автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Разработка и исследование энергосохраняющих винтовых питателей

■ - тшжттт приладовудюнж шстйтут

1 j 1м. 1.пулш

, _ .->:-•; /fr- *

] !j ¡¡СИ to^J

На правах рукопису

УДК 621.867.42.001,24

РАДИК Дмитро ЛеонЩович

РОЗРОБКА I доовднеши ешргозбершшчжс

ГВЖГОЗИХ ЖИБИЛЬНЖГВ

Спещалылсть: 05.20.04 - С1льськогосподарськ1 та м.елюративн! машина

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацП на здобуття наукового ступеня кандидата техн!чних_ наук

Терношль - 1996

Дйсертац1ею е рукошкз.

Робота викояана в Терношлъському щшадобудхвному 1нсти~ тут1 на кафедр! технологи машинобудування.

Науковий кер1вник - заслуженна вшах!дник Укра!ни, акаде-м1к А1Н Укра!ни, доктор техначних наук, дрофе сор Гевко Богдан Матвеевич.

Науковий консультант - кандидат тетчяих наук, доцент

Рогатинськкй Роман Михайлович.

0фтд1йн1 опонеати - заслуженна винахздшш Украхни, академ1к АН вшо 1 шкот УкраТни, доктор технгчних наук, професор Нагорняк Степан Григорович.

- заслуженна винах1дник Укратни, кандидат тетчних наук, доцент Данильченко Михайло Григорович.

ПровШа орг2Н1зац1я - дт Конвейер", м.Львхв.

Захист вхдбудеться " £6 " листопада 1996 року о 1500 год. на зас!данн1 опеЩал1зовано1 вчено! ради Д 12.02.01 по захисту дисертац!й на здобуття наук0Е0Г0 ступеня доктора (кандидата) техмчниг наук при Терношльському щшадобуд1вному 1нститут1 за адресов:

£82001, м.ТерноШль, вул.Руська, 56.

3 дисертащею можна ознайомитися в скШотец! гнетитуту, К1Ш. N 40.

Автореферат розЮлано " жовтня 1996 року.

Вчений секретар сне та-Мзовано! ради, кандидат техн!чких наук, доцент 4 Мартиненко В.Я

ЗАГМЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть робота. Сучасний р1вень розвитку ус!х галузей народного г-осподарства УкраТни вимагае значного пддвщення тех-нш>-економ1чних. показншш засобёв механ!зацП 1 автоматизащ! технолоПчяих процес1в, 1, особливо, знижешя хх енергоемкост!. Для Биконання завантажувально-розвантажувальних 1 подаючих спе-рацш при збиранн! 1 шреробЩ альськогосподарськоТ продукт! широко використовуютъся гвштов1 живильшши (ГЖ). 1снук>ч1 кон-струкцИ ГЖ характеризуются вксокою енерго- 1 иатергаломют-к1стю, вони не забезпечують необх1дно1 р1вном1рност! захоплення 1 подач! матер1амв, не вщхрацьован! на техколог1чн1сть. Тому створення нобйх конструкций ГЖ, що забезпечують змекшенкя енер-гетичних параме?р!в процес!в эвлення сипучих ваш?аж!в у с!ль-ськогосподарських машинах, а також розробка методики провкту-вання 1х робочих орган1в, е актуальним заеданиям, яке мае важ-ливе народногосподарсъке значения.

Робота виконана у вхдповшост! з координацхйнйм планом вазшвих науково-доиндаих. роби вуз-1в ¿'кратки на т990-1«9& р. та у вцщовшост! з державною програмои вщюбнщтва машин 1 технолог1чного обладания для сишськогосподарсько!, харчово! та переробно! прошсловоси.

М&тсю роботи е пёдвищення технлно-економёчних показншив прсцес1в захоплення 1 перемещения сипучих вантаэ&в у гвинтовкх кизильниках с1льськогосподарсысих машин.

Методу. дослёдкень. Теоретичн! розробки проводились на основ! застосуванкя метод!в статики 1 кёяематики машин, класично! механёки, диференщальнох геометрП та математичного анализу. Ексшримектальн! дослцркення проводилися'з метою перевёрки ё пёдтвердження теоретичних положень, а також визначення функц!о-нальних 1 експлуаташйнш: характеристик розроблених конструкцёй ГЖ. Крутний момент цри експериментальних дослёдженнях визна-чавея з допомогою специально розробленого механёчного пристрою, а також електричннм методом.

