автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование параметров привода вибротранспортных машин

005047био

На правах рукописи

Косенко Евгений Александрович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА ВИБРОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 О ДЕК 2012

Екатеринбург - 2012

005047608

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Афанасьев Анатолий Ильич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Дмитриев Владимир Трофимович, профессор кафедры эксплуатации горного оборудования ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

кандидат технических наук, доцент Таугер Виталий Михайлович, профессор кафедры мехатроники ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения»

Ведущая организация - Институт горного дела УрО РАН

Защита состоится 25 декабря 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» в зале заседаний Ученого совета по адресу: 620144, г. Екатеринбург,ГСП, ул. Куйбышева, 30

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат разослан 23 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ___

доктор технических наук, профессор Хазин М. Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Процессы вибротранспортирования и разделения сыпучих материалов по крупности являются одними из наиболее масштабных и относительно энергоемких операций в горнодобывающей, строительной, химической и других отраслях промышленности РФ. Проведение этих операций сопровождается значительными затратами энергии. Удельная энергоемкость этих процессов доходит до 1 кВт-ч/т. Учитывая масштабы транспортирования, общие затраты энергии в РФ достигают значительных размеров.

Рост экономических показателей работы предприятий, использующих вибротранспортные процессы, возможен при совершенствовании конструкции вибротранспортных машин и повышении эффективности рабочего процесса. По конструктивному исполнению вибротранспортные машины (ВТМ) имеют относительно большую номенклатуру, но все без исключения содержат основной узел - вибровозбудитель, работа которого определяет эффективность рабочего процесса. Тип вибровозбудителя обусловливает конструктивное исполнений ВТМ. В горной и других отраслях промышленности применяются в основном эксцентриковые (кривошипно-шатунные), инерционные, пневматические, гидравлические и электромагнитные вибровозбудители. В меньшей мере в вибротранспортных машинах используются, как правило, линейные двигатели, которые эффективно работают в зоне резонанса на относительно высоких, кратных 50 Гц, частотах с амплитудой 1 ...2 мм.

Альтернативой существующим электромагнитным вибровозбудителям служат линейные управляемые электромагнитные двигатели постоянного тока. Однако рабочий процесс этих вибровозбудителей изучен недостаточно, что не позволяет определять их рациональные параметры. Изучение рабочих процессов электромагнитных вибровозбудителей постоянного тока, определение их рациональных параметров, обеспечивающих повышение эффективности работы вибротранспортных горных машин - актуальная научная задача.

Объект исследования — низкочастотные вибротранспортные горные машины с линейным электромагнитным вибровозбудителем - линейным двигателем постоянного тока.

Предмет исследования - установившиеся и переходные рабочие процессы вибровозбудителя - линейного управляемого двигателя постоянного тока в низкочастотной вибротранспортной машине.

Цель работы — повышение эффективности работы низкочастотных вибротранспортных горных машин с электромагнитным вибровозбудителем - линейным управляемым двигателем постоянного тока за счет совершенствования его конструкции на базе исследований, позволяющих определить его рациональные параметры.

Идея работы заключается в повышении эффективности рабочего процесса низкочастотной вибротранспортной машины за счет усовершенствования конструкции вибровозбудителя - линейного электромагнитного двигателя постоянного тока и выбора рациональных параметров режима его работы.

Для достижения данной цели были поставлены задачи:

1. Обосновать и сформулировать критерии эффективности работы линейных электромагнитных вибровозбудителей низкочастотных, в том числе резонансных вибротранспортных машин.

2. Определить наиболее эффективный тип линейного управляемого вибровозбудителя для относительно низкочастотных вибротранспортных машин.

3. Определить рациональное время работы линейного двигателя за один цикл колебаний, положение рабочего органа в момент включения и выключения двигателя, а также токовые нагрузки, обеспечивающие приемлемую работоспособность вибровозбудителя.

4. Обосновать эквивалентную схему для расчета установившейся избыточной температуры и методику ускоренных тепловых испытаний.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Степень совершенства конструкции линейных вибровозбудителей и эффективность работы ВТМ должны определяться на основе их тяговых и энергетических характеристик с учетом режимных параметров системы управления.

2. Одним из эффективных вибровозбудителей для низкочастотных вибротранспортных машин, работающих в «полубыстроходном» и «быстроходном» режимах, является линейный электромагнитный двигатель постоянного тока с сенсорным управлением, связанным с положением рабочего органа (РО).

3. Рациональный путь повышения энергетической эффективности рабочего процесса резонансных грохотов и снижения тепловой нагруженности вибровозбудителей — уменьшение непроизводительных потерь энергии, обусловленных нерациональным включением и выключением линейного двигателя.

Научная новизна работы заключается: в обосновании критериев оценки степени конструктивного совершенства линейного электромагнитного вибровозбудителя, разработке методики определения рациональных режимных и конструктивных параметров вибровозбудителей, их связи с параметрами рабочего процесса низкочастотных ВТМ, амплитудой колебаний рабочего органа, производительностью и удельными энергозатратами.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке конструкции линейных электромагнитных вибровозбудителей постоянного тока, а также источника питания и системы управления им для низкочастотных вибротранспортных машин, обеспечивающих их приемлемую производительность и энергоемкость.

Достоверность основных научных положений, выводов и рекомендаций обоснована корректным использованием методов математического и физического моделирования, положений теории вероятности и математической статистики, апробированными методами экспериментальных исследований. Удовлетворительная сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований (относительное расхождение не превышает 15 %) подтверждает их достоверность.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при проектировании вибрационной машины для грохочения мелких классов хво-

стов обогащения руд тяжелых металлов и в ударной установке для забивания труб в связный грунт с целью его укрепления.

Апробация работы. Основные результаты работы и ее отдельные положения докладывались: на Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование механических явлений», Екатеринбург, 2011 г.; Международной научно-технической конференции «Транспорт XXI века: Исследование, инновации, инфраструктура», г. Екатеринбург, 17-19 ноября 2011 г.; «Неделе горняка», г. Москва, 23-28 января 2012 г.; «Уральской горнопромышленной декаде», г. Екатеринбург, 18-20 апреля 2012 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ в журналах, сборниках научных трудов, материалах международных конференций, в том числе 7 работ в журналах из списка ВАК.

Вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве, состоит в определении и формулировке направлений исследований, постановке задач, разработке методик исследований, организации и непосредственном участии в выполнении исследований и испытаний, анализе и обобщении полученных результатов, разработке рекомендаций, написании текстовой части публикаций и в публичных докладах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований, содержит 122 страницы текста, 44 рисунка, 15 таблиц и 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ конструкции вибровозбудителей грохотов, питателей, бункеров, вибровыпусков и транспортеров.

Как в отечественных, так и зарубежных дорезонансных, зарезонансных и резонансных ВТМ используются вибровозбудители кинематического, силового или смешанного типов возбуждения колебаний. По конструктивному исполнению (количеству составляющих вибровозбудитель систем) вибровозбудители можно разделить на два класса:

первый класс включает в себя вибровозбудители, которые состоят из двигателя и трансмиссии, которая превращает вращательное движение в возвратно-поступательное, эллиптическое или круговое периодическое движение рабочего органа;

второй класс включает вибровозбудители, состоящие из двигателя, подвижная часть которого непосредственно или через упругий элемент соединяется с РО и сообщает ему возвратно-поступательное периодическое движение.

Этот класс представлен тремя типами вибровозбудителей: инерционными мотор-вибраторами; электромагнитными переменного тока и электромагнитными постоянного тока. В горной промышленности нашли применение резонансные питатели с электромагнитными линейными двигателями, работающими с частотой, кратной частоте промышленной сети (50 Гц), и амплитудой от 1,2 до 2,2 мм. Основным недостатком рассмотренных электромагнитных резонансных вибровозбудителей является относительно небольшой ход якоря.

Создание и совершенствование новых вибротраспортных машин неразрывно связано с теорией их расчета, в разработку которой основной вклад внесли: В. А. Бауман, И. И. Блехман, И. И. Быховский, Л. А. Вайсберг, И. Ф. Гон-чаревич, Г. Ю. Джанелидзе, Б. И. Левенсон, G. Lindner, В. А. Мальцев, В. А. Олевский, В. Н. Погураев, А. О. Спиваковский, Г. Д. Терсков, А. Г. Чер-воненко, А. В. Юдин и другие известные ученые. Основной задачей их исследований было определение средней скорости (V) вибротранспортирования, так как она, при прочих равных условиях, определяет производительность и, соответственно, эффективность ВТМ. В табл. 1 приведены технические характеристики отечественных и зарубежных вибротранспортных машин.

