автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Разработка методов диагностики конструктивных элементов массоподводящих систем бумагоделательных машин

004618184 На правах рукописи

ИСАКОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МАССОПОДВОДЯЩИХ СИСТЕМ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕН 2010

Екатеринбург 2010

004618184

Работа выполнена на кафедре машин и оборудования целлюлозно-бумажных производств Уральского государственного лесотехнического

университета

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Санников Александр Александрович

доктор технических наук, профессор Старжинский Валентин Николаевич;

кандидат технических наук, Чимде Андрей Геннадьевич.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров»

Защита состоится « 30 » декабря 2010 года в 12 часов на заседании ■ диссертационного совета Д 212.281.02 при ГОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет» по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, ауд. 401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного лесотехнического университета

Автореферат разослан « 28 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат техн. наук, доцент

Н.В. Куцубина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бумагоделательные и картоноделательные машины (далее БМ) - основные технические системы, завершающие цикл производства бумага в целлюлозно-бумажном производстве (ЦБЦ).'На качественные показатели бумага существенное влияние оказывает работа массоподводящей системы (МПС), функциями которой являются: формирование и регулирование композиции и концентрации бумажной массы, её деаэрация, удаление из массы загрязнений, минимизация колебаний давления (пульсаций) в потоке бумажной массы, подача массы стабильной дисперсии массы в напорный ящик и др. Для обеспечения этих функций в МПС используется различное технологическое оборудование: смесительные и массные насосы, напорные сортировки, вихревые очистители (ВО), гасители пульсации и др. Качество бумага в существенной мере определяется техническим состоянием этого оборудования. Одним из путей совершенствования технической эксплуатации оборудования МПС, повышения качества вырабатываемой продукции и сокращения затрат на поддержание оборудования в работоспособном состоянии является разработка и внедрение методов вибродиагностики оборудования МПС БМ.

Цель работы - повышение эффективности работы МПС БМ путем разработки и внедрения методов вибрационного контроля и диагностики технического состояния оборудования МПС, а также методов диагностирования оборудования МПС по качественным показателям бумаги.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с привлечением основных положений динамики машин, теории колебаний, методов конечных элементов и контрольных объемов. Использовано лицензионное программное обеспечение. Геометрические построения выполнены в автоматизированной системе трехмерного моделирования. Численные расчеты проведены в пакетах инженерного анализа. Экспериментальные исследования вибрации оборудования МПС и качественных показателей бумаги выполнены на бумагоделательных машинах ОАО «Соликамскбум-пром», ОАО «Архангельский ЦБК», ОАО «Пермский картон», ООО «Не-манский ЦБК» и Краснокамской бумажной фабрики.

Предмет исследования. Вибрационные и гидродинамические процессы в оборудовании МПС.

Объект исследования. Оборудование МПС: смесительные и массные насосы, ВО, напорные сортировки.

Научная новизна работы. Разработаны методы диагностики технического состояния оборудования МПС БМ по параметрам вибрации и по частотным характеристикам колебаний массы квадратного мегра бумаги в продольном направлении. Выявлены параметры щдродинамических процессов в ВО и динамические характеристики поддерживающих конструкций батареи ВО с использованием численного моделирования.

Достоверность научных результатов подтверждается экспериментально и обуславливается использованием при исследованиях развитой тео-

рии колебаний, методов конечных элементов и известных программных средств.

Практическая значимость Результаты работы могут быть использованы при диагностике технического состояния оборудования МПС при его эксплуатации, а также при проектировании и модернизации. Результаты исследования используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков и бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» в курсах «Контроль и диагностика машин и оборудования», «Теория и конструкция машин и оборудования отраслей». Материалы работы используются в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов Уральского государственного лесотехнического университета в 2004,2005 и 2006 гг.; на «Международном Евразийском симпозиуме» в рамках I Евро-Азиатского лесопромышленного форума, 2008г. (УГЛТУ, Екатеринбург); Евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века» 2009г. (УГЛТУ, Екатеринбург); на второй международной научно-практической конференции «Сервисное обслуживание в ЦБП» 2010г. (г. Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, две из которых в изданиях, входящих в перечень ВАК, получено два патента на полезную модель. Работа выполнялась в рамках инициативных хоздоговорных работ и госбюджетной темы по единому наряд-заказу Минобразования и науки РФ: «Исследование виброакустических процессов при решении трибологиче- . ских проблем потенциально опасных технических систем отраслей лесного комплекса».

Научные положения, выносимые на защиту:

методы вибродиагносшка конструкций МПС: смесительных и массных насосов, ВО и напорных сортировок, трубопроводов;

диагностика технического состояния оборудования МПС путем спектрально-корреляционного анализа колебаний массы квадратного метра бумаги в продольном направлении;

результаты моделирования и исследования трехмерного течения потока волокнистой суспензии в ВО, объемного напряженно-деформированного состояния и динамических характеристик корпусов ВО и поддерживающих конструкций.

Объём и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка литературы и приложения. Она включает 145 страниц машинописного текста, 59 иллюстраций, 19 таблиц, 115 наименований использованных источников, в том числе 22 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены ее цель и задачи, сформулированы положения выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

1. Современное состояние проблемы и постановка задачи работы

В разделе приведены общие сведения об оборудовании МПС, их назначении и принципе действия. Произведен обзорный анализ работ по гидродинамике, вибродиагностике оборудования МПС: смесительных и массных насосов, сортировок с гидродинамическими лопастями, ВО и соединяющих оборудование трубопроводов. Рассмотрены работы по факторам, влияющим на колебания массы квадратного метра бумажного полотна в продольном направлении.

Рассмотрены функции МПС БМ, причины неравномерного отлива бумажной массы и возможность применения диагностики оборудования МПС для повышения надежности оборудования, уменьшения простоев БМ, связанных с внеплановыми остановами элементов МПС, снижения эксплуатационных затрат.

Проведен аналитический обзор работ российских и зарубежных ученых по исследованию динамических и гидродинамических процессов в оборудовании МПС, что позволило выявить актуальность проблемы.

