Sorochenko_rkvit_lab
.pdf
Из рисунка видно, рассчитанное значение времени t1 соответствует времени конца интервала, при котором ускорение материала положительное. Поэтому время t1 определим по графику с помощью функции Трассировка (Trace).
t1 0.165 s |
|
Vвв(t) A1 |
r sin t sin t1 B1 g (t t1) |
2
Vвв( t)
1
Vвв ( t)
0
2 |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
1 |
0.2 |
0.3 |
|
1
Примечание - начальная0.2 равной t1.
t
координата0.3оси t на графике установлена
t
Максимальную скорость V1max частицы в положительном направлении оси Х, время t1max, при котором скорость максимальная, а также время конца интервала t1k определили графическим методом.
V1max 1.4792 |
m |
|
t1max 0.265 s |
t1k 0.333 s |
|
s |
|||||
|
|
|
|||
Определим перемещение частицы в положительном направлении оси Х за интервал времени [t1, t1k]:
Xвв A1 r cos t1 cos t1k
Xвв Xвв A1 r (t1k t1) sin t1 B1 g |
(t1k t1)2 |
|
2 |
||
|
||
Xвв 0.137m |
|
|
Рассмотрим движение частицы назад: |
|
21
Рас с мотрим движение час тицы в отрицательном |
|||||||
направлении ос и Х: |
|
||||||
A2 cos f sin |
A2 0.852 |
||||||
B2 sin |
f cos |
B2 0.29 |
|||||
|
|
|
|
g B2 |
|
|
|
acos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
r A2 |
|
|
|||
t2 |
|
t2 0.058s |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Aвн(t) |
2 |
r cos t A2 g B2 |
|||||
|
|||||||
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
Aвн( t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
0 |
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
t |
|
Скорость частицы назад и график скорости имеют вид: |
|||||||
Vвн(t) A2 |
r sin t sin t2 B2 g (t t2) |
||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Vвн( t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
0.1 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
t |
|
Максимальную скорость V2max частицы назад, соответствующее время t2max, а также время конца интервала t2k определили с помощью функции Трассировка:
22
V2max 1.207 |
m |
t2max 0.156 s |
t2k 0.227 s |
|
s |
||||
|
|
|
Определим перемещение частицы назад за интервал времени
[t2, t2k]:
Xвн A2 r cos t2 cos t2k |
|
|
|||
|
|
sin |
t2 B2 g |
(t2k t2) |
2 |
Xвн Xвн A2 |
r (t2k t2) |
|
|||
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Xвн 0.112m |
|
|
|
|
|
Средняя скорость частицы за одно колебание равна:
|
Vср |
Xвв Xвн |
|
|
Vср 0.116ms-1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
Принимаем толщину слоя материала |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
hм 0.1m |
|
|
|
|
||||
|
Определим ширину желоба: |
|
|
|
|
|
|||||
B |
Q |
B 1.73m |
Принимаем |
B 1.75m |
|||||||
Vср hм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Определим потребляемую мощность: |
|
|
|
|
||||||
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Q L g |
2 |
|
|
|
|
|||||
N |
0.015 |
r |
1 |
|
2 |
s |
-3 |
||||
tan |
|
N 204.663kg m |
|
||||||||
7 |
|
g f |
|
|
|
|
|
||||
2.2.5Расчет вибрационного транспортера
Как уже отмечалось, отличие вибрационного транспортера от качающегося заключается в наличии фазы полета частицы.
Средняя скорость движения частицы за одно полное колебание желоба складывается из двух движений - скольжения по желобу и полета:
23
V |
|
1 |
V |
|
V |
|
t |
|
t |
|
V |
|
V |
|
T t |
|
t |
|
, |
|
ЖОТ |
П |
П |
ОТ |
Ж |
ЖОТ |
П |
ОТ |
|||||||||||
СР |
|
2T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.13)
где
T
- период колебаний;
V |
ЖОТ |
|
, V
Ж
- скорость желоба при
отрыве от него частицы и при падении;
V |
П |
|
- скорость частицы при па-
дении на желоб;
t |
П |
|
,
t |
ОТ |
|
- время падения частицы на желоб и отрыва
от него соответственно.