Таблица 1

Характеристики ВТМ

Произ- Мощ- Удельный Угол на- Масса Тип

Тип ВТМ води- ность расход клона ВТМ вибровозбудителя

тся ь- двига- энергии рабочего т, т

ность теля Р, PI Sn„*. органа а,

Рт.х Т/ч кВт кВт-ч/т град

181-ПТ-2,5x1,5 600 8 0,013 15-20 5,47 Электромагнитный

ПЭВ-19А-2,5x1,9 1500 8 0,0053 15-20 6,79 -II-

ГПТ-2-ЗхЗ 3500 80 0,023 10 40,2 Сачобалансный

ГВЛ-500-1,5хО,6 5 1,5 0,3 0-10 0,2 Инерционный

ГИС-42-3,7х1,5 15-200 И 0,73-0,055 15-25 2,8 Самобалансный

ГИС-51-4,65x1,75 20-220 15 0,75-0,068 15-25 2,8 -II-

CDR-82 210 15 0,071 5 9,6 Эксцентриковый

CDR -85 300 22 0,073 5 10,3 -//-

ГИЛ-32 100 4 0,04 10-15 1,74 Инерционный

ГИЛ-52 150 10 0,066 10-25 3,7 -II-

ГИТ-42 400 7 0,0175 25 4,7 -II-

ГИТ-51 600 10 0,0166 25 5,9 -II-

Из табл. 1 видно, что ВТМ с электромагнитными вибровозбудителями переменного тока имеют существенно меньшие удельные энергозатраты по сравнению с другими машинами.

Развитие теории расчета электромагнитных механизмов связано с именами Р. А. Агаронянца, П. М. Алабужева, А. Я. Буйлова, Л. Б. Гансбурга, А. В. Гордона, Н. Е. Лысова, М. А. Любчика, А. И. Москвитина, Ю. С. Русина, Н. П. Ряшенцева, А. К. Тер-Акопова и др. ученых. В этих же работах приведены методики расчета параметров и установившейся температуры обмотки электромагнитных аппаратов, которая является наименее надежным элементом этих устройств. Однако использовать их затруднительно, так как эквивалентная расчетная схема электромагнитного двигателя существенно отличается от рассмотренных.

Анализ параметров известных ВТМ с электромагнитными вибровозбуди-

телями показал, что на эффективность их работы оказывает влияние характер рабочего процесса, который определяется типом линейного двигателя и его параметрами.

Во второй главе выполнен анализ рабочего процесса электромагнитных линейных вибровозбудителей. В работах И. И. Блехмана, И. Ф. Гончаревича, А. О. Спиваковского и других известных ученых показано, что работа ВТМ на относительно низких частотах 4...6 Гц и амплитудах 20...30 мм достаточно часто оказывается более эффективна, чем работа на высоких частотах 25...50 Гц и амплитудах 1...4 мм. Современные вибровозбудители - линейные электромагнитные двигатели работают, как правило, на переменном токе и частотах 25 Гц и более. Тяговая характеристика является основной для линейных двигателей.

В табл. 2 приведены значения тягового усилия якоря линейного двигателя с постоянными магнитами.

Таблица 2

Тяговые усилия линейного двигателя с постоянными магнитами

Рабочий зазор 5, мм Экспериментальные значения Расчетные значения Т7,. Н „ Н

/ = 20 А /=15 А | / = 20 А / = 15 А

6 1 224 172 ; 216 162

11 1 1ол 1 СП 1 Г\-Т 1 С А

16 [ 176 136 179 135

21 I 132 105 160 120

26 1 114 91 142 108

Расчетные значения определялись по уравнению Максвелла, при подстановке в него постоянного значения величины магнитной индукции (Вм -1.2 Тл) магнитов, выполненных из ниодим-железо-бора.

Из табл. 2 видно, что использование линейного электромагнитного двигателя с постоянными магнитами в качестве вибровозбудителя низкочастотных ВТМ затруднительно, так как развиваемые ими усилия недостаточны для пуска машины.

Рабочие процессы магнитоиндукционного и электромагнитного линейных вибровозбудителей имеют существенные отличия. Так как магнитоиндук-ционные двигатели относятся к электродинамическим машинам, в которых практически невозможно замерить тяговое усилие, то оценку их тяговых свойств целесообразно производить по работе движущего импульса.

На рис. I приведена одна из опытно-промышленных резонансных низкочастотных машин.

Вибротранспортная машина состоит из подвижной рамы /, к которой жестко закреплены упругие опоры 2 - листовые рессоры. Верхняя часть рессор жестко закреплена на нижней части корпуса 3. Корпуса (статоры) двух вибровозбудителей 4 жестко закреплены на подвижной раме / и установлены вертикально. Якоря 5 этих вибровозбудителей опираются в нижнюю часть короба.

Рис. 1. Резонансная низкочастотная вибротранспортная машина с магнитоиндукционными линейными двигателями

Для описания процесса движения РО, при воздействии на него импульсной движущей силы, необходимо знать коэффициент сопротивления его движению (рис. 2).

Относительная нагрузка РО

Рис. 2. Зависимость приведенного коэффициента сопротивления движению рабочего органа от относительной нагрузки

Уравнение регрессии при г) 1=0,99 имеет вид

/с = 0,102(тГр/тро)2- 0,1 8(т,р/т[,0) + 0,23. (1)

Движение рабочего органа с якорем рассматривается на грех этапах. 11а первом этапе движущее усилие возрастает до максимума, на втором этапе уменьшается до нуля и на третьем этапе РО движется по инерции. Дифференциальные уравнения движения рабочего органа с якорем на соответствующих этапах имеют вид

V

тх = -1-сх+тя(%\п(3-/с); (2)

'н

р

тх=--2- (ги-/)-сх + т^фпр-/,,); (3)

1ч ~ II

тх--сх + т§(5\пр-/с), (4)

где Р0 - максимальное движущее усилие, Н; г„ время нарастания движущего усилия до максимума, с; - время импульса, с; с - приведенная жесткость динамической системы - суммарная жесткость опор , Н/м; р - угол наклона упругих опор к горизонту, град.; т = тро+тф - приведенная масса рабочего органа с якорем и грузом, кг; тро - приведенная масса рабочего органа с якорем, кг.

В конце третьего этапа перемещение рабочего органа достигает хтах\

т%

*max - VQ2 + ^2 +

(sinP-/c).

Постоянные интегрирования Ci и Ci определяются по уравнениям: С, =х„

—(sinp-/c); C2=Î с I

Ci

- arctg-^-, C1

(5)

(6)

где хи - перемещение и хи - скорость РО в конце второго этапа.

Таким образом, зная величину импульса силы, можно определить максимальное отклонение РО. Затем, используя известные методики, можно рассчитать скорость движения горной массы и производительность ВТМ.

На рис. 3 приведены статические тяговые характеристики линейных электромагнитных двигателей. Магнитодвижущая сила во всех опытах была постоянной и равной 5400 Ахвиток, такая же, как и у двигателя с постоянными магнитами.

2500

2000

s

L.

»-

та

с; s u

11500

1000

500

tes к—--

^-1—-—

Ряд 1

2

-Ряд

3

-Ряд

4

0

10

20

30

Рабочий зазор, лдм

Рис. 3. Статически!; тяговые характеристики электромагнитных линейных двигателей: ряд 1 с/, - 100 мм, т06 = 4 кг; ряд 2 - d, ~70 мм, m„6 = 5,4 кг; ряд 3 ~ 50 мм. m„fi - 3 кг: ряд 4 - tl„ = 50 мм, т06 = 6 кг

Уравнения регрессии для соответствующих двигателей имеют вид:

/V,, = 0,3853 - 9,595" - 93,75 +2860; Fr,2= û,042853 + 0,33852 - 54,85 +100 8; Fn3 = 0,018Ô3 - 0,433ô2 - 3,325 +268; FT,4= -0.028Ô3 + 1,47S2 - 26,65 +252.

(7)

(8) (9)

(10)

Уравнения (7)...(10) адекватны при изменении рабочего зазора от 25 до 5 мм. Корреляционные отношения этих уравнений соответственно: т^ = 0,94; Лз = 0,95; пз = 0,97; т]4 = 0,94.

Из рис. 3 и уравнений (7)...(10) видно, что при постоянной магнитодвижущей силе величина тягового усилия зависит не только от размеров якоря, но и от массы, а также формы обмотки, которая определяется её конструктивными параметрами. При равной намагничивающей силе и практически одинаковой массе разные по форме обмотки имеют различное тяговое усилие. Таким образом, для оценки степени конструктивного совершенства электромагнитных вибровозбудителей - линейных электромагнитных двигателей целесообразно использовать не абсолютные, а относительные величины:

1. Удельное тяговое усилие (F^, Н/см2), равное отношению тягового усилия (Fn) к площади поперечного сечения якоря (0,25nd^):

Fry= AFJindl). (11)

2. Отношение удельного тягового усилия (FTу, Н/(кг-см2)) к массе обмотки (тс, кг):

Fmy = FTy/ma. (12)

3. Отношение максимальной избыточной температуры(Д/„) обмотки к её массе {t\tjm0, КУкг) при равной тепловой мощности:

^ е, =Д tjm0. (13)

первые два показателя характеризуют совершенство конструктивного исполнения линейного двигателя. Третий показатель характеризует тепловую работоспособность линейного двигателя.

