих факторов, целевая функция имеет вид:

А = /(х), (12)

где х = /х];х2;х^;...;х1;...;хп /- вектор факторов, влияющих на величину удельных энергозатрат транспортирования. Оптимизируемыми параметрами являются: угол подъема винтовой линии шнековой лопасти, угловая частота вращения шнекового вала, диаметр шнекового вала.

Варьируемыми параметрами в модели являются: /ш - коэффициент трения материала о шнек, / - коэффициент трения материала о корпус конвейера, /м - коэффициент внутреннего трения транспортируемого материала, у -объемный вес транспортируемого материала; Ь - длина шнекового вала (высота подъема груза), а>0 - угловая частота вращения шнекового вала, Я - радиус шнековой лопасти, ак - угол подъема винтовой линии на кромке шнековой лопасти.

Радиус шнековой лопасти. М

высота транспортирования

_ груза. М_'1

Угол подъема винтовой __

линии на кромке шнековой ; лопасти . град

Шаг винтовой линии шнековой лопасти, мм

1195.86

Угловая частота вращения шнекового вала об/мин

Коэффициент внутреннего трения

Коэффициент трения материала о шнек

•:|0.27

Коэффициент трения материала о корпус

"]0.29

Объемный вес материала.

_Н/куб.М_I

12700

Стой

ФОРМА ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПОТОКА МАТЕРИАЛА

Коэффициент выдачи |0,53639020(. ___материала_'......:......:............ г

Производительность. [23,12389286 куб м/час

Потребляемая в,518803457: мощность.кВт

Удельные энергозатраты, б/р

7.988018855

Удельные э нергозатраты. 547.8183331 кДж/кчб. М

Рис. 4. Рабочее окно программы

Для решения задачи оптимизации конструктивных и режимных параметров конвейера разработаны алгоритм и программа расчета и выбора параметров методом равномерного поиска на языке Visual Basic. На рис. 4 представлено рабочее окно программы для работы в интерактивном режиме.

Программа позволяет определить рациональные значения конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, с учетом физико-механических свойств и геометрических характеристик поперечного сечения потока транспортируемого материала, и налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации.

В четвертой главе изложены методика проведения и результаты экспериментальных исследований на лабораторной модели и производственных испытаний вертикального винтового конвейера в промышленных условиях Иль-ичевского завода железобетонных изделий управления по производству вспомогательных технологических материалов ООО «Компания «РОСТОВУГОЛЬ»».

Экспериментальные исследования имели целью проверку правильности основных теоретических положений данной работы и полученных на их основе количественных результатов. Цель производственных испытаний - проверка работоспособности вертикальных винтовых конвейеров с конструктивными и режимными параметрами, определенными на основе математической модели и программы, разработанных в диссертационной работе, в промышленных условиях в течение длительного периода времени и оценка их эффективности по сравнению с базовыми вариантами конвейеров, а так же проверка соответствия основных количественных показателей процесса транспортирования материала проектным показателям.

Экспериментальные исследования проводились на лабораторной модели вертикального винтового конвейера (рис 5) Экспериментальная установка имеет три сменных шнековых вала с различным шагом навивки винтовой лопасти (рис. 6). Регулирование угловой частоты вращения шнекового вала осуществлялось посредством изменения передаточного отношения клиноремен-ной передачи привода вала

Испытания проводились: при транспортировании зерна пшеницы, песка (влажность 3 — 5 %) и сухого цемента марки 500, при трех значениях угловой частоты вращения шнекового вала щ = 211 об I мин, со0 = Ъ56об/мин, со0-40%об/мин; с тремя шнековыми валами, имеющими различные углы подъема винтовой линии на кромке шнековой лопасти: aR = 22°, aR = 16°; а« =12°

В каждом опыте измерялись угловая частота вращения шнекового вала, производительность конвейера и потребляемая мощность.

Результаты экспериментальных исследований удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 9 %), что подтверждает основные теоретические положения диссертационной работы о возможности снижения энергоемкости верти-

кального винтового конвейера и повышения его производительности за счет рационального выбора его конструктивных и режимных параметров, а также адекватность математической модели реальному процессу движения материа-

Рис. 5. Экспериментальная установка: Рис 6 Шнековые валы экспе_

1 - шнековый вал, 2 - корпус, 3 - входной риментальной установки патрубок, 4 — выходной патрубок, 5 - приемный бункер, 6 - гибкий рукав, 7 — течка, 8 - емкость, 9 - клиноременная передача, 10 - электродвигатель, 11 - датчик угловой скорости шнекового вала

Производственные испытания вертикального винтового конвейера, со шнековым валом, имеющим угол подъема винтовой линии шнековой лопасти и угловую частоту вращения, определенные в результате компьютерного моделирования, показали, что его производительность выше, чем у базового конвейера на 24 %, а удельные энергозатраты ниже на 11 %.

