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

г \

М1Н1СТЕРСТВ0 ОСВ1ТИ УКРАШИ ТЕРНОГИЛЬСЬКИИ ПРИЛАДОБУД1ВНИИ 1НСТИТУТ

На правах рукопису. УДК 621.867.42.001.24

ПИЛИПЕЦЬ МИХАЙЛО 1ЛЬКОВИЧ

РОЗРОБКА I ДОСЛ1ДЖЕННЯ ГНУЧКИХ ГВИНТОВИХ КОНВЕЙ6Р1В

05.20.04 — Слльеькогосподарсыи та пдромслюративш машшш

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацм на здобуття вченого ступеня кандидата техтчних наук

Терношль — 1993

Робота впконана в 'Герпошльському приладобутивному ¡н-ституть

Науковиа ксршинк— доктор техинних наук,

профссор, акаделик А1Н Гсвко Б. М.

Офщ1ши ононептн — доктор техтчних наук,

професор Нагорняк С. Г., кандидат техшчнпх наук, доцент Середа Л. П.

Пров1дна оргашзашя ■— в/о «Конвейер», м. Льв!в.

год ши

на зааданщ спещал1зовано1 ради K0G8.50.01 по захисту дисер-ташй на здобуття лченого ступени кандидата техшчних наук при Терношльському приладобутивному ¡нститут1 за адресою: 282001, м. Терношль, вул. Руська, 56. '

3 дисертащею можна ознайомитись в бШлютсщ шетитутуза адресою: м. Терно1Йль, вул. Руська, 56, ммн. 40.

ЕИдгук на автореферат в двох экземплярах, злшреннй гербового печаткою, просимо над1слати в сиешал1зовану раду за вка-заною адресою.

Автореферат розклашш « Э »

1993 р.

Вчений секретар

З.ТАЛЫ'Л ХАРАКГШЮТПКА I'OiJGTil

АктуавыИсть p')'jíiTn. TexHOJiori'iH I пропуск зСирзния i иврэ-poCKi! нродушП fST^ciMuv гссподярстви ¡мг.ычпить cejaiKy jti.'ib-к1ать витияо- р.ювшгггйгувальних i тртгепортних onepaaiíí. Для ïx ьикэкшш глцюка вшсорастовушгсл штков! транспортера з уорстк:;м roo í-jiy-imai робота.; органом. 0стлн1 с моб!лышми тран-счторim'/fíi знообаш, здатниш! п1дбмцити р1вонь мэ7чн1зацИ ван-такпо-розвйнта*увалишх 1 тропспортиих ро51т у о1льскшму гос-под2ротв1. В розробц1 гнучких ГБ1штових KOliiieiteplB (ГТК) icuye ряд ueiîKplœùiai? проблем. В Хснуычих JTK шшструкцП робочих ор-ган1в у гагляд] цш'Лндрячно!' прууини характеризуются вксокоц MúTa-TOt'UüiCTK, HilJIiKCÍJ ГГрОДУКТ1;БН1с№, чад1Дн1отю 1 довгов1чн1-стю. Б цьому н1дношвн1 створошш новмх конструкцШ робочих ор-ган1в, вюначешя функц1онэльпо--вксплуа'1Ш1,1Ят!Х характеристик ГТ1С, розроо:«! мотодшс lí роарахувку 1 нрооктуьання р актуальное задачик i мае пагипшэ народпогосподарцъко оньчшшя.

Робота i,-.'.копани' у bI.-oiouI^mctI -i i.:>jpAiumu.lllifflM шюнам гохпиыпс ййук«>ю-А>сл1дша роб 1т ВУЗ на KJúü-IMOpp. 1 у в1дпо-в1лноот1 я yiqi'iïHci.KO'o доркашюю програмоп питюбшцтна масчш 1 тэхшлог1чпогс обла-шашш для ol.nvbKorocnoflapcLKoï, харчово! 1 r.OpOpOC/HOÏ npi.WllL'.r.jDO'CTl 1992 року.

IjfóTOlOjyHlci™ О pOnpO'ÎKU, ДОСЛ1ДШ!ШН i СПТЯ1Л13аЦаЯ конструктивы« iifjpar/,.j'iр¡в n;í, и тако:к ыгриблишш комгиюксних практичных ронимондац1й для створоння ноьих нисолоафшг.'ивних робочих oprnnlu.

Нотоди ,восл1дчнш.. ïec.pL-THMiil ¡юзряхуики проводиллсн на' OCUQBl TÖOpiil статики 1 ДШ1аМ1КИ МИШИН, HJi'îcU'lIfOÏ МЧ/.ВнЬ'И, л1-Hl.tHOÏ , алгибри, ди,1йрбнц1.чЛ1.ноТ гсом»тр1Т, i бор il' си. импльпого проьктуЕання. Еиспар:эл(энтйлы11 доп/Лдь-шня шягр? влан1 на Пйрч-в1рку 1 п1дтЕард:(:ыши тиорв iwimix и ¡литии, ч такой для визнн-чоння функцХони.пышх. 1 ресурсних характеристик розробл'зша кон-струкц1й ÎTK. При досл1джйнн1 ГТК визиячалиеь шх.вн1чн1 1 екс-плуатац1йн1 парнмдтри я використанням методу твпзсмптрн 1 ви-сокоточноХ ùHMlpmnajJuroï апоратури. Mamimwml роярахушш I Biidlp конструктив»!« нарамчтр1в 1ТК г^юводнлппв на ECU.

НауКОЕВ inWB'l i jTiO-JОТЯ.РоароОЛОН! МОТОДИ рОЗрахуНИУ 1 irpo-вктуьаннп конструктивта парамьтр!в гнугсих гвимтоишс l'armeflc-plb; впадав I ^1шл1тачн1 аалаююот1 ¿ля бигшачоиил n.-jp^vurpJa робочих opT'jiií¡¡ ; допл1;;мчна iiejilnl£t¡ia задача pyiy матор1аль.ч<*Л

точки з нестоц1о1шр№ши зв'язкамн; aocju.ivimuo ■ к1и£.митичи1 1 дшам1чн1 парамэтри рухомого потоку Еантаг.у; рлзроблено wij.o-тичнв i твхнологгчнв овбезпечвння приц-icy бташрервногс» нагл-вання гвинтових стр!чок з питомоы нисотоы iwpfpley !2...IV; розроблвн1 метода оптим1зац1Т коиструктииних пьрпштрлв ГГК з врахувшпшм ПрОДУНТИБНОСТ! , КСЛК'.руКТКВЯНХ, ТвлНОЛОГаЧШ'Х, 6КО-ном1чних i ф1зичних обмажень; складоно алгоритм розрахуаШв си-тимольних параметров та режшйв роботи но oouobl айгапыюхм рова'язку задач! нолзнШюго опгьмалыюго проекту плат; роз-роблен! hqbí конкурентно адатн1 ГГК в шярокоотрiчксшнми рибочи-№1 органамл, пристро! та облвднаши для Ix ваготовли.-ш;!, ¡«.з:,;-.з-на яких захшцена 16 авторськими св^доцтвями на влнмхо/,:!.