наукова новизна роботи. Теоретично обгрунтовано принцип роботи Ш з робочши органами кон!чно! форми; досл1джено закономерность процесу захоплення сипучого матерёалу робочими органами ГЖ по довшнё завантажуввльно! зони, б результат! чого

встановлена умова р1вном!рност! захоплення та подач! матер!алу витками гбштобо! страчкк; визначена залежнють энергозатрат В1Д величинк ексцентриситету розмицення завантажувального патрубка в сносно робочого органу; розроблена методика проектуван-ня сп!ралей кон1чно1 фэрш з питомою висотою иерер!зу в межах в!д 3 до 17, запропонована схема 1 досл£цжен! енергетичнт параметра процесу форм.оутворення !х конст-руктивних параметра; створен! нов! конструктI ГЖ, робоч! органи 1 технологична оснащения для !х виготовдення, новизна яких захщена 5 авторськи-<ми свхдоцтвами на винаходи.

Практична щннхсть роботи. Розроблен! прогрееивн! констру-кц11 ГЖ з м1н!мальними енвргозатратами на цроцес живлення, як! характеризуются змешеннш екергозатрат на (н...22)Я в пор!в-нянн! з юнуючиш конструкциями. Створено 1нженерну методику проектування ГЖ, розроблене технолопчне оснащения для зиготов-лення робочих органхв конечно! форми, спроектовано 1 виготовле-но приетри для вшхрювання крутного моменту.

Реал1зац1я результата роботи. Розроблен! крвслення та ро~ боча документация ГЖ 1 оснащения для виготовлення 1х робочих органов конхчно! форми передан! Льв1вському в/о "Конвейер", АТ "Терноп!льський комбайновий завод", в/о "КоломиясЬяъмаш", Терномльському обласному об'еднаншо "АгротехсервЮ" та 1ншим.

■У результат! експлуат-ацП вцроваджених у виробництво но-вих технхчних р!шень, розрахунковий економхчниг ефект за один рл.к складае 1250 млн. крб., в щнах 1995 року.

Апробащя роботи, По матер!алах дисертац!йно! роботи зроб-лен! доповШ на наукових конференщях в Терноп!льському прила-дооуд1вному !нститут! в 1992, 1993 роках, в Луцькому !ндуетр!-альному институт! (1995 р.), на м!шародн!й науково-практичнИ! конференцИ в м.ВШниц! (1996 р.), на техн1чн1й радг АТ "Терно-Шльський комбайновий завод" (1995 р.), на об'еднаному семхнар! кафедр технолог!! машшобудування, верстато-хнструментальних систем автоматизованого виробництва, техн!чно1 механики, а та-кож теоретично! механйш та математичного моделювання Терно-пшського приладобуд1вного !нстятуту Г.Пулм (1996 р.).

Публ1кац!1. За материалами дисертащйно! роботи опубллко-вано 9 наунових праць, в тому числ!, 5 авторських св!доцтв на винаходи.

Особистий внесок дисертзнтз. Виведен! аналЮТШх залежнос-т! процесу захоплення сипучого матерхалу робочши органами ГЖ кон1чно! Форш; дослужено рух потоку вантаку по похшИй ст!н-ц1; встанов-лена залежн!сть енергозатрзт в!д величини ексцентри-ситету роэмШення завантажувальнсго патрубка вцщосно робочого органу; розроОлена методика проектувашя сн1ралей кон!чноТ фор-ми; складена прогрзма i методика, проведен! експериментальн! дослШвння, узагальнен! отршан! результата; створена Инженерна методика проентування нових конструкции ГЖ,

Структура та об'вм роботи. Днсертащя складаетъся 1з всту-щ, п'яти розцлхв i загальних висновяав. Робота викладена на 172 cTopiffitax машинописного тексту, включае 36 рисункхв, 4 -таблиц!, список Л1тератури s 81 джерела.

3MICT РОБОТИ

У вступ! сбгрунтовэна актуальность теки, сформульована мета роботи, викладена наукова новизна, приведен! положения, що виноояться на захиет, а також висвхтлен! практична щннють i реал1йац1я роОо-'ГИ.

В перзому роздхл! зроблено анал!з юнуючих досл!джень в облает i Y&. Приведена класиф1кащя i функЩшальн! шшшост1 ГЖ. -Здйснено анализ технологi4H0CTi Ix конс.трукШй. Досл1даено впдив технолог1ЧНИХ фактор1в на конструктивн! параметри гвинто-

ЕИХ СТР1ЧОК.

Досл1дженню ГЖ црисвятили сво! роботк ряд вчешх. Зокрема Teopies руху матер1альних частинок по шорстких поверхнях зай-мався украГнський вчений, академ!к Василенко n.M.