Результаты замеров производительности и мощности, потребляемой конвейером, проводимых ежедневно, в течение 450 часов непрерывной работы конвейера при производственных испытаниях, показали отсутствие дрейфа основных количественных показателей процесса транспортирования материала. Производительность и потребляемая конвейером мощность в течение всего

срока испытаний оставались постоянными и соответствовали проектным показателям, определенным при компьютерном моделировании.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе осуществлено решение важной научно-технической задачи снижения энергоемкости вертикальных винтовых конвейеров за счет параметрической оптимизации их рабочих органов, основанной на разработанном методе определения конструктивных и режимных параметров конвейера, с учетом физико-механических свойств и геометрии потока транспортируемого материала, и подтвержденной результатами экспериментальных исследований и производственных испытаний

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем

1. Вертикальные винтовые конвейеры широко применяются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства для транспортирования зернистых, порошкообразных и пылевидных грузов Их основным недостатком является высокие удельные энергозатраты, величина которых в значительной степени зависит от конструктивных и режимных параметров конвейеров.

2 Существующая в настоящее время методика расчета вертикальных винтовых конвейеров построена на расчетной схеме движения материальной точки, лежащей на поверхности шнековой лопасти и прижатой к внутренней поверхности корпуса конвейера Игнорирование реальных законов движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере приводит к необоснованному выбору конструктивных и режимных параметров конвейеров при проектировании и созданию низкоэффективных транспортирующих машин

3. Разработано математическое описание процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающее физико-механические свойства и геометрию потока материала, позволяющее исследовать влияние конструктивных и режимных параметров конвейера на эффективность процесса транспортирования

4. Разработан метод определения геометрических характеристик, движущегося в винтовом конвейере, потока материала: формы и размеров поперечного сечения потока материала, координаты пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объема элементарного сектора материала и координаты его центра масс, с учетом коэффициента внутреннего трения транспортируемого материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии.

5 На основании предложенной расчетной схемы процесса вертикального винтового транспортирования потока материала, разработаны метод, математическая модель и программа выбора конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, учитывающие физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного се-

чения потока транспортируемого материала, и процессы, протекающие на поверхностях контактов материала с рабочими органами конвейера, с учетом налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации. 6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность снижения энергоемкости процесса вертикального винтового транспортирования за счет выбора рациональных значений конструктивных и режимных параметров конвейера в зависимости от физико-механических свойств транспортируемого материала

7 Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 9 %), что подтверждает адекватность математической модели реальному процессу движения материала в вертикальном винтовом конвейере

8 Полученные количественные результаты показывают, что вертикальные винтовые конвейеры, выбор конструктивных и режимных параметров которых проведен на основе разработанных в данной работе, метода, математической модели и программы, целесообразно применять при транспортировании зернистых, порошкообразных и пылевидных материалов, так как это приводит к увеличению производительности на 17 — 30% и снижению удельных затрат энергии на 10 - 18 %, по сравнению с базовыми конвейерами.

Результаты научных исследований внедрены

- в проектном институте Группы компаний «ДОНУГЛЕСТРОЙ»;

- на Ильичевском заводе железобетонных изделий управления по производству вспомогательных технологических материалов ООО «Компания «РОСТОВУГОЛЬ»»,

- на Садкинском и Придонском карьерах ОАО «РОСТОВНЕРУД».

Конкурсная работа «Теория и математическое описание вертикального винтового транспортирования потока сыпучего материала» автора диссертации отмечена медалью «За лучшую научную работу» Министерства образования и науки РФ по итогам открытого конкурса в 2006 году на лучшую научную работу студентов вузов по естественным, техническим и гуманитарным наукам

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Евстратова A.B. Оптимизация геометрических и кинематических параметров вертикального транспортирующего шнека / Научно-аналитический и производственный журнал «Горное оборудование и электромеханика» Изд-во журн. «Новые технологии» 2007. - № 10 - С 65 — 70.

Работы, опубликованные в международных и всероссийских сборниках:

2. Евстратова А В. Вертикальный конвейер с ленточно-винтовым рабочим органом / Образование, наука, производство- Сб. тез. Междунар студенческого форума. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002 - 43 - С. 32.

3. Евстратова A.B. Компьютерное моделирование процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере / Образование, наука, производство. Сб. тез. докл. II Междунар студенческого форума, г. Белгород, 26-28 мая 2004 г - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004.-4.VI-C. 21.

4 Евстратова A.B., Маслов Л.И. Теория вертикального винтового транспортирования потока сыпучего материала. Научно-техническое творчество студентов вузов, Матер Всерос смотра - конкурса науч - техн. творчества студ. вузов «Эврика - 2005»/ Мин-во образования и науки РФ Юж. - Рос. roc техн ун-т ((НПИ) - Новочеркасск. ЮРГТУ. 2005. - 4.2 -С 231 -235.