Однако эти удельные характеристики не в полной мере характеризуют степень соответствия данного вибровозбудителя конкретной вибротранспортной машине. Энергетическая эффективность вибровозбудителя и, соответственно, ВТМ обычно оцениваются средними затратами энергии за один цикл колебаний. Величина удельной работы характеризует энергетическую эффективность использования линейного двигателя в данной ВТМ и, при прочих равных условиях, энергозатраты на транспортирование груза.

Скорость движения горной массы, следовательно, производительность ВТМ, являясь важнейшим технологическим показателем, нелинейно зависит от частоты колебаний. Поэтому адекватно сравнивать однотипные, но разные по частоте вибровозбудители и, соответственно, оценивать их эффективность можно по перемещению груза за один цикл (¿0, см ), равного отношению скорости его движения ( V, см/с) к частоте колебаний (/, Гц):

(14)

Перемещение груза за один цикл определяет не только производительность ВТМ, но и степень соответствия режимных параметров двигателя рабочему процессу вибротранспортирования.

В табл. 3 приведены результаты эксперимента электромагнитных вибровозбудителей.

Таблица 3

Удельные тяговые характеристики и относительные конструктивные параметры виброво^будителей — линейных двигателей

Рабочий /•■„. Н/см~ ;

зазор, мм №1=5400 \VI~4 100 И7=5400 т=41 оо И7-5400 ! Д7-4100 #7-5400 И 7=4100 ;

5 27,5 15 19 10,6 13.5 ■ 12,8 8,4 5.5 ! 3.6

10 18,8 9.4 13 7 11,6 7.7 5,5

15 7,5 ' 3,5 9.1 5,5 10,1 7,5 5,0 [_ 2 9 ;

21 3 _, 1,25 8.3 5,5 9.9 6,6 4,7 Л.З

Число витков 270 290 ; 468 936

АЛ/. 1,65* ! 2,0 1,95 1,95

2 Я, Ш% 1.2 : 2,18 3.3 6,5 !

НК1А, 1,88 2,13 \ . 3.7 7,4

Л/4. 0,32 . 0,5 1 0,44 0,44 I

* Курсивом выделены рациональные параметры обмотки

Данные табл. 3 показывают, что у второй обмотки все параметры лежат в рациональном диапазоне. Однако первая обмотка имеет существенно большее (примерно в 1,5 раза) удельное тяговое усилие. Это свидетельствует о том, что двигатель с этой обмоткой по удельному тяговому усилию более эффективен, чем остальные, хотя два его относительных параметра находятся вне рациональной области.

Исходя из вышеизложенного, для обеспечения рациональной эффективности работы ВТМ необходимо выполнить условия:

д = £>р; К, = >ппп. 05)

Оценку же степени конструктивного совер'шенства и, соответственно, эффективности электромагнитных линейных вибровозбудителей для данной ВТМ следует производить по:

/\< = [Рт]; Е/та => тах: /-„=> тах, = > шах; /-т> =>тах; £,< = [е,].. (16) Вибротранспортные машины с электромагнитным вибровозбудителем работают при ПВ = 100 %, т. е. в относительно тяжелом тепловом режиме. При нерациональном выборе параметров обмотки, магнитной системы статора, величины тока и параметров корпуса возможен перегрев обмотки и се отказ.

На рис. 4 приведена эквивалентная расчетная схема распространения теплового потока в электромагнитном линейном двигателе. Она отличается от известных тем, что практически весь теплообмен с окружающей средой происходит по боковой и части торцевых поверхностей корпуса электромагнитного линейного двигателя.

Для этой схемы уравнения теплового равновесия имеют вид

Д60 = пРк[Я* + Я, + Я2 + Якв]; . .

Д90 = (1 - п)Гк[Я** + Я3 + Я4 + Яя + (1 - и, )Яяв ]; (17)

де0 = (1 ~ я)/>к[д** + я3 + я4 + яя + о,(Я5 + я6 + япв)].

где Д 60 - разность температур между наиболее нагретой частью обмотки и он-

ружающей средой, К; тепловые сопротивления (К/Вт): /?* - обмотки, при передаче тепла через внешнюю стенку; /?[ - электроизоляционной прокладки; -корпуса двигателя; Якв - корпуса-воздуха; /? - обмотки, при передаче его через внутреннюю стенку в якорь; Н3 - изоляционной прокладки; Ка - воздушного зазора; Л„ - якоря; Н5 - воздушно-масляного зазора; - полюсной части корпуса-воздуха; /?6 - полюса корпуса; /?7 - воздушного зазора и демпфера; подшипниковой части корпуса-воздуха; Рк - мощность тепловых потерь в обмотке, Вт; я и и, - коэффициенты распределения теплового потока; /?„„ - якоря-воздуха.

Рис. 4. Эквивалентная тепловая модель линейного электромагнитного вибровозбудителя

Наибольшее тепловое сопротивление имеют обмотка, изоляционные прокладки и воздушные зазоры. Так как коэффициент соотношения тепловых потерь в якоре и обмотке (отношение потерь в якоре потерям в обмотке приближается к нулю) V => 0, то, используя выражение (17), можно получить уравнение для определения коэффициентов и и и, распределения теплового потока. Обозначим: Л'+Л^+Л,,,, = а; = Ь; Я5+Я6+1(т= с; Ляв= а' и после

преобразований получим:

Д90= ЕгАЯ'+И]+Н2+Ят)(Ьс+ЬЫ+с1с)(ас+Ьс+ас1+Ьс1+сс1ух . (1 8)

Эта температура должна быть меньше допустимой, которая определяется теплостойкостью изоляции проводника обмотки.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований линейных вибровозбудителей различного типа, установленных на опытно-промышленную вибротранспортную машину, которая по своим конструктивным и технологическим характеристикам соответствует параметрам промышленных грохотов легкого типа-ГИЛ-11...ГИЛ-14, ГСП-12 и т. п.

Первая серия опытов проводилась с магнитоиндукционными линейными двигателями. Средние по 3...5 опытам значения результатов приведены в табл. 4.

В результате статистической обработки результатов эксперимента получена зависимость движущего импульса от энергии заряда конденсаторов:

/^и = 35,6ехр[-315 (110+7,5£,к)"']- (19)

Регрессионная зависимость тепловой мощности от энергии заряда конденсаторов имеет вид

/>т =29(0,1 £„-!)• (20)

Таблица ■

Результаты эксперимента магннтонняукиионного вибровозбудителя ВТМ (Л, = 60 мс, /Яро = 130 кг, </« = 50 мм, т0= 1 кг)

Наименование показателей Числовая величина показателей

Энергия конденсатора Ек, Дж 16 ; 21 | 29 44 56 70 ! 105

Максимальный ток в обмотке Л, А 8,1 9.7 ! 12,1 16,2 19,2 22,6 27,0

Импульс движущей силы Н-с 8.4 10,9 ■' 14,2 16,6 19,4 21.4 25

Амплитуда Ль мм 7.7 8.1 | 8.8 9,3 10,0 10,7 г 12

Работа движущего импульса, Дж 0.35 0.6 1 1.0 | 1,37 1,87 2.3 3.4

Расчетное значение импульса движущей силы Ли, Н-с 9 10,9 13,7 17,3 19,6 21.6 . 25

Тепловые потери в обмотке Л, Вт 24 35 52 95 137 185_ 270

Скорость движения груза V, см/с 0 0 0 0 2-2,2 4-4,5, 7-7.4

Мощность на входе в преобразователь РВх , Вт 68 88 118 182 237 296 445

Энергоемкость транспортирования, Дж/кг - - - - 540590 330370 300320

Перемещение груза за один цикл £0, ! | ! см : 0 ; 0 0 0 0,470.51 1,931.05 1.631,74

Уравнения (19) и (20) справедливы при 110 > >10 Дж.

Корреляционные отношения уравнений: гь=0.889 (19): гъ =0.697 (20).

Уравнение (19), а также данные табл. 4 показывают, что данный магнито-индукционный двигатель даже при максимальной энергии заряда конденсаторов имеет недостаточную величину движущего импульса и, соответственно, амплитуду Аь а также недопустимо большую тепловую мощность. Удельная работа магнитоиндукционного двигателя существенно меньше, чем у электромагнитного. Это свидетельствует о неэффективности использования магнито-индукционных двигателей в качестве вибровозбудителей низкочастотных вибротранспортных машин.

В табл. 5 приведены результаты экспериментальных исследований электромагнитных вибровозбудителей.

Таблица 5

Средние значения удельной силы тяги и удельной работы линейных вибровозбудителей

Рабочий зазор, мм

10 15 21

та = 4 кг

Н/(кгсм~)

4,2 1,9 0,8

Дж/кг

0,05 2,2' 3,4

Л».