Дослшення процесхв живлення, метод 1в п1двицення його точност! i CT36iJibH0CTi, вироблення рекомендаций по вибору конструктивна?. параметра завантажувальних орг-ан!в га приведен! в роботах Р.Л.Зенкова, Н.В.Алферова, Р.Квап1ла та шшх вчених.

Питаниями проектування i виготовлення робочих оргамв, вибору 1 обгрунтуванню способу Ix отримання, розробщ техно-логхчних основ формоутворення сп!ралей шнекхв i огшшзацИ Ix конструкторсько-технолопчних параметр!в зайиалися так! вченг як Д.Я.1Щр1н, Б.В.Гурв1ч, С.е.Рокотян, е.А.Попов, М.В.Сторожен, Ю.А.Аверкхев, е.Н.МошнХн, Б.М.Гевко, Р.М.Рогатинський, МЛ.Пйлипецъ та !ши1.

У результат! проведешь досл!джень, були створен! р!зн! тили Г1 з р1зноман1тним функщональним призначенням, способами захисту робочих органов вад перевантажень 1 методами забезпе-чешя точнос-т! та довгов!чноет! 5х роботи.

Проте, поряд 1з позитивними якостями, як! властив! розгля-дуваним конструкциям ГЖ, вони мають суттев! недол!кн, усунення якнх дало о можливЮТ'ь знизити IX матерзало- та енергом!ст-к1сть, пщвилдати точнють живлення 1 яад!йн!сть роботи.

У результат! проведению анал!зу сучзсного стану розвитку конструкторсько-технолог1чнЕх р!шень П 1 методав 1х дослцрень сл!д бцщ^итй:

а) 1снуюч1 конструкт Г ГЖ не повШста? в!дповадзють еучас-ним вгмогам по матер1ало~ 1 еяергом1сткост1;

б) робоч! органи шл1ндрично! форми не забезпечують необ-х1дно1 р1вном1рном1рносИ захоплекня матер!ал!в но вс!й довта-н1 завантажувально! зони ГЖ;

в) обмежен1 функцюнальн! можлквостх.

Браховуючи актуалькють теми та ряд невирииених питань, по створенню високоефзктившк, ксвкурентноздатних конструкция ГЖ, в робот! були поставлен! наступи! задач!:

1. Створити методику цроектування ГЖ з метою зниження энергозатрат на процеси захоплення ! перемещения матер!ал!в, п!двишення продуктивное^ ! широкого вккористання в с1льському гасподарств1.

2. Розробити ! досл!дйти нову конструкцию ГЖ з ексцентрич-ним розмащенням робочого органу в!даосно завантажувального патрубка .

3. Виробити рекомендацП для цроектуванння сп!ралей кон!ч-но! Форш, а такок запропонувати схему фэрмоутвореяня гх кон-етруктквншс параметр 1в.

4. Спроектувати обладнання для виготовлення кон!чнкх сералей з пнтомою висотою перер!зу в межах в!д з до 17, методом навивания на оправку.

5. Розробити хнженерну методику розрахунку х проектування робочих орган!в ПК коШчно! форми.

6. Ветановити можливост! використання розроблених кон-струкцхй в ишшх галузях народного господарства.

У' другому ~розд1д1 теоретично обгрунтовано принцип робота ГЖ з робочиш органами, що мавть зм!нний ыижвитковий об'ем по довжин! еп!рал1, в заеантажувалъшй зон!. Виведен! аналхтичн! залежност!, як! математично описуютъ гвинтову стр!чку, що мае кон1чну форму поверхн! обертання, як по зовн!шъому так 1 внут-рхшньому д1аметрах, а також гвинтову поверхню з! зм1нним кро-ком. Описан! к!нематичн! зв'язш, як! накладаютъся на робоче тхло, що знаходиться з завантажувальн!й зон! ГЖ. Дослшено та-кож процес подач! снпучого матер!алу в зону захошюння, виведе-не р1вняння руху вантажу по похилхй ст!нц!.

Проведено досладення законом!рност! процесу захоплення с-ипучих матер1ал!в робочиш органами ГЖ, що машь змшшй м!жвитковий об'ем по довнкн! гвинтово! стр!чки. Захоплення взнтажу витками сп!рзд! вхдбуваеться постутаво на вс1й довзшн! завантажувально! зони по м!р! зб!льшенкя м1жвиткового об'ему робочого органу.

3 црийнятЕШ яаближеиняш елементарний об'ем м!жвиткового простору можна визначити як добуток шющ! поперечного с!чення сп!рал! на величину кроку, що оомежуе цей об*ем.