Практична uíhhIotl роботи. Розроблвн! констру>сц1 V ГГК з консольним, цонтролышм приведши i з mpecHJWM 11рс>дуктт>н1отв до 20 т/год I довкшюи траии транспортування до Iii. м. Pomi характеризуются змэншоною магер1алом^тк1стю i гокрачылиил техн1ко-економ1чш1ми характеристиками. Рсзроблоп'о пшюлог^чш обладнанпя 1 оснащения для ьиготовлення рабочих opraiiiu ГГК, як! -аахищен1 авторськими сБ1доцтва1»31 на ыШаходн. пасогшеч-шо перервнэ I безшрврвнэ навивания гвинтових стр1чок з нитомои висотою с1чення 12.. .17. Розроблвна конструкц1я вн'Лрюьалыюго 1нструментУ для одночасного вш1ру основних вк£лг,;йзй,язан..х конетруктивних параметр1в шнека.

Реал1зац1я " результат^ роботи. Робоч! креолнипя ГГК, обладнання i техйолог1чнв оснащения для шготсслошм гьипових стрЗчок передан! Головному спви,1ал1ьовпкому конструыориы ому бюро машин для _птах1вництва (м.П'ятигорськ), ТорноШльському Об'еднаннш С1льгйсптехн1ка, Льв1коькому 1нструм0нт&льн0>. у заводу, заводу с1лъськогосподарського машпнйбудуьаш'.я (мЛруняа), Науково-досл1даому 1нстйтугу ташологИ насосного мааншобуду-вшшн (».Казань), Тульському заводу "Арсенал", ь/о "Чорионор-ський кораблйбуд1ышй завод" (м.Микола'га), Укра1иському науково -досл1дно.му 1нституту ворстат!в 1 1нструмент1в (м.Одоса), в/о "Дальзавод" (м. Владивосток), заводу "Крайний треугольник" (м.Санкт-Почорбург), Спец1альноау щкюктжиу к.ыстр.унтор^ько гтехнолог1чно1.!у бюро (м. Уфа), оо' ьдяакн.и «Гда" (и. Черкас,и). Хмэлышцымму ремонтно-меХанJчному ььмду, Голлчпсп-./ому мллыи-буд1вному заводу та 1нш:ш н1д1фИсме'Г1.йм.

В результат! впровадж&кия у гафобшщтво коглп т.зхн 1 чякх piuöHb, вохищешх 16 а.с. на винаходи, отршишо р]ч>ыЛ ош'э-

п!'гг. "t ефект в posMlpl 495800 крб. в ц1нах 1991 року.

/.Г'робац1я робота. Результата досортац1Япо! роботи дспов1-далнся на ряд! конферзнц1Я 1 науковпх сем1нарах,в тому числ1 на ноукових конферекц1ях в Тсрноп1льському ф1л!ал1 Льв1вського по-л1техн1чного 1лстнтуту (I935-1S90 pp.), Ростовському 1нститут1 с1льськсгосподарського машинобудування (1986 р.), науково-Дос-Л1ДНОМУ 11!ститут1 С1ЛЬСЪКОГОС1ТОДЛРСЬХОГО МЗЕНПОбуДуСЕППЯ (гл. Москва, 19^7 р.), на обласнШ науково-техн1чн1П конференцП ''Автокатичнэ МЕн1лулювання об'ектами 1 технолог1чна оснастка у вэрстатлх з ЧЖ i ГВс" (м. Тзрноп1ль, I9PB р.),па зас1данн1 ка-фэдри технологи машинобудування Т5УШ (м. ТернопДль, 1990 р.), на то7л1чяШ рад1 в/о "Терноп1льський комбайновий завод" (м. Терноп1ль, 1991 р.), на об'еднаному сем1яар1 кафедр технологи мпшшюбудувЕнпя, верстат1в та 1нструмент1в i техн1чно1 мо-xanirai Терноп1льського нрпладобуд^ного 1нституту (1992-1993рр.).

П;/бл1кац11. За гмтор1елачи дисертацИ опубликовано 10 нау-КОЕПХ po6lT, розробш! OOXTCSCHi 16 ПВТОрСЬКЖП! СВ1Д0ЦТВЕМК на винаходл. Здана до друку ггапогроф1я.

EMICT РОБОТИ.

ЬСТУП. ООгрунтовена ектуальн1сть теми, сформульована мета P'jii'jT-.i, ; як -юпа лаукова новизна, а такой полоаення як1 вазо-сятъся на захист.

Р03Д1Л I. Л1тературш1й огляд вяконышх досл1дкень 1 мз та рЬботи.

Проведено шюл1з 1снуючях досл]даэнь в об,Я!!ст1 ГТК. Привалена ¡on eii^lr ац1 я, фугссц1ональн1 ко«лжюст1 ГТК 1 енал1з техно-логРшост! Хх конструкции Досл1дгено еплив технолог1чшп фак—■ тор1п на ;;онструктагч1: параметра гвиитових стр1чок.

