автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка системы стабилизации межвальцового зазора на вальцовых станках

МОГИЛЕВСКИЙ ТЕХ! ЮЛОШЧЕСКИЙ ИНСТИ'ГУТ

# >

ДК: 664.733.1-11(043.3)

ИВАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ МЕЖВА.ЛЬДОВОГО ЗАЗОРА НА ВАЛЬЦОВЫХ СТАНКАХ

Специальность 05.02.13 - машины и агрегаты

(в пищевой промытплснности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Могилев - 1997

Работа выполнена в Московской государственной академии пище производств и в Могилевском технологическом институте

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Оппонирующая организация:

доктор технических наук, профессор ЕГОРОВ Г.А.

доктор технических наук,, профессор ГЛУЩЕЖОЛ.Ф: доктор технических наук;' профессор СИВАЧЕНКО ЛА.

Белорусский аграрио-тех1шческий университет

Защита состоится и/-он Я 1997 г. в .на заседании со по защите диссертаций К 02.17.01 в Могилевском технологическом ин гуте по адресу: 212027, Республика Беларусь, г. Могилев, пр. Шмидта,:

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Могилеве: технологического института.

Автореферат разослан "</" А^Я 1997 г.

Учепый секретарь совета по защите диссертаций

/иш/ ПИСКУН Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Важнейшим направлением развития Республики Беларусь является рациональное использование произ-нодственного потенциала, всемерной экономии всех видов ресурсов. В связи с этим нахождение путей для рациональною использования продовольственного зерна является главной задачей в области зернонерерабатываю-цей промышленности. В настоящее время выход муки высшего сорта но зесп\ j.iiikc достиг в среднем 30 %. Этот показатель нельзя считать удов-тстворг.-сл^гым, так как содержание нгокозольного эндосперма, при выде-ТС1ШИ и измельчении которого получают муку высшего сорта, в зерне шхеницы составляет 80...82 %.

Качество и количество получаемого продовольственного продукта муки, манной крупы, зародыша) во многом определяется конструктивны-ш особенностями и техническим состоянием зерноперерабатывающего |борудования, в частности, основной измельчающей машины - вальцового тапка. Одним из наиболее важных параметров, определяющих эффектив-гость процесса избирательною измельчения зерна и промежуточных про-уктов размола, является стабильность зазора между вальцами мукомоль-:ого вальцового станка.

Связь работы с крупными научными программами, темами, [редставленная работа выполнялась в тесной связи со Всесоюзной научной рофаммой "Продовольствие", с научно-исследовательскими работами" Повышение эффективности избирательного измельчения пшепицы на эльцовых станках" (№ гос. per. 01850018672, КемТИПП, 1985-1988 гг.), Создание устройства для контроля зазора между вращающимися вальцами о всей длине оптическим способом" (№ гос. per. 1860107942, КемТИПП, ^86-1988 гг.), "Разработка научных основ избирательного измельчения :риа" (№ гос. per. 19941867, МТИ, 1994-1996 гг.)

Цель и задачи исследования. Целью представленной работы являет-[ разработка системы стабилизации межвальцового зазора вальцовых анков для повышения выхода муки высоких сортов. В этой связи в работе решались следующие задачи: анализ причин, дестабилизирующих зазор между вальцами; разработка и изготовление оборудования для имитации факторов не-абильности в лабораторных условиях;

разработка средств контроля и регистрации величины зазора между льцами при измельчении;

разработка математической модели изменения межвальцового зазора, которой учтено влияние зазоров в подшипниках, как одного из основных стабилизирующих факторов;

разработка устройств для устранения влияния зазоров в соединениях.

Научная новизна полученных результатов: впервые аналитически показано и экспериментально подтвержу что при существующих нагрузках на вальцовую линию взаимодейст размалываемых частиц между собой в зоне измельчения отсутствует i драной системе;

впервые разработана математическая модель изменения межват вого зазора, в которой учтено влияние зазоров в подшипниковых оно обоих мелющих вальцов, изменение силового взаимодействия и конец тивпые особенности современных вальцовых станков;

уточнена формула расчета производительности вальцового измел! теля с учетом параметров рифления рабочих поверхностей. Практическая значимость полученных:

разработана и применена в вальцовых станках система стабшшза межвальцового зазора;

получены инженерные зависимости для расчета производительно вальцового станка.

Экономическая значимость полученных результатов заключас в увеличешш выхода муки высоких сортов. При использовании резул тов диссертационной работы на одном малогабаритном мельзаводе пр< водигельноегыо 500 кг/ч, расчетный экономический эффект состав.! около 494,2 млн. бел. рублей в год.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту кра можно сформулировать в следующем виде:

производительность вальцовых станков на современных мельзаво занижена в связи с их техническими особенностями, которые не учить ются при конструировании и эксплуатации;

влияние зазоров в соединениях на стабильность межвальцового з: ра можно значительно уменьшить при использовании устройств прсдв£ тельного распора вальцов;

биение вальцов значительно сшгжает эффективность избиратели! измельчения при сортовом помоле.