Для сп!рал! кон!чно1 фэрми по зовй!шньому д!аметр!, проек-ц!я яко! на пловдну, першндикулярну до !1 поздовжньо! ос!, представляе собою сплраль Арх!меда, елементарний м1жвитковий об*ем, який займае транспортовзний матер!ал на сектор! бш, виз-начаеться по залежност!

„.2 л2 ч

Оф , (I)

(Рз - Р-)

де р. = — = В., + ——_ рад!зльш!й параметр спхрал! по

о о « *

Оо . (Вт.

ь

завнИаньому д!аметр!; рв = й0/2 - д!аметр вала сшрал1;

1 = цШ/2% - координата по довккн! страм; Т - крок сп!рал!. Пштавивши значения зм!нетх у формулу (I) 1 зд!йснивши шегрування, отршаеш мшквихковий об'ем ошрал!;

? = ¥ Н - + + з *%). (2)

Оск!льки сшраль мае зм!нний м!жвитковий об'ем, то прир!ст

цього об'ему, при smihi кутового параметру ф, можна визначити диферешшванням залежност! (I).

Таким чином умову р1вном1рност1 захоплення сипучого ванта-жу m вс±й довзиш! завантажувально! зони, можна представити у вкгляд!

â ((37/Сеф)

- = conat , (3)

Ссф

Фазичний smîC'X р!вняння (3) полягае в тому, що прирют м1квиткового об'ему з приростом кутового параметру ф, е величиною постхйною, а це спраае р!вном1рному захопленшо матер!а-лу витками стирал! на вс!й довжин! завантажувально! зони.

3 метою Еироблення рекомендац1й для цроектування рабочих opraHîB kohi4hoï форми проведено теоретичне обгрунтування методики цроектування ïx конструктивних параметрîb.

Задача цроектування стралей конгчно! форми полягае в роз-рахунку взаемопов ' язаних геометричних параметр îb смути, що служить заготокою, гвинтово! строки у бигляд! щ!льно навитого пакету bhtkîb та готово! сп!рал1, î зводиться до знаходкення таких posMîpiB:

- сшрал!: В = D(s), d = â(z), ï = T(a), l;

- смуги: В = БСс), Ь = L(ï);

- щ1льно навитого пакету bhtkîb: d0 = й0(х), lq = ïQ(L).

Гвинтова поверхня спхрал! характеризуется наявн1стю нейтрального шару, довжина якого при П фэрмоутворенн! не змхнюе-ться, при цьому <51жуча довзкина % цього шару е параметром, що об'еднуе i е спъдьним розм!ром для смуги та сп!рал1.

Елементарна довжина сп1рал! по нейтральному шару визнача-еться залежнЮтю

«зг)2=(Ф)г + (dt)2 +(ds)2, (4)

де (5D az

<К = рф ; ф = ----dtp.

2d3 <3ф

У первому на0лиженн1 дхаметр нейтрального шару приймали

piBffiîM

В = D - (2 - т)В = й + 7В, де 7 - поправочний коеф1Ц1ент, значения якого приймали в межах 7 = 0.8 - 0.9.

Тод! довжина смути

1

Ь = I *

О

т- +

сЮ.

ф

о

ф

2иЗ

+ 1

2йз

<3ф

(5)

Довжкна смути, в1дповхдно 1з довжиною сп1рал1 I зв'язанэ залежнютю

г

ъ

Ч 4

О

щ

йг

2

®01

2йг

йг .

(б)

Величина внутр1шнього дхаметра щхльного пакету навитих витк1в гвкнтово! стр!чки, зв'язана з б!жучою шириною стрелки В = В(т) залежнютю

=

2Б и - 0.021 I ]

'■-У ^

Ф - 1

збо в первому набмжехнг

й... =

3*0

Ф -

(Т)

(3)

де к0 - коефЩгент змхни параметров витка при кзлхбруванм, прийнятий к0 = 0,95 - 0,99.

Залежноетями (7) 1 (8) задавали закон зм1ни внутршъого дгаметру щ!льно навитого пакету витк!в гвинтово! стр!чки вгд параметру С1жучо1 довжини т нейтрального шару сп!ралх. Зв'язок цих параметрхв встановлювали 1з умови визначення довжини еле-менту с2т* нейтрального шару щ!льно навитих витк1в сяпралх

О О 9 О

(йт'Г = (ф'Г + «2Г)С + №'г,

звхдки

ф;,

сШ

<3х

+ 1 <й

2

о

де тв - крок щшьно навитого пакету битков, р!вний товщин!