Гнучкич шштсшйм транспортерам прзсвячен1 робота A.M. Гри-гор'егш, Il.A.t!|..ioopn!:!f.ncbT:oro, В.М.Ройджаиэ, Х.Геркдна, li.M.l'orx's П.^' 'iJioscbKoro, З.Ф.Кпптура, СЛ.Резнака, C.H.ttooIt-лгп, У.д.|>,-ц»г11!а, Р.К.Гсгптп'ського i Iieux SBToplB. Реконэп-itHU'f но шютру.я-игних i 7охнэлог1чк:1х параметрах гнучкого nrvca )!):; :/:• "Hi ч р-.'Остпх А.М,Ггд:гор'ева, П.А.Преображенеького тг] им-"» пт;>■•■'.< . р ('"зультэт! il[>oi?-ja'»ir.lx досл1джзнь були ство-

рен1 одпо-, дво- 1 трисп1ральн1 гнучк1 гшнтое1 конЕвКзрл. Го-Сочкм органом цкх коми 5 тел 1в е сц1ралыш пру!^:ш. Пород 1а попит ишими якостягли, яз:1 властив! розгля,дуваним тренспорторгл, е01г.1 мошь суттев1 шдолЛки, усунешгя яких дало 0 моялив1сть п1дв1щити продуктивн1сть, еноргетнчну окопом! чк!сть 1 як1сть транспорту ыкпш.

На кафвдр1 тохиологД! квшгогобудуввнкя Торнсп1льсы;ого'при-лодобуд1ипого 1нстктуту проф. Гевком Б.Н. 1 його учшши, в тому члсл! автором робота, ггроведзпо дослХдаошш ГТК з робочкм органом у» нпгляц1 илрокоползсно! сп!рал1 (рис. X). Лнал1з досл1д-двнь транспортувшшя плрэкополосним робочни органом показав, цо для отримання рац1оналыю1 конструкции гпучкого гвкнтового конвейера ниосШдцо вести роботу в напрямку вдосконвленнн Тех-налог1чних характеристик шлрокошлоснкх гбинтових стр!чок.

3-гшштопа сп!раль, <1-гиучк1гй рулав.

Гис. I.

Клсслф1коц1я ГТК проетдона за функц1оналышми мокливостя-|.гл, г.онструкпштши озиакакм, технологию виготпзлення, за принципом дП 1 характером виконувашк роб1т. На рис. 2 показа-пи !ишси$1квц1п ГТК ва фушщ1ональнгоя1 моиливостяш.

На основ1 проиодвного аиал1зу технолог1чност1 кинструкцИ 1ТК имяклвно 1х сл!дувч1 нодол1ки:

п) помоаишв1сть транспорту ваши мотор1ал!в по кривол1н1й-гаа гра<!ктор1пх;

0) обмеконий обо номохливий доступ до вагкодоступиах н1сць транспортусмих матер1ал1в;

г,) о?м!ж»н1 фушщ1оналм11 мокливост!.

X

а Г-

о;

X

а о

н L2,

С> •'О

О

CJv

о •

X

"J

Г)

j~ Трчвлешш

Очвдення

Шл1фування BlJlb-ними абразивами

X

0 н

1

-a s к ш

Э и

0 X

Р £

1 I

rflíYJilubbmu

ЛрОГЗлеННЯ

Fisc.

Розглгнуто вплил технолог!чнпх фйктор!в но г.онотруктивн1 параметр;! гвинтових ;'.гр!чок. Дом [иуючимн факторами в даному ви-падку являться:

а) технолог!чл! влпстивост1 продукт1в с1льського господар-ства, як! транспортуються;

б) агротепЦчн! умони транспортуваяня;

в) технолог!чн1 властивост1 матер!ал!в, пк1 вйкорисТову-пться для виготовлення гьинтовкх стр!чок;

г) осооливост1 технолог1чного оснащения для Хх виготовлен-

нл.

Враховуычи ектуальн!сть темп 1 ряд пробламних питань, в робот! Оули поставлен! сл!дуюч! задач!:

1) розробити hc-'kobI основи проектувашш ГТК з мезгою вияв--леня мокливостей п!дви>.цоння 1х продуктивном!, змоншення энергозатрат 1 широкого використання в с1льоькогосподарському ви-робництв1;

2) провести теоретичн1 1 експерлментальн! досл1давння но-г вих конструкц1й ГТК з метою створения рекомендации по проекту-ванню 1 розрахунку 1х основних парамвтр!в, розробити загальну методику 1тюнерного розрахунку;

3) обгрунтувати мЬжливэст! виготовлення гвинтових сп1рвлей в в1дноснов виоотою 12...17 прогресивними способами;

4) розробити пршщилово нов1 схеми i конструкцИ ГТК, як1 вабезпечпть продуктивн1сть до 20 т/год. при транспортуванШ сипучих матвр!ал!в по кривол1н1йних траектор!ях;

б) досл1дати технолог1чн1 мозгливост1 використвння роэроб-лояих приатртТп в 1тих гвлузях народного господарствя;

б) зыбэзпечити еколог1чну чистоту техцолог!чного процесу транспортування.

Г03Д1Л 2. Теоретичн! досл1дкення гнучких гвинтових конвеПер1в.

МатвмвтичнИй опис руху твердих, сипучих, 1 кускових мв-гор!ал1в представляв певн! трудноц1 1з-за дискретних зм1н 1х характеристик, тому в робот! розглянуто рух матер!ально! точки по юорс-TKiw поверхлях транспортера 1 вивчоно моклив1оть розпов-силкення аагальнчх ааконом1рностей руху точки на рух вантажу а ц1локу. Иглкннк руху отримано з умови р1вновагн вс1х сил, при-кладеких до частмнки. В гнучких конвейерах непрям вкнзаних с.л,

- У -

(норлальпих роакц!й си1рал1, рукаип 1 складских тертя), томна визначити то.д1, коли в1дом1 рХвняння поворхснъ оламант1в конвейера, як1 вивадг>л1 у робот I а вшсористйнняи в!домах залежнос-Тбй алыю! геомотрИ.

При дов1л1.иому розм11Дв1ш! гнучкого шлакового транспортера в простор1 пологанни частника у гьинтошму конвейер! внзннча-сться параметром розм1щатшя ос1 конвейера т (пЗо пярлметром б!жучо! довшиш I), а тако* рвд1альн»м р ! кутовим 0 пнра-метрами в плоцин! х'О^у', (рис. 3.) 3 умов контакту чвстинки з

поворхноп рукава маемо

г, ¡.гама для вивадення р1вня[шя руху матер!алыю1. точки в гвин-товому конвейер! ,

р-туг,

(I)

з умов контакту частники а гвинтовою поверхною сп1ра--л1 паргк.шр О однозначно зв'язаний а параметре:« фт1рпл1 1 в1дпов1д1Ш о параметром т. В аогалыш-му ВИПЗДКУ щит в!лыюму роэм1щвнн! ос1 гнучкого вшоиа маемо

Рис, 3.