Личный вклад соискателя. Все разделы диссертационной раб выполнены автором самостоятельно. В разработке технического оснаще и проведении экспериментов принимали участие к.т.н. Штернис В.И., д. Денисов В.И., к.т.н. Дулаев В.Г.

Апробация результатов диссертации была проведена на науч технических советах Министерства хлебопродуктов РСФСР при отчет ПИР в 1987 г. и 1988 г., па международной научно-технической конфс; ции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" в МТ 1995 г., на республиканской научно-технической конференции "Созда

ресурсосберегающих машин и технологий" в Могилевском машиностроительном институте (ММИ) в 1996 г.

Опубликоваиность результатов. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 авторских свидетельствах, 3 тезисах на научных конференциях и 1 статье.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает перечень условных обозначений, введение, общую характеристику работы, три главы, выводы, список использоваши.тх источшпсов и приложения. Полный объем диссертации занимает 135 страниц, в том числе 53 иллюстрации занимают 44 страницы, 9 таблиц занимают 8 страниц, список использованных источников, состоящий из 136 наименований занимает 11 страниц. Кроме этого, 25 приложений занимают 72 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена оценка современного состояния решаемой проблемы, обоснована актуальность и практическая значимость исследований в этой области.

В первой главе проведен анализ аналитических и эксперименталь-шх исследований, содержащихся в научной литературе, результаты кото-юго заключается в следующем:

при изучении влияния зазоров между вальцами, нагрузки на вальцо-¡уго линию, кинематических параметров вальцов на показатели избира-ельного измельчения зерна не указывается, каким образом осуществлялся онтроль за стабильностью изучаемых параметров во время экспериментов I как устранялись или учитывались факторы, дестабилизирующие процесс змельчения на коротких промежутках времени;

отсутствует научное обоснование влияния изменения нагрузки на избиение межвальцового зазора, а результаты экспериментальных исследо-апий этого влияния являются противоречивыми;

при определении степени заполнения зоны измельчения продуктом е учитывается рельеф рабочей поверхности и фактическая плотность проекта в зоне измельчения;

в конструкциях вал[.цовых станков отсутствуют устройства, устра-ягощие влияние зазоров в соединениях на изменение зазоров между валь-1ми;

не учитывается изменение количества продукта в зоне измельчения зи изменении скоростей вращения вальцов при постоянной нагрузке, что щводит к.изменению усилий, действующих на вальцы;

изменение диаметра вальцов ведет к изменению зоны измельчения и, (отве тственно, к изменению количества частиц в ней.

Во второй главе представлено аналитическое исследование рабо1 зоны вальцового станка и отдельных факторов, влияющих на измени параметров силового взаимодействия в вальцовых станках. Впервые п] водится методика расчета фактического количества зерен пшеницы, на: дящихся одновременно в зоне измельчения и аналитически показано, 1 степень заполнения зоны измельчения продуктом зависит не только производительности вальцового сташса, но и от скорости прохождения продуктом. Для расчета максимальной теоретической производительное вальцового станка СЬ с соискателем предложена формула, где учтено ши чие впадин на вальцах с рифленой поверхностью

Рве = Об • Ьв ■ Р|. ' (коти + 1) ' (Ьпр / 2 + IV I, ) / кота =

= иБ • Ьв ■ Рр • (кои + 1) ' (Ь,в> + Нл) / 2 кош

где об - окружная скорость быстровратающегоея вальца, м/с ; коти - отношение окруж! скоростей быстровращающегося и медлепноиращающегося вальцов; Рр - площадь одной в ДИНЫ, м2; 1Р - шаг рифлен, м; Пг; высота рифли, м.

Расчеты показали, что максимальная теоретическая производите: ность на I драной системе с учетом количества продукта, .переиосимс впадинами рифлей, равна 8,215 кг/м-с, а без учета переноса она равна 4,5 кг/м-с. Фактическая нагрузка на вальцовую линию I драной системы н[ нимается равной в среднем 1,157 кг/м с (1000 кг/см сут). Сравнивая э значения, можно сказать, что на одну часть продукта в зоне наименьше расстояния между вальцами приходится от 2,5 до 7 частей свободного щ странства, в зависимости от степени его уилотнешюсти, что является ] зервом для увеличения производительности вальцовых станков.