5 Евстратова A.B., Олигов Б.Х, Тарарин Ю А Закономерности движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере / Новые технологии управления движением технических объектов: Сб статей по матер 8-й Междунар научн-техн конф. г. Новочеркасск, 14-16 декабря 2005 г - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2006.- Вып 6. - С. 63 - 68

6 Евстратова А В., Маслов JI И. Проектирование функциональных модулей винтовых конвейеров робототехнических комплексов Научно-техническое творчество студентов вузов, Матер. Всерос. смотра - конкурса науч. - техн творчества студ вузов «Эврика - 2006»/ Мин-во образования и науки РФ. Юж - Рос. гос. техн. ун-т ((НПИ). - Новочеркасск ЮРГТУ 2006 - 42 - С 260 -262.

7 Евстратова А.В , Олигов Ю Б, Павлов Е И Влияние профиля лопасти шнекового вала на производительность вертикального винтового конвейера / Перспективы развития Восточного Донбасса Сб науч тр по материалам II Международной научно-практической конференции ШИ ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос гос технический ун-т — Новочеркасск- УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ),2007 -С. 196-199

8. Евстратова А В. Моделирование процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере / Перспективы развития Восточного Донбасса. Сб науч тр по материалам II Международной научно-практической конференции ШИ ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос технический ун-т. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 200 - 204.

Работы, опубликованные в региональных сборниках:

9.Евстратова А.В, Самарин C.B. Область применения, конструктивные особенности и теория проектирования винтовых конвейеров / Исследования в области инженерно-технических процессов/ Сборник научных статей студентов, аспирантов и молодых ученых. Юж -Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2004. - С 59 - 63

Отпечатано в типографии ООО «Продекс» Заказ № 378 от 5 10 07г. Тираж 150 экз Объем 1,0 п л. Печать ризография Бумага офсетная. Адрес типографии: г Шахты, Ростовской области, пр. Победы революции, 85

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ

1.1. Область применения транспортирующих и технологических машин со шнековыми рабочими органами

1.2. Анализ условий работы и конструкций винтовых конвейеров

1.3. Анализ физических свойств грузов, транспортируемых винтовыми конвейерами

1.4. Обзор литературных источников по теории проектирования транспортирующих и технологических машин со шнековыми рабочими органами и исследованиям процессов взаимодействия рабочих органов с сыпучей средой

1.5. Выводы. Задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА В ВЕРТИКАЛЬНОМ ВИНТОВОМ КОНВЕЙЕРЕ

2.1. Исследование свойств транспортируемых грузов

2.2. Движение частицы материала в вертикальном винтовом конвейере

2.3. Закономерности движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере

2.4. Исследование влияния свойств транспортируемого материала, конструктивных и режимных параметров конвейера на направление движения груза

2.5. Выводы.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИНТОВОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА

3.1. Критериальный анализ и составление целевой функции.

3.2. Анализ факторного пространства, обоснование и построение модели процесса транспортирования потока материала вертикальным винтовым конвейером

3.3. Выводы 86 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Задачи экспериментальных исследований и производственных испытаний.

4.2. Методика проведения экспериментальных исследований

4.3. Результаты экспериментальных исследований.

4.4. Методика, проведение и результаты производственных испытаний.

4.5. Выводы. 108 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 110 Литература 115 Приложения 12$ Программные продукты 122 Протокол заводских испытаний 134 Акт заводских испытаний 141 Акты внедрения 143 Справка о награждении

Актуальность проблемы. Вертикальное винтовое транспортирование сыпучих и пылевидных материалов является неотъемлемой частью многих технологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Обладая широким спектром применения в различных отраслях народного хозяйства, вертикальные винтовые конвейеры, наряду с такими достоинствами как простота конструкции, непрерывность транспортирования, герметичность, возможность транспортирования пылящих и остро-пахнущих грузов, имеют существенный недостаток - материал, кроме поступательного движения в направлении оси конвейера, совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, что снижает производительность конвейера и повышает энергозатраты.

В значительной мере это связано с тем, что в настоящее время создание вертикальных винтовых конвейеров реализуется посредством процедур проектирования, построенных на основе математического описания движения частицы материала, опирающейся на винтовую лопасть и прижатую к внутренней стенке корпуса конвейера. Отсутствие математического описания движения потока материала приводит к созданию низкоэффективных машин, структура и параметры рабочих органов которых существенно отличаются от оптимальных.

В этом контексте возникает задача повышения эффективности функционирования вертикальных винтовых конвейеров путем расчета и выбора оптимальных значений геометрических, кинематических и динамических параметров их рабочих органов. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания процесса движения потока материала, учитывающего влияние свойств транспортируемых грузов и параметров рабочих органов конвейера на форму поперечного сечения потока материала и коэффициент выдачи материала.