0

(2)

Р1вняння р1вновзги вс1х сил, прикладчнпх до'частники, включи ши с'илн 1нврц11, ыають ву.гляд

2 х = ^ + пт + = о

хЭ

1х1

х2

2 У ' + Л'у2+ ?/1+ Ру2" <4/ + Ру " 0 2 2 - + * - 0

(3)

да 1 Р. - в1дноз1дко нормальШ реыщ11 1 сили тертя;

= - коеф1ц1ент тертя м!и частников 1 и1;июь1днои

повертев; х, у, г - окладов1 прискориння; ' тп - маса частники;

Р.„ Р„, Р.- скльдов1 зовн!ин1г сил, приклад*»»!* до ч&ешкяя.

X у с

Шелл викличакнл 1з р1вняиь (2) нормален.и роа,<ц!Л I сил тертя, одоркушо р1внтшя руху частинкл и тучному гкиитовсму

конвейер! при дов^льчому розм1щонл1 йога в простор!

ff tt az2 Г1 ах1 ах2

(nr-I'xJ *(пу-Ру)

z1 е2 V. ахг ау1 V

=0. (4)

Положения частники при безпервршюму рус! однозначно вадасться параметром 0. Пвняшш (4) в рззгорнутШ форм1 е дап1оренц1альшм р1вняншм другого порядку в1дкосно в

d^Q сЮ 1

Г-5-,--,9'= О. (5)

. di at J

Його розв'язок, з врахуванням заданкх граничим сначень, дозео-ляе отримати закон руху матер!ально1 частинки при вствновлеио-му процес! транснортування у бмзперервночу режим!.

Гнучк! гвиптов! конвойери повши! зябезпечувати ст!йке транспортувяння вантажу при будь-якоку розм11Ц9Нн1 траси. Таким вимогвм найб1льш в!д.1юв!дають швидкох!дн1 кон'.юйери !з пшид-

_л

к1отю обертанкя робочого органу и > 50 с '. Tor.iy досл!дг.ення проводпжся 1в швидко* !дн/.ми ГТК, в яккх вантам в середин! гиучкого рукава поромйдуетьсл по raminmiñ траекторП.

Врсховусчи та, по кооф!ц1внт шутрйзнюгс тертя транспорту еют сипких катвр1ал1в в основному, зньчно гарваздуа значения коеф!ц1ента тертя м!ж си1раллы 1 рукьвом транспор1врз, твори-тичниЕ анал!з дозволяс встановити г,нв.г,ог!чн1сть руху вантаау 1 руку частники в гнучкому транспортер! в привэдошш д!амэтром гиучкого рукава В р1гня:ш1 рулу 01жучий крок траск-

торИ частшнш вводиться з поправочним кооф1ц!ептом кп, який

<V

транспортуються,

рил»жить в1д характеристик мат1->р!ял!в, цо - 0.В5...1).

Про1шден1 оксиерик&шчиип! досл1д:мння 1г1дтве)рдил,1 прэ-шльн!сть троретичних вшсладок.

Дл.ч похилоТ 1 вертккни ч Л траси ишвдкох1дного конвейера успроднешй крэк Г. когсш в;;ипачити за рекурентною зслэк 1стю

Ч

i- J1-

(С.)

Де

\12иЮТ

г/%ггР+(Т', т)2*

Середня осьова швидк!сть при цьому

ТТ'

2тг.(Г»-Т'1

(7)

Об'емна продуктивн1оть, неэолекно в!д положения траси в простор!., при уоталеному рус1 I горизонтальному розм1щвнн1 д!лянки завантвження р!вна

х1ри>

16

1с ъ1р11>

(8)

де ф - коеф1ц1ент швидаост1, що враховуе к!льк1сть вантаку, за-хопленого потоком 1 залежить передус1м в1д ширини гнучко! сп1-рал1. Експеримвнтальн1 дан1 дозволили заиропонувати зв'лзок ко-еф1ц1ента швндкост1 з перекриттям сп1раллю 1трох1дного перер1зу рукава у вигляд! емп!рично1 залвжност!

В2- сГ2 4В

Р р

(У)

Енвргосилов1 парамегри транспортушншя пннтажу в 1ТК ьиз-нач!ши а умови розглнду вс!х сил, нриклядмних до гнучкаТ сп1ра-л1. Робота на первм1щомня вннтажу знаходиться 1з залежное?!

I

О

«"ос

______

1 Ч о /---^--?

П

.(10)

Погни р'," .та, ао еикокуьться при транак-ртувшш 1 иьчт ту а

- 1е. -

реальному 1ТК, р1внч

КЧЛЛ' ■ <п)

де й - корф1ц!гнт, що враховуе витрати на перви1шувзння, дроблэння, зплипання 1 эащ1млення ввнтажу;

й - коеф1ц1ент, який враховуе неточн1сть виготовленнп сп1рнл! 1 гяучього руквва;

}? -ко(?ф1ц1ент, яш;Я враховуе просторове розм1щення траси. Потукн1сть, необх1днэ для транспортування всштаму в ГТК, висшачаеться за формулою

N - Р.вкзг^рЦ1п(В + иу. (12)

Досл1дження показали, що на енерговитрати суттево вплива-ють: форма траьи, висота п1дн1мання вантажу, його характеристика 1 1нш1 параметрк.

Р03Д1Л З.Програма 1 методика експеримантальнкх досл1джень.

Досл1дженнп ГТК виконувалися по програм1, цо передбачвлв перев1рку достов!рност1 1 ступення точноот1 виввдених анал1тич-них залежностей, та одпржения в1дсутн1х днних для проектуввн-ня. В розд1л1 описан1 экспериментальн1 1 промислов1 вз1рц1 гиучких гвинтових конвейер1в з консольним приводом, в центральна приводом 1 з перэсипом, як1 використовувелисн для проведения експеремент!в.

Сшгав1 характеристики транспортування иянтаж1в визначали тензометруввнням, 1юч1 характеристики прямим вда1рювь;лям. Важ-лиьч значения-для п1дтверджоннн побудовано! теоретично! модел1 руду потоку ванчъку мала твидкЛснн к1нозйомка процесу транспор-туппння вантажу чпрез прозорий рукав.