При изучении устройства и работы вальцового станка эксперимс тально установлено, что существует тесная связь между эффективное^ процесса избирательного измельчения и стабильностью величины ме вальцового зазора, который является основной характеристикой помола его величина определяет режим этого процесса. Непосредствешюе он шение к дестабилизации межвальцового зазора при измельчении имс! как конструктивные особенности вальцового станка, так и техническое с стояние его узлов и дегалей. А именно, зазоры в соединениях, нарушен условий зацепления в зубчатой передаче, неуравновешенность вальцов сборе, неравномерность подачи продукта в зону измельчения, изменен кинематических параметров вальцов, искажение геометрической фор,\ вальцов, недостаточная жесткость вальцов в сборе, нагрев вальцов и х Для аналитического исследования изменения величины межвальцового з зора была разработана математическая модель, в которой учтено влиян зазоров в иод1Ш1шшках, конструктивные особешюсти вальцовых станков изменение силового взаимодействия в зоне измельчения. Перемещен

щпф вальцов в подшипниковых опорах можно с достаю мной точностью мфеделить по направлению реакций (по углу р) в соответствующих опо->ах. Схема изменения взаиморасположения поверхностей вальцов друг от-юсительно друга в пределах зазоров в подшипниках показана па рис. 1. Сплошными линиями показано расположение вальцов под действием толь-:о сил тяжести, а штрих-пунктирными - под действием всех сил, дебетующих на вальцы в процессе измельчения 1гродукта. Окружности 1Е, 1 м, 1 'м с центрами 0Е, 0'ь Ом, О'м показывают крайние положения тел каче-!ия подшипников. Окружностями 2£ и 2М показаны внутренние новерхно-ти наружных обойм подшипников, неподвижно закрепленных в корпусах, взаиморасположение окружностей 1Б, ГБ, 1м, 1'м и окружностей Зь, З'в, Зм , 'м , обозначающих положения рабочих поверхностей соответственно бы-гровращающегося и медленно вращающегося вальцов, дает наглядное редставлепие об изменениях межвальцового зазора, обусловленных иали-ием зазоров в подшипниках. При остановленных электродвигателях, когда а вальцы действуют только силы тяжести, величина зазора будет равна Ь0. осле включения электродвигателя и подачи продукта на измельчение воз-даают дополнительные силы, которые переместят оси вальцов и зазор меду поверхностями вальцов Ь:1!. увеличится

Ьпр =Ьо +АЬнрм + АЬпрб (2)

го увеличение можно рассчитать, используя рис. 1, и, спроецирован пере-лцение ОмО'м и ОьО'ь па линито СМСЕ, соединяющую оси наружных

ЮЙМ П0ДШ1ТПНИК0В.

А Ьщ-м = Вм См - Ам См = &юдм '(эшРм - sinaв) /2 (3)

А Ьпрб = Аб СБ + СЕ ВЕ= gпoдв -(8тав+ 51пр1:)/2 (4)

■ или Ьпр = Ьо + gпoдм ' 11 подм + ёппдв ■ Т|иодб (5)

где Лподм = (этрм - 5шав) /2, г|П0Л!) = (ятап + 5трБ) /2

дексы "м" и "в" означают, соответственно, медлешю- и быстровращаюшиеся пальцы; ин-сы 1 и 2 указывают полшшшиковме опоры, расположенные, соответственно, в первой и рой плоскостях.)

Из выражения (5) видно, что изменения зазора между вальцами яв-отся функциями переменных параметров г)Подм, Пподк, величина которых ¡исит ог конструктивных особе1шостей вальцового станка, а также от генения силового взаимодействия в вальцом станке. Эти переменные ии названы коэффициентами нестабильности зазора между и.цамн. Для определения величин и направления реакций (по углу Р) но рассмотрено силовое взаимодействие в современных

Рис. 1. Схема изменения межвальцового зазора при наличии зазоров в подшипниках

Рис. 2. Схема силового взаимодействия в современных вальцовых станках

ип.цотлх станках (рис. 2). Были составлены 14 уравнений, содержащих соло 50 переменных параметров и получена зависимость коэффициентов ¡стабильности т]ПОд м , т|под б от касательных усилии c¡tm, создаваемых нро-/ктом или от мощности на электродвигателе NM (с учетом КПД системы -:нст), которые связаны выражешгем

Цтм = Nэл ' TJckct ' Duik/Uhiks ' Ер '(Dnr/kionr — DBM • L))b/ Dim) =

= 60 NM • Лсисп/ • LB -(Dro/kmnp - DnM/k3n) (6)

Разработанные математические модели были реализованы на ПЭВМ с ¡пользованием программы Excel. Один из результатов проведенного ма-матического моделирования изменения зазора между вальцами приведен i рис. 3 на примере промышленного вальцового станка А1-БЗН 250 хЮОО. i рис. 3 видно, что с увеличением мощности, потребляемой на измельче-ге, увеличивается величина изменения коэффициента нестабильности, ко-рый и определяет влияние зазоров в подшипниках на изменение меж-льцового зазора, что видно из формул (2)...(5).