Соответствие диссертации научному плану работ ЮРГТУ (НПИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления: «Теория и принципы построения автоматизированных машин, робототехнических и мехатронных устройств и систем», утвержденного Ученым советом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.1998 г., по госбюджетной теме: ПЗ - 845 «Повышение эффективности технологических и транспортирующих машин промышленности строительных материалов».

Цель работы. Повышение эффективности процесса вертикального винтового транспортирования путем выбора конструктивных и режимных параметров конвейера посредством разработанного метода, учитывающего физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала.

Идея работы заключается в разработке математического описания процесса движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере, как необходимого условия учета физико-механических свойств и геометрии потока материала при выборе конструктивных и режимных параметров конвейера.

Методы исследования: Теоретический анализ процесса движения потока транспортируемого материала в винтовом конвейере проведен с использованием дифференциального и интегрального исчисления, методов механики сыпучей среды и теоретической механики, механики грунтов, математического моделирования. Лабораторные и промышленные испытания проведены с применением электрических методов измерения параметров.

Научные положения, выносимые на защиту:

- форма и размеры поперечного сечения потока материала, транспортируемого вертикальным шнеком, зависят от его конструктивных и режимных параметров и оказывают существенное влияние на удельные энергозатраты процесса транспортирования;

- геометрические характеристики потока материала, транспортируемого вертикальным шнеком: форма и размеры поперечного сечения потока материала, координата пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объем элементарного сектора материала и координата его центра масс, должны определяться с учетом коэффициента внутреннего трения материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнеково-го вала к периферии;

- математическая модель, учитывающая влияние формы и размеров поперечного сечения потока транспортируемого материала позволяет по критерию минимума удельных энергозатрат транспортирования повысить точность определения конструктивных и режимных параметров конвейера.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы основывается на применении комплекса современных методов исследований, включая: анализ и научное обобщение выполненных к настоящему времени работ по рассматриваемому вопросу; дифференциальное и интегральное исчисление; применение современных вычислительных методов; и подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований (расхождение не превышает 9 %).

Научная новизна состоит в том, что:

- получена система уравнений движения реального потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающая физико-механические свойства материала и геометрические характеристики поперечного сечения потока, позволяющая исследовать влияние конструктивных и режимных параметров конвейера на эффективность процесса транспортирования;

- разработан метод определения геометрических характеристик, движущегося в винтовом конвейере, потока материала: формы и размеров поперечного сечения потока материала, координаты пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объема элементарного сектора материала и координаты его центра масс, с учетом коэффициента внутреннего трения транспортируемого материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии;

- разработаны метод, математическая модель и программа выбора конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, учитывающие физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала, и процессы, протекающие на поверхностях контактов материала с рабочими органами конвейера, с учетом налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации.

Значение работы Научное значение работы состоит в установлении закономерностей движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, определении влияния на эти закономерности физико-механических свойств транспортируемых материалов, конструктивных и режимных параметров конвейера, и разработке аналитического аппарата, учитывающего взаимодействие потока транспортируемого материала с поверхностями рабочих органов конвейера и позволяющего обоснованно выбирать рациональные конструктивные и режимные параметры вертикального винтового конвейера.

Практическое значение работы заключается в том, что ее результаты, в частности метод определения параметров, математическая модель, алгоритм и программа, используемые при выборе конструктивных и режимных параметров вертикальных винтовых конвейеров, создают основу для проектирования и создания высокоэффективных транспортирующих машин, применяющихся во многих технологических процессах в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Реализация результатов работы Результаты исследований внедрены

- в проектном институте Группы компаний «ДОНУГЛЕСТРОЙ»;

- на Ильичевском заводе железобетонных изделий управления по производству вспомогательных технологических материалов ООО «Компания «РОСТОВУГОЛЬ»»;

- на Садкинском и Придонском карьерах ОАО «РОСТОВНЕРУД».

Апробация работы. Основные положения работы доложены и получили одобрение: на научно-практических конференциях Шахтинскош института ЮРГТУ (2002 - 2007 г.г.); на Первом Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (г. Белгород, май 2002 г.); на Международной Интернет-конференции «Технологические комплексы, оборудование предприятий строительных материалов и стройиндустрии» (г. Белгород, июнь 2003 г.); на Международном конгрессе, посвященном 150-летию В.Г. Шухова «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г. Белгород, сентябрь 2003 г.); на Втором Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (г. Белгород, май 2004 г.); на Всероссийском студенческом смотре - конкурсе «Эврика - 2005» (г. Новочеркасск, 5-6 декабря 2005 г.); на Международной научно-практической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» (г. Новочеркасск, декабрь 2005 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Неделя горняка - 2006» (г. Москва, январь, 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 печатных работ (4 из них без соавторов), в том числе 1 работа в издании, рекомендованном

ВАК РФ и 7 работ - в материалах Международных и Всероссийских конференций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 91 наименования и приложений, изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 11 таблиц.