Звп;х;поноввн8 програма 1 методика досл1дьонь по назначению кг :структиших 1 твхнолог1чн!1Х параметра гвингових стр!чок.

Технолог!чн1сть конструкцП витих сп!ралей шн9к1в досл!джу-эвли на спец1вльно розробл»ному оснвцен1. Згинн1 1 прижил.:! эу-с-иля при нпшвйнн! визначали прямим вим1рпвчнням з допомогор динамометр к. марки ДРС-05.

Крутни.Ч мсу'.нт Бизначали тонзсмтруванням з допомогою т^н:'.'&!)тчнк1р ГПЧР, тензостанцП 8АНЧ-7М, п1дсил№ача Топаз 4-01 1 <утимтр?.;« Н7,

Р03Д1Л 4. Результата вкспериментал! них досл1димнь.

Залегснгсть нро.д у кт и вност! а!д нисоти гйдндманни винтику

6,5

5,а

3,5

Експеримонтальн! досл1дження гнучких гнкнтових конвейер1в дали можлив1сть уточнити тооретичн1 залажност! по визначешщ силових, конструктивнпх, 1 технолог1чних паряметр!в ро-бочих орган1в ГТК. На рис. 4 показана залеиЦсть продуктивном! ГТК з консольы-м приводом в1д змГни виооти неимения вантажу до 1^ =1 и для р!зних вчнтакХв. Зэлекн1стъ продуктивноет1 в!д рад1уса Бглну траси, рогм!щено1 в горизонтально плешин!, покана-ка на рис. 5. Шазан! досл!д-кэннп н1дгвврдчли 1-ИСНОВОК про ту, г)0 щлдуктиьыЮТь ГТК практично пэ .золе:<:тять в1д эм!ни висотн п1дн!мання ван-тажу 1 рад!уса згилу траси, тобто в!д розм1щення гнучко-

- 1111В. I»——1

—' ■=—

------е

\," ч

0,2 ОД 0.6 Дд, 1,0

I - цемент; 2 - горох; 3 - кукуруди а ; 4 - ci-.sc.

•Рис. -1.

го шнека в простор!. При цьому продуктивн!сть для р!;ч)нх ьантн-к!в знаходиться приблизно на одному р1ьн! .1 ькгш.пт:! ы:>1 11 лиси уковвми в г'он! зньчт-вжшшя.

При зб!лылглш1 числа оберт1в ро'очого органу до п -- СЛО -700 об/хв ггродуктивн!оть ЗрОСПив (рис. Я), дпилм н!д|>И!Ц'1ШП1 швидкост1 не дае бняклих р*зуль?пт1а чоуйа ич^.ьшппкишш.

■ дасл!дкення ГГК з ьвнтрьлшпм прит.лд.;м 1 Нмр'п.ипом показали, цо продуктииисть пропорцИ'.на коэф1ц1енту «игнттвш.'я по-даючого шнека, 1з *-.б]лыиенням куш п!д^сму ¿абортно к1нпя дуктивн!сть зннкуеться (рис. 7).

Батратп иотумност! ммтвртменгалышх ГГК зр<нл',:•'/"!. /рис. 8) 1з збХль^ннням кути и1дЯсму Дч Г.0"-Г,Г|", а сться 1 в д.,кк1И м!р1 ипаднигь ч^р^а пьь&ьыччкт-м. Круши* момент та ««Плилчни ш ьисоги п1 ].•«!.< а$.>.1 ¡г.у 1 й'йНКОШпМ рчДЬг::» ПЧ'му TIj.il;! Тр1.Н(Л";/р1;^ , а Ма золежн1сть кье гIп-тх^ол 1чн1-.Я хирчнтяр, гр'.гю"у '<_ и,,.»-ь гр.ь> .пронкрцЬ'но Г)1д ков1>1ц1«;нт9 гглмоТ ■ * •.: I «.а:, ••

Зплвжн1Ьть продуктавностi в1д рпд!уса згину траои

Зм1нэ продуктнвност1 е1д к1ль-кост! обэрт1в робочого органу

m

14

%

12 И 10

9 S

--

---

,■2

— А

0,6 0,7 û,8 ß,M

квасоля; 2 - ячм1нь; 3 - кукурудза.

Рис. 5.

I - квасоля; 2 - кукурудза; 3 - ячм!нь.

Рис. 6.

Вплив кута п1дйому заборного к1нцп на продуктивн1сть

Залекн1сть потужноот! ГТК з парасипом в1д кута п1дйому забороно! частини

■ Í5 %

9 6 3

s-4

К"- i

О 15 30 45 60 90

I - 300 0?/хв; Z - 500 сб/хв;

3 - РОС об-it; 4 - 700 об/хв;

Б - ¿5,"'0 об^хв.

TV.?.

ш

£

i

/// \ к

\

f

О IS so is so ¿¿friso

I-i1--300 об/хв,2-n=400 об/хв, 3-п=500 об/хв.

Рис. Э.

I

л1. "

В результат 1 досл!джень встановлено, що у гвинтових кон-вейгрэх з низким коеф!ц1ентом швидкох1дност! (Р<*20) вели-ку питому частину вс1х затрат складають: непродуктивн! затрата на годолання тертя м1ж сп!раллю 1 рукавом; на перем1шувашя вантажу 1 пчцоланм защ1млень; затрата, до йдуть на к1нетичну енерПю гнучкого транспортера внасл1док ударно! д!.Т сп1рал1 на рукав. В теоретичних зя.пежностях ц! затрата враховують коеф!-ц!енти Рв, (¿зу, fe . Затрати що 1дуть безпосеродньо на перем!-щення вантажу складають до 20 в!дсотк1в зягальних затрат. При зб!льшенн1 частота обертяння непродуктивн! затрати р1зко згат-жупться Рнасл1док ц-нтрувяння cnipanl по ос! обертання 1 весь пот!к переходить у гвинтовий рух. В ц1лому знкжуеться 1 момент транспортування. При п = 500...ООО об/хв доля продуктивних затрат на перемещения досягяе 30...-10%. При дальшому зб1льшенн1 частота обертання сп1рал! повний момент транспорту?? эння зростае за рахунок п!двищенпя продуктивних затрат на перемещения ванта-ку. Тому при коногруюванн! ГТК недоц1льно лриянячати частота обертання робочого органу никче 500 об/хв.