В реальном вальцовом станке при подаче продукта на измельчение оисходит перемещение вальцов в пределах зазоров в шарнирных соединяя х и за счет податливости узлов вальцового станка. Проведенные эке-рименты и предварительные расчеты, приведенные в работе, показали, о, в то время как податливость узлов уменьшается только за счет увели-ния их жесткости, влияние зазоров в соединениях можно нейтрализовать, я этого разработаны устройства предварительного нагружепия вальцов, горыс"защищены а.с. № 1639739, № 1834070. Принцип действия этих тройств основан на выборке зазоров в подшипниках при неподвижных тьцах в направлении увеличения межвальцового зазора. Схема работы [Шго из них показана на рис. 4 На этом рисунке 1, 2 - размалывающие п.щ.1, 3, 4 - распорные устройства, 5, 6, 7, 8 - опорные подшипниковые ты размалывающих вальцов. Влияние зазоров в подшипниках на измене: межвальцового зазора было проверено на математической модели п.цового станка с силовыми и кинематическими параметрами промыш-шого вальцового станка Д1-БЗН. На рис. 5 представлены диапазоны из-1ения коэффициентов нестабильности зазора от величины распорных ший Qip, Q2p при изменении мощности, затрачиваемой на измельчение, О до 20 кВт. Анализ 1рафиков на рис. 3 и рис. 5 показывает, что измене: коэффициента нестабильности при этом составляет более 0,9, а исполь-ание предлагаемых устройств предварительного на1ружения позволит .чп.пшть изменение коэффициентов нестабильности до ОД усилием pacía около 4000 Н при том же изменении мощности.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, при-енные в представленной диссертационной работе, использованы в валь-

Рис.3. Зависимость коэффициентов нестабильности Г| ь Г)2 от мощности валу электродвигателя Nэл при ав =30° и отсутствии прсдварительног распора вальцов СЬР = СЬ? = 0

Вид-А

5 / 6

Рис. 4. Схема работы устройства предварительного нагружения вальцо

0,90,8 0.70,6 0.5 0,4 0,30,20,10

41 Пг 11 12 % 12 41 12 11 12 11 42 11 12 11 12 11 12 11 12 11 Пг

-1-г~

§ I

с* с>

33ай8§с1>335§

8 8 3 8

О О О О ос о\ о

0|р=0з*н

о

Рис. 5. Диапазоны изменений коэффициентов нестабильности при изменениях мощности ^л от 0 до 20 кВт и распорных усилий при ав=30°

Рис. 6. Схема расположения рабочих поверхностей вальцов

Ищ,, %

60 50 40 ЗО 20 Ю О

; |

| |

1

и ¿р = -0,5198^Ь + 67,179 \

Рис. 7. Зависимость извлечения Ипр от биения вальца АЬ

довом станке Р1-БМС, предназначенном для мельзаводов малой прс» дительности.

В третьей главе проведена экспериментальная проверка аналт ских исследований работы вальцового станка. Для проведения исслег ний, связашплх со стабилизацией межвальцового зазора, разработан л раторный вальцовый станок (ЛВС), конструкция которого защищена № 1630846, № 1470323. На ЛВС могут регулироваться и контролирова следующие параметры: биения мелющих вальцов; зазор между мелюн вальцами; скорости вращения мелющих вальцов; угол наклона линии едштощей центры вальцов; усилия между мелющими вальцами; л ность, расходуемая на измельчение и др. Все показания датчиков вв лись в ЭВМ через АЦП.

Рабочими органами лабораторного вальцового станка являются сольно-расположенные вальцы. Рабочая длина вальцов 100 мм. Из ни мм использовались для измельчения продукта, а 20 мм - для усташ прибора контроля величины межвальцового зазора. Конструктивные менты рабочих вальцов показаны в а.с. № 1630846, а схема их взаиш расположешш - на рис. 6. Такая конструкция вальцов позволяет изма биение вальцов от 0 до 4Е (Е - величина эксцентриситета) . Для ко1Щ зазора между вальцами работающего лабораторного вальцового станка работаны и использованы устройства для бесконтактного контроля заз защищенные а.с. № 1456753 и № 1546840 . Были проведены несколько рий экспериментов по определению влияния биений вальцов на качес измельчаемого продукта. Результаты некоторых из экспериментов дан табл. 1. Анализируя результаты экспериментов, можно сказать, что бис вальцов влияет на качественные и количественные показатели процесса бирательного измельчения зерна и промежуточных продуктов размола, табл. 1 видно, что при измельчении продукта, поступающего на 1 разм( ную систему, извлечение муки уменьшается в среднем на 11 % с увеш иием биения быстровращающегося вальца с 20 мкм до 120 мкм, а зольнс при этом повышается на 0,07 %. Подобные результаты получены и в дру сериях. В качестве примера на рис. 7 представлена графическая завг моегь извлечения муки Ищ» от биения вальца АЬ на 1 размольной систе аналитическая зависимость которой имеет вид