Вопросы, связанные с технологическими аспектами влияния работы МПС на качество бумажного полотна в полной мере исследованы учеными СПбГТУРП (ЛТИ ЦБП) O.A. Теренгьевым, B.C. Куровым, И.Д. Кугушевым, H.H. Кокушиным, Г.В. Гришиным, А.И. Львовым и другими их коллегами. Гидродинамике МПС и исследованиям пульсаций давления в потоке волокнистой суспензии и методам их уменьшения посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных авторов, защищено большое количество кандидатских и докторских диссертаций. Работы в данном направлении не прекращаются в России и за её пределами.

По исследованию динамики и вяброажтивности бумагоделательного оборудования опубликовано значительное количество диссертационных работ, отчетов и статей, методических указаний и монографий, некоторые из них принадлежат ученым УГЛТУ: AM. Вшвинину, В.М. Болотову, А.И. Партину, В.П. Евдокимову, Е.В. Соколову и др. Ими же рассматривались вопросы вибро-защшы и вибродиатостики оборудования ЦБП, включая оборудование МПС. В их исследованиях показано, что пульсация давления бумажной массы является основной причиной колебания массы квадратного метра бумаги в продольном направлении, а также других качественных показателей бумаги, что снижает качество бумага и увеличивает обрывность бумажного полотна.

Основными источниками колебаний давления (пульсации давления) бумажной массы являются смесительные и массные насосы центробежного типа, напорные сортировки с гидродинамическими лопастями. Пульсации давления центробежных насосов обусловлены, в основном, конечным числом лопастей на крылатке насоса. Повышенная пульсация бумажной массы обуславливается также неудовлетворительным техническим состоянием оборудования МПС, некачественным ремонтом, монтажом. В разделе рас-

смотрены и другие причины повышения интенсивности пульсации, а также мероприятия по её уменьшению.

В заключении сделан вывод, что исследования источников пульсаций давления бумажной массы, их влияния на качественные показатели бумаги выполнялись в многочисленных работах. Однако в этих работах не ставилась задача выявления (диагностирования) структурных и функциональных параметров технического состояния оборудования МПС по параметрам их вибрации и качественным показателям бумаги.

2. Виброакустические процессы в массоподводящих системах бумаго- и картоноделательных машин Математические модели механических систем в линейной постановке обычно представляются следующими математическими зависимостями: при детерминированном динамическом воздействии

вд=#(©№)<№)], (1)

при случайном динамическом воздействии

= (2)

гдеХ(ш) - спектр параметров вибрации; H {(а) - передаточная функция; F (а) - спектр сил возмущающих колебания; Sx{a)- плотность вероятности энергии вибрации; SF{a>) - плотность вероятности возмущающих колебания сил; и [S^O)] - предельные (нормативные) параметры вибрации.

Из этих зависимостей вытекает, что при исследовании виброакусти- ■ ческих процессов в механических системах, в том числе в оборудовании МПС, необходимо выявлять характер динамического воздействия F (со) или SF(û)), передаточные функции H (со) и предельные значения параметров соответственно [X(a>J] и [S, (ю)].

В разделе определяются динамические воздействия в оборудовании МПС. По виду и источнику возникновения динамические воздействия делятся на следующие группы:

силовые технологические воздействия рабочих органов машин и оборудования, например, в узлоловителях и насосах лопасти создают динамические воздействия в областях высокого и низкого давления;

динамические нагрузки от движения обрабатываемого материала, например, от движения волокнистой суспензии в трубопроводах МПС;

центробежные силы инерции неуравновешенных масс роторов машин и вращающейся с ротором волокнистой суспензии;

импульсные, кинематические и силовые воздействия, возникающие при несовершенстве, износе и повреждениях элементов кинематических пар, при дефектах монтажа и сборки, например, при несоосности валов электродвигателей и насосов, роторов и шкивов узлоловителей, переменные зазоры между гидродинамическими лопастями узлоловителя и ситом и т.д.;

параметрические воздействия из-за изменения параметров динамической системы, чаще всего, коэффициентов жесткости оборудования и опорных конструкций МПС;

гидравлические удары и пульсации давления, турбулентные и навигационные явления в насосно-трубопроводных системах.

Центробежные силы инерции неуравновешенных масс роторов являются одной из основных причин вынужденных колебаний оборудования. Различают по взаимному расположению осей инерции и вращения статическую, моментную и динамическую неуравновешенности.

Гидравлическая неуравновешенность проявляется на частотах, меньших частоты вращения ротора насоса или узлоловителя вследствие отставания вращения жидкости от вращения ротора. В напорных сортировках неуравновешенность вращающейся массы возникает также из-за нецилинд-ричности внутренней поверхности корпуса и сита и несоосности вала, сита и корпуса сортировки.

Пульсации давления на лопастных частотах и их гармониках возникают в результате дискретного воздействия каждого возмущающего элемента сортировок и насосов на поток суспензии и являются технологической функцией процессов в МПС. Пульсация давления возрастает при ухудшении технического состояния или при работе гидравлического агрегата не в оптимальном режиме, соответствующем максимальному КПД.

Специфическими для насосов источниками вибрации являются: отраженная волна и помпаж, срыв потока, срыв вращения, пульсация давления в потоке, кавитация, турбулентный характер течения жидкости и др.

В разделе рассматриваются также случайные динамические и гидродинамические воздействия в МПС БМ в ВО. Совокупность таких воздействий рассматривается как случайная величина в виде «белого шума», ограниченного определённым частотным диапазоном. Спектральная плотность вероятности распределения мощности силового воздействия 8р(со) выражается зависимостью (3).

при 0 < о < а ;при со>тс, 5^0) = О, (3)

2ое

где ®с - предельная частота, ограничивающая белый шум; 0>(0 - средне-квадратическое отклонение динамических воздействий.

Разработана динамическая модель короткой линии МПС бумагоделательных машин. Выявлены детерминированные и случайные динамические воздействия механического и гидродинамического характера на оборудование МПС. Показана взаимосвязь и взаимозависимости пульсации давления в потоке волокнистой суспензии и вибрации оборудования. Выявлены основные закономерности возникновения и распространения пульсаций давления в трубопроводной системе, определены источники вибрации трубопроводов.