Be лике значения в експерементальгаос досл1дженнях мали сгго-стереження за рухом потоку вантажу через прозорий рукав з допо-могою швидк!сно1 к1нозйомки. В результат 1 д-сл]дкень встановле-но, що зб!льшення зазору м!к рукавом 1 сп1раллю до 5 мм при обертах п - 500об/хв приводить до зриву гвинтового руху, i ван-тяж транспортуеться по щшч!й частин! рукава. При з01льшенн! оберт!в зм!нэ зазору в межах {г = 5...7) практично не впливае на рух потоку. При гвинтовому pycl потоку вантажу шириною поло-си стт1рэл! Z?/Т> > 0,25 i коеф1ц1ент! заповнення <р0 < 0,7 рухом потоку захоплнеться весь мятер1вл, тобто коеф!ц1ент квидкох1д-hoctI ф = 1. У випадку Ь < о,?,Dn або <pq > 0,7 чнстлна матер!алу пересипаеться через отв!р 1 не'захоплюеться штоком. У швидко-х!дних ГГК коеф1ц!ент ф звлежить в1д степей! перекриття витком' площ1 прох!дного о!«ення рукава.

Проведен! догу^д^еюы дали можлив!сть уточнити конструктивы! 1 'reXHO.4ori.4hl ПярямеТРИ ГШ. Крок СП1рял1 nOTpiÖHO виби-ви'ирэти в м^ках (0,6 - 0,8)0, зазор ml« гнучким рукавам ! шнеком повинен бути б!лыииЛ розм1ря зерня трякспортованого мягер1-ялу, ряд1ус згину тряси не veF;iii> T5J).

Резу.иьтатчми fKon^p^v^HTlb по уточнении конструктивних па-pf,v«rp»s гп1;>м!»й hwfw MiJitw р1зних фактор!в на Ix

- И -

ну, що дозволило розроОити iiobl пристро! для Ix ваготовлвння, кал!брування i проточування.

Р03Д1Л 5. Провктування 1 оптим1аац1я ITH. ,

I

в дшюму розд1л1 розроблено тахдолог1чн1 основи проакту-вання гаучких гвинтових сп1ралэй. Приведено розрахунок cnlpa-лйй на м1цн1сть. Внведап1 валегиост1 для визначення моменту i вуснль навивания. Проведено оппа!1зац1а ГГК.

(;топ1нь складаост1 проактування 1 виготовлення с,п1ралай шляхом навивания моьша оц1нити в основному даома параметрами: коеф1ц1е21том цар1вном1рност! внтяжки ф i в1дносною товщилош заготовки = U/B. В1дносна товкщна заготовки враховуе ст1й-к1сть процэсу навивания. Розроблен1 в робот1 пристроХ для навивания, дозволили змоиаити значения Л . з 0,2...0,3 до 0,05.. .0,07, тим самим сначио розшириыши д1£шазон типорозм1р1в cnipa-лпй, кк1 еиготоеляються методом навивания.

Пос1с1льки в конструкц1ях, fflti розглядатться, вдШспюеться ц!льно навившшя butkIb з наступним розпгаом иа 1фок, то одн1ею з головных умов отримання точних сп1ралей е правилышй розрахунок Еиутр1ганього д1Бметра сп!рал1 i д1аметра dQ оправки. Його ¡значения впзначаготь а умови розгину витк1в на крок за экспериментально встановланод) залэнн1стш

ао = [i-(0,03...0,02S)T/d](D-a)/(i^D. (13)

Рад1уо нейтрального шару при дефорормацИ сп1рал1, довкинв ¡¡кого plEaa довюш1 заготовки, р!вний

ро - /й/г ' , 1 (14)

да R i г - рад!уси внутрйиньо! .та зовн1ипьоХ кромок cnipa-л1. Товдту полом в анлакност1 в1д сИкучого рад1уса кривизна шукашть в перлому наблиаенн! за формулою

hp = "о • <15>

• г

да 110 - тощ'лна заготовки, р - б1кучий рид1ус крипигши.

Е.исодачи в ааданлх нараштр1в сп!рал1 D, d, Т i враховуюта о'тршан! звлежност1, шгшачають парамотри ваготовки.

Пряймаючи до увьги утяжку полос» р при НБВпваыи!, ширина

заготовки визнзчаеться так

во - В/р = ,(D-c1)/гр,

да р - коеф1ц1ент утякки, який визначаеться експернкентально.

Товщтяу заготовки, в залекност1 в!д нео(3х1дно" товщкни внутр1шньо! //, або зовн1шньо1 h кромок сп1рал1, визначають 1з залекностей

При проектуванн1 ГТК вих1дними даними являеться продуктов-Н1сть Q, довкина конвейера I, висота п1дн1мання вантану Н i характеристика матер!лу, який транспортуеться. Bel 1нш1 парамет-ри конструктор може зм1нювати у визначеному д1впазон1 з метою вибору 1х оптимвльних значень.

0птим1зац1я конструктизних параметр1в ГТК проводилася то вартост! або мае!.

Функц1онал якост! е звгальному вигляд!

де 71 ,V2 - об'еми в1дпов!дно гнучкого рукава I сп!рал!;

ао - питома варт1сть витрат . на технолог1ю. виготовлен-ня без вартост! матер1алу;

^, cig - коеф1ц1енти, що характеризуясь густину матор!алу, при оптим1зац!1 по мае!, або 1х питому варт1сть при оптим1за- ■ ц11 по вартост!.

При цьому використовувалися сл1думч! обметания: Д- умова шшсти«лост1 матер1алу при формоутворенн!; /2- умова ст1йкост1 полоси при навиванн!; f^- забезпечення необх!дно1 продуктивност!;

умова м1цноот! гнучко! сШрзл!; /5- умова II гнучкост!;

f,- vMoi-a ctIííkoctí '*ч1рал! при експлуатацП;

Довюша заготовка з врахуванням. обр1зання к!нц1в Lj = LQ + (3...5)В.