ОП1рал1 ПО БНУтр1ШНЬому Д1аметр1.

1з залежное^ (9), нехтуючи малши величинами 1 враховуючи (10), можна отримати зв'язок 01жучо1 дрвжкш щ!льно навитого пакету витков 1Г) та параметру биучо! довшш смута по внутрйа-ньому д1аметрт 5

Таким чином залежкост! (5,6,10,1 Г) пов'язуоть змшн! пара-метри г, % та к.

Б загальному випадку ц! р!ввянля розв' язуються з допомогою числових метод!в.

гОЗГЛЯНбМО енергетйчн! ЯараЫё?рй ПрОцсСу ФормоуТВОрВННй конструктивна параметра сп1рал! кон!чно1 форми. Основании з них е зусилля 1 момент згину, особлив1сть яккх, в пор1внянк1 з цил1ндричшми, полягае в тому, що ширина (висота с!чення) сму-гово! заготовки е величиною змйшою. При цьому енергосилов! параметра тек будуть зм1нними.

Напрукено-деформований стан, в шршому наближенн!, розгля-даемо як шюсконапружений. Р1вняяня р!вноваги для характерного с-1чення, представлено у вигляд! (рис. 1).

де Р - вертикальна складова результувчого зусилля згину, I -плече прикладання еили Р; Р - р!внод1юча нормальних контактних напружень; е^-кут прикладання р1внод1йно1 Р; ц - коефицент тертя в мхсц1 прикладання поперечно! сиж; р, - коефИЦент тер-тя смути на оправц1; N. Т, М - в1дпов1дно повздовжн! 1 попервч-

ь

(11)

£ X = М.р? - + Рбу + Н + те = 0;

2 У = - Р + ц0РЭу + Р - N8.+ Т = 0; 2 и = ?г + цррн + ц0рг - нро- мр = о,

(12)

Схема формоутворення конструктивна: параметр1в сп!ралей кон1чно! форми

Рис. I.

н! зуеилля та згшний момент, якё д!»ть в сёлешл.

Внаслёдок згину на ребро смуги, що служить заготовкою, внутриш! шари стр!чки в зонё пластично! деформаци стискують-ся (скорочуються), проходить 1х ироковзування по оцравц! в кап-рям1, протилекному навиванию (по обертанню оправки). Отже, в зон! пластично! деформаци контакта напруження прикладем до смуги, спрямован! проншжно до контактних дотичних напру-жень шю! частики.

Для матер1ал1в, що не змИщшться радёус нейтрально! поверх^ напрукень визкачаеться по залежност!

Рн = Рпр-(рцр- /Й

пр'Гпр'УВД / , ,—■ , . (13)

По в1домому значенн! рад!уса нейтрально! поверхн! отрима-м залежн!сть для визначенкя величина сили згину

г _ (от.0+тп /в/?)/~р7н( и2 ■+ 2Г /в? -знг)

3 и }.10ГН- /ш + \х0(т-/вг)

Момент, потрХбний: для навивания сШралей на оправку, зале-жить В1д конструктивных особливостей оправок 1 в запальному ви-падку визначаеться залекнютю

Мн - к/П + , (15)

де ку - коеф1ц1ент, який враховуе конструктивне виконання оправки.

У трвтьому розд1л1 описана програма 1 методика експеримен-тальних досл!джень, яков передбачалося етворення конструктивно!

ГН 1 рсгс робочих органов, *дс забезнечувть м!е1м&лье1 енергозатрати на пронес кдвлення; розроблена установка для проведения експеркментальних дослхджень; створено пристро! для ви-м1р»вання крутного моменту 1 захисту конетрукцП ГЖ в1д пере-вантажень; встановлено законом1рност! захоплення сшучого мате-р1алу робочими органами; вкзначено енергетичн! нараметри проце-сав захоплення 1 перемздення ванта'Мв в ГЖ; дос-лшено конструктива параметра кон1чнмх робочих орган1в 1 розроблено пристро! для 1х виготовлевня методом навивания на оправку.

Експериментальна установка для дослдаення процесу прот!-кання потоку сипучих вантзж1в х енергетичних параметров тран-спортування в ГЖ зображена на рис.2.

В якост! приводу механ!зму транспортування дано1 установки служить асинхронний трьохфазний двигун I, який кр!шться на рам! 8 1 приводить в рух вал 3, що встановлетй у шдаипниково-му вузл! 2. До вала 3 крШляться зм!нн! робоч! органи 7, як! розмЗДен! в корпус! 6, над яким розташований механ!зм заванта-кення, що встановлений з можлив!стю поперечного перемидення в!дносно вертикально! ос! 9 установки з допомогою направляючих 12. Для дослХцження процесу црот1кання сипучого матер!алу 1 йо-

Установка для проведения експериментальнкх досл!джень

Рис. 2.