Ипр = -0,5198 • АЬ + 67,179

Для получения более точных данных о силовых характеристи взаимодействия вальцов с продуктом были проведены соответствую! эксперименты на лабораторном вальцовом станке. Было проведено пять рий опытов с одним видом пшеницы. В первой серии опытов вальцы бв установлены с кинематическими параметрами зоны измельчения для I д

Таблица 1

Результаты измельчения продукта поступающего на 1 размольную систему (рифл. 11 шт/см)

Сдельная Извлечение Удельная Удельные Зольность Биение Критерий

нагрузка муки, мощность нормальные муки вальцов эффективности

Qm>, Ицр КУЛ. усилия Ч.ч, гт, ЛЬ, процесса измельчения-

г/см -сут % Бт/м Н/м % мкм и-(г0-гт)/70,%

208 55,5 7223 7992 0,46 20 23,6

208 54,9 7128 7253 0,47 20 22,7

216 53,9 7043 7793 0,46 20 22,9

208 54,6 7170 7546 0,45 20 23,9

208 55,2 7254 7274 0,46 20 23,5

200 53,2 7204 8235 0,48 80 20,3

200 52,1 7051 7593 0,50 80 19,5

208 51,9 6991 7831 0,49 80 18,8

208 50,0 6907 8307 0,51 80 18,1

208 51,1 7003 7971 0,51 80 18,5

216 43,7 6039 6529 0,53 120 14,8

208 44,2 6123 6323 0,53 120 14,9

216 43,1 6025 6889 0,54 120 14,0

208 45,2 6240 6466 0,52 120 15,8

208 43,3 6091 6385 0,54 120 14,1

Таблица 2

Измельчение зерна, поступающего на I драную систему при средней величине зазора между вальцами 0,9 мм

•актическая Заполнение Заполнение Извлечение Средняя плотность

удельная зазора зазора Ипр, продукта

нагрузка Qitp, кг/см • сут зерном при рн = 1200 кг/м3, % зерном при рн = 780 кг/м3, % % в зазоре, кг/м3 в зоне измельчения, кг/м3

490 6,9 10,6 25,4 82,8 66,2

1080 15,3 23,5 24,9 183,6 145,8

1440 20,3 31,2 24,2 243,5 194,4

1800 25,4 39,0 25,6 304,3 243,0

2541 35,8 55,1 26,1 429,6 343,0

2880 40,6 62,4 25,7 486,9 388,8

3323 46,8 72,0 24,3 561,8 448,6

3927 55,3 85,1 24,6 663,9 530,1

4628 65,2 100,1 24,9 782,4 624,8

5040 71,0 109,2 23,7 852,1 680,4

5400 76,1 117,0 23,2 912,9 729,0

5815 81,9 126,0 24,2 983,1 785,0

6646 93,6 144,1 22,9 1123,6 897,2

7200 101,4 156,0 21,1 1217,0 972,0

ной системы. Нагрузка изменялась от 0 до 2000 кг/см • сут. Зазор был новлен перед первым пропуском продукта и не поддерживался постоя] при изменении силового взаимодействия между вальцами. Измснени личины межвальцового зазора Ьщ. в процессе измельчения контроли лись с помощью оптического прибора. Результаты представлены на р; Из 1рафика видно, что увеличение нагрузки на вальцовую линию Qni> i вает увеличение межвальцового зазора Ъ,„. и может быть описано ураю ем (8), полученным в результате аппроксимации логарифмической за) мостыо с использованием программы Excel (коэффициент корреляции

Ьпр = 0,0383 • Ln(Qnp) + 0,7611

Полученное изменение межвальцового зазора определяет характер за! мостей удельных нормальных усилий qN от удельной нагрузки QnP и у; ной мощности NyA от удельной на1рузки

qN =2,3 • Ю-3 • Qnp2 + 2,8 • Qnp

NyH= 4,8 • 10"3 • Qm,2 + 5,3 • Qnp

Это можно практически полностью отнести за счет зазоров в сс нениях, так как эксперименты показали, что при максимальном расно] усилии суммарное перемещение поверхностей вальцов за счет деформ материалов вальцов в ЛВС не превышает 10 мкм.

Во второй серии опытов зазор между вальцами поддерживался стоянным при изменении нагрузки на вальцовую линию. Обработка экспериментальных данных показала практически линейный характер з симостей qN и Nvn от Qnp, хотя аппроксимация также как и при обраб экспериментальных данных предыдущей серии экспериментов проводи квадратичными полиномами

qN =_6. Ю". Q^ + 11,0 - Qnp

Nv«=6- lO"6 -Qnp2 + 19,1-Qnp

так как в выражениях (11), (12) коэффициенты при квадратичном член несколько порядков меньше и сводят на нет его влияние на результат, нейную зависимость можно объяснить постоянством зазора при измел

НИИ.