Составляющие средней скорости частицы определяются по формулам:
-период колебаний
T
(2 ) /
;
(2.14)
-скорость желоба при отрыве от него частицы
V |
ЖОТ |
|
A cos t |
ОТ |
cos |
|
|
;
(2.15)
-скорость желоба при падении на него частицы
V |
Ж |
A cos t |
П |
cos |
|
|
|
;
(2.16)
-скорость частицы при падении на желоб
V |
П |
A cos t |
ОТ |
cos g t |
П |
|
|
|
-время отрыва частицы от поверхности желоба
t |
|
|
arccos |
. |
|
ОТ |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
t |
ОТ |
|
sin ;
(2.17)
(2.18)
Время падения частицы на поверхность желоба находят по трансцендентному уравнению с помощью численных методов решения уравнений:
24
sin t |
|
|
2 |
t |
|
t |
|
0,5 t |
|
t |
|
2 |
П |
1 |
П |
ОТ |
П |
ОТ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.19) |
||
Ориентировочно среднюю скорость материала можно определить по формуле В.А. Баумана [3]:
VСР
k |
k |
|
sin A cos |
1 |
|
|
|
|
2 |
1 |
|
2 |
|
|
,
(2.20)
где
k |
, |
1 |
|
k |
2 |
|
- эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств
груза, значения которых при влажности до 5 % принимаются по таблице 5.1; знак «минус» ставится для транспортера, подающих груз вверх.
Таблица 2.1
Коэффициент |
|
Размер части груза, мм |
|
|
|
5…200 |
0,5…5,0 |
0,1…0,5 |
менее 0,5 |
k1 |
0,9…1,1 |
0,8…1,0 |
0,4…0,5 |
0,2…0,5 |
k2 |
1,5…2,0 |
1,6…2,5 |
1,8…3,0 |
2,0…5,0 |
Ширина желоба рассчитывается по формуле (5.13), высота слоя для зернистых грузов должна находиться в пределах 0,05-0,10 м.
Потребляемая мощность (Вт) рассчитывается по формулам, предложенными В.К. Дьячковым [3] (формулы приведены к размерности единиц СИ) :
-для транспортеров длиной до 10 м
N 3,6 C |
Q g k |
L H / 0,36 |
1 |
10 |
1 |
; |
(2.21) |
|
|
||||||
ТР |
3 |
|
|
|
|
|
|
-для транспортеров длиной свыше 10 м
N 3,6 C |
Q g L |
|
k |
|
L L |
|
k |
|
H / 0,36 |
1 |
10 |
1 |
, (2.22) |
П |
3 |
П |
4 |
|
|
||||||||
ТР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
CТР |
- коэффициент транспортабельности груза (для кусковых |
и зернистых грузов |
CТР |
=1, для порошкообразных |
CТР |
=1,5 и для пы- |
левидных |
CТР =2,0); LП - граничная длина транспортера, |
LП |
=10 |
|
м; k 3 , k 4 |
- коэффициенты удельных затрат мощности при транспорти- |
|||
ровании 1 т груза на длину 1 м, k3 8…11, |
k 4 4…8. |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
2.2.6 Пример расчет вибрационного транспортера с применением пакета программ MathCad
Исходные данные
|
kg |
|
|
Объемная масса |
750 |
3 |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент трения пшеницы по стали |
f 0.33 |
||
|
|
|
kg |
Производительность |
|
Q 15 |
|
|
|
|
s |
Длина транспортера |
|
|
L 2.5m |
Высота подъема |
|
|
H 0.1m |
Проработка задания
Принимаем тип транспортера – вибрационный с эксцентриковым приводом
0.6
Определяем угол наклона транспортера, |
рад asin |
H |
0.04 |
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
L |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Принимаем: |
20 deg |
|
0.349 |
A 0.01m |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
g cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
73.276s-1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
A sin |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Расчет параметров транспортера |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Определим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
- период колебаний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
T |
2 |
|
T 0.086s |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- время отрыва частицы от желоба |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
tот |
acos |
|
tот 0.013s |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
- скорость желоба при отрыве частицы
26
Vжот A cos tот cos |
Vжот 0.419ms-1 |
|
|||
Для определения времени падения частицы на поверхность |
|
||||
желоба решим трансцендентное уравнение *: |
|
|
|||
Given |
|
|
|
|
|
sin tп |
|
2 |
|
|
2 |
1 tп tот 0.5 tп tот |
|
||||
Find(tп) |
|
-2 |
s |
tп 0.02206s |
|
2.206225669207365649410 |
|
||||
Примечание - * Для решения уравнения (или системы уравнений) необходимо ввести с клавиатуры слово Given (дано), затем левую часть уравнения, далее знак логического равенства (находится на панели инструментов Булевы операторы) и правую часть уравнения. Затем вводится имя функции Find (можно ввести с клавиатуры или с помощью окна Вставить функцию, которое вызывается кнопкой f(x)),
перечислить имена искомых переменных и нажать на клавишу панели инструментов Вычисления.