3. Численное моделирование динамики и гидродинамических процессов в вихревых очистителях

Моделирование гидродинамических процессов в ВО проведено для определения параметров трехмерного потока жидкости в ВО и для разработки методики расчета динамического состояния батареи ВО.

Волокнистая суспензия представляет модель сплошной среды во внутреннем объеме ВО. Математическая модель течения жидкости в технологических гидравлических аппаратах реализуется численными методами. Цель численного моделирования заключается в установлении закономерностей движения жидкости в гидравлическом агрегате при наложении внешних граничных условий. В программе численного моделирования предварительно наносится на трехмерную модель внутреннего объема ВО конечно-объемная сетка. Кинематические и динамические параметры жидкости описываются общим уравнением динамики вязкой жидкости (уравнение Навье-Стокса) и уравнением неразрывности. За объект моделирования принята батарея ВО типа «Форжект 410».

В ВО подаётся бумажная масса низкой концентрации. Поэтому допустимо при моделировании гидродинамических процессов в ВО использовать модель сплошной среды с реологическими свойствами чистой воды. По данным исследований В.И. Климова, реологические характеристики волокнистой суспензии с низкой концентрацией волокна до 2% и чистой воды отличаются мало.

При расчете задавались следующие граничные условия: полное давление на входе в массы в ВО р = Ъ2\кПа, на выходах очищенной бумажной массы и отходов соответственно рбм = 50кПа и рт = 25кПа. В результате расчета получены объемные картины распределения давлений и скоростей жидкости в ВО, представленные на рис.1.

Расчеты показали неравномерное распределение скоростей и давлений в продольном • и поперечном сечениях ВО, из чего можно сделать вывод, что при работе ВО в нем возникает гидравлическая неуравновешенность.

Для решения задач динамики батареи пользован метод конечных эле-

ВО ис-

Рис. 1 .Поле распределения полного давления в ВО

ментов (МКЭ). Колебания конструкции описываются уравнением Лагранжа второго рода

[мМФМ+МкМ^о}, (4)

где [М] - матрица масс системы; [В] - матрица демпфирования системы; [С] - матрица жесткости; {#}, {#}, {$} - обобщенные перемещения узлов и их производные; - обобщенные силы.

Свободные колебания пространственных конструкций без затухания описываются следующей системой дифференциальных уравнений

№ЫФ}=0. (5)

Работа по созданию и расчету модели включает построение модели, приложение нагрузок, граничных условий, получение и анализ результатов.

Результатом моделирования является определения форм и частот свободных и вынужденных колебаний конструкции. Конечно-элементная модель блока ВО состоит из 25 объемов. В модели назначается три материала (рис. 2): материал корпуса ВО- сталь Х18Н10Т; материал резиновых патрубках - резина; материал

Для учета массы жидкости в модели принято искусственно увеличенная плотность материала ВО. Конечно-элементная модель состоит из 87 тысяч элементов. В решаемой задаче не учитываются внешние силы, действующие на батарею ВО. Результаты расчета частоты и формы свобод-

Рис. 2. Фрагмент конечно-элементной модели блока вихревых очистителей

Таблица 1

Свободные колебания конструкции блока ВО

Низшие частоты свободных колебаний, Гц

1-ая форма 2-ая форма 3-я форма

28,4 36,4 39,1

опорной конструкции - СтЗ.

ных колебаний конструкции блока ВО представлены в табл. 1 и на рис. 3.

Для определения отклика модели от случайного воздействия используется гармонический анализ, который представлен в виде передаточной функции. Воздействия для гармонического анализа представлены в виде сосредоточенной нагрузки, равной единичной силе =1Я), приложенной к узлу конечного элемента в центре опорной конструкции блока ВО в направлении наименьшей жесткости. Передаточная функция представлена рис. 4,а. Анализ передаточной функции показал, что возбуждение от единичной силы в направлении ОХ дает отклики модели во всех трех направлениях, которые содержат ярко выраженные пики амплитуд собственных частот колебаний батареи ВО.

Расчеты выявили собственные частоты колебаний: 28.4, 36.4 и 39,1 Гц. Максимальная энергия колебаний проявляется на второй собственной частоте колебаний (36.4 Гц) при горизонтальных колебаниях конструкции. Подтверждается наличие расчетных частот колебаний конструкции в полученном экспериментально в спектре виброскорости батареи ВО, эксплуатируемой в МПС БМ №3 Краснокамской бумажной фабрики. Максимальное значение виброскорости на частоте вибрации - 38,5 Гц, показано на рис. 4,6. Расхождение экспериментальных данных с расчетными равно 5,5 %.

Рис. 3. Формы колебаний конструкции: а и б - первая и вторая формы колебаний

и

f=38.5 Гц

i. ..;

О

50

Частота, Гц

100

Рис. 4. а - передаточная функция при единичном гармоническом воздействии; б - спектр горизонтальной вибрации батареи вихревых очистителей

4. Экспериментальные исследования вибрации и диагностика оборудования массоподводящих систем

В разделе приводится методика и результаты экспериментальных исследований вибрации оборудования МПС с целью подтверждения основных теоретических положений, изложенных в предыдущих разделах, а также для обоснования выбора методов и средств вибродиагностики этого оборудования.

Функции МПС различных БМ идентичны, но структура их (компоновка, тип оборудования и др.) существенно отличаются. Поэтому экспериментально обследованы МПС нескольких машин с различными режимами работы (обороты роторов, напор, производительность и т.д.) с учетом особенностей конструкции (тип ротора, кол-во лопастей и т.д.).

Для измерения и обработки вибрации использовались виброанализатор СД12М и программное обеспечение «Vibro 12» Санкт-Петербургской фирмы ООО «Ассоциация В ACT».

Экспериментальное определение параметров вибрации оборудования МПС выполнялось для решения следующих задач:

выявление основных закономерностей вибрации;

определение параметров технического состояния оборудования МПС

БМ;

диагностическое нормирование вибрации.