3,5

1.7 1,5

5,25 кг т„ = 3 кг '»о = 6 кг

' ¿к. Ей. Е,„„. Ей,

Дж/кг Н/(кг-см"') Дж/кг Н/(кг см") Дж/кг

0.05 4 0,05 2 0,05

' 0,573 3,5 0,37 1,8 0,185

..... 1 ^ 3 0,73 1,6 0,365

| 1.03 3 1,1 1.5 0.45

В результате статистической обработки результатов эксперимента получены следующие уравнения регрессии:

Ряд 1 Ряд 2 Ряд 3 Ряд 4

ту = 0,01762 -0,846 +10,7

' = 0,009352-0,365 +4,98

2

Т7,

■^2 ту

Рзту = 0,00495 7 - 0,185 +4

(21)1 (22):

(23)

(24)'

^4иу= 0,002352- 0,0955 +2,43. Уравнения справедливы при 21>5>4 мм. Корреляционные отношения уравнений: т)1=0,99 (21); ц2 =0,98 (22); Лз=0,98 (23); т|4 =0,95 (24).

На рис. 5 приведены графики зависимости удельной силы тяги от рабочего зазора.

т £

го ч

и к го к л =: ф

ч: >г

Рис. 5. Зависимость удельной силы тяги от рабочего зазора: ряд 1 - диаметр якоря 100 мм, масса обмотки 4 кг; ряд 2 - диаметр якоря 70 мм, масса обмотки 5,25 кг; ряд 3- диаметр якоря 50 мм, масса обмотки 3 кг; ряд 4 - диаметр якоря

50 мм. масса обмотки 6 кг

На рис. 6 приведены графики зависимости удельной работы от рабочего зазора при включении двигателя

10 20 Рабочий зазор, мм

4.5 4

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5

0 10 20 30

Рабочий зазор при включении двигателя, мм

Рис. 6. Зависимость удельной работы от рабочего зазора при включении двигателя

Данные таблиц и графики (см. рис. 6 и 7) показывают, что наилучшие па раметры среди испытанных имеет первый двигатель с диаметром якоря 100 мк-и массой обмотки 4 кг.

В результате теплового эксперимента установлено, что для обеспечени: безопасного теплового режима линейною электромагнитного двигателя без об-

дува плотность тока не должна быть больше 1 А/мм2. Удельные тепловые потери (отношение тепловой мощности к массе обмотки), при которых температура обмотки ниже 60 °С (допустимой по правилам ТБ), у двигателя с диаметром якоря 100 мм и массой обмотки 4 кг максимальные (/т„ = 15 Вт/кг). Это свидетельствует о том, что его параметры более рациональны по сравнению с параметрами других двигателей.

Эксперименты показали, что приращение температуры за первые 15 минут практически функционально связано с установившейся температурой за ! 150 минут. Таким образом, определение средней установившейся избыточной температуры, без проведения длительных испытаний, можно производить по формуле

©у = [1-ехр(- /у/го)]~'Д0, (25)

где I, - время ускоренных испытаний, равное 15...20 минут; А© - приращение температуры обмотки за 15...20 минут.

В результате теплового эксперимента установлено, что коэффициент теплопроводности обмотки оказался равным 0,5...0,65 Вт/(м-К), что существенно больше, чем рекомендуется в известных работах.

Энергетические характеристики рабочего процесса ВТМ с линейными двигателями приведены в табл. 6. Результаты эксперимента, приведенные в табл. 6, позволяют сделать вывод: наименьшую энергоемкость среди рассмотренных ВТМ при приемлемых тепловой нагрузке и производительности имеет машина с якорем диаметром 100 мм, массой обмотки 4 кг и массой рабочего органа 200 кг.

Таблица 6

Результаты испытаний ВТМ с линейными электромагнитными внбровозбудителями

Резо- Мощ- Ток в Мас- Теп- Про- Воемя Время Коэф.

нансная ность об- са ловая изво- проте- рабо- энергет.

частота двига- мотке РО мощ- дитель кания ты эффек- Примечание

/р,Ги теля двига- 'Про, ность ность max двига- тивно-

Рр, Вт теля J, А кг Р,, Вт £>,т/ч тока мс теля та цикл Л„ мс сти А'„ Дж/кг

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.6 580 25 205 143 27,3 70 110 76

4 100 16 53 5,4 75 120 66

4 160 19 69 11,1 65 100 52 а - 2 град: Р = 3 0 град. с!. = 100 мм; И' = ? 70;

4.75 100 16 170 54 Г 6,1 60 100 59

4,45 420 23 145 17,3 90 130 86

4,75 335 20 150 91 14,4 70 100 84 Яо= 0,6 Ом; ;

6,65 595 23 145 10,4 60 90 205 та = 4,0 кг; !

6,25 500 22 100 91 11,9 50 80 152 Од„=25кг;

5.55 220 16 66 1-2,4 65 100 1 63 [Л] = 80 Вт

6.25 315 21 112 19,4 55 95 58

5,55 120 17 72 4,3 65 1 10 100

5,55 335 23 138 24,2 65 1 10 50

Окончание табл. 6

] 0 3 4 . 5 6 7 8 9 .. '0

3,4 21 8 16 132 41 9,7 70 165 80 а =6°; - 50 мм; »' = 936; Я0= 1,6 Ом; т0 = 6 кг; С„= 16 кг; [Л] = 50 Вт

238 17 37 10,0 50 150 85

244 17 46 11,5 70 170 76

4.65 90 27 100 29 5,4 70 110 60 а = 2°; с1я~ 70 мм; IV = 290; Ко = 0,4 Ом; т0= 5,34 кг: вда = 23 кг; [Л] = 60 Вт

3,85 205 27 140 36 5,4 100 150 136

3.6 315 36 160 52 5,7 90 140 196

3,3 320 40 180 Ь 80 5,7 100 160 200

В результате экспериментальных исследований была получена зависимость удельной производительности от перемещения груза за один цикл колебаний:

бУ=0,5 +2,1410. (26)

Уравнение (26) адекватно описывает связь 10 и ()у при изменении перемещен™ 0,02 < 5 см, Я2 = 0,99. Линейная зависимость £)у от Ь0 хорошо согласуется с физикой процесса движения груза по вибрирующей поверхности.

Следует отметить, что перемещение груза за один цикл колебаний и энергоэффективность существенно зависят от его режимных параметров, которые в свою очередь определяются параметрами системы управления (табл. 7).

Таблица 7

Результаты эксперимента по определению рационального момента включения и работы электромагнитного линейного двигателя

Резонансная частота /р, Гц Среднее перемещение за один цикл см Ток в обмотке Л А Время опережения включения двигателя 'о, мс Мощность на входе в преобразователь Вт Удельная производительность, Qy т/(м!ч) Коэф. энергетич. эффективности К„ Дж/кг Тепловая мощность Л, Вт

4,5 2,95 23 40 420 12,8 122 129

4,75 4,6 24 0 380 20,5 67 83

3 1,5 15 -50 260 3,2 290 52

5,4 4,2 24 30 390 16,5 84 108

3.4 1,5 21 60 430 3,7 270 90

3,8 2,9 15 -15 390 12 100 34

В результате статистической обработки данных табл. 7 получена зависимость: коэффициента энергетической эффективности Дж/кг), перемещения груза за один цикл (¿0, см), удельной производительности (£?« т/(ч-м")) от времени опережения включения двигателя (г0):

К, = 64,5 - 1053 /0 + 71120/о2; (27)

¿о = 4,1 + 12 /0 - 909/о2 ; (28)

= 17,9 +73,7 ?о-4980/02. (29)

Уравнения (27)-(29) справедливы при изменении -50 < /0 < 60 мс для частот от 3 до 6 Гц. Корреляционные отношения этих уравнений: Я, = 0,98; Я2 = 0,86; Л3 =0,91.

Зависимость коэффициента энергетической эффективности от времени опережения включения двигателя приведена на рис. 7.

Время опережения включения двигателя, с

Рис. 7. Зависимость коэффициента энергетической эффективности от времени опережения включения двигателя

Уравнения (27)-(29) справедливы при изменении -50 < ?0 < 60 мс для частот от 3 до 6 Гц. Уравнения (27)-(29) показывают, что рациональный диапазон времени опережения включения двигателя для частот от 3 до 6 Гц находится в пределах: 0 < /0 < 15 мс. Это хорошо согласуется с физикой рабочего процесса ВТМ. Таким образом, снижение энергозатрат и тепловой нагруженное™, а также повышение производительности можно достичь, если включать линейный двигатель тогда, когда рабочий орган движется вверх и находится в 5...8 мм от крайнего нижнего положения

В четвертой главе приведена методика расчета основных параметров электромагнитного вибровозбудителя. Исходными данными при расчете вибровозбудителя для грохота являются: производительность (0, удельная производительность (£>у), скорость транспортирования горной массы (К.р), насыпная плотность груза (рф), гранулометрический состав горной массы (средний и максимальный диаметр куска), коэффициенты трения горной массы.