го захоплення витками сп1рал1 завантажувальний патрубок 4 м1стить встаЕк! перегородки 5, встановлея! з моюш1стю зм1ни в1детан! м!ж ниш. Патрубок мае plsni конструктивна р1шення. В1н був виготовлений з металу по всьому периметру, а також з прозорого мзтер!алу для забездачення моадивост! проведения споетереженъ. Для подач! матер!алу 1з патрубка 5 в зону захоплення, служить поворотна стйжа 10, кут нахилу а яко!, зм1-нюеться з допомогою гвинта II.

КонструкЩя експериметнально! установки включае також два пристро! для вим1рввання крутного моменту на прив!дному вал! установки: механ1чний 13 для проведения попередн!?. взШрювань i електричнкй 12 - для точних.

У четвертому розд!л! наведем результата експерименталь-них досл!джень. На рис.3 зображен! граф!ки, де окрешми кривиш показано посл!довний характер розходу мзтерхалу по висот! за-вантааувального патрубка, при його центральному розм1щенн! в!д-носно робочого органу, для кожно! з трьох горших секц:Ш патрубка в залежкост! в!д к!яькост1 оберт1в робочого органу.

Анал1з цих граф!к1в показуе, шо розх!я матерхалу но секц!-ях влдбуваеться почергово i мае характер, блнзький до л!н!йно! залежностх. Опечатку в!дбуваеться saöip матер!алу is першо1 секцП, при II вкпорошенн! починаеться 3a6ip з нзетупно!, i т.д. Це евдаить про те, що захоплення матер1алу в öyfficepi здгШснюеться на першому витку, в наврямку транспортування.

Аналогхчно проводилися досл1дакення процесу захоплення ма-тер!алу по ширим завантажувального патрубка. Результати цих експершент!в показуютъ, що умови захоплення матер!алу крамц в тому випадку, коли напрям подач1 вантажу спхвпадае з напрямом обертального руху робочого органу.

Експершентальнкш досл!дхеннями встановлено вшив конст-руктивних параметрхв ГЖ на енергозатрати при захопленх i перемещен! сипучих матер!ал1в. На рис.4 зображена залежнЮть крутного моменту М, на привщюму вал!. ексгоршентвльно! установки, в!д величини ексцентркситету (е), розм!щення завантажувального патрубка в1дносно робочого органу, для трьох р1зяих мате-р1ал!в: пюку, зерна, i кукурудзи.

3 граф!к!в бддно, шо зб!льшення ексцентркситету веде до зннження крутного моменту, а отже i енергозатрат. Вменшекня ве-

Грвфхкп зэкономipEQс т i процесу аахоплення мзтэрталу по довжкн4 завантажувзльного патрубка

/ /

i т

/

/

/

г /

й)

Ш

Ш

km

S п,0б У>

/-V i^f

Lii

5}

15

32 п,од 41

^ /

2, / V

р

У

/V3 ---- ' .......

8

16 2k

32

40

56 п,о5 К

Гкс. 3.

личини крутного моменту в!дбуваеться до тих nip, поки ексщнт-ркеитет нзбувае значень piEHHX е = (1,1 ,2}D.

В1дноска р1знзщя величин®: крутного моменту Mi® граничными значениями екоцентрйоктету становить для ргзних матер1зл1в (14,..S2)g.

Таим чином подтвердиться вйсшеок про те, ш,о вертикаль-ний стовп материалу над робочим органом в завантавувальнзЛ soni оуттево вплквае на енергозатрати, з01лътуючк 1х значения, що викликае непродуктивна втрат-и енергхГ на виконання технологi4-них операций по захопленню i перем1щанню свдучих матер1ал1Б

Граф1ки залежное?! крутого моменту в!д величина ексцентриеитету

1 - для Шску; 2 - для зерна; 3 - для кукурудзи.

Рис. 4.

гвинтовими живильниками.

Досл1дкено також вшшв на енергозатрати кута нахклу поворотно! ст!нкк, вясоти матер!алу в завантаагувальному патрубку 1 довжини завантажувально! зони.

В результат! проведешь, экспериментальних дослшень шдт-верджвно теоретичн! передумови створення енергозбер!гаючих конструкций ГШ з принципово новими технолог!чними схемами робота 1 конструкщями робочих орган!в, яри цьому розходження мик теореткчними ! експериментальними данный становлять (12...20)®.

