Sorochenko_rkvit_lab
.pdf
1.3.4 Определение критической частоты вращения
|
|
|
|
|
|
|||
nk |
1 |
|
g tan в в |
nk 2.335s-1 |
||||
|
|
2D f |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Так как n>nk, то шнек быстроходный. |
|
|||||||
Принимаем : |
коэффициент заполения |
0.6 |
||||||
|
|
|
|
|
коэффициент быстроходности |
kv 0.7 |
||
1.3.5 Уточнение параметров транспортера |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
kv 0.7 |
Принимаем форму загрузочной камеры III, следовательно |
||||||||
kзаг 0.94 |
|
|
|
|
||||
Принимаем осевую разгрузку, следовательно |
kрг 1 |
|||||||
Определим коэффициенты : |
|
|
||||||
C 1 0.0078 |
180 |
C 0.946 |
|
|||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kp C kv kзаг kрг |
|
|
Уточненная частота вращения |
||
n |
4 Q |
|
|
|
|
2 |
2 |
kp |
D |
dв S |
|
kp 0.374 |
|
|
шнека равна |
|
|
n 9.218s |
-1 |
|
|
|
|
n n 60s |
n 553.062 |
|
1.3.6 Расчёт потребляемой мощности
Определим горизонтальную проекцию пути перемещения материала и коэффициенты:
Lг L cos( ) Lг |
2.482m |
wп 1.2 kзап 1.2 o 0.9 |
|||
Потребляемая мощность равна |
|
|
|
||
N |
Q ( wп Lг |
H) g kзап |
N 642.987kg m2 s-3 |
||
o |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
11
Порядок выполнения работы
1)В соответствии с условиями, представленными в таблице 1.3, рассчитать основные параметры и потребляемую мощность винтового транспортера с использованием пакета программ Mathcad.
2)Выполнить в графической системе КОМПАС-3D схему транспортера.
3)Выполнить в графической системе КОМПАС-3D пространственную модель и сборочный чертеж шнека.
3)Оформить отчёт (правила оформления по СТО АлтГТУ 125702013 «Общие требования к текстовым, графическим и программным документам»). Обозначение документа: ЛР 230501.ХХ.200, где ЛР – вид учебной работы, 230501 – шифр специальности, ХХ – номер варианта, 4 – номер лабораторной работы. Например, ЛР 230501.04.400.
Защита лабораторной работы проводится после её оформления в порядке собеседования.
Структура отчёта:
-титульный лист (приложение Б);
-цель работы;
-исходные данные;
-расчёт транспортёра (распечатка программы Mathcad);
-заключение;
-список использованной литературы;
-приложения:
А) схема винтового транспортера (формат листа А3)
Б) сборочный чертеж шнека (секции) (формат листа А3); В) спецификация.
Техника безопасности
Перед началом лабораторных занятий со студентами проводится инструктаж по технике безопасности и охране труда преподавателем, проводящим занятия, под роспись в журнале по технике безопасности.
12
Таблица 1.3 – Исходные данные для расчета винтового транспортера
Вари- |
Производительность |
Длина |
Угол |
|
|
наклона, |
Материал |
||||
ант |
Q, т/ч |
L, м |
|||
град. |
|
||||
|
|
|
|
||
1 |
40 |
3 |
0 |
Овёс |
|
2 |
50 |
4 |
5 |
Пшеница |
|
3 |
60 |
5 |
10 |
Комбикорм |
|
4 |
70 |
6 |
15 |
Ячмень |
|
5 |
80 |
7 |
20 |
Овес |
|
6 |
90 |
8 |
25 |
Силос |
|
7 |
100 |
9 |
30 |
Корнеплоды |
|
8 |
40 |
10 |
35 |
Пшеница |
|
9 |
50 |
3 |
40 |
Отруби |
|
10 |
60 |
4 |
45 |
Ячмень |
|
11 |
70 |
5 |
50 |
Овес |
|
12 |
80 |
6 |
55 |
Отруби |
|
13 |
90 |
7 |
60 |
Ячмень |
|
14 |
100 |
8 |
65 |
Пшеница |
|
15 |
40 |
9 |
70 |
Рожь |
|
16 |
50 |
10 |
75 |
Ячмень |
|
17 |
60 |
3 |
80 |
Овес |
|
18 |
70 |
4 |
85 |
Рожь |
|
19 |
80 |
5 |
90 |
Отруби |
|
20 |
90 |
6 |
0 |
Комбикорм |
|
21 |
100 |
7 |
5 |
Рожь |
|
22 |
40 |
8 |
10 |
Отруби |
|
23 |
50 |
9 |
15 |
Ячмень |
|
24 |
60 |
10 |
20 |
Пшеница |
|
25 |
70 |
3 |
25 |
Овёс |
Контрольные вопросы
1)Назначение винтовых транспортёров.
2)Опишите устройство винтового транспортёра.
3)Исходные данные для проектирования винтового транспортёра.