В результате расчета определяются конструктивные параметры обмотки и двигателя, максимальная температура, а также энергетические показатели ВТМ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научно-практической задачи повышения эффективности работы вибротранспортных машин с линей-

тягового усилия (F,„y, Н/(кг-см2)) к массе обмотки (wjo6, кг); отношение максимальной установившейся избыточной температуре к массе обмотки (Д0У/яо, К/кг).

2. Эффективность использования линейного электромагнитного вибровозбудителя в ВТМ следует оценивать: по величине удельной работы (£,/w0, Дж/кг); отношению работы движущего усилия (£]) за один цикл к массе обмотки (от0); перемещению груза за один цикл (£0, см ), равного отношению скорости его движения (К, см/с) к частоте колебаний (/", Гц); коэффициенту энергетической эффективности рабочего процесса (К, = PJQ, Дж/кг), равному отношению фактической мощности к производительности.

3. Наиболее эффективным вибровозбудителем для низкочастотных ВТМ является линейный электромагнитный двигатель, имеющий практически в 2 раза большие, по сравнению с магнитоиндукционным, удельные энергетические (£,/ш0, Дж/кг; K,=PJQ, Дж/кг) и тяговые показатели (Fjy, Н/см2; Fmy, Н/(кг-см2)), а также перемещение груза за один цикл (L0, см) колебаний.

4. Отношение полезной работы за цикл колебаний к массе обмотки при приемлемой тепловой нагруженности у электромагнитного линейного вибровозбудителя - двигателя с диаметром якоря 100 мм в 2,2 раза больше, чем у магнитоиндукционного и двигателя на постоянных магнитах. Использование линейного электромагнитного двигателя с постоянными магнитами в качестве вибровозбудителя низкочастотных ВТМ практически невозможно, так как максимальное усилие, которое он может развить, меньше силы упругости опор в конце хода рабочего органа.

5. Установлено, что для обеспечения приемлемых энергозатрат, производительности и тепловой нагруженности, при рабочем зазоре 15...20 мм, линейный двигатель должен включаться тогда, когда рабочий орган движется вверх и находится в 5...8 мм от крайнего нижнего положения. Время протекания максимального тока не должно превышать четверти периода собственных колебаний.

6. Установлено, что установившуюся избыточную температуру обмотки линейного двигателя ВТМ возможно определять по скорости её нарастания за первые 15 минут её нагрева. На основе анализа тепловых сопротивлений элементов линейного электромагнитного вибровозбудителя разработана эквивалентная схема для расчета установившейся избыточной температуры обмотки. Максимальная тепловая нагрузка, при прочих равных условиях, магнитоиндукционного двигателя существенно превышает допустимую. При проведении тепловых расчетов обмоток, намотанных прямоугольным проводом со стеклотка-невой изоляцией, коэффициент теплопроводности следует принимать равным 0,5...0,65 Вт/(м-К).

7. Установлено, что для линейных двигателей постоянного тока, используемых в качестве вибровозбудителей в ВТМ с рабочим зазором 5 = 15...20 мм, рациональные соотношения параметров обмотки следующие: 5///, = 0,25; #„ /Лк =1; DJd„ = 2,0; AJ d, = 0,5; 2HJd, = 1; AK=0,5(DK - d,).

Основные результаты работы использованы при проектировании вибра-

ционной машины для грохочения мелких классов хвостов обогащения руд тяжелых металлов и в ударной установке для забивания труб в связный грунт с целью его укрепления.. Расчетный экономический эффект при использовании электромагнитного вибровозбудителя в ВТМ составит 30 тыс. руб. в год на одну машину.

Публикации по теме диссертации Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК

1. Косенко Е. А., Суслов Д. Н., Афанасьев А. И. Рациональный режим работы резонансных вибротранспортных машин с линейным электромагнитным вибровозбудителем // Горное оборудование и электромеханика. 2011. № 11. С. 27-30.

2. Косенко Е. А., Суслов Д. И., Афанасьев А. И. Результаты и методика тепловых испытаний линейного двигателя грохота // Известия вузов. Горный журнал. 2011. №7. С. 106-109.

3. Суслов Д. Н., Афанасьев А. И., Косенко Е. А. Переходный процесс в авторезонансном питателе: мат-лы Междунар. науч.-техн. конф. «Транспорт XXI века: исследования, инновации, инфраструктура». Выпуск 97 // (URL WWW. USURT.RU.). Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2011. С. 704-708.

4. Косенко Е. А., Афанасьев А. И. Оценка эффективности работы линейных двигателей в резонансных вибротранспортных машинах // Известия вузов. Горный журнал. 2012. № 6. С. 53-57.

5. Косенко Е. А.,Суслов Д. //., Афанасьев А. И. Пуск под нагрузкой и ударное нагружение резонансных питателей // Известия вузов. Горный журнал. 2012. №3. С. 95-98.

6. Статическая тяговая характеристика линейного электромагнитного двигателя постоянного тока для авторе юнансных вибротранспортных машин / А. И. Афанасьев, Е. А. Косенко, Д. П. Суслов, А. А. Чиркова // Горное оборудование и электромеханика. 2012. № 9. С. 18-23.

7. Косенко Е. А. Эквивалентная тепловая модель линейного электромагнитного вибровозбудителя // Современные проблемы науки и образования, (приложение «Технические науки»), 2012. № 6. С. 13.

Работы, опубликованные в других изданиях

8. Афанасьев А. И., Косенко Е. А., Суслов Д. Н. Параметры тяговой характеристики линейного электромагнитного двигателя для вибротранспортных машин при пуске под нагрузкой // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов X Международной научно-технической конференции. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2012. С. 377-380.

9. Выбор рационального рабочего зазора линейного управляемого двигателя резонансного вибропитателя-грохота / А. И. Афанасьев, Е. А. Косенко, Д. Н. Суслов, А. А. Чиркова // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: мат-лы XVII Междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург: Изд. «Форт.Диалог-Исеть», 2012. С. 271-273.

Подписано в печать 20.11.2012 г. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Печать на ризографе.

Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ д

Издательство УГГУ 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» Отпечатано с оригинал-макета в лаборатории множительной техники издательства УГГУ

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные конструкции вибровозбудителей грохотов, питателей, бункеров, вибровыпусков й транспортеров.

1.2. Обзор работ по расчету вибровозбудителей для вибротранспортных машин.

1.3. Выводы и задачи исследований.

2. АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕЙ.

2.1. Характеристики линейных электромагнитных вибровозбудителей.

2.2. Обоснование показателей оценки эффективности работы линейных электромагнитных вибровозбудителей.

2.3. Эквивалентная тепловая модель линейного электромагнитного вибровозбудителя.

Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕЙ ВТМ.

3.1. Задачи и методика проведения экспериментов.

3.2. Экспериментальные исследования магнитоиндукционных вибровозбудителей.

3.3. Экспериментальные исследования электромагнитных вибровозбудителей.

3.4. Тепловые исследования линейных вибровозбудителей.

3.5.Определение энергетических характеристик рабочего процесса ВТМ с линейными двигателями.

Выводы.

4. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

4.1. Исходные данные и методика расчёта.

4.2. Пример расчета параметров линейного электромагнитного двигателя для ВТМ.

Выводы.

Актуальность работы. Процессы вибротранспортирования и разделения по крупности сыпучих материалов являются одними из наиболее масштабных и относительно энергоемких операций в горнодобывающей, строительной, химической и других отраслях промышленности РФ. Проведение этих операций сопровождается значительными затратами энергии. Удельная энергоемкость этих процессов доходит до 1 кВт*час/т. Учитывая масштабы транспортирования, общие затраты энергии в РФ достигают значительных размеров.

Рост экономических показателей работы предприятий, использующих вибротранспортные процессы возможен, при совершенствовании конструкции вибротранспортных машин и повышения эффективности рабочего процесса. Вибротранспортные машины (ВТМ) имеют по конструктивному исполнению относительно большую номенклатуру, но все без исключения содержат основной узел - вибровозбудитель, работа которого определяет эффективность рабочего процесса. По конструктивному исполнению вибровозбудители отличаются особенным разнообразием, что обуславливает разнообразие конструктивных исполнений общей конструкции ВТМ. В горной и других отраслях промышленности применяются в основном эксцентриковые (кривошипно-шатунные) и инерционные вибровозбудители. Эксцентриковые вибровозбудители используются в относительно тихоходных ВТМ и характеризуются значительной нагруженностью деталей. Инерционные вибровозбудители используются чаще всего в быстроходных ВТМ, так как при низких частотах габариты основных деталей получаются неприемлемо большими. В меньшей мере в вибротранспортных машинах используются пневматические, гидравлические и электромагнитные вибровозбудители - как правило, линейные двигатели. Пневматические и гидравлические вибровозбудители работают, как правило, в открытом цикле, который характеризуется относительно низким КПД. Электромагнитные линейные вибровозбудители эффективно работают, как правило, в зоне резонанса на относительно высоких, кратных 50Гц частотах, поэтому при изменении технологической нагрузки или ударном нагружении система выходит из стационарного рабочего режима. Амплитуда колебаний рабочего органа этих ВТМ составляет 1.2 мм, поэтому при частотах более 25 Гц режим транспортйрованияматериала происходит с подбрасыванием.