Для выявления основных закономерностей вибрации оборудования МПС производился спектральный анализ вибрации. Измерение вибрации проведены в соответствии с требованиями ГОСТ 26493-85, пьезоакселеро-метры крепились в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5348-99, точки для измерения вибрации выбирались в соответствии с рекомендациями ГОСТ ИСО 10816-1-97.

Анализ спектров вибрации проводился с целью определения источников и причин вибрации технологического оборудования, дефектов и диагностических признаков дефектов. Представлены спектры вибрации оборудования МПС: центробежных насосов; сортировок с гидродинамическими лопастями; ВО и трубопроводов. Оборудование массоподводящих систем (насосы, сортировки, ВО) виброактивны в идеальном (без дефектном) состоянии. Эта виброактивность обусловлена принципом работы оборудования, например, это связано с конечным числом лопастей рабочего органа, гидравлической неуравновешенностью, работой в неоптимальном режиме, внешним воздействием и т.д. При возникновении и развитии дефектов виброактивность резко увеличивается. Описаны мероприятия по уменьшению вибрации оборудование МПС и рекомендации при проектировании или ремонте, которые позволят снизить их виброактивность. Некоторые из них для насосов и напорных сортировок: увеличение числа лопастей и уменьшение частоты вращения ротора, применение спиральных лопастей; уменьшение гидравлической неуравновешенности и неуравновешенности масс ротора; уменьшение количества поворотов трубопроводов, увеличение их радиусов поворотов и др.

5. Диагностика оборудования массоподводящих систем по колебаниям

массы квадратного метра бумаги в продольном направлении

Представлена методика диагностирования оборудования МПС. Диагностирование технического состояния и степень воздействия технологического оборудования на технологический процесс производства бумаги оценивались по спектральному составу колебаний массы квадратного метра бумажного полотна. Для проведения исследований брались образцы бумаги с БМ, на которых производились измерения вибрации. Исследования проводились на разных видах бумаги и картона массой от 45 до 167 г/кв.м. В зависимости от минимальной частоты возмущений предполагаемых источников длина и количество взвешиваемых образцов бумаги в разных опытах варьировалась от 20 до 200 мм и от 60 до 305 пгг соответственно. По спектральной плотности колебания массы квадратного метра бумажного полотна определялись источники возмущений. На рис. 5а представлена профило-грамма колебаний массы квадратного метра бумаги, вырабатываемой на БМ №3 Краснокамской бумажной фабрики. Длина образца 20 мм, количество образцов 300 шт. Плотность вероятности отклонения массы приведена на рис. 56.

оЪбО а -

§¡58 и > 5щ56

Щш

'1 1

24 70 116 162 208 254 300 Номер образцов

20 40 60 80 Частота, Гц

Рис. 5. Анализ колебания массы квадратного метра бумаги в продольном направлении: а - профилограмма массы квадратного метра бумаги; б — плотность вероятности отклонения массы.

На спектре проявляются гармоники оборотной и лопастной частот (т. 1), оборотной (т. 2) и второй гармоники оборотной частоты (т. 4) смесительных насосов, частоты вибрации блока ВО (т. 3), частоты колебаний конструкции напорного ящика (т. б).

В результате при анализе колебания массы квадратного метра бумажного полотна выявлены причины и источники его неоднородности в продольном направлении. Определено, что на качественные показатели бумажного полотна влияет все оборудование МПС. Это влияние связано с его техническим состоянием.

ВЫВОДЫ

1. Техническое состояние оборудования массоподводящих систем бумагоделательных и картоноделательных машин характеризуется работоспособностью этого оборудования и оказывает существенное влияние на качественные показатели вырабатываемой бумаги. Поэтому разработка методов диагностики оборудования массоподводящих систем, направленная на совершенствование технической эксплуатации оборудования и повышение качества выпускаемой бумаги, актуальна.

2. Предложены два взаимодополняющих метода диагностики: вибрационный и по колебаниям массы квадратного метра бумаги в продольном направлении. Связь колебаний параметров бумаги с пульсацией давления в потоке волокнистой суспензии общеизвестна. Показано, что подобная связь существует также между параметрами вибрации оборудования и параметрами качественных показателей бумаги. По вибрационным параметрам вы-

явлены структурные параметры технического состояния оборудования (дефекты), а по допустимым параметрам колебаний массы квадратного метра бумажного полотна уточнены предельные значения диагностических признаков - параметров вибрации конструкций оборудования.

3. Выявлены структурные параметры технического состояния смесительных и массных насосов, напорных сортировок, ВО и их диагностических признаков - параметров вибрации; приведены математические диагностические модели в' виде зависимостей параметров вибрации конструкций от параметров дефектов и повреждений.

4. Разработана конечно-элементная модель гидродинамических процессов при очистке волокнистой суспензии в вихревых очистителях, позволяющая качественно и количественно оценить распределение скоростей и давлений волокнистой суспензии при различных объемах и геометрических формах корпуса очистителя. Исследования на модели показали, что вращающаяся в вихревом очистителе жидкость имеет гидравлическую неуравновешенность, проявляющуюся в виде центробежных сил инерции, действующих на корпус очистителя в широком диапазоне частот. Динамические воздействия носят случайный характер и представлены в виде «белого шума» с ограниченным частотным диапазоном. Эти воздействия возбуждают вибрацию корпуса очистителя и поддерживающих конструкций на их собственных частотах. Колебания на этих же частотах проявляются на спектрах колебаний массы квадратного метра бумаги.

5. Показана необходимость при проектировании и модернизации массоподводящих систем выполнение динамического расчета поддерживающих конструкций блоков вихревых очистителей. Предложен конечно-элементный метод расчета этих конструкций.

6. Рекомендовано для диагностирования технического состояния и нормирования предельных параметров вибрации оборудования массоподводящих систем использовать корреляционно-спектральный анализ бумажного полотна.

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1. Исаков СЛ. Пульсация суспензии в массоподводящей системе бумагоделательной машины [Текст] / СЛ. Исаков // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов Уральского государственного лесотехнического университета / Уран. гос. лесотехн. ун-т.-Екатеринбург, 2004. - С.170-170.

