ПРУЖИНЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

Классификация и оценка стационарных транспортеров

Транспортер - машина непрерывного действия для перемеще­ния сыпучих., жидких, кускопых или штучных грузов. Различные транспортирующие устройства применялись еще до новой эры, например, цепные насосы для подачи воды использовали в Древнем Китае, Индии, а в Месопатамии и Древнем Египте применяли мно­гоковшовые и винтовые водоподъемники. В 30-е годы XIX века применялись ленточные транспортеры; с 1870 года в России при­менялись пластинчатые конвейеры, с 1887 года в США - шарнир - но-ковшовые конвейеры, с 1906 года в Великобритании инерцион­ные и т. д. Первый патент на предмет возможности перемещения сыпучего материала вращающейся пружиной получен в Германии в 1927 году.

Ввиду большого разнообразия транспортирующих машин, для решения одной и той же технологической задачи могут быть выб­раны различные типы машин. Основными критериями выбора средств механизации являются удовлегворение комплексу техни­ческих факторов (требований) и технико-экономическая эффек­тивность применения машин обеспечение надежное-"»

S

Ности), безопасности труда.

Основные технические факторы выбора стационарных тран­спортеров приведены на рис. 1.1.

Учитывая условия применения машин непрерывного транспор­та в сельскохозяйственном производстве, В. В.Красников предлага­ет классифицировать их, во-первых, по приводу в движение гру во-вторых, по назначению, далее как перегрузочные устройства и вспомогательные устройства.

А. О.Спиваковский и В. К.Дьячков, считают/что вследствие большого разнообразия типов машин непрерывного транспорта, клас­сификация возможна только по отдельным. наийолее характерным пр­изнакам. Такими основными признаками будут характер движущей аилы для перемещения груза и конструкция машины/гжс.1.2./.

Профессор Зенков P. JI. предлагает классифицировать машины непре­рывного транспорта'по следующим критериям:по принципу действия /основной критерий/,оаластям применения, конструктивному признаку, виду гибкого органа, виду груза и назначению /рис.1.3./.

. К одним из наиЗолее широко рас прост раненных в сельскохозяйст­венном пройзводотве тракспо, яп? ущкк уст лF сте отно-- и'ся шнеки.

Классификация шнековых устройств может ЭЬиь проведена по различ ным принципам и признакам. Целесообразная классификация может ис­ходить из учета поставленных технологических задач. Подо. зная клас сификация. рекомендуется Х. Геррманом и приводится ка рис. 1.4.

К одним из разновидностей шнековык транспортеров относятся пру­жинные транспортеры/гибкие шнеки по ЦреоЗраженскому П. А./.ПЬ кон структивным признакам пружинные тракспортерн имеют целый ряд ва­риантов и с пол не ния, а в ряде случаев прутина выполняет функцию и оЗраоатывающего рабочего органа/рис. 1 ;5./.

ВыЗор наиболее подходящего для конкретных технологических процес сов типов транспортирующих машин является елочной технико-эконо­мической задачей. Существующая классификация пе раскрывает энеого и металлоемкость процесса перемещения матери ала, имеющиеся пока­затели оценки конструкции и работы машин не всегда позволяют по-

Рис. ^..Классификация пружинных-транс порт еров/

Одной из причин, тормозящих создание и правильное; использоваН 'ийб транспортирующих - машин, является отсутствие достаточно оЗо-

! нованной системы учета и оценки конструкции и работы машин, не

•■I

'в достаточной степени учитываются универсальность рабочих ор­ганов. простота устройства и эксплуатации, дешевизна процесса.

Существующие i науке и практике показатели./чета и оценки могут 5:.-ть класеийдциройаяг* по следУю:тм группам:Энергетические количественное, бременнке, стоимостное и комплексные(Tq5/I. ■I.Ij.

Наименьшим значением удельной мощности обладают скребковые ^транспортеры/б. б Вт. ч/т. м/,а наибольшим соответственно вибра­ционные и шкековые транспортирующие устройства/100-бб и 84.5 Вт. ч/т. и/,при соеднем значении 32.3 Вт. ч/т. м /таблица .•4.4./. По удельной пооизводительности:

Наилучшей конструкцией оказываются тросово-шайбовые и пружин­ные кормораздатчики соответственно 2.0 и 1.33 т/кВт. ч,в то вре­мя как вибрационные 0.167 т/кВт. ч,при среднем значении для 1S типов машин стационарного исполнения 0.745 т/кВт. ч.

По количественному показателю, например, по удельной металло­емкости: Q G

У - W ' '

Наименьшими значениями обладают цепные и пружинные кормораздат­чики. соответственно, Ю7.0 и 167.0 кг. ч/т, а более металлоемкими являются вибрационные и штангово-шайбовые по 3400 и 2220 кг. ч/т По металлоемкости определяемой из уоавнения;

£ум = C/'N, ' n

Наименее металлоемки пружинные 125 кг/кВт, а наиболее металло­емкими являются тросово-шайбовые, т.е.1560 кг/кВт.