У л'атому роздш, на основё проведених теоретична 1 експеримектальних дослёджень представлена ¿нжзнерна методика проектування 1 розрахунку ГЖ.

Проектування нових робочих орган!В ГЖ конёчно! Форш, з заданйш геометричшми параметрами, проводиться в так!й посл!-

ДОВНОСТ1.

1. Виходячи з технологёчноет! виготовлення, в якост! заготовки Еибираемо смугу трапецевидно! форми.

2. 3 врахуванням усадки смуги при навиванн! на О...8)55 по ширин! (вйсот! поперечного С1чення) розраховуемо ширину заготовки.

3. В залежяост! в!д геометричних параметр!в проектовано! сп!рал! (кроку, зовншшзго ! внутриянього д1аметр!в), визна-часмо довжину заготовки, з врахуванням обр!зки технолог!чшк.

К!НД!В.

4. Розраховуемо д!аметр оправки, який в!дповше внутрии-ньому дёаметру щшьного пакету витк!в сп!ралх, з врахуванням В1дпружинення на (5...18)$.

5. Довжину оправки встановлюемо з врахуванням зб1льшекня ширини смуги по внутр!шньому д!аметр1.

6. Зд!йснюемо розгин ! кал1брування спёрал! на заданий крок з умовою в1дпружинвння.

Для проектування оснащешя ! виготовлення сшралей: необ-х1дно провести розрахунок енергосилових параме-тр1в процесу фор-моутворення.

1. Вибираемо схему навивания.

2. Крутний момент для зд!йснення процесу навивания знахо-димо по максимальному значенн! ширини заготовки.

3. Величину поточного значения згшно! сили необх!дно виз-начати в залежност! в!д зм!ни ширини заготовки по II довжин!.

4. По знайдешх значениях згшно I сили вибираемо пружину з в1дпов±дною жорсткхстю, необхшо! для створення ще1 сили в пристро! для навивания. Жорстмсть пружини мае нелтйний характер 1 вибираеться ёз умови зм!ни зусилля згину Б1д макального значения до максимального.

5. Величина початкового натягу пружини визначаеться !з стввшошеная м!н!мального зусилля згину до жорсткост! пружини.

ЗАГАЛЬНЗ ВЖЖОВКМ

На основ! проведения теоретичних ! ексдариментальних дос-л!джень внр!шене питания створення енергозбер1гаючих техноло-

гхчних продес!в яивлвння ! конструкц!® гвинтових живильник!в

для транспортування сипучих мэтер!ал!в. Виходячи з дього можна зробити так! основн! висновки.

1. Виведен! анал!тичн! залекност! прокесу захошюння ма-тер1алу робочими органами гвштових живильник!в по довяош! за~ вантажувально! зони, ! на ц!й основ! визначенл шляхи подальшого вдосконалення ! створення нових тип!в робочих орган!в гвинтових

живильшк !в.

2. Теоретично обгрунтовэно механ!ко-технологхчн! параметри енергозбер1гаючих технолог !чних. цроцес!в подач! ! транспортування сипучих вантаж!в у гвинтових кизильниках з ексцентричиним розташуванням робочого органа в!дносно завантажувального патрубка в межах до 1,2 о, а також з цилхндричнимй та кон!чеимй робочими органам.

). Створена методика проектування ! отримання сп!ралей ко-ично! форш, проведено обгрунтування цроцзеу формоутворення 1х конструктивных параметров, а також розроблено технологччне оснащения для 1х виготовлення методом перервного навивания на оправку.

4- Розроблен! конкурентноспроможн! конструкт I гвинтових зкивильникхв з мхнхмалънимк енергозатратами на транспортування, а також спец1альн! робо« оргакк, що забезнечують р!вном!рн!сть захоплення ! подач! матер!алу з такими сп!бв!дношеннями основ-них конструктивних параметр!в:

- з кроком щшндричних сшралей ^ Тг ^ ?п;

- з м1квитковим оО'емом комчшх спхрзлей % У2 V .

5. В результат! теоретичних 1 ексгшрэментальних досл1даень встановлено, що зм!щення робочого органа в!дносно завантажувального патрубка на величину ексцентриеитету е = (0.9...1,о)ь, змешуе енергозатрати на транспортування, для р!зних матер!ал!в на (14...22)56.

6. Розроблено конструкт» пристрою для вимхрювання крут-ного моменту на прив!дному вал! живильника 1 захисного мехатз-му гвштових кивильник!в в!д перевантажень.