Альтернативой существующим электромагнитным вибровозбудителям являются линейные управляемые электромагнитные двигатели постоянного тока. Однако рабочий процесс этих вибровозбудителей изучен недостаточно, что не позволяет определять их рациональные параметры. Поэтому исследования, направленные на изучение рабочих процессов электромагнитных вибровозбудителей постоянного тока, определение их рациональных параметров, обеспечивающих повышения эффективности работы вибротранспортных горных машин, являются актуальной научной задачей.

Объект исследования - низкочастотные вибротранспортные горные машины с линейным электромагнитным вибровозбудителем - линейным двигателем постоянного тока.

Предмет исследования - установившиеся и переходные рабочие процессы вибровозбудителя в низкочастотной вибротранспортной машине -линейного управляемого двигателя постоянного тока.

Цель работы - повышение эффективности работы низкочастотных вибротранспортных горных машин с электромагнитным вибровозбудителем -линейным управляемым двигателем постоянного тока за счет совершенствования его конструкции на базе исследований, позволяющих определить его рациональные параметры.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности рабочего процесса низкочастотной вибротранспортной машины можно достичь за счет усовершенствования конструкции вибровозбудителя - линейного электромагнитного двигателя постоянного тока и выбора рациональных параметров режима его работы.

Для достижения данной цели были поставлены задачи:

1. Обосновать и сформулировать критерии эффективности работы линейных электромагнитных вибровозбудителей низкочастотных в том числе резонансных вибротранспортных машин.

2. Определить наиболее эффективный тип линейного управляемого вибровозбудителя для относительно низкочастотных вибротранспортных машин.

3. Определить рациональное время работы линейного двигателя за один цикл колебаний, положение рабочего органа в момент включения и выключения двигателя, а также токовые нагрузки, обеспечивающие приемлемую работоспособность вибровозбудителя.

4. Обосновать эквивалентную схему для расчета установившейся избыточной температуры и методику ускоренных тепловых испытаний.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Степень совершенства конструкции и эффективности работы должна определяться на основе тяговых и энергетических характеристик динамической системы ВТМ, с учетом режимных параметров системы управления.

2. Одним из эффективных вибровозбудителей для низкочастотных вибротранспортных машин, работающих в «полубыстроходном» и «быстроходном» режиме, является линейный электромагнитный двигатель постоянного тока с сенсорным управлением, связанным с положением рабочего органа.

3.Наиболее рациональным путем повышения энергетической эффективности рабочего процесса резонансных грохотов и снижения тепловой нагруженности вибровозбудителей является уменьшение непроизводительных потерь энергии обусловленных неоптимальным включением и выключением линейного двигателя.

Научная новизна работы заключается в разработке методики определения рациональных режимных и конструктивных параметров линейных электромагнитных вибровозбудителей, их связи с параметрами рабочего процесса низкочастотных ВТМ - амплитудой колебаний рабочего органа, производительностью и удельными энергозатратами.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке конструкции линейных электромагнитных вибровозбудителей постоянного тока, а также источника питания и системы управления им для низкочастотных вибротранспортных машин, обеспечивающих их приемлемую производительность и энергоемкость.

Достоверность и обоснованность основных научных положений, выводов и рекомендаций обоснована корректным использованием методов математического и физического моделирования, положений теории вероятности и математической статистики, апробированными методами экспериментальных исследований. Удовлетворительная сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований (относительное расхождение не превышает 15%) подтверждает их достоверность.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при проектировании вибрационной машины для грохочения мелких классов хвостов обогащения руд тяжелых металлов и в ударной установке для забивания труб в связный грунт с целью его укрепления (см. приложение 1).

Апробация работы. Основные результаты работы и её отдельные положения докладывались на: Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование механических явлений», Екатеринбург, 2011 г., Международной научно-технической конференции «Транспорт 21 века: Исследование, инновации, инфраструктура», Екатеринбург, 17-19 ноября 2011г., «Неделе горняка», Москва, 23-28 января 2012 г., «Уральской горнопромышленной декаде», 18-20 апреля 2012г., Екатеринбург.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ в журналах, сборниках научных трудов, материалах международных конференций, в том числе 7 работ в журналах из списка ВАК.

Вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве, состоит в определении и формулировке направлений исследований, постановке задач, разработке методик исследований, организации и непосредственном участии в выполнений исследований и испытаний, анализе и обобщении полученных результатов, разработке рекомендаций, написании текстовой части публикаций и в публичных докладах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований, содержит 122 страниц текста, 44 рисунка и 15 таблиц, 1 приложение.

Выводы

1.Результаты расчета показывают, что параметры электромагнитного вибровозбудителя - линейного двигателя выбраны верно. Величина тягового усилия больше суммарной силы сопротивления и обеспечивает необходимую скорость транспортирования груза. Установившаяся избыточная температура обмотки не превышает допустимую. Удельная тепловая мощность у данного двигателя существенно меньше допустимой, а коэффициент энергетической эффективности можно сделать меньше.

2. При выборе рациональных, по соответствующим критериям, параметров электромагнитного вибровозбудителя необходимо рассматривать несколько вариантов сочетаний размеров обмотки, корпуса, якоря, размеров рабочего органа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научно-практической задачи повышения, эффективности работы вибротранспортных машин с линейным электромагнитным вибровозбудителем на основе выбора его рациональных режимных и конструктивных параметров, обеспечивающих при заданной работоспособности приемлемые производительность и энергоемкость процесса вибротранспортирования горной массы.

1.Предложены критерии эффективности электромагнитных линейных вибровозбудителей: 2 удельное тяговое усилие (7\.у,Н/см ); отношение удельного тягового усилия (^ту,Н/(кг*см )) к массе обмотки (тоб; кг); отношение максимальной установившейся избыточной температуры к массе обмотки (Ав0 /тоб ,К/кг).

2. Эффективность использования линейного электромагнитного вибровозбудителя в ВТМ следует оценивать по: величине удельной работы, равной отношению работы движущего усилия (£1) за один цикл к массе (т0) обмотки (Е\/т0, Дж/кг); перемещению груза за один цикл (£о>см ) равного отношению скорости его движения (V, см/с ) к частоте колебаний (¿Гц); коэффициенту энергетической эффективности рабочего процесса (Кэ = Дж/кг), равному отношению фактической мощности к производительности.

3. Наиболее эффективным вибровозбудителем для низкочастотных, в том числе и резонансных ВТМ, является линейный электромагнитный двигатель, имеющий практически в 2 раза большие по сравнению с магнитоиндукционным удельные энергетические - (Е\!т0, Дж/кг), (Кэ = Рвх/(2, Дж/кг) и тяговые показа-2 2 тели - (^ху,Н/см ), (7?ту,Н/(кг*см )), а также перемещение груза за один цикл (/,0,см) колебаний.

4. Отношение полезной работы за цикл колебаний к массе обмотки при приемлемой тепловой нагруженности у электромагнитного линейного вибровозбудителя - двигателя с диаметром якоря 100мм в 2,2 раза больше, чем у маг-нитоиндукционного и двигателя на постоянных магнитах. Использование линейного электромагнитного двигателя с постоянными магнитами в качестве вибровозбудителя низкочастотных ВТМ практически не возможно, так как макл симальное усилие, которое он может развить, меньше силы упругости опор в конце хода рабочего органа.

5. Установлено, что для обеспечения приемлемых энергозатрат, производительности и тепловой нагруженности, при рабочем зазоре 15.20 мм, линейный двигатель должен включаться тогда, когда рабочий орган движется вверх и находится в 5.8 мм от крайнего нижнего положения. Время протекания максимального тока не должно превышать четверти периода собственных колебаний.

6. Установлено, что установившуюся избыточную температуру обмотки линейного двигателя ВТМ возможно определять по скорости её нарастания за первые 15 минут её нагрева. Максимальная тепловая нагрузка, при прочих равных условиях, магнитоиндукционного двигателя существенно превышает допустимую. Основными тепловыми сопротивлениями, которые определяют максимальную избыточную температуру обмотки, являются: сопротивление обмотки и сопротивление распространению теплового потока от корпуса двигателя в воздух. На основе анализа тепловых сопротивлений элементов линейного электромагнитного вибровозбудителя разработана эквивалентная схема для расчета установившейся избыточной температуры обмотки. При проведении тепловых расчетов обмоток намотанных прямоугольным проводом со стеклотканевой изоляцией коэффициент теплопроводности следует принимать равным 0,5.0,65 Вт/(м*К).