Анализ по временному показателю, коэффициента, запаса по дол­говечности: - у

Где Tj - действительное время работы, ч;

Тр - расчетное время работы кормораздатчика, ч., показывает, что наибольший коэффициент у тросово-гаайвового 0.U а наименьшйй у штангового - 0.0137.

ОгоимостноЛ показатель, т.е. показатель конструктивного совер­шенства машины: .

1 =к/к+3Г

^де К ~ капитальные затраты и эь- эксплуатационные затраты, для всех конструкции машин составляет величину примерно 0.75.

U3 1

Удельные приведенные затраты в зависимости от суточной произ­водительности кормораздатчика изменяются в значительной степе-! |ни от типа машин /рис.1.Б / и могут Зыть определены согласно (уравнению: о.466

— 0.0505,)

П -0.457+Qc

Где Qc- суточная производительность кормораздатчика, т/сутки.

Анализ рисунка & показывает, что для свинарников-маточников, для дойных коров и птиц по одной линии Существующие кормораз­датчики неэкономичны.

Таблица

Некоторые показатели оценки существующих коршоаздатчиков

Общий анализ существующих показателей оценки машин позволяет сделать вывод, что до настоящего времени еще не разработана сис­темная, в то же время простая методика сравнения и анализа кон­струкции и работы различных типов стационарных транспортирую­щих машин сельскохозяйственного назначения.

Предварительный анализ конструкции транспортирующих устрой­ств показывает, что наиболее перспективными для многих случаев | производства являются пружинко-траяспортиоующие рабочие ооганы.■ рабочие органы пружинного типа о'олее всего идентичны к оаЗо-|

Чим органам шнековых транспортеров.

14

I.«в. Анализ показателей для расчета и оценки шнековых Транспортеров

/Снижение себестоимости переработки единицы материала, энергоем­кости процесса, металлоемкости являются основными показателями (оценки^шнековых транспортеров. Удельные затраты на 1 т груза оп­ределяются согласно уравнению;

| ■

Где KQ= y^l/k—общие удельные капитальные затраты, отнесенные I QI

! к 1 т груза; .

Пм - первоначальная стоимость машины, руб.;

' Пг: - первоначальная стоимость строительно-монтажных работ;

Q - расчетная производительность машины, т/ч;

То - нормативный срок окупаемости, год;

0 а-тг- себестоимость переработки груза, руб/т; , чТ ■

Э - годовые эксплуатационные затраты, руб; I Т - годовой фонд времени работы, ч. - ' '

| Оптимальный вариант должен иметь наименьшую величину У. Увели­чение веса машины увеличивает удельные капитальные затраты, а увеличение мощности привода увеличивает эксплуатационные эат - раты. Увеличение производительности при сохранении соответствен но прежнего веса машины и мощности привода уменьшает себестои­мость единицы переработки 1 т груза. По этому (в первом приближе - нии^для расчета и оценки работы шнековых транспортеров исполь­зуются показатели, связанные с производительностью, мощностью привода и металлоемкостью.

Исследованию основных параметров разоты инекових транспорте­ров посвящены работы многих отечественных и зарубежных авторо - Существующие в литераторе уравнения производительности и эяеГ гозатрат приведены в таблицах 1.3 и 1.4.,*

Где 21,^-радиус вала и кожуха шнека;Р - напор в осевом направле - ■ ,'нии; Р0 - статический напор на вводе; £ - длина шнека;' - нормиру - <емый множитель;^ - условный коэффициент вязкости среды;0u, Qp~

1 безразмерные Функций безразмерннх параметров и &/Q;'

2 - вязкость; Q, b - стороны канала шнека;^, У-без размерные (йункпии отношения сторон распрямленного развернутого канала шнека; ty - обраценная линейная скоро стьЛижения внешней стенки вдоль оси ка­нала; П^-ч аст от а вращения част ш, расположенных на периферии спира-! ли шнека; С - часть шага винт а > приходящаяся на I радиан поворота образующей; Л - опытный коэсйишент пропорциональности; ^-коэгМяг! пиент прерывистости движения транспортируемых частиц.

Таблица 1.4

- Существующие уравнения определения энергозатрат шнеками

Уравнения

Корнеев Г. В,

Где" hi - мощность на подьем груза и преодоление тре­ния о поверхность/горизонтальное/; £-масса:Груз^, . находящегося в желобе, кг; р - угол наклона транс­портера к горизонту;JUZ - козЛгЬипиент трения груза о внутреннюю поверхность желоба; d0 - угол наклона винтовой поверхности шнека по окружности, проходя­щей через центр давления груза о шнек;-угол

Трения груза о винтовую поверхность

Дъ F

X

Где - мощность не преодоление трения о кожух шне­ка при вертикальном положений; Pt - центробеж­ная сила, прижимающая груз к внутренней поверх­ности кожуха; J " плотность груза; Ds - эле­ментарная дуга, ограниченная, элементарным уг­лом dl ; р -радиус рассматриваемого участка; 0)Гр - угловая скорость вращения груза; ty - крэФ- ймциент наполнения.