(20)

4 " ао + а171 + °2V2'

(Я1)

умова граничного сл1вв1дношвння стор1н с1чання сп1рал1. Застосовуючи умову Куна-Таккора, можна зробити висновок, що в розглядуввн1й задач1 хснують так1 мяожники и^ 2 О, 1 = 1, 2...6, що и1/1 } О 1 £нр(х,и)/вх = О, до - функцИ обмеження;

<р(Х,Ц) = /о + £ У{/г - функция Лагранжа. 1=1

В результат! досл1дження функц1оналу якаст1 на оптимум роз-роблена методика розрахунку оптимальних параметр1в сп1ралей шнек1в. В якост1 зм!нних параметр!в приймалися: х1 = О - зовн1шн1й д1аметр сп1рал1; х£=В/В - в1дношвння ширина стр1чки до д1аматра сп1рал1; Ху=Ц/В - в1дношення товщини стр1чки до ширини; х^Т/О - в1дношення кроку сп1рал! до його д1амвтра. За першою схемою (т.А, рис.9) вони визначалися 1з сп!вв1д-ношэнь

2 2 2 тс йр.)

Фо^2 (1~Х2 )Х4(%к<р'^(р)Ш

(22)

оп;

(23)

т —

"3

[(%(1-хг)Ихй)/(2щ(1-х2))] »

Да «

Н/П4т

%(!-x2)t - х^

%(1-хг) - tx^ (1-х2)№цГ \1Ха)

(24)

г

m ~ x.x,

f 1-тзг r f о г [ 1 (V--тг ¿-г ; ]

[36Q\(lln+WLn)2

взм;

вантажу;

fe,, - т-:оеф1ц1ент, що впаховуе tgdth м1к сп1шлля i рука-£ф- ¡CüBiíiIuieHT розрахункового радХуса iHepuiï потоку

/-- р

ЙФ » 2pu/D = 0.5(1 +/Í -Ф0 —).

7ЗГ- кооф1ц1ент, що врпхогуе долга зм1яних нппруконь при зган1 траси, 7ЗГ=0.2...0,3} ÏÏ = 15...25.

Значения параметра х4 = T/D сл1д прий.мти конструктивно d

x¿"0,ú...0,8.

Якцо Xyïï/B не очдоеольнлло уллви ctIKkóctí голоси прл ни-виванн1, тод! х2 - В/1) вигначали чиплогнм методом з приподэио-rot в роздал i сл1вв1дно!пв1ШЯ. Полояашм точка оптимуму в цьочу

вкладку в1дпов1дас т. В.

îfci.rarps?.« для р.гзнэчег.зтя оптпмальклх хогстгук-тишси nEFSMerpin гиучкогз гешиопого коквейсрз

'»"о

о, э

0,2 0,1

с,/ о,s 0i¡,

Рис. 9.

- ао-

00Н0ВН1 висновки.

1. Розроблена загальна тоор1я руху вантажу в ГТК, яка дозволила розкрити зйконом1рнаст1 руху потоку при дов!льному розм1щэнн1 траси трайспортувакня, визначити шляхи дальшого вдосконалення I створеннн нових рабочих орган1в ПК. Встановлен1 залежюст! для визначення продуктивност! транопортувашя, швидкост! ■ пврем!щ9ння "вантьжу, силоьих та !ших параметр!в, потрЮних для конструывання ГГК.

2. На основ1 математичного моделювання розроолено теоретичае 1 технолог1чне заОезпечоння виготовлення гвинтових сп1ралвй з питомою висотою с1чецня 15 - 20, як! е основой для розробки нових високоефоктивних ГГК.

•3. Проведена оптим1зац!я конструктиЕних парамэтр1в ГГК. Складен! 1 разв'язвн1 р!шяння функц!онал!в якост! з врахувпн-ням продуктивное'!'!, конструктивных, технолог1члих, економ!чша 1 ф1вичниг. обмекень.

4.В результат! оптигЛзацИ ц!льово! функцП при ааданих обмеженнях на проектування ГГК визначен1 основп! конотруктивн1 парнметри сп1ралай шнек!в, як! забезпечують 1х м!н1малы1у мате-р!алоемк!сть ! варт!оть. 0птимальн1 перер!зи роботах орган!в ГГК в залекност! в!д силових ражим!в робота доц1ль!ю вибирати з питомою висотою 12 - 17 ! кроком сп!рал! Т=(0,5-0,7)С на вход1 система ! Т=(0,6 - 0,8)0 на биход! сксте.ж.

5. В результат! теоретичних ! експеримэнталышх досл1джень а використашотл швндк!сно£ к!нозйомки встановлено, що продуктивн!сть ГГК практично не залежить в1д розм1п;онпя траси транопортувашя ! зм1шоеться лкле в!д кооф!ц!ента завантаження, якуй повинен знаходитись в мея;ах (0,6.. .0,8)0 при швидкостях обертання робочого органу п=400 - 600 Ьб/хв.

6. Розроблена Хшюнерна методика розрахунку ! проектуваши конструктивных ! технолог1ч1их парвметр!в ГГК на основ! умоз с!льськогосподарського виробшщтва ! тохнолог1чшх основ Еиготовленнн ±х робочих орган1в.

7. Розрэблен1 ■ конкурентяоздатн! конструкцИ ГГК з .^онсольним 1 центральшш приводам, з пересипом продуктивн!сг«1 ' Б - 20 т/год, як! забезпечують еколог!чно чист! технолог1чи! . процеси. Розроблен1 пристро! ! обладнання для 1х виготовлешш,

новизна яшхх захшцена 16 авторськими св!доцтвами на винаходи 1

- ZT -

двсмп позитивными р!шеннями нв патента. Використання сп1р8лей, виготовлених з допомогою цих пристроив, дае мошшв1сть зменши-ти металосмтЦсть у 1,8-2 рази.

8. Розроблена конструкц1я вим1рюючого 1нструменту для одночвсного вим1рввання вс!х конструктиЕних параметр1в шнека -зовн1шнього 1 внутр1шнього д1аметр1в, шмрини стр1чки, кроку сп1рвл1 i кута нвхилу витка.

9. В результат! впровадження у виробництво нових техн1чних р!шень, отримлно р1чний економ1чний ефект в розм1р1 4ЭВВОО крб. в ц!нах 1991 року.

Основний. змют 1 висновки дисертацИ викладен1 в таких роботах.

1. Пилипець M.I. Розробка 1 досл1дже'ння роботи глучких гвинтових конвейер1в // Про'гресивн! технологи i обладнання в машино- i приладобудуванн!: Тез. доп. н.-т. конф. - Терноп1ль, ТП1, 1992. - с. 129.