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Вертикальные винтовые конвейеры широко применяются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства для транспортирования зернистых, порошкообразных и пылевидных грузов. Их основным недостатком является высокие удельные энергозатраты, величина которых в значительной степени зависит от конструктивных и режимных параметров конвейеров.

2. Существующая в настоящее время методика расчета вертикальных винтовых конвейеров построена на расчетной схеме движения материальной точки, лежащей на поверхности шнековой лопасти и прижатой к внутренней поверхности корпуса конвейера. Игнорирование реальных законов движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере приводит к необоснованному выбору конструктивных и режимных параметров конвейеров при проектировании и созданию низкоэффективных транспортирующих машин.

3. Разработано математическое описание процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере, учитывающее физико-механические свойства и геометрию потока материала, позволяющее исследовать влияние конструктивных и режимных параметров конвейера на эффективность процесса транспортирования.

4. Разработан метод определения геометрических характеристик, движущегося в винтовом конвейере, потока материала: формы и размеров поперечного сечения потока материала, координаты пересечения свободной поверхности с лопастью шнека, объема элементарного сектора материала и координаты его центра масс, с учетом коэффициента внутреннего трения транспортируемого материала и изменения угла подъема винтовой лопасти от оси шнекового вала к периферии.

5. На основании предложенной расчетной схемы процесса вертикального винтового транспортирования потока материала, разработаны метод, математическая модель и программа выбора конструктивных и режимных параметров вертикального винтового конвейера, учитывающие физико-механические свойства и геометрические характеристики поперечного сечения потока транспортируемого материала, и процессы, протекающие на поверхностях контактов материала с рабочими органами конвейера, с учетом налагаемых на параметры ограничений и критерия оптимизации.

6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность снижения энергоемкости процесса вертикального винтового транспортирования за счет выбора рациональных значений конструктивных и режимных параметров конвейера в зависимости от физико-механических свойств транспортируемого материала.

7. Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 9 %), что подтверждает адекватность математической модели реальному процессу движения материала в вертикальном винтовом конвейере.

8. Полученные количественные результаты показывают, что вертикальные винтовые конвейеры, выбор конструктивных и режимных параметров которых проведен на основе разработанных в данной работе: метода, математической модели и программы, целесообразно применять при транспортировании зернистых, порошкообразных и пылевидных материалов, так как это приводит к увеличению производительности на 17 - 30% и снижению удельных затрат энергии на 10 -18 %, по сравнению с базовыми конвейерами.

Результаты научных исследований внедрены:

- в проектном институте Группы компаний «ДОНУГЛЕСТРОЙ»;

- на Ильичевском заводе железобетонных изделий управления по производству вспомогательных технологических материалов ООО «Компания «РОСТОВУГОЛЬ»»;

- на Садкинском и Придонском карьерах ОАО «РОСТОВНЕРУД».

Конкурсная работа автора диссертации: «Теория и математическое описание вертикального винтового транспортирования потока сыпучего материала» отмечена медалью «За лучшую научную работу» Министерства образования и науки РФ по итогам открытого конкурса в 2006 году на лучшую научную работу студентов вузов по естественным, техническим и гуманитарным наукам.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Евстратова А.В. Оптимизация геометрических и кинематических параметров вертикального транспортирующего шнека / Научно-аналитический и производственный журнал «Горное оборудование и электромеханика». Изд-во журн. «Новые технологии» 2007. - № 10. - С. 65 - 70.

Работы, опубликованные в международных и всероссийских сборниках:

2. Евстратова А.В. Вертикальный конвейер с ленточно-винтовым рабочим органом / Образование, наука, производство: Сб. тез. Междунар. студенческого форума. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. - Ч.З. - С. 32.

3. Евстратова А.В. Компьютерное моделирование процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере / Образование, наука, производство: Сб. тез. докл. II Междунар. студенческого форума, г. Белгород, 26-28 мая 2004 г. - Белгород: Изд-во БГТУ им.

B.Г. Шухова, 2004.- Ч.VI - С. 21.

4. Евстратова А.В., Маслов Л.И. Теория вертикального винтового транспортирования потока сыпучего материала. Научно-техническое творчество студентов вузов; Матер. Всерос. смотра - конкурса науч. - техн. творчества студ. вузов «Эврика - 2005»/ Мин-во образования и науки РФ. Юж. - Рос. гос. техн. ун-т ((НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ. 2005. - 4.2.

C. 231 -235.

5. Евстратова А.В., Олигов Б.Х., Тарарин Ю.А. Закономерности движения потока материала в вертикальном винтовом конвейере / Новые технологии управления движением технических объектов: Сб. статей по матер. 8-й Междунар. научн-техн. конф. г. Новочеркасск, 14-16 декабря 2005 г. - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2006.- Вып.6. - С. 63 - 68.