2. Исаков СЛ.. Колебания трубопроводов массоподводящей системы бумагоделательной машины [Текст] / С.Н. Исаков // Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов / Урал. гос. лесотехн. ун-т - Екатеринбург, 2005. - С.142.

3. Исаков СЛ. Диагностика технического состояния насосно-трубопроводных систем по параметрам вибрации корпуса насоса и трубопроводов [Текст] / СЛ. Исаков// Материалы уральской горнопромышленной декады 4-14 апреля 2005г. / Урал, гос. горно-геолог. акад. - Екатеринбург, 2005. - С.169.

4. Исаков СЛ. Идентификация колебаний массы кв. м. бумага [Текст] / С.Н. Исаков // Материалы П всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов 17-26 апреля 2006г. / Матер, науч.-техн. конф. 4.1 - Урал. гос. лесо-техн. ун-т.-Екатеринбург, 2006. - С.171-173.

5. Исаков СЛ. Методика измерения и анализа колебаний массы кв. м. бумаги [Текст] / СЛ. Исаков, НБ. Купубина // Межвузовский сборник научных трудов Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров / СПбГТУРП - Санкт-Петербург, 2007 - С. 14-17.

6. Исаков С.Н. Диагностика технического состояния оборудования массо-подводящих систем бумагоделательных машин [Текст] / СЛ. Исаков, Н.В. Куцу-бина II Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2008. - №5. - С. 58-59.

7. Исаков СЛ. Диагностическая паспортизация технологического оборудования [Текст] / A.A. Дунаев, СЛ. Исаков, Н.В. Куцубина // «Международный Евразийский симпозиум 30 сентября - 3 октября 2008» в рамках I Евро-Азиатского лесопромышленного форума / Урал. гос. лесотехн. ун-т.- Екатеринбург, 2008. -С. 185-189.

8. Исаков СЛ. Моделирование динамических процессов в конструкциях массоподводящих систем бумагоделательных машин [Текст] / Санников A.A., СЛ. Исаков, И.С. Ложкин // Сборник научных трудов «Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии» Вып. 189 / Санкт-Петербург, 2009 -С. 149-156.

-9. Исаков СЛ. Идентификация и выявление источников колебаний массы 1 м2 картона на картоноделательной машине Б-21 [Текст] / С.Н. Исаков, М.М. Мударисов, A.B. Лихачев // Материалы V Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» Ч. 1 / Урал. гос. лесотехн. ун-т.- Екатеринбург, 2Ö09. - С.259-261.

10. Исаков С.Н. Основные динамические воздействия на конструктивные элементы массоподводящих систем [Текст] / СЛ. Исаков // Материалы V Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» Ч. 1 / Урал. гос. лесотехн. ун-т,- Екатеринбург, 2009. - С.207-209.

11. Исаков С.Н. Вибрация и конечно-элементный анализ работы вихревых очистителей [Текст] / С.Н. Исаков // Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум. Монографический сборник материалов семинара VII Международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» // Урал. гос. лесотехн. ун-т.- Екатеринбург, 2009. -С.161-165.

12. Исаков С.Н. Вибрация оборудования массоподводящих систем [Текст] / СЛ. Исаков // Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум. Монографический сборник материалов семинара VII Международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» // Урал. гос. лесотехн. ун-т.- Екатеринбург, 2009. - С.280-284.

13. Исаков С.Н. Методика оценки и прогнозирования вибрационного состояния строительных конструкций зданий бумагоделательных цехов [Текст] / С.Н. Исаков // Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум. Монографический ' сборник материалов семинара VII Международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» // Урал. гос. лесотехн. ун-т - Екатеринбург, 2009. - С.250-253.

14. Исаков С.Н. Обоснование применения численных методов расчета при проектировании вихревых очистителей [Текст] / СЛ. Исаков // Деревообработка // Урал. гос. лесотехн. ун-т.- Екатеринбург, 2009. - С. 119-122.

15. Исаков С.Н. Моделирование течения жидкости в запорной арматуре трубопроводных систем [Текст] / С.Н. Исаков, Мударисов М.М. // Непрерывное образование: инженерное творчество молодежи: сб. научных трудов/ Под ред. АА. Санникова, Н.В. Куцубиной. — Екатеринбург: Уральск, гос. лесотехн. ун-т, 2010. - С.63-64.

16. Исаков С.Н. Влияние гидродинамических процессов в узлах напорного ящика на качественные показатели бумаги [Текст] / СЛ. Исаков, И.Р. Халлиулин // Неприрывное образование: инженерное творчество молодежи: сб. научных трудов / Под ред. АА. Санникова, HJB. Куцубиной. - Екатеринбург: Уральск, гос. лесотехн. ун-т, 2010. - С.65-66.

17. Исаков С.Н. Вихревая очистка бумажной массы [Текст] / С.Н. Исаков, Ложкин И. С. // Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум: монографический сборник/ Под ред. АА. Санникова, Н.В. Куцубиной. - Екатеринбург: Уральск, гос. лесотехн. ун-т, 2010. - С.61-62.

18. Исаков С.Н. Диагностика конструктивных элементов массоподводящих систем [Текст] / С.Н. Исаков, Куцубина Н.В. // Сервисное обслуживание в ЦБП: сборник трудов 2-й международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 1-2 июля 2010 года / Под ред. проф. А.Н. Иванова; ГОУВПО СПбГТУРП,- СПб., 2010. - С.70-71.

19. Пат. 47379 РФ, МПК D 21 F 7/00. Гаситель пульсации давления / Санников АА., Исаков СЛ. - 2005106064/22; Заявлено 03.03.2005; Опубл. 27.08.2005. Бюл. №24

20. Пат. 86260 РФ, МПК F16F 13/26, D21F 1/00. Гаситель пульсации давления / Исаков СЛ., Куцубина Н.В., Стюнин Д.И. - 2009115338/22; Заявлено 22.04.2009; Опубл. 27.08.2009. Бюл. №24

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. УГЛТУ, ученому секретарю диссертационного совета.