7. Розробленз !нкенерна методика розрахунку ! проектування

нобих конструктивных í технолог!чних параметр!в ГЖ з врахуван-ням умов здгйснення технолог!чних процес!в транспортуваняя, реолопчних властивостей транспортуючкх матер!эл!в.

а. Новизна наукових розробок захищена 5 авторськими cbí-доцтвами на винзходи. Результати дослшень передан! 5 шдпри-емствам i орган!зац!ям для впроваджень. Розрахунковий рхчний економ!чнкй. ефект в!д впровадження нових техн1чних р!шень i Ix викоркстання становить 1250 млн. крб. в ц!нах 1995 року.

Основн! положения дисерташг викладен! в таких роботах:

1. Радик Д. Л, Досл!дж9ння пронесу перевонтаження матер!--ал!в !з бункера у гвннтовий конвейер // Тези доповш науко-во-техн!чно! конференцИ. - терноп!ль, ТП1, 1993. - с. 50.

2. Радик д. Л. Шдвицення над!йност! роботи завантажуваль-них пристро1в гвштових конвейер!в // Тези доповш науково-техн!чно! конференцИ. - Тернопъль, ТП1, 1992. - с. 32.

3. Радик Д. Л. Дослшеняя гнучких вал!в гвинтових конвейеров // Тези дояов!д! науково-техн!чно! конференцИ.-Терноп1ль, ТП1¡ 1992, - С■ 1 38 ,.

4. Радик Д.Л. Технолог!чн1 осеоэд проектуваная гвитових вильчзстих викопуючих орган!в // Тези доповш м!жнародно! нау-ково-практично! конференцИ. - В1нниця, 1996. - с.29.

5. А. С. N 1558811. MKSÍ3 В 65 G 33/00, 33/26, В 01 F 7/08. Винт винтового конвейера / Б.М. Гевко, Д.Л. Радык, Р.Б. Гевко и др.-N4349638/27-03; Заявлено гэло.87. Опубл.23.04.90. Bm.n 15.

б. А. С. N 16Ю119, ШШз F 16 1) 43/20. Предохранительная муфта/ Б.М. Гевко, Р.Б. Гевко, Д.Л. Радык и др.-N4659539/25-27,-Заявлено 05.01.89. Опубл. 30.11.91. Бил. н 44.

7. А. С. N 1611505, МКИз в 21 D 11/06. Способ изготовления спиралей шнеков и устройство для его осуществления / О.Н.Шаблий, Б.М.Гевко, Д.Л.Радык и др. - К 4643357/31-27; Заявлено 10.11.88. Опубл. 07.12.90. БЮЛ. N 45.

8. А. С. N 1666408, МКИз В 65 0 33/16, 33/26. Гибкий винтовой конвейер / Б.М.Гевко, м.й. Пшшпец, Д.Л. Радык и др. - N 4617131/03; Заявлено 21.09.88. Опубл. зо.07.91. Бюл. N 28.

9. А. С. N 1798271, МКИз В 65 О 33/16, 33/24. Гибкий ВИНТОВОЙ конвейер / Д.Л. Радык и Б.М. Гевко - N 4713799/03; Заявлено 24.04.89. Опубл. 28.02.93. БВЛ. N 8.

Аннотация.

Радак Д.Л. Разработка и исследование енергосохранякшх винтовых питателей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.04 - сельскохозяйственные та мелиоративные машины. Тернопольекий приборостроительный институт. Тернополь, 1996.

Защищается 9 печатных работ, в том числе 5 авторских свидетельств, которые содержат основные положения диссертационной работы. Исследованы конструкторско-технологнческие параметры винтовых питателей с минимальными энергозатратами на транспортирование сыпучих материалов, а также создана методика проектирования и изготовления их рабочих органов конической форма. Созданы научно-практические рекомендаций для разработки новых, высокоэффективных конструкций винтовых питателей.

Summary.

Radyk D. Development and research of energy-saving screw feeding. This is for a candidate of technical science degree in speciality fields 05.20.04- - agricultural and reclaiming Machines. The Temopll Instrmeni-rnaldjig Institute. Ternopii, 1996.

9 printed scientii'ic works are defening. Among them there are 5 author's certificates, v<hlch deal with the main ideas of the thesis. The technological exponents of screw feedings with minimum energy expenses for transportation of friable materials were Investigated, as well as the method of design and manufacturing of their working parts of conical from were created. The scientific practical recommendations for elaboration of highly effective constructions of screw feedings were, created.

Ключов! слова: гвнятовий живилъник, сп!раль конечно! Фор-ми, енергозатрати, формоутворення.