6. Евстратова А.В., Маслов Л.И. Проектирование функциональных модулей винтовых конвейеров робототехнических комплексов. Научно-техническое творчество студентов вузов; Матер. Всерос. смотра - конкурса науч. - техн. творчества студ. вузов «Эврика - 2006»/ Мин-во образования и науки РФ. Юж. - Рос. гос. техн. ун-т ((НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ. 2006.-4.2.-С. 260-262.

7. Евстратова А.В., Олигов Ю.Б., Павлов Е.И. Влияние профиля лопасти шнекового вала на производительность вертикального винтового конвейера / Перспективы развития Восточного Донбасса: Сб. науч. тр. по материалам II Международной научно-практической конференции ШИ ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. технический ун-т. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 196 - 199.

8. Евстратова А.В. Моделирование процесса движения потока сыпучего материала в вертикальном винтовом конвейере / Перспективы развития Восточного Донбасса: Сб. науч. тр. по материалам II Международной научно-практической конференции ШИ ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. технический ун-т. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. -С. 200-204.

Работы, опубликованные в региональных сборниках:

9.Евстратова А.В., Самарин С.В. Область применения, конструктивные особенности и теория проектирования винтовых конвейеров / Исследования в области инженерно-технических процессов.: Сборник научных статей студентов, аспирантов и молодых ученых. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2004. - С 59 - 63.

1. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины.-М.: Машиностроение, 1983.- 487с.

2. Григорьев A.M. Винтовые конвейеры.-М.: Машиностроение, 1972.-248с.

3. Евневич А.В. Транспортные машины и комплексы. М.: Недра, 1975.-415с.

4. Силенок С.Г., Борщевский А.А., Горбовец М.Н. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.-М.: Машиностроение, 1990.- 388с.

5. Журавлёв М.И. Фоломеев А.А. Механическое оборудование предприятий вяжущих материалов и изделий на базе их. -М.:Высш. школа, 1983 .-232с .

6. Серяков B.C., Юсов М.И. Пневмоперегрузчик пылевидных материалов НИМ-100.// Строительные и дорожные машины.- 1993.- №7. С. 34-41.

7. Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. -М.: Высшая школа, 1987.-376с.

8. Грабчик Л.Г., Несмотряев В.И. Горнопроходческие машины и комплексы. М.:Недра,1990.-336с

9. Рыбаков И.Я. Теория и расчёт вертикальных шнеков. //Торфяная промышленность.-1951.-№8. С.23-28.

10. Александр JI.M. Теория вертикального шнека. // Тр. ЦНИИ речного флота. -Вып. 7.- 1950. С. 63-80.

11. Лихарев Б.В. Вертикальный винтовой конвейер. //Химическая промышленность.- 1954.-№1. С. 61-68.

12. Гутьяр Е.М. Элементарная теория вертикального винтового транспортёра. //Тр. Московского института механизации и электрификации сельского хозяйства. -М.-Т.2.- 1956. С. 81-90.

13. Катанов Б.А. Определение производительности вертикального шне-кового конвейера. //Вестник машиностроения,- 1958.- №12. С.41-50.

14. Катанов Б.А., Кузнецов В.И. Определение закономерностей движения одиночной частицы по шнеку. // Изв. вузов, "Горный журнал", 1972.-№11. С. 23-37.

15. Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Минск: Вышейн. Шк., 1970.- 452 с.

16. Справочник по технической механике / Под ред. Акад. А.Н. Динни-ка.- М. Л.: Гостехиздат, 1949.- 734 с.

17. Писаренко Г.С., Лебедев А.А. Сопротивление материалов деформированию и разрушению при сложном напряженном состоянии.- Киев: Наук. Думка, 1969. 212 с.

18. Егер Дж. К. Упругость, прочность и текучесть.-М.:Машгиз, 1961.172 с.

19. Башкатов Д.Н. Некоторые результаты шнекового бурения на станке УГБ 50А в производственных условиях.//Изв. вузов, "Геология и разведка".- 1958.- № 10. С. 55-68.

20. Башкатов Д.Н. К расчету вертикальных шнековых установок. //Тр. Московского геологоразведочного института, т. XXXIV. М.:Госгеолтехиздат, 1959. С. 77-89.

21. Башкатов Д.Н. Методика определения оптимальных параметров бурового шнека. //Изв. вузов. "Геология и разведка".-1962,- № 10. С. 22-41.

22. Башкатов Д.Н., Олоновский Ю.А. Экспериментальные исследования по усовершенствованию технологии шнекового бурения. /Бюлл. На-уч.-техн. информ. ОНТИ ВИЭМС.-1965.- № 2 (55). С. 65-79.

23. Башкатов Д.Н., Олоновский Ю.А. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин.-М.: Недра, 1968.- 233 с.