7. Установлено, что для линейных двигателей постоянного тока, используемых в качестве вибровозбудителей в ВТМ с рабочим зазором 5 = 15.20 мм рациональные соотношения параметров обмотки следующие: 8/ Нк= 0,25; Нк/Ак=1-,ОкМя= 2,0; Ак/с1я= 0,5; 2НК Шя= V, Ак =0,5 (Пк-с1я).

1. Левенсон Л.Б. Машины для обогащения полезных ископаемых. -М.-Л.: Госмашметиздат, 1933. -323 с.

2. Левенсон Л.Б. Дробление, грохочение полезных ископаемых / Л.Б. Левенсон, Б.И. Прейгерзон. М.-Л. .: Гостоптехиздат, 1940. -771 с.

3. Олевский В.А. Кинематика грохотов. Л.-М.: ГНТИ, 1941. - Часть I и И. - 156 с.

4. Терсков Г.Д. Движение тела на наклонной плоскости с продольными колебаниями // Изв. Томского индустриального института им. С.М. Кирова, 1937. Том 56. - Вып. IV.

5. Бауман В.А. Исследование вибрационного питателя. Сб. тр. Ленинградского института механизации строительства (ЛИМС). -Л.-М.: Стройиздат, 1939.

6. Lindner G., Forderrinnen. Die Fordertechnick. 1912. - Heft 2.S.120.

7. Левенсон Л.Б. Дробильно-сортировочные машины и установки / Л.Б. Левенсон, П.М. Цигельный. М.: Госстройиздат, 1952.-562 с.

8. Блехман И.И. О выборе основных параметров вибрационных конвейеров // Обогащение руд. Л.: Механобр. -1959.-№2.

9. Спиваковский А. О. Горнотранспортные вибрационные машины / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич. М.: Углетехиздат, 1959. 219 с.

10. Блехман И.И. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе-М.: Наука, 1964.-410 с.

11. Блехман И.И. Синхронизация динамических систем. М.: Наука, 1971.-896 с.

12. Блехман И.И. Исследование процесса вибросепарации и вибротранспортировки // Инженерный сборник, -М.: 1952. -т. 11. -С. 12-79.

13. Юдин A.B. Тяжелые вибрационные питатели и питатели-грохоты для горных перегрузочных систем. Екатеринбург" Изд-во УГГГА, 1996.- 188 с.

14. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы / Под ред. О.С. Богданова и др. М.: Недра, 1982. - 365 с.

15. Юдин A.B., Мальцев В.А., Косолапов А.Н. Тяжелые вибрационные питатели и питатели-грохоты для горных перегрузочных систем. Екатеринбург, Изд-во УГГГА, 2009. -402 с.

16. Спиваковский А. О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич. М.: Машиностроение. 1972. 326 с.

17. Гончаревич И.Ф. Передвижной вибрационный грохот-питатель с эллиптическим приводом. Вибрационные машины в горной промышленности// Гончаревич И.Ф. и др. Экспресс информация НИИинформтяжмаш. М.: 1969. 39 с.

18. Дмитриев, В.Н. Исследование пусковых режимов асинхронного дебалансного вибродвигателя / В.Н.Дмитриев, А. А. Горбунов II Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2008. - №12. - С. 119-122.

19. В.Н. Дмитриев, A.A. Горбунов/ Резонансный вибрационный электропривод машин и установок с автоматическим управлением. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 11, №3, 2009

20. Асташев В.К. Системы возбуждения авторезонансных вибротехнических устройств// Научно-технический журнал «Вестник научно-технического развития»- 2007.- №1.- С. 12-19.

21. Антипов В.И., Руин A.A. Динамика резонансной низкочастотной параметрически возбуждаемой вибрационной машины//Проблемы машиностроения и надежности машин. 2007.-№5.-С.7-13.

22. Антипов В.И., Ефременков Е.Е.,Руин A.A., Субботин ЮО. Повышение эффективности работы вибрационных механизмов за счет возбуждения низкочастотного резонансного режима колебаний// Стекло и керамика. 2007.-№5.-С. 13-16.1. Начиная с 20 добавить 3.

23. Вибрационные транспортирующие машины / Потураев В. Н. и др.. М.: Машиностроение, 1964. 214 с.

24. Инерционный конвейер: а.с. 1787883 СССР; МКИ3 В 07 В1/46, F 02 В75/32 / В. Я. Дьяконова (СССР). Опубл. 21.02.93. Бюл. № 2. 4 с.

25. Инерционный конвейер: а.с. 1645215 СССР; МКИ3 В 07 В1/46, F 02 В75/32 / В. Я. Дьяконова (СССР). Опубл. 11.06.91.Бюл. №16. 3 с.

26. Докукин A.B. Вибрационные машины института горного дела им. A.A. Скочинского для горной промышленности// Докукин A.B., Гончаревич И.Ф. и др. НИИИФОРМТЯЖМАШ. М.: 1964. 32 с.

27. Гончаревич И. Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И. Ф. Гончаревич, К. В. Фролов. М.: Наука.1981. 320 с.

28. Гончаревич И. Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И. Ф. Гончаревич., JI. П. Стрельников. М.: ГНТИЛ по горному делу, 1959. 235 с.

29. Гончаревич И.Ф. Вибрационные конвейеры для угольной промышленности// Гончаревич И.Ф. и др. Экспресс информация НИИИФОРМТЯЖМАШ. М.: 1965. 23 с.

30. Электромагнитный привод резонансного вибратора: пат. 2146412 Рос. Федерация. № 98100524/09; заявл. 05.01.98; опубл. 10.03.00. Бюл. № 5. 3 с.

31. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом: пат. 2356646 Рос. Федерация. № 2006103967/28; заявл. 10.02.06; опубл. 20.08.07. Бюл. № 25. 3 с.

32. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом: пат. 2356640 Рос. Федерация. № 2006102778/28; заявл. 01.02.06; опубл. 20.08.07. Бюл. № 25. 4 с.

33. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом: пат. 2356647 Рос. Федерация. № 2006103968/28; заявл. 10.02.06; опубл. 20.08.07. Бюл. № 25. 3 с.

34. Цыпленков В.Н., Белоусов А.И., Рекус Г.Г. Применение вибрационных установок в угольной промышленности зарубежных стран. ЦНИИЭНТИУП. М.: 1971. 55 с.

35. Зб.Олевский В. А. Параметры режима и производительности грохотов // Обогащение руд. 1967. №3 (69). С. 31-37.

36. Блехман И. И. О выборе основных параметров вибрационных конвейеров // Обогащение руд. Л.: Механобр, 1959. №2.

37. Блехман И. И. Вопросы расчета и проектирования вибрационных конвейеров // Труды IV научно-технической сессии института Механобр. Л., 1961.

38. Блехман И. И., Джанелидзе Г. Ю. Об эффективных коэффициентах трения при вибрациях // Известия АН СССР, ОТН. 1958. №7.

39. Гончаревич И. Ф. Динамика вибрационного транспортирования. М.: Наука, 1972. 243 с.

40. Быховский И. И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1969. 363 с.

41. Ильичев A.C. Теория и расчет рудничных качающихся конвейеров. М.: ГНТГГИЗ, 1932. 53с.

42. Потураев В. Н. Резонансные грохоты. М.: ЦНИЭИ-уголь, 1963. 94 с.

43. А. И. Афанасьев, А. Ю. Закаменных. Критерий энергетической эффективности рабочего процесса резонансного вибропитателя-грохота// Известия вузов. Горный журнал. 2009. № 5. С. 77-80.

44. Крюков Б.И. Динамика вибрационных машин резонансного типа. Киев, «Наукова думка», 1967, 212 с.

45. Чиркова А. А. Исследование взаимосвязи электромеханических и силовых параметров магнитно-индукционного линейного импульсного двигателя // Известия вузов. Горный журнал. 2005. №6. С. 101-106.

46. Афанасьев А. И., Чиркова А. А. Параметры рабочего процесса магнитно-индукционного импульсного двигателя вибогрохота // Известия вузов. Горный журнал. 2007. № 7. С. 94-98.

47. Афанасьев А. И.,Чиркова А. А. Математическая модель линейного двигателя резонансного грохота // Известия вузов. Горный журнал. 2007. № 8. С. 63-67.

48. Гордон А. В., Сливинская А. Г. Поляризованные электромагниты. М.: Энергия, 1964. 119 с.

49. Сливинская А. Г., Гордон А. В. Электромагниты со встроенными выпрямителями. М.: Энергия, 1970. 63 с.

50. Сливинская А. Г., Гордон А. В. Постоянные магниты. М.: Энергия, 1965. 127с.

51. Импульсный электромагнитный привод / под ред. Н. П. Ряшенцева. Новосибирск: Наука. 1988. 163 с.

52. Ряшенцев Н. П., Мирошниченко А. Н. Введение в теорию энергопреобразования электромагнитных систем. Новосибирск: Наука. 1987. 157 с.

53. Ряшенцев Н. П., Ковалев Ю. 3. Динамика электромагнитных импульсных систем. Новосибирск: Наука. 1974. 186 с.