Подп. в печать 20.11.2010 г. Объем 1 п.л. Заказ № 482_Тираж 100

Уральский государственный лесотехнический университет 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. Отдел оперативной полиграфии

ВВЕДЕНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

1. Современное состояние проблемы и постановка задачи работы.

1.1. Назначение массоподводящих систем, предъявляемые требования к ним.

1.2. Обзорный анализ работ по гидродинамике массоподводящих систем.

1.3. Обзорный анализ работ по вибродиагностике оборудования массоподводящих систем.

1.4. Обзорный анализ работ по диагностированию оборудования массоподводящей системы по качественным показателям бумажного полотна.

1.5. Обзорный анализ работ по виброзащите оборудования массоподводящей системы.

2. Виброакустические процессы в массоподводящих системах бумаго- и картоноделательных машин.

2.1. Постановка задачи моделирования.

2.2. Динамические воздействия на оборудования массоподводящих систем.

2.3. Источники вибрации трубопроводов.

2.4. Выводы по разделу.

3. Численное моделирование динамики и гидродинамических процессов в вихревых очистителях.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Модель сплошной жидкой среды.

3.3. Динамическая модель батареи вихревых очистителей.

3.4. Конечно-элементная модель блока вихревых очистителей.

3.5. Модальный и спектральный анализ конструкций блока вихревых очистителей.

3.6. Выводы по разделу.

4. Экспериментальные исследования вибрации и вибродиагностика оборудования массоподводящих систем.

4.1. Методика экспериментальных исследований вибрации.

4.2. Сведения о схемах и оборудовании массоподводящих систем.

4.3. Вибрация и вибродиагностика центробежных насосов массоподводящих систем.

4.4. Вибрация и вибродиагностика сортировок с гидродинамическими лопастями.

4.5. Вибрация и вибродиагностика вихревых очистителей.

4.6. Вибрация и вибродиагностика трубопроводов.

4.7. Методы виброзащиты и снижения пульсации давления в массоподводящей системе.

4.8. Выводы по разделу.

5. Диагностика оборудования массоподводящих систем по колебаниям массы квадратного метра бумаги в продольном направлении.

5.1. Методика диагностирования.

5.2. Экспериментальное определение колебаний 1 м бумаги.

5.3. Выводы по разделу.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Бумагоделательные и картоноделательные машины (далее БМ) - основные технические системы, завершающие цикл производства бумаги в целлюлозно-бумажном производстве (ИБП). На качественные показатели бумаги существенное влияние оказывает работа массоподводящей системы (МПС), функциями которой являются: формирование и регулирование композиции и концентрации бумажной массы, её деаэрация, удаление из массы загрязнений, минимизация колебаний давления (пульсаций) в потоке бумажной массы, подача массы стабильной дисперсии массы в напорный ящик и др. Для обеспечения этих функций в МПС используется различное технологическое оборудование: смесительные и массные насосы, напорные сортировки, вихревые очистители (ВО), гасители пульсации и др. Качество бумаги в существенной мере определяется техническим состоянием этого оборудования. Одним из путей совершенствования технической эксплуатации оборудования МПС, повышения качества вырабатываемой продукции и сокращения затрат на поддержание оборудования в работоспособном состоянии является разработка и внедрение методов вибродиагностики оборудования МПС БМ.

Цель работы - повышение эффективности работы МПС БМ путем разработки и внедрения методов вибрационного контроля и диагностики технического состояния оборудования МПС, а также методов диагностирования оборудования МПС по качественным показателям бумаги.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с привлечением основных положений динамики машин, теории колебаний, методов конечных элементов и контрольных объемов. Использовано лицензионное программное обеспечение. Геометрические построения выполнены в автоматизированной системе трехмерного моделирования. Численные расчеты проведены в пакетах инженерного анализа. Экспериментальные исследования вибрации оборудования МПС и качественных показателей бумаги выполнены на бумагоделательных машинах ОАО «Соликамскбумпром», ОАО «Архангельский ЦБК», ОАО «Пермский картон», ООО «Неманский ЦБК» и Краснокамской бумажной фабрики.

Предмет исследования. Вибрационные и гидродинамические процессы в оборудовании МПС.

Объект исследования. Оборудование МПС: смесительные и массные насосы, ВО, напорные сортировки.

Научная новизна работы. Разработаны методы диагностики технического состояния оборудования МПС БМ по параметрам вибрации и по частотным характеристикам колебаний массы квадратного метра бумаги в продольном направлении. Выявлены параметры гидродинамических процессов в ВО и динамические характеристики поддерживающих конструкций батареи ВО с использованием численного моделирования.

Достоверность научных результатов подтверждается экспериментально и обуславливается использованием при исследованиях развитой теории колебаний, методов конечных элементов и известных программных средств.

Практическая значимость Результаты работы могут быть использованы при диагностике технического состояния оборудования МПС при его эксплуатации, а также при проектировании и модернизации. Результаты исследования используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков и бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» в курсах «Контроль и диагностика машин и оборудования», «Теория и конструкция машин и оборудования отраслей». Материалы работы используются в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на I тучно-технических конференциях студентов и аспирантов Уральского государственного лесотехнического университета в 2004, 2005 и 2006 гг.; на «Международном Евразийском симпозиуме» в рамках I Евро-Азиатского лесопромышленного форума, 2008г. (УГЛТУ, Екатеринбург); Евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века» 2009г. (УГЛТУ, Екатеринбург); на второй международной научно-практической конференции «Сервисное обслуживание в ЦБП» 2010г. (г. Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, две из которых в изданиях, входящих в перечень ВАК, получено два патента на полезную модель. Работа выполнялась в рамках инициативных хоздоговорных работ и госбюджетной темы по единому наряд-заказу Минобразования и науки РФ: «Исследование виброакустических процессов при решении трибологических проблем потенциально опасных технических систем отраслей лесного комплекса».

Объём и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка литературы и приложения. Она включает 145 страниц машинописного текста, 59 иллюстраций, 19 таблиц, 115 наименований использованных источников, в том числе 22 иностранных.