24. Боголюбский К.А., Башкатов Д.Н. Определение к.п.д. шнека и мощности, затрачиваемой на транспортировку породы вертикальным шнеком при бурении. //Изв. вузов, "Геология и разведка",- 1959.- № 3. С. 44-56.

25. Григорьев A.M., Преображенский П.А. К вопросу определения осевой скорости материальной точки в вертикальном шнеке. //Изв. вузов, "Горный журнал".- 1963.- № 8. С. 77-88.

26. Григорьев A.M., Штуков Н.К. О решении уравнений с угловым параметром для транспортирующих шнеков. //Изв. вузов, "Горный журнал".- 1968.- № 7. С. 41-50.

27. Григорьев A.M., Штуков Н.К. Варианты уравнений для исследования осевого перемещения частиц в шнеках. /Сб. "Усовершенствование сельскохозяйственных машин".- Киев: Урожай, 1968. С. 66-82.

28. Григорьев A.M., Шалман Д.А. О движении материальной точки в наклонном шнеке и обоснование критического радиуса. /Сб. "Вопросы теории винтовых транспортеров". -Киев: Книга, 1968. С. 4349.

29. Григорьев A.M., Желтов В.П. Надежность методов расчета и конструирования вертикальных винтовых транспортеров.-Киев: Знание, 1969.-232 с.

30. Катанов БА., Кузнецов В.И. Влияние геометрических погрешностей на транспортирующую погрешность шнека. //Изв. вузов, "Горный журнал". 1972.- №11. С. 22-34.

31. Мурашов В.И. Некоторые вопросы динамики винтового подъема. //Изв. вузов, "Геология и разведка".- 1969.- № 5. С.44-53.

32. Мурашов В.И., Григорьев A.M. Метод расчёта вертикального винтового конвейера-шнека. //Изв. вузов, "Горный журнал".- 1969.- №10. С. 12-26.

33. Bottcher S. Eine allgemeine Analyse der Aufwarts forderung eines Einzelkorpers in Schneckenforderern beliebiger Neigang. "VDJ -Zeitschrift", 1963 № 14, 16 und "VDJ Zeitschrift", 1964 № 18.

34. Rimann U. Исследование вертикального шнекового транспортёра, применяемого для уборки зерновых (перевод с немецкого). //Zau Landtechniche.-1961.- №6. С. 57-72.

35. Suhadi W. Die Schnecke als Arbeitsorgan in verarbeitungs-maschinen. //Maschinnenbautemechanik.-1967.-№5 P. 41-56.

36. Parsons J.D., Schweisow W.F., Burkhardt G.J. Fluid flow analogy applied to anger conveyance of grains. //Trans, asae.- 1968.- № 5. P. 35-47.

37. Преображенский П.А., Григорьев A.M. Расчёт и конструирование гибких винтовых конвейеров.//Вестник машиностроения.- 1969.-№6. С. 37- 45.

38. Сафохин М.С., Катанов Б.А., Кузнецов В.И. Закономерности движения материала при транспортировке его шнеком вниз. //Изв. вузов, "Горный журнал".- 1973,- №12. С. 55-67.

39. Силин В.А. Исследование напорных шнеков торфяных машин. /Тр. Института торфа АН БССР. Минск.-1955.- №4. С.24-42.

40. Штуков Н.К., Григорьев A.M., Бардаченко М.К. Влияние конструктивных и режимных параметров на осевую скорость транспортируемого материала в вертикальных шнеках. //Изв. вузов, "Горный жур-нал".-1968.- №1. С. 47-60.

41. Штуков Н.К., Григорьев A.M. Картина распределения осевых скоростей материальной точки (частицы) в пределах окружности в транспортирующих шнеках. //Изв. вузов, "Горный журнал".- 1967.- №12. С. 20-37.

42. Иванова А.И. Винтообразное движение вязкой несжимаемой жидкости (к теории шнека). /Изв. АН СССР, ОТН.- 1957.- №12. С. 27-45.

43. Алексеев Б.А., Берштейн Г.Н. Вопросы технологии механизированного сельскохозяйственного производства,- М.: Урожай, 1964.-377 с.

44. Симилейский Г.М. Расчет производительности вертикального бурового шнека при новой трактовке явлений. Известия СКНЦ ВШ, серия «Технические науки». 1981. № 1. С. 38-42.

45. Горленко В.В. Определение возможности применения установки БУГ для шнековой закладки породы в скважины. Сб. трудов ДонУ-ГИ, 1975, №58.

46. Горленко В.В., Мяснянкин В.В., Маслюк Г.М., Пучков Б.М. Шахтные испытания установки для шнековой закладки породы в скважины. Уголь Украины. 1975, № 10.

47. Горленко В.В., Епифанцев Ю.К., Карягина Н.В. Исследование силовых параметров бурозакладочной установки БЗУ для шнековой закладки породы в скважины. Сб. трудов ДонУГИ, 1976, № 64.