4)Опишите порядок расчёта параметров винтового транспортера.
5)Производительность винтового транспортера.
6)Потребляемая винтовым транспортером мощность.
13
Список рекомендуемой литературы
1.Зенков, Р.Л. Машины непрерывного транспорта: [учеб. для вузов] / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов.-2-е изд. – М.: Машино-
строение, 1987. - 432 с.
2.Конвейеры: Справочник /Под общ. ред. Ю.А. Пертена. – М.: Машиностроение, 1984.- 367 с.
3.Подъемно-транспортные машины / В.В. Красников, В.Ф. Дубинин, В.Ф. Акимов и др. – М.: Агропромиздат, 1987. – 272 с.
4.Сороченко, С.Ф. Расчёт транспортирующих устройств сельскохозяйственных машин: [учеб. пос.] / С.Ф. Сороченко / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004.-79 с. (Доступ из ЭБС АлтГТУ).
14
2 Лабораторная работа «Расчет и конструирование инерционных транспортеров»
Цель работы – приобретение студентами навыков расчёта и конструирования инерционных транспортеров с использованием прикладных программ.
2.1 Назначение, конструктивные особенности инерционных транспортеров
Инерционные транспортеры служат для перемещения сыпучих и штучных грузов по днищу колеблющегося желоба [1-5].
Принцип действия инерционных транспортеров основан на использовании сил инерции груза, вызываемых колебаниями рабочего органа. При прямом ходе желоба силы инерции меньше сил трения, поэтому груз движется вместе с желобом. При обратном ходе силы инерции больше сил трения и груз скользит по желобу по инерции или совершает полет в направлении транспортирования.
Основными рабочими органами инерционных транспортеров являются грузонесущие желоба, опорные подвесные устройства и колебательный привод.
В зависимости от режима колебаний инерционные транспортеры бывают вибрационными и качающимися. При малой амплитуде колебаний А от 0,5 до 15 мм и большой частоте колебаний n =400…3000 мин-1 груз перемещается с подбрасыванием, а такие транспортеры называются вибрационными. Транспортеры со значительной амплитудой А=10…150 мм и малой частотой колебаний n =40…400 мин-1, в которых груз перемещается без подбрасывания, называются качающимися.
Всельскохозяйственном производстве инерционные транспортеры применяются в виде самостоятельных машин и встроенных транс- портно-технологических устройств (грохоты), которые нашли применение в зерноуборочных комбайнах, зерноочистительных, картофелеуборочных, свеклоуборочных и других машинах.
Внастоящее время наибольшее распространение получили вибрационные транспортеры. Благодаря режиму работы с подбрасыванием частиц груза желоба вибрационных транспортеров мало изнашиваются при транспортировании даже сильноабразивных грузов. Однако в сельскохозяйственном машиностроении при совмещении транспортных и технологических операций используются и качающиеся транспортеры.
15
Например, в зерноочистительных машинах применяются режимы с подбрасыванием и без подбрасывания зерновой смеси.
Длина инерционных транспортеров не превышает 60 м (в сельскохозяйственных машинах – от 1 до 4 м), производительность - до 300 т/ч (обычно 7…50 т/ч).
Преимущества инерционных транспортеров: простота и малогабаритность конструкции; небольшая энергоемкость; отсутствие трущихся частей в приводных элементах машины; удобство загрузки и выгрузки; возможность герметизации рабочего органа; совмещение транспортирования с технологическими операциями.
К недостаткам инерционных транспортеров относятся: значительное снижение производительности при транспортировании грузов вверх по наклонной плоскости (предельный угол ориентировочно равен 150); невозможность транспортирования липких грузов; передача вибрации на опорные конструкции и рамы; изнашивание желоба при транспортировании абразивных грузов в качающихся транспортерах.
2.2 Расчет инерционных транспортеров 2.2.1 Исходные данные
К исходным данным при расчете инерционного транспортера относятся: вид транспортируемого материала; производительность; условия работы.
2.2.2 Проработка задания
Вэтом пункте:
1)приводят физико-механические свойства транспортируемого
, коэффициент трения материа-материала (объемную массу
ла по поверхности желоба);
2)в зависимости от условий работы выбирают тип транспортера (вибрационный или качающийся);
3)в зависимости от типа транспортера принимают значение коэффициента , связывающего его основные параметры:
|
g cos |
, |
(2.1) |
A 2 sin( ) |
где - угол наклона желоба; A - амплитуда колебаний желоба (для эксцентрикового привода амплитуда равна радиусу эксцентриси-
16
тета |
r |
трика,
);
с-1;
-угловая частота колебаний или угловая скорость эксцен-
-угол наклона линии направления колебаний.