3.6. Выводы по разделу

1. Разработана конечно-элементная модель гидродинамических процессов при очистке волокнистой суспензии в вихревых очистителях. Путем численного интегрирования дифференциального уравнения Навье-Стокса, получены трехмерные картины течения жидкости в конечно-объёмной модели, позволяющее качественно и количественно оценить распределение скоростей и давлений волокнистой суспензии при различных объемах и геометрических формах корпуса очистителя.

2. Исследования на модели с использованием программных средств показало, что вращающаяся в вихревом очистителе жидкость имеет гидравлическую неуравновешенность, проявляющуюся в виде центробежных сил инерции, в широком диапазоне частот действующих на корпус очистителя. Динамические воздействия носят случайный характер и проявляются в виде «белого шума» с ограниченным частотным диапазоном. Эти воздействия возбуждают вибрацию корпуса очистителя и поддерживающих конструкций на их собственных частотах.

3. Для определения динамических характеристик (собственных частот колебаний и передаточных функций) корпуса вихревого очистителя разработана твердотельная конечно-элементная модель. Расчетное определение этих динамических характеристик конкретной установки блока вихревых очистителей на действующей бумагоделательной машине по предложенной модели с использованием программных средств показало хорошую сходимость результатов расчета с экспериментальными значениями.

4. Разработанные методы определения параметров трехмерного течения жидкости (скоростей и давлений) в вихревом очистителе, а также методы определения динамических характеристик корпусов вихревых очистителей и поддерживающих конструкций рекомендуется использовать при моделировании вихревых очистителей массоподводящих систем бумагоделательных машин, при решении задач вибродиагностики при эксплуатации машин.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИИ И ВИБРОДИАГНОСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ МАССОПОДВОДЯЩИХ СИСТЕМ

В разделе приводится методика и результаты экспериментальных исследований вибрации конструкций МПС с целью подтверждения основных теоретических положений, изложенных в предыдущих разделах, а также для обоснования выбора методов и средств вибродиагностики этого оборудования. Предлагаются методы диагностики МПС.

4.1. Методика экспериментальных исследований вибрации

Экспериментально определялись параметры собственных и вынужденных колебаний конструкций МПС.

Собственные частоты и логарифмические декременты затухания участков трубопровода определялись по записи затухающих колебаний при ударном приложении нагрузки. Производилась также проверка трубопроводов на механический и акустический резонансы.

Вынужденная вибрация конструкций определялась при рабочем режиме МПС в характерных для каждого оборудования точках: на корпусах и поддерживающих конструкциях, на входных и выходных патрубках насосов, узлоловителей, ВО; на опорах и в середине пролетов трубопроводов между опорами.

Для измерения и обработки вибрации использовались виброанализатор СД12М и программное обеспечение «Vibro 12» Санкт-Петербургской фирмы ООО «Ассоциация ВАСТ».

В работе произведен также анализ вибрации в октавных полосах частот и временных записей (форм волны) по результатам исследований, выполненных ранее A.M. Витвининым, А.И. Партиным, В.П. Евдокимовым и другими [3, 7, 13, 14]. Точки для измерения вибрации выбирались в соответствии с рекомендациями ГОСТ ИСО 10816-1-97[106], крепление вибропреобразователей осуществлялось по ГОСТ ИСО 5348-2002 [107]. При измерении вибрации и обработке результатов измерений использовались рекомендации МИ 1317-2004 [108] и государственного стандарта ГОСТ 26563-85 [71].

Измерение параметров спектра при одном и том же режиме работы оборудования производилось по два-три раза с числом усредняемых спектров при каждом измерении не менее четырех. В отдельных случаях производились измерения прямых спектров и спектров огибающей вибрации.

В зависимости от конкретных требований осуществлялись контрольные, диагностические и специальные измерения. При контрольных измерениях выявлялось только соответствие измеренных параметров допустимым параметрам вибрации, регламентируемыми ГОСТ 26563-85, а также стандартом на ограничения параметров вибрации технологического оборудования ГОСТ Р 7919-3-2003 [109]. Диагностические измерения производились с целью идентификации вибрации и выявления параметров технического состояния оборудования по параметрам вибрации. Специальные измерения, выполнялись для уточнения нормативных параметров вибрации и обоснования выбора методов и средств виброзащиты оборудования.

Для выявления основных закономерностей вибрации оборудования МПС производится спектральный анализ вибрации. Для контроля технического состояния оборудования измеряются средние квадратические значения (СКЗ) виброскорости (в отдельных случаях амплитуды виброперемещений) и сравниваются с нормативными значениями, а также, путем спектрального анализа вибросигнала идентифицируется вибрация.

4.2. Сведения о схемах и оборудовании массоподводящих систем

В подразделе приводятся схемы МПС обследованных БМ и описание их оборудования.

4.2.1. Схемы массоподводящих систем

Массоподводящие системы БМ идентичны только по функциям - обеспечения равномерной по времени и однородной по концентрации и композиции подачи бумажной массы в напускное устройство. Структура МПС (компоновка, тип оборудования и др.) существенно отличаются. Поэтому экспериментально обследованы МПС нескольких машин ОАО «Соликамск-бумпром», ОАО «Архангельский ЦБК», ОАО «Пермский картон» и ООО «Неманский ЦБК», Краснокамской бумажной фабрике.

Схема массоподводящей системы БМ №3 ОАО «Соликамскбумпром» представлена на рис. 4.1. Рабочая скорость БМ - 815 м/мин.

Рис. 4.1. Схема массоподводящей системы бумагоделательной машины №3

ОАО «Соликамскбумпром»

Бумажная масса из машинного бассейна 1 подается в бак постоянного уровня 2, из которого перекачивается насосом 3 (марка Z-X 70 V-2) первой ступени очистки в узлоловители 4 (типа УЗ-13). Далее масса поступает в де-аэрационный бак 6, через установку вихревой очистки 5 Твинклинер 132 . Деаэрированная масса транспортируется смесительным насосом 7 (марка Z22-700/700-65 ABS) через напорные сортировки 8 (типа Центрискрин 145), гаситель пульсаций 9 в напорный ящик 10.