В третьей серии экспериментов определяли предельную произв< тельность вальцового станка при постоянном зазоре. Расположение рЦ было "острие по острию". Максимальное заполнение межвальцового ] странства продуктом, о чем свидетельствовало появление на входе в з измельчения излишнего количества зерен, наблюдалось при величине грузки равной около 7000 кг/см • сут. Результаты экспериментов привед

ЬПР, мм

Рис. 8. Зависимость межвальцового зазора Ьщ. от

удельной нагрузки QnP

%

Рис. 9. Зависимость коэффициента нестабильности Г|Р от усилий распора QP

О 200 400 600 S00 1000

Рис.10. Зависимость плотности продукта рш, взятого перед 1 размолытой системой, от давления Рп

в табл. 2. Анализируя экспериментальные данные, можно сказать, что увеличении нагрузки расчетная плотность в зоне измельчения увслич ется. В табл. 2 приведены расчетные величины плотностей продукта в те наименьшего расстояния между пальцами. При расположении ри< '"спинка по спинке" показатель средней плотности продукта в зазоре бь 15...20 % ниже.

Экспериментальную проверку изменения межвшн>цового зазора из-за наличия зазоров в подшипниках при изменении силового взаимо ствия Ор проводили на вальцовых станках Р1-БМС с длиной вальцов мм, установленных на малогабаритном мельзаводс с проектной произв телыюстью 300...500 кг/ч. Устройства предварительного нагружения С выполнены но а.с. № 1639739 и № 1834070. В качестве задатчика рас ного усилия рР использовались тарельчатые пружины. Схема устат распорных устройств и индикаторов в вальцовый станок показана на 4.. Аналитические зависимости, полученные после обработки экснери тальных данных имеют вид _

АЬР = - 5 • Ю"4 • (}р3 - 0,7 • (^р2 4-1,6 ■ 104 • 0,

т|р~ — б• Ю"12■ Ор3 + 7 • нг'-с^ + г- иг4-о.

Зависимости, полученные экспериментально (13), (14) и теорет ски (3), для вальцового станка Р1-БМС имеют коэффициент коррелл 0,79.

При экспериментальных исследованиях расчетные значения пло' сти продукта в зоне измельчения изменялись с изменением ширузки. этому следующим этапом исследований было определение измене плотности измельчаемого продукта под давлением, которые проводш на специальной установке. Результаты одного из экспериментов привед на рис. 10 в виде графической зависимости плотности продукта, по пающего на 1 размольную систему, от давления. Зависимость плотш продукта р!Р, поступающего на 1 размольную систему от давления Рп, ш аппроксимации полиномом второй степени, имеет вид

р1Р = - МО"6 • РП 2 + 1,8- Ю-3 ■ Рп + 0,58 (15)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам проведенного в диссертации обзора научных иссле-вашш предшествешшков, собственных аналитических и эксиеримен-лыгых исследований можно сделать следующие выводы:

1. Научно обоснован и подтвержден экспериментально гот факт, что чничсское состояние вальцового станка является первопричиной проти-речивости результатов исследований одних и тех же режимов процесса бирательного измельчения зерна;

2. Впервые разработана математическая модель изменения межваль-вого зазора, в которой учтено влияние зазоров в подшипниках, конст-ктивпые особенности вальцовых станков и изменение силового взаимо-йствия в зоне измельчения.

3. Получены аналитические выражения теоретической производи-тьности вальцовых станков с учетом рифления рабочей поверхности.

4. Разработано и внедрено, защищенное двумя а.с. № 1639739, 1834070 устройство предварительного нагружения (распорное устройст-I вальцовых станков, стабилизирующее межвальцовый зазор при измене-и силовых параметров в зоне измельчения вальцового станка в процессе

,1СЛЬЧСНИЯ.

5. Использование устройств предварительного нагружения позволяет »авиться от сложного и дорогостоящего механизма автоматического давления приватом и отвалом вшн.цов при наличии или отсутствии изучаемого продукта.

6. Использование распорных устройств на вальцовых станках Р1-[С производительностью 1 т/ч повысило выход муки высшего сорта на 1 мольной системе на 7 %, а па I драной системе - на 2 %. Расчетная доба-шая прибыль при таких показателях составляет около 494,2 млн. бел. ¡лей в год для одного мельзавода производительностью 500 кг/ч.

7. Использование распорных устройств и других конструктивных ментов обеспечило ттроизводительность малогабаритного мельзавода в 1...700 кг/ч (но зерну) и выход муки высшего сорта 50...70 % при расчет-с величинах соответственно: производительность 500 кг/ч и выход муки япего сорта 5...10 %. Л именно: 50 % высшего сорта было получено на югабаритной мельнице в г. Урюпинске; 70 % высшего сорта было нолу-о машинно-испьггательпой станцией в г. Новочеркесске.