48. Горленко В.В. Исследование и выбор основных параметров бурозакладочной установки типа БУГ для закладки породы в скважины. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новочеркасск.: Новочерк. политехи, ин-т. 1978.

49. Ерейский В.Д., Полежаев В.Г., Иванов О.П. К определению сопротивлений внедрению ковша в сыпучий материал // Грузоподъемные и транспортные установки: Сб. науч. тр. / НПИ.-Новочеркасск, 1975. -Т.313.-С.93-95.

50. Ляшенко Ю.М. К определению сопротивлений внедрению погрузочного органа в виде рамки с клиновым носком в сыпучий материал / Грузоподъемные и погрузочные машины: Сб. межвуз. Новочеркасск, 1985.-С. 120-124.

51. Носенко А.С. Теоретические исследования формирования сопротивлений внедрению клиновых лап в штабеле сыпучего материала / Шахтный и карьерный транспорт.- М.: Недра. 1990.- №11. -С. 249253.

52. Проходческие погрузочно-транспортные модули и подсистемы угольных шахт на основе клиновых гидрофицированных исполнительных органов / Под общ. ред. проф. Г.Ш. Хазановича; Шахтин-ский ин-т ЮРГТУ.- Новочеркасск: ЮРГТУ(НПИ).-2001.-252 с.

53. Рюмин И.Ф., Михайлов В.Г. Исследование работы погрузочной машины непрерывного действия ГНЛ-30 по углю в условиях восстающих выработок / Науч. тр. Новочерк. политехи, ин-т, 1961. Т.130.- С. 79-94.

54. Водяник Г.М., Дровников А.Н., Васильев Ю.А. Погрузочная машина бокового захвата с автоматическим регулируемым режимом работы / Известия СКНЦ ВШ. Технические науки. Ростов н/Дону, 1973.-№1.- 39-33.

55. Филяков А.Б. Исследование процесса внедрения деформатора в сыпучую среду при установившемся движении / Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1981, № 11. - С. 135-138.

56. Филяков А.Б. Взаимодействие рабочих органов перегрузочных машин с насыпными грузами. Астрахань: Изд. АГТУ, 2004. - 176

57. Регер Э.О., Романков П.Г., Рашковская Н.Б. К вопросу об истечении упруго-пластичных , тиксотропных материалов из вибрационного питателя.//Журнал прикладной химии.-Т. 40.- Вып.П.-1967. С. 60-82.

58. Ничипоренко С.П. Исследование работы ленточных прессов с помощью методов физико-химической механики дисперсных систем и теории подобия.// Тр. АН УССР.-1954.-№3. С. 40-57.

59. Ничипоренко С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формования керамических масс.-Киев: Изд-во АН УССР, 1960. -366 с.

60. Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики.-Киев: Наукова думка, 1968.-285 с.

61. Ничипоренко С.П.,Абрамович М.Д.,Комская М.С. О формовании керамических масс в ленточных прессах.-Киев: Наукова думка,1971.- 234 с.

62. Дубинский Н.В.,Левин А.Н. Исследование работы двухчервячных прессов при формовании паст-ускорителей вулканизации резины. //Химическое и нефтяное машиностроение.-1965.-№12. С. 54-60.

63. Сагалаев Г.В.К вопросу о производительности экструзионных ма-шин.//Пластические массы.-1962.-№7. С. 50-58.

64. Константинов В.Н.,Левин А.Н. Определение производительности червячных прессов. // Химическое машиностроение. 1962.- №3. С. 5-13.

65. Рябинин Д.Д., Лукач Ю.Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей. М.: Машиностроение, 1965. -352 с.

66. Мартынов В.Д., Туренко А.В. Расчет глиноперерабатывающего обо-рудования./Учебное пособие. М.: МИСИ, 1979.- 64 с.

67. Туренко А.В. Расчет глиноперерабатывающего оборудования и прессов пластического формования для производства керамических строительных изделий. -М.: МИСИ, 1985.-86с.

68. Куринный А.Е., Багринцев И.И. и др. Двухлопастной смеситель с реверсивным шнеком для приготовления пастообразных материалов. //Химическое и нефтяное машиностроение,-1969.-№ 12. С.53-65.

69. Багринцев И.И.,Гирич В.П. и др. Двухлопастной смеситель для получения щелочной целлюлозы.//Химическое и нефтяное машиностроение." 1971.-№8. С.22-33.

70. Куринный А.Е.ДСананин Б.Г. и др. Смесители с реверсивным шнеком типа СРШ.//Химическое и нефтяное машиностроение.-1972.-№4. С.65-71.

71. Лапшин В.Г. Повышение эксплуатационной надежности прессов пластического формования // Строительные и дорожные машины.-1989.-№8. С.24-25.

72. Морозов А.Д. Расчет осевых сил на шнеконапорных механизмах пневмоустановок. // Строительные и дорожные машины.-1989.-№8. С.10-11.75,76,7780