В технологической схеме БМ №4 ОАО «Архангельский ЦБК» (рис. 4.2). Бумажная масса из бассейна 1 подается смесительным насосом 2 в ВО 3 (типа «Магноклинер»), далее поступает в узлоловители 4 (типа УЗ-13) и далее через гаситель пульсации 5 в напорный ящик 6. Рабочая скорость БМ 340-350 м/мин. 1 2 3 4 5 6

МПЦ

Рис. 4.2. Схема массоподводящей системы БМ №4 ОАО «Архангельский ЦБК»

12 4 5

Рис. 4.3. Схема массоподводящей системы бумагоделательной машины Б-21 ООО «Пермский картон»

В схеме МПС машины Б-21 ООО «Пермский картон» (рис. 4.3) бумажная масса из машинного бассейна 1 подается в бак постоянного уровня 2, а затем смесительным насосом 3 (типа ХД-2200/29-Е) в напорный ящик 5 через узлоловители 4 (типа УЗ-13-6). Рабочая скорость БМ 320-340 м/мин.

Схема МПС БМ №9 ООО «Неманский ЦБК» приведена на рис. 4.4. Масса из машинного бассейна 1 подается насосом в бак постоянного уровня 2, разбавляется перед смесительным насосом 3 (типа ВА 400/400-45) и подается в ВО 4. Очищенная бумажная масса перекачивается смесительным насосом 5 (типа В А 500/500-26) в узлоловители 6, после прохождения которых поступает в напорный ящик 7. Рабочая скорость БМ - 300 м/мин. 1 2 4 6 7

МП1

1' /к—1 И >

Рис. 4.4. Схема массоподводящей системы бумагоделательной машины №9 ООО «Неманский ЦБК»

Массоподводящая система БМ №3 Краснокамской бумажной фабрики «ГОЗНАК», представлена на рис. 4.5. Бумажная масса из машинного бассейна 1 подается насосом на конический рафинер 2, после чего она поступает в бак постоянного уровня 3. Далее разбавляется и перекачивается смесительным насосом первого разбавления 4 (марка 370 Бв) в ВО 5. Очищенная масса разбавляется оборотной водой перед смесительным насосом второго разбавления 6 (марки 8иЬ2ЕК ZPP 3 1-400) и подается в узлоловители 7 (типа УЗ-13) и далее в напорный ящик 8. Рабочая скорость БМ 340 м/мин.

В рассмотренных коротких линиях МПС возможно выделить следующее однотипное оборудование, которое выполняет одни и те же функции. Машинный бассейн предназначен для создание запаса массы и для обеспечения постоянства композиции. Для постоянства давления во всасывающей линии насоса служит бак постоянного уровня. Назначение смесительного насоса - нагнетание и разбавление до нужной концентрации бумажной массы. Функции ВО — отделение от бумажной массы «тяжелых» включений. Для удаления из бумажной массы крупных включений волокнистого происхождения используют напорные сортировки. Напорный ящик создает равномерный поток бумажной массы, выпускаемой на сетку. 1 3 5 7 8

МП1

Рис. 4.5. Схема массоподводящей системы бумагоделательной машины №3 Краснокамской бумажной фабрики

В задачи данной работы не входит исследования работы напорных ящиков, но учитывая что этот гидравлический аппарат влияет на качественные показатели бумажного полотна, приведем общие сведения о напорном ящике. Все исследуемые ящики закрытого типа с воздушной подушкой, кроме напорного ящика гидродинамического типа в Соликамском ЦБК. Скорость напуска массы на сетку напорным ящиком с воздушной подушкой регулируется изменением общего напора на уровне напускной щели, который складывается из уровня массы в напорном ящике, поддерживаемого постоянным, и давления воздуха, подаваемого в напорный ящик. В напорном ящике гидродинамического типа скорость напуска массы на сетку регулируется напором бумажной массы, подаваемой в напорный ящик.

В некоторых (ОАО «Архангельский ЦБК» и ОАО «Соликамскбум-пром») МПС установлен гаситель пульсации для уменьшения амплитуды колебания давления бумажной массы.

4.2.2. Смесительные и массные насосы

Центробежные насосы отличаются по напору и производительности, по виду подвода массы, по конструкции крыльчатки и количеству лопастей, по виду привода, по ориентации крыльчатки и т.д. Некоторые технические характеристики и конструктивные особенности обследованных насосов представлены в табл. 4.1.

Обследованные насосы имеют производительность от 720 до 2750 м3/ч и напор от 10 до 44 м. в. ст. Смесительный насос с односторонним подводом массы (рис. 4.6) установлен на ООО «Неманский ЦБК».

Рис. 4.6. Смесительный насос с односторонним входом: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - рабочее колесо; 4 - вал; 5 - сальник; 6 - подшипник

В Архангельском ЦБК, Соликамском ЦБК, Краснокамской бумфабри-ке и «Пермском картоне» установлены смесительные центробежные насосы двустороннего входа (рис. 4.7).

Принцип работы центробежных насосов заключается во взаимодействии жидкости с лопастями рабочего колеса. При вращении крыльчатки, жидкость в межлопастном пространстве отбрасывается на больший радиус и замещается жидкостью из всасывающей трубы из-за созданного пониженного давления в центральной части. Центробежные лопастные насосы являются источником пульсации.

Рис. 4.7. Смесительный насос с двусторонним входом: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - рабочее колесо; 4 — вал; 5 - сальник; 6 - подшипник

4.2.3. Сортировки с гидродинамическими лопастями

Широкое распространение получили узлоловители типа УЗ-13. Схемы МПС отличаются только количеством сортировок в схеме и приводом. У всех узлоловителей привод от электродвигателя осуществляется через ременную передачу с различными передаточными отношениями. Некоторые технические данные узлоловителей представлены в табл. 4.2.

Принципиальная схема сортировки с гидродинамическими лопастями представлена на рис. 4.8.

Подача массы

Выход массы

Расположение лопастей

Рис. 4.8. Сортировка с гидродинамическими лопастями: 1 - сито; 2 -лопасти; 3 - корпус; 4 - ротор