8. В исследованиях использованы новые современные устройст-проведения экспериментов, контроля и обработки информации, тех-еская новизна которых защищена 4 а.с. № 1456753, № 1470323, 546840, № 1630846.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАН! 1ЫХ РАБОТ ПО ТЕМП ДИССЕРТАЦ1

1. Иванов A.B., Иванова Н.В. Расчет максимальной нагрузки валы; станка // Научно-технический npoipecc пищевой пролштленности докл. международной НТК. - Могилев, 1995. - С. 57.

2. Иванов A.B., Иванова Н.В. Кинетика разрушения зерна между вал // Наутшо-тсхнический npoipecc пищевой промышленности. Тез. док ждународной НТК. - Могилев, 1995. - С. 58.

3. Иванова 1I.B., Иванов A.B., Синица Е.Ю., Покатилов А.Е. Влияние метров зоны измельчения на изменение межвальцового зазора вальп измельчителя // Создание ресурсо-сберегающнх машин и технологии докл. республиканской НТК. - Могилев, 1996. - С. 83.

4. Иванова Н.В., Егоров Г.А. Стабилизация режима измельчения зерг фактор высокого качества муки /Пищевая промышленность. -М., 19(

5. A.c. № 1456753 СССР, МКИ5 G 01 В 5/14. Устройство для бесконга го измерения зазора между пальцами мукомольных станков / А.В.Иь В.И.Штернис, Н.В.Иванова. (СССР). - № 4269968/25-28; Заявлено 14.( Опубл. 07.02.89, Бюл. № 5.

6. A.c. № 1470323 СССР, МКИ4 В 02 С 4/06. Мукомольный лаборато ваш,цовый станок / А.В.Иванов, В.И.Денисов, В.И.Штсрнис, Н.ВЛва (СССР). - № 4249121/31-33; Заявлено 25.05.87; Опубл. 07.04.89, Бюл. }

7. A.c. № 1546840 СССР, МКИ5 G 01 В 11/14. Устройство для бескон ного измерения нестабильности зазора между работающими вальцами пыленных средах мукомольных вальцовых станков / A.B.Ив В.А.Ошпцснко, В.И.Штернис, Н.В.Иванова. (СССР). - № 4468126/2 Заявлено 29.07.88; Опубл. 28.02.90, Бюл. № 8.

8. A.c. № 1630846 СССР, МКИ5 В 02 С 4/06. Измельчающее ycrpoi лабораторного вальцового стажа/ А.В.Иванов, В.И.Денисов, Н.В.Ива В.И.Штернис. (СССР). - № 4665348/13; Заявлено 23.03.89; Опубл. 28.0 Бюл. № 8.

9. A.c. № 1639739 СССР, МКИ5 В 02 С 4/38. Мукомольный вальцовый нок/ А.В.Иванов, В.И.Денисов, А.Т.Птушкин, В.Г.Дулаев, А.С.Тала М.М.Михайлов, Н.В.Иванова. (СССР). - № 4682468/13; Заявлено 21.0 Опубл. 07.04.91, Бюл. № 13.

10. A.c. № 1834070 СССР, МКИ5 В 02 С 4/38. Устройство для измели зерна/ A.B.Иванов, В.Г.Дулаев, А.Т.Птушкин, Н.В.Иванова и др. (ССС № 4775294/13; Заявлено 27.02.89; ДСП.

РЕЗЮМЕ

ИВАНОВА Наталья Владшшровна

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ МЕЖВАЛБЦОВОГО ЗАЗОРА НА ВАЛЬЦОВЫХ СТАНКАХ

ВАЛЬЦОВЫЙ СТАНОК, СТАБИЛИЗАЦИЯ МЕЖВАЛЬЦОВОГО ЗАЗОРА, ЗАЗОРЫ В ПОДШИПНИКАХ, КОЭФФИЦИЕНТ НЕСТАБИЛЬНОСТИ МЕЖВАЛЬЦОВОГО ЗАЗОРА, УСТРОЙСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО 11АГРУЖЕНИЯ

Рациональное использование продовольственного зерна при сортовых помолах в большой степени зависит ог качества работы вальцовых станков, которые и являются объектом данного исследования. Стабильность количественно-качественных характеристик получаемого продукта определяется постоянством зазора между вальцами во время помола. Для определения коэффициента нестабильности, величина которого характеризует влияние зазоров в подшипниках на изменение взаимного расположения мелющих вальцов, были разработаны новые математические модели, содержащие до 50 переменных параметров. Применение электронной таблицы Excel ПЭВМ позволило получить результаты математического моделирования в виде графиков и аналитических выражений.