54. Электромагнитные импульсные системы / под ред. Н. П. Ряшенцева. Новосибирск: Наука. 1989. 176 с.

55. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия / Н. П. Ряшенцев и др.. Новосибирск: Наука. 1970. 258 с.

56. Алабужев П. М. Теория подобия и размерностей. // Моделирование. М.: Наука, 1968. 124 с.

57. Электромагниты постоянного тока / А. В. Гордон и др.. М.: Госэнергоиздат, 1960. 446 с.

58. Гансбург Л. Б., Федоров А. И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов: справочник. М.: Машиностроение, 1980. 364 с.

59. Тер-Акопов А. К. Динамика быстродействующих электромагнитов. М.: Энергия, 1965. 167 с.

60. Могилевский Г. В. Гибридные электрические аппараты низкого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1986. 232 с.

61. Любчик М. А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока. М.: Энергия, 1968. 151 с.

62. Любчик М. А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов. М.: Энергия, 1974. 392 с.

63. И. Ф. Гончаревич., Л. П.Стрельников. Электровибрационная транспортная техника. М.: ГНТИЛГД, 1959. 245 с.

64. Афанасьев А. И., Андрюшенков Д.Н., Закаменных А.Ю. Резонансный грохот с линейным электромагнитным двигателем. // Известия вузов. Горный журнал. 2010. № 2. С. 57-60.

65. Афанасьев А. И., Андрейчиков Ю.С., Братыгин Е.В., Чиркова A.A. Вибротранспортные машины с линейным двигателем на постоянных магнитах. // Известия вузов. Горный журнал. 2008. № 4. С. 59-62.

66. Агаронянц P.A. Динамика, синтез и расчет электромагнитов. М.: Наука, 1967. 267 с.

67. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики): учебник для вузов по спец. «Кибернетика электр. систем».-3-е, перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1984,- 439 с.

68. Афанасьев А.И., Косенко Е.А., Суслов Д.Н., Чиркова A.A. Статическая тяговая характеристика линейного электромагнитного двигателя постоянного тока для авторезонансныхвибротранспортных машин. Горное оборудование и электромеханика. 2012. № 9. С. 18-23.

69. Афанасьев А.И., Закаменных Ю.Г Анализ энергозатрат резонансных вибротранспортных машин// Известия Вузов. Горный журнал, №8 2008г.С- 101-106.

70. Афанасьев А.И., Косенко Е.А., Суслов Д.Н. Переходный процесс в авторезонансном питетеле/. Материалы международной научно-тех. конф. 20-21 ноябрь УрГУПС 2011г. С.704-708

71. Афанасьев А.И., Косенко Е.А., Суслов Д.Н. Пуск под нагрузкой и ударное нагружение резонансных питателей// Известия Вузов. Горный журнал, №3,2012.- С.95-98.

72. Электромагнитные молоты. / Под ред. Н. П. Ряшенцева. Новосибирск: Наука. 1988.163 с.

73. Любчик М. А. Расчет и проектирование электромагнитов постоянного и переменного тока. JI.-M.: Госэнергоиздат, 1959. 224 с.

74. Агаронянц P.A. Электромагнитные элементы технической кибернетики. М.: Наука, 1976. 276 с.

75. Третьяк Г.Т., Лысов Н.Е. Основы тепловых расчетов электрических аппаратов. М.: Энергия, 1935. - 156 с.

76. Горский А.Н., Русин Ю.С., Иванов Н.Р., Сергеева J1.A. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. М.: Радио и связь, 1988. - 176 с.

77. Русин Ю.С. Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частоты. JL: Энергия, 1973. - 151 с.

78. Русин Ю.С., Чепарухин A.M. Проектирование индуктивных элементов приборов. Д.: Машиностроение, 1981. -172 с.

79. Дульнев Г.Н., Теплообмен в радиоэлектронных устройствах. М- Д.: Госэнергоиздат, 1963. - 288 с.

80. Дульнев Г.Н., Семяшкин И.Н. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Д.: Энергия, 1968. - 360 с.

81. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Справочник . Под ред. Н.Т.Гудцова. М.:,ГНТиЗ, 1956 1204 с.

82. Афанасьев А.И., Закаменных Ю.Г.,Чиркова A.A. Энергозатраты при работе грохотов и питателей с линейным электромагнитным вибровозбудителем// Известия Вузов. Горный журнал, №3 2010г.С- 59-63.

83. Косенко Е.А. Эквивалентная тепловая модель линейного электромагнитного вибровозбудителя// Современные проблемы науки и образования.-2012.-№6 (приложение «Технические науки») С.13.

84. Митропольский А.К. Техника статистических исследований. М.: Наука, 1971. - 576 с.

85. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

86. Андерсон Т. Введение в многомерный статистический анализ. Перевод с английского Б.В. Гнеденко. М.: Физматгиз, 1963.-348 с.

87. Справочник по теории вероятности и математической статистике. Киев: Наукова Думка, 1978. - 256 с.

88. Хартман К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К.Хартман , Э. Лецкий. М.: Мир, 1977.-552 с.

89. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. - 176 с.

90. Леман Э. Проверка статистических гипотез. Перевод с английского Ю.В. Прохорова. М.: Наука, 1964. - 315 с.

91. Зельдович Я.Б. Элементы прикладной математики / Я.Б. Зельдович, А.Д. Мышкис. М.: Наука, 1967. - 646 с.

92. Гутер P.C. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта / P.C. Гутер, Б.В. Овчинский. М.: Наука, 1970 - 432 с.

93. Афанасьев А.И. Экспериментальные исследования тепловой нагруженности линейного двигателя горных и обогатительных машин// Известия Вузов. Горный журнал, №1 2008г.С- 100-103.

94. А.И.Афанасьев, Д.Н.Суслов, Е.А.Косенко. Результаты и методика тепловых испытаний линейного двигателя грохота-питателя// Известия Вузов. Горный журнал, №7 2011 г.С- 106-109.

95. Лыков A.B. Тепломассообмен-М.: Энергия, 1971. 560 с.

96. Е.А.Косенко, Д.Н.Суслов. Результаты и методика ускоренных тепловых испытаний линейного двигателя/ Материалы научно-технической конференции. Математическое моделирование механических явлений. 20-21 мая 2011г. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011-С. 42-43.

97. Любчик М. А., Грищенко Б.Г., Клименко Б.В. Анализ особенности процессов теплоотдачи обмоток электрическихаппаратов и устройств автоматики// Известия Вузов. Электромеханика, №8, 1971г.С- 65-69.

98. А.И.Афанасьев, Е.А.Косенко, Д.Н.Суслов. Рациональный режим работы резонансных вибротранспортных машина с линейным электромагнитным вибровозбудителем// Горное оборудование и электромеханика. №11, 2011. С. 27-30

99. А.И.Афанасьев, Е.А.Косенко. Оценка эффективности работы линейных двигателей в резонансных вибротранспортных машинах// Известия Вузов. Горный журнал, №6, 2012. С. 53-57.

100. Тихонов О.Н. Автоматизация горных процессов на обогатительных фабриках. М.: Недра, 1985. - 285 с.

101. Юб.Андреев С. М., Зверевич В. В., Перов В. А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1966. 215с.

102. Таггарт А. Ф. Справочник по обогащению полезных ископаемых. Том. 2. М.: Металлургиздат, 1960. 435 с.

103. Потураев В. Н., Франчук В.П., Червоненко А.Г. Вибрационные транспортирующие машины.Основы теории и расчета. М.: Машиностроение, 1964.269 с.109.0левский В. А. Технологический расчет наклонных инерционных грохотов// Обогащение руд, №6, 1978.С.21-29.

104. Разумов К. А., Перов В. А. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Недра, 1982. 518 с.

105. Федотов К.В., Никольская Н.И. Проектирование обогатительных фабрик. М.: «Горная книга»,2012. 536 с.

106. Степанов Л. П. Определение технологических параметров виброгрохотов. Труды ВНИИСтройдормаш. Том 32. 1963. С 187192.

107. Афанасьев А.И., Братыгин Е.В.,Чиркова A.A. Анализ энергоемкости рабочего процесса вибротранспортных машинрезонансного типа// Известия Вузов. Горный журнал, №6 2006г.С-72-79.

108. Афанасьев А.И., Закаменных А.Ю. Параметры рабочего процесса резонансного вибропитателя-грохота при переменной технологической нагрузке// Известия Вузов. Горный журнал, №3 2009г.С- 72-76.

109. Афанасьев А. И., Закаменных А. Ю. Скорость вибротранспортирования горной массы в резонансном питателе-грохоте // Известия вузов. Горный журнал. 2009. № 2. С. 86-90.

110. Закаменных А. Ю. Стохастическая модель вибротранспортирования горной массы в питателе-грохоте // Известия вузов. Горный журнал. 2008. № 8. С. 120-122.

111. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1990, 256 с.