Рекомендуемые значения коэффициента : для вибрационных транспортеров с эксцентриковым приводом =0,35-0,7, а с центробежным или электромагнитным - =0,3-0,5; для качающихся транс-
портеров с эксцентриковым приводом |
=1,0-1,5 [3]. |
После выбора коэффициента |
следует принять или амплитуду |
колебаний желоба A , или частоту колебаний, а другой параметр следует рассчитать по формуле (2.1). Угол направления колебаний прини-
мают 20-300, причем линия действия возмущающей силы привода,
совмещаясь с линией направления колебаний, должна проходить через центр масс колебательной системы транспортера [3,6].
2.2.3Расчет качающегося транспортера
Важнейшим параметром транспортера, определяющим его производительность, является средняя скорость движения материала по желобу за один оборот колебательного вала.
В работе [] описана математическая модель движения материала по колеблющейся поверхности:
- дифференциальное уравнение движения частицы по желобу:
x |
2 |
r cos t cos( ) g sin f (g cos |
2 |
r cos t |
|
|
|
- скорость частицы вперед по желобу:
|
VВВ |
A1 r (sin t sin t1 ) B1 g (t |
|||||||
|
где A1 , B1 |
|
постоянные, |
|
|
|
|
|
|
A |
cos( ) f sin( a) , |
B sin f |
|||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
t1 |
- время начала движения частицы вперед |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
g B |
|
|
|
|
|
|
|
arccos( |
|
|
1 |
) |
|
|
|
|
|
|
2 |
r A |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
t |
|
|
|
; |
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
sin( )).
(2.2)
t1 ), (2.3)
cos |
; |
(2.4)
- перемещение частицы вперед за один оборот колебательного
вала:
17
x |
ВВ |
A r(cos t |
cos t) A r (t t |
)sin t |
B g(t |
||||||
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
- скорость частицы назад: |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
V |
A r (sin t sin t |
2 |
) B g (t t |
2 |
), |
||||
|
|
ВН |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||
|
|
где A2 |
, B2 постоянные, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A cos( ) f sin( a) , |
|
B |
sin f |
cos |
|||||
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
t |
) |
1 |
|
2 |
/ 2; |
|
(2.5)
(2.6)
;
t 2 - время начала движения частицы в отрицательном направлении оси Х
|
|
|
arccos( |
|
g B |
2 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 |
r |
A |
||
t |
|
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(2.7)
- перемещение частицы назад за один оборот колебательного
вала:
x |
|
A r(cos t |
|
cos t) A r (t t |
|
)sin t |
|
B g(t t |
|
) |
2 |
/ 2. |
ВН |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|||||||
|
2 |
2 |
|
2 |
|
|
|
(2.8)
Среднюю скорость частицы по поверхности желоба определим по формуле:
VСР |
|
x |
ВВ |
x |
ВН |
. |
(2.9) |
|
|
||||||
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Для приближенного определения средней скорости частицы можно воспользоваться формулой [3]
VСР 0,21 n r f tg( ) .
Ширину желоба транспортера определяют по формуле:
B |
|
Q |
, |
|
h |
||
V |
СР |
|
|
|
|
|
где |
h - высота слоя материала, |
h =0,05-0,10 м. |
(2.10)
(2.11)
Мощность привода (Вт) определяют по эмпирической формуле (размерные величины подставляются в системе СИ):
N |
|
Q L g |
(0,015 |
2 |
r |
1) |
, |
(2.12) |
|
tg ( ) |
g f |
||||||
7 |
|
|
|
|
||||
18
где L - длина транспортера; - КПД механизмов привода,
=0,8-0,9.
2.2.4Пример расчета качающегося транспортера
(транспортируемый материал – пшеница)
5.4.1
ИсхИсхоодныеныеданные
Объемная масса |
750 |
kg |
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент трения пшеницы по стали |
|
f 0.33 |
|
|
|
||||||
Производительность |
|
|
Q 15 |
kg |
|
|
|||||
|
|
|
s |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Длина транспортера |
|
|
L 2.5m |
|
|
|
|||||
Высота подъема |
|
|
H 0.1m |
|
|
|
|||||
Проработка задания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем тип траспортера - качающийся c эксцентриковым приводом, |
|||||||||||
1.25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Определяем угол наклона транспортера, |
рад |
asin |
|
H |
0.04 |
||||||
|
L |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем |
20deg |
0.349 |
A 0.03m |
|
|
||||||
|
g cos |
|
|
29.31s |
-1 |
||||||
A sin |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчёт транспортера
Принимаем: движение вперед по желобу – движение в положительном направлении оси X; движение назад – движение в отрицательном направлении оси Х.
Принимаем
19
Рассмотрим движение частицы в положительном направлении оси Х: |
|||||||
A1 cos f |
sin |
A1 1.053 |
|||||
B1 sin |
|
f cos |
B1 0.37 |
||||
|
|
|
|
g B1 |
|
|
|
|
acos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
r A1 |
|
|
|||
t1 |
|
t1 0.049s |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Aвв(t) |
2 |
r cos t A1 g B1 |
|||||
|
|||||||
20