2. Пилипець M.I. 0птим1зац1я гнучких гвинтових конвейер1в // Прогресивн! технолог!! 1 обладнання в машино- 1 приладобудуванн!: Тез. доп. н.-т. конф. - Терноп1ль, ТП1, 1992.- о. 83. '

3. Гевко Б.М. Пилипец М.И., Гибкие подающие мэханизмы // Машиностроитель. - 1989.- 1/5. - с. 18-19.

4. Пилипец М.И. Некоторые вопросы автоматизации технологического процесса изготовлети спиралей шнеков // Автоматическое манипулирование объектами и технологическая оснастка в станках с ЧПУ и ГПС: Тез. докл. на ч.-т. конф. - Тернополь, 1988.- с. 35.

5. Гевко Б.И., Пилипец М.И. Исследование процесса проточки шнеков // Технология и организация производства^. - 1985. - S3. - с.18-19. ' . '

6. Гевко Б.М., Рогатинський P.M., Пилипец М.И., Приспособление для навивки спиралей шнеков // Машиностроитель. - 1986. -1 •. т. - с.те,

7. Гевко Б.U., Гилипец М.И. Приспособление для измерения конструктиянгух параметров спиралей стеков // Технология и организация производства. - 19?0. - N1. - с. 21.

8. Пилипец М.И., Гевко Б.М., Дубкк О.И. и др. Приспособ-леиие для непрерывной навивки спиралей инеков //Информ.листок о н/г дости*»-,п! - 83-052 Львовский МГ ЦНТМ. - Львов, 1983.

г'. Гевко :?.Н., П'л.'И'пнц М.И., Рогатпнский P.M. и др. Прис-

пособлашш для навивки полосы в спираль на ребро // Информ. листок о н/т достижении №37-010 Львовский МГ ЩГГИ. - Львов, 1987.

10. Говко Б.М., ПшшпвцМ.И., Рогитынский Р.!,!. и .др. Приспособление для калибровки витка спирали по шагу // Информ. листок о н/т достижении ¡/87-015 'ьвоьского МГ ИНТИ. - Львов, IS87.

11. A.c. № 1225642 СССР, МКИз В 21 Д II/06. Устройство навивки полосы в спираль на ребро / Б.М.Гевко, P.M. Рогатынский, М.И. Пилилац, - Ji 3675663/25-27; Заявлено 21.12.83; опубл. 23.04.86 Бюл. Й15.

12. A.c. Ji 1225643 СССР, МКИз В 21 Д 11/06. Устройство для калибровки витка спирали по шагу / Б.М. Гевко, М.И. Пилкпец, О.И. Дубик и-др. - JÄ 3800977/25-27; Заявлено 16.10.84; опубл. 23.04.8G, Бюл. J6I5.

13. A.c. * П40ЯЭ0 СССР, МКИз В 23 В 5/48. Способ обрабог-кинаружних прерывистых поверхностей / Б.М. Гевко, М.И. Шшшвц,

- а 3658783/25-08; Заявлено 28.09.83; опубл. 23.02.85, Бюл.ОТ.'

■14. A.c. й 1299653 СССР, МКИз В 21 Д II/06, В 21 3/04. Приспособление к токарному станку для непрерывной навивки спиралей / Б.М. Гевко, P.M. Рогатынский, М.И. Пилинэц.- № 3747439 /25-27; Заявлено G5.06.84; опубл. 30.03.87, Бюл. &I2.

15. А.о. ü I3I5369 СССР, МКИз В G5 33/16. Гибкий винтовой конвейер /Б.М. Гевко, Р.Б. Гевко,P.M. Рогатинський, М.И.Пилипец и др.- - Ji 4014330/27-03; Заявлено 31.01.86; опубл. 07.06 . 87. Бюл. & 21.

16. A.c. № 1377563 СССР, МКИз 01 В 3/20. Инструмент f ^ измерения параметров спиралей шнеков /М.И. Пилипец, Б.М. Гевко.

- К 3933068/25-28; Заявлено 07.00.85; опубл. 29.02.88. Бюл. Ji 8

' 17. A.c. J3 1451079 ССОР, МКИз В 65 33/16, 33/26. Гибкий винтовой конвейер / Б.М. Гевко, P.E. Гевко, P.M. Рогатинський, М.И. Пилипац, и др. - Ji 4144350/27-03; Заявлено 03.11.86; О луб л • 15.01.89. E&n.Jä 2.

18. А.а.» 1563807 СССР, МКИз В 21 Д 11/06. Устройство для непрерывной иавлнки спиралей шнеков / Б.М.Гевко, М.И.Шшшец, P.M.Рогатынский и др. - ü 4386619; Заявлено 18.01.88; опубл. Л5. 05.90. Бюл.И8.

19. A.c. JS I6I0224 ССОр, МКИз 01 В 3/20. Устройство для 'измерения геометрических параметров спирали шнека/ Б.М.Гевко,

Ю.Б.Кйпацшш, Ы.И.Пилшюц, и др. - Л 44G2G83/25-28; Заявлено

IG.G7.G3. Опубл. 30.1Т.Ш. Е:ол. Ji 44.

20. A.c. j'4 1611505 СССР, МКИз В 21 Д 11/06. Способ изготовления спиралей шнеков и устройство для ого осуществления / О.Н.ШпблиЯ, Б.И.Герко Р.М.Рогатинсъкий, М.И.Пилилоц и др. -

» .!R43r,7/ni-r7; Зплвлтга 10.11.88; опубл. 07.12.90. Бюл. • JM5.

21. A.c. 1666-108 СССР, MEttfa В 65 33/Т6, 33/26. Гибкий винтовой конвейер / М.И. Нилипец, Б.М. Гевко, Д.Л.РаДык и др. -W 4617131/03; Заявлено 21.0Э.ВЗ; опубл. 30.07.91. Бюл. Лй8.

22. A.c. 1738737 СССР, МКИз В 65 G 33/16. Гибкий винтовой-конвейер / Б.М. Гевко, М.П. Копак, И. Б. Гевко, U. И. Пилипец -.'Г4Л29 783/03; Зачалено 23.05.90; опубл. 07.06.92. Бюл. J82I.