Определим:
- скорость желоба при падении на него частицы
Vж A cos tп cos |
Vж 0.032ms-1 |
- скорость частицы при падении на желоб
в
Vп A cos tот cos g (tп tот) sin
Vп 0.401ms-1
- среднюю скорость частицы за одно колебание
Vср |
1 |
[ (Vжот Vп) (tп tот) (Vж Vжот) (T tп tот) ] |
|||||||
T |
|||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Vср 0.216ms |
-1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Примем толщину материала hм, перемещаемого на желобе, |
|||||||||
определим ширину желоба: |
|
|
|
||||||
hм 0.1m |
B |
|
Q |
B |
0.924m Принимаем |
B 1.0m |
|||
|
|
||||||||
Vср |
hм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
Определим мощность, необходимую для привода транспортера:
принимаем |
Cтр 1 |
k3 9 |
0.9 |
|
|
|
|
k3 L |
H |
|
|
|
|
|
Cтр Q g |
|
|
|
2 |
|
-3 |
||
|
|
|
|
|
|
||||
N |
|
|
|
|
0.36 |
N 372.289kg m |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
10 |
|
|
|
|
|
||
Порядок выполнения работы
1)В соответствии с условиями, представленными в таблице 2.2, рассчитать основные параметры и потребляемую мощность инерционного транспортера с использованием пакета про-
грамм Mathcad.
2)Выполнить в графической системе КОМПАС-3D схему транспортера.
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, 5 – номер лабораторной работы. Например, ЛР 230501.04.500.
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 инерционного транспортера (формат листа А3)
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.
28
Таблица 2.2 – Исходные данные для расчета инерционного транспортера
Вариан |
Производ |
Наклон |
Условия |
Длина |
|
|
транс- |
|
|||||
т |
ительност |
желоба |
работы |
|
||
портера |
Материал |
|||||
задания |
ь Q, |
,0 |
* |
|||
|
|
|
|
L, м |
|
|
1 |
2 |
0 |
1 |
1 |
Пшеница |
|
2 |
3 |
0 |
2 |
2 |
Рожь |
|
3 |
4 |
1 |
1 |
3 |
Ячмень |
|
4 |
5 |
1 |
2 |
1 |
Овес |
|
5 |
6 |
2 |
1 |
2 |
Кукуруза |
|
6 |
7 |
2 |
2 |
3 |
Почва |
|
7 |
8 |
3 |
1 |
1 |
Отруби |
|
8 |
9 |
3 |
2 |
2 |
Комбикорм |
|
9 |
10 |
4 |
1 |
3 |
Рис |
|
10 |
11 |
4 |
2 |
1 |
Овес |
|
11 |
12 |
5 |
1 |
2 |
Почва |
|
12 |
13 |
5 |
2 |
3 |
Торф |
|
13 |
14 |
6 |
1 |
1 |
Сено |
|
14 |
15 |
6 |
2 |
2 |
Овес |
|
15 |
2 |
7 |
1 |
3 |
Пшеница |
|
16 |
3 |
7 |
2 |
1 |
Рожь |
|
17 |
4 |
8 |
1 |
2 |
Ячмень |
|
18 |
5 |
8 |
2 |
3 |
Овес |
|
19 |
6 |
9 |
1 |
1 |
Кукуруза |
|
20 |
7 |
9 |
2 |
2 |
Почва |
|
21 |
8 |
10 |
1 |
3 |
Отруби |
|
22 |
9 |
10 |
2 |
1 |
Комбикорм |
|
23 |
10 |
11 |
1 |
2 |
Рис |
|
24 |
11 |
11 |
2 |
3 |
Солома |
|
25 |
12 |
12 |
1 |
1 |
Овес |
|
26 |
13 |
12 |
2 |
2 |
Почва |
|
27 |
14 |
0 |
1 |
3 |
Кукуруза |
Примечания: 1- груз перемещается без подбрасывания; 2- груз перемещается с подбрасыванием.
29
Контрольные вопросы
1.Назначение, принцип действия инерционных транспортеров.
2.Классификация инерционных транспортеров, параметры транспортеров.
3.Применение инерционных транспортеров в агропромышленном комплексе.
4.Порядок расчёта качающихся инерционных транспортеров.
5.Порядок расчёта вибрационных инерционных транспортеров.
Список рекомендуемой литературы
1.Зенков, Р.Л., Ивашков, И.И., Колобов, Л.Н. Машины непрерывного транспорта: учебник для студентов вузов.-2-е изд. – М.: Машиностроение, 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.Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пос. - М.: Машиностроение, 1983. – 487 с.
5.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).
6.Сороченко, С.Ф. Математическое моделирование объектов наземных транспортно-технологических средств [Текст]: методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Моделирование объектов» для студентов направления «Наземные транспортно-технологические средства». – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2014.- 52 с.
30