Целыо работы является разработка системы стабилизации межвальцового зазора. В качестве такой системы было разработано устройство предварительного патружсния вальцов вальцовых станков. Это устройство обеспечивает стабилизацию межвальцового зазора при изменении силовых параметров в зоне измельчения в процессе работы вальцового станка. В тоже время это устройство позволяет избавиться от сложного и дорогостоящего механизма автоматического управления иривапом и отвалом вальцов при наличии или отсутствии измельчаемого продукта. При выполнении диссертационной работы использо ваше г. аналитические и экспериментальные методы исследования с применением ПЭВМ.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, триведенные в представленной диссертационной работе, реализованы i вальцовом стаже Р1-БМС, предназначенном для мельзаводов малой троизводителъности.

РЭЗЮМЕ

1ВАН0ВЛ Наталия Уладз1\прауна

РАС11РАЦ0УКА СЛСТЭМЫ С1АБ1Л13АЦЫ1 ШЖВАЛЬЦОВАГД ЗАЗОРУ НА ВАЛЬЦОВЫХ СТАНКАХ

ВАЛЬЦОВЫ СТЛ1ЮК, С'ГАБШГШДЫЯ МТЖВАЯЬЦОВАГА ЗАЗОРУ, ЗАЗОРЫ ПЛД1ПЫПН1КАХ, КАЗФЩЫЕ11Т НКСТАБ1ЛЫ1АСЦ1 М1ЖВАЛЫДОВАГА ЗАЗО ПРЫСТАСАВАННЬ ПАПЯРЭДИЯГА НАГРУЖЭШ1Я

Рацыянальнае выкарыста1шс харчовага зерня пры гатункоз намолах у вялнсай CTyneni залежьщь ад якасщ работы вальцовых ст; коу, яия i з'яуляюцца аб'ектам дадзенага даслсдвання. Стабитьнас колькасна-якасшлх характарыстык атрьтманага прадукта вызначае! пастаянствам зазору па\аж вальцам у час намолу. Дня вызначэння i эфщыеита IIecтaбiлыIacцi, вял1чьшя якога характарызуе уплыу зазор у падшыпшках на змяненне узаемнага размяшчэння размольных Baj цоу, or.mi распрацаваны новыя матэматычныя мадэл^ я) утрышиваюць да 50 змеиных параметрау. Прымяне1ше электрош] таблицы Excel ПЭВМ дазволша атрымаць выши матэматычнага Mai ляиаиия у выглядзе графнеау i аналпычных выразау.

Мэтай работы з'яуляецца распрацоука cicrnra стабшзац мЪквальцокага зазору . У якасщ такой cicrjMi.i было распрацаваиа пр стасаванне пагхярэдняга иагружэння вальцоу вальцовых станкоу. Гэз прысгасаватге забяснечвае стабшзацьно лнжвальцовага зазору п] змяненш сшавых параметрау у зоне драбнення у працэссе рабо-вальцовага станка. У той жа час гэтае прысгасаванне дазваляе п; бавщца ад складанага i дарагога мехашзма аутаматычнага юраван прывалам i адвалам вальцоу иры наяунасщ або адсутнасщ прадукта д размолу-. Пры выкананш дысертацьишай работы выкарыстоувал! аналггычныя i эксперыментальныя мегады даслсдаваипя з прымяне нем ПЭВМ.

Вынш тэарэтычнах i эксперыментальных даследванняу—як прыведзены у прадстауленай дысергацыйнай рабоце, выкарыстоувщп пры расирацоукл вальцовага станка Р1-БМС, прызначанага для млынз водау малай прадукцыйнасщ.

SUMMARY

IVANOVA Natalja Vladimirovna

DEVELOPMENT OF THE SYSTEM FOR STABILIZATION OF THE GAP BETWEEN GRINDING ROLLS ON ROLLERMILLS

ILLERMILL, STAB ILIZATI ON OF THE GAP BETWEEN GRINDING ROLLS, HEARING FARANCE, COEFFICIENT OF INSTABILITY OF THE GAP BETWEEN GRINDING ILLS, PRELOADING DEVICE.

Rational use of food grain at high milling in a large degree depends on ality of work of rollermills, which are object of the research. The stability of ; quantitative - qualitative characteristics of a received product is defined by nstancy of the gap between grinding rolls at milling. For determination of a efficient of instability, the quantity of which characterizes influence of aring clearance on change of the mutual arrangement of the grinding rolls, vv mathematical models, containing up to 50 variable parameters, were veloped. Application of an electronic table Excel of a computer has allowed receive results- of mathematical modeling as the diagrams and analytical pressions.

The purpose of the work is development of the system for stabilization of : gap between grinding rolls. As such system the preloading device of nding rolls was developed. This device provides stabilization of the gap ween grinding rolls at change of power parameters in a milling zone of lermills. At the same time the device allows to get rid of the complex and tensive mechanism of automatic roll engagement/disengagement at presence absence of the stock for milling. At fulfilment of the dissertation analytical i experimental methods of research w ith application a computer were used.

The results theoretical and experimental researches, brought in submitted sertation, were used at development of the rollermill Pl-BMC, intended for lis of small productivity. .