3, N = РДср (СО+Рёф-0гр)-^ ,

Где N - мощность на подьем груза/вертикальное по - зд. ложение; Р0' Qn/u^i^+f) - окружная

Сила на среднем радиусе винтовой поверхности; P0=Pc-fCc? Ј - окружная сила на наруж­

Ной кРоьзке шнека; £ - угол наклона траектории

ПР. i "

II 'О

Абсолютного перемещения груза к образующей цилин­Дрического кожуха шнека.

U. N^CPc *ecos0ii/is} C=frL=QL/3.S-Vn, кг;

Где N - мощность на преодоление трения при вращении двигающегося материала от давления центробежной силы и силы тяжести груза на внутреннюю поверх­ность кожуха при наклонном положений кожуха.

Корнеед Г. В.

Где AJ - мощность на подьем груза и трения груза; P*-~GSinЈ-b}(lct+}), Fe-R.; P^(Pc+GC<*$CosЈi$Q.+jd, М

S. Ы=0.0027-МН+0.0027-М1£>+О. ЪЩ<1,Т1ГЩ +kWJ кВт, ■

Где ^.г.-погонная масса вращающихся частей транспор­тера, кг/м; - диаметр винт а, м; W - коэффициент сопротивления /1.2...4.0/.

7. ,

Хде (У3-козФФициент сопротивления транспортировании

При загрузке:

D Sinp J>W.

U(Sml+SinJ.,)(H-d)I Wl-^Т

HI

Где Си^Д+бп^-коэсгйишент сопротивления.

Нк=Ф>гф Fa Y+Ъ) ,

Где A/g;^-мощность на трение о винт и о кожух. 9. C0-L , КВт., , ,

I=1

Где - поправочный коаМипиент; осевая скорость;

-усилие вдоль винта для подьема; су - масса груза на I м длины желоба; OJz-<j<pbj$0csЈ-cma трения груза о дно желоба;

Усилие вдоль винт а/момент трения/; - К0ЭФФи™ент трения груза о виНт; Cd^—KfL" —усилие, эквивалентное моменту трения в подвесных подшипниках; ■

-удельное сопроТивление, й/мэ;

, эк вивалентное внутреннему трению в материале; - скоростной коэ№гаиент i производительности; - потери

На трение/внутреннее/материала около подшипников

^-^T-krVr+UVg),

Где COri<Jg - коэффициенты сопротивления при горизонг, тальном' и вертикальном перемещений.

Где Ц=0(^/.г+^-мощность на сопротивление от трения

Материала о _келоб и подьем по наклону; W«= QfALr+

И T°U)Ј Е±г ' + ' 3 S ~ мощность на сопротивление от трения

В упорном подшипнике;

-мощность на сопротивление от трений н

Материала о винт; AL—уг~ ——мощность на соп-

УМ ^ о

Ротивление от трения в радиальных подшипниках; df - диаметр центра тяжести сечения материала; С{ц - диаметр папфы вала; С -коэффициент, учитывающий влияние угла наклона транспортера.

Н. N=Ql/I67(u>+Sinf)-c

; где Q - весовая производительность, т/ч;

-коэффициент сопротивления. 42. N=2.&7f(l>i-cl3)n[pUJ(2~x)^nJlKi^t)-i0'9]lDl'+

+ 0.(Н2-рш~ , кВт.,

Где ^ - коэффициент внутреннего трения материала перемещаемого груза

У-, Q

. 60 РНП$ ' о

Р - площадь сечения камеры шнека, м.

Ч

!«. N=A/4+/v/2+/V/3 ,

! где N^^Л?^у/75"-мощносгь на сопротивление трения'

Материала о шнек;

N-мощность на трение материала о ко - *= 75" жух шнека;

^3=^£4-МОЩНОСТЬ на преодоление трения о ко­жух при повороте материала;

'где С? -производительность, т/ч;с-длина шнека, м.

/

1S. H^kin^j^^^i^____________________ J?

3S7L i. (q-Cosji-AC^infiSm^cejiS;^. JJ>

Ci ~ С Os J. -/a, SinJ. c ; Cz-Sml+%OcsJ. D.

L P^fa-coj + 75

Где N, - мощность на подъем материала;^; Сдъ -угловая скорость винта и - материала;R; R0 - радиус витка и центра тяжести; Ра;/£-сила на подъем и трение ; • материала по кояУху шнека.

Где £0 -расстояние точки приложения силы. от оси вра­щения шнека; Р - осевое усилие; J5 - тггол внут­реннего трения материала; 17) - число витков.

Где Рк -избыточное давление в трубопроводе; £ - длина

■Л

^ - коз№шиент бокового давления. 19. N-QW/367; а=А + В пг. ' м GH Co^Cos% . Pr>* fTefnu .4

!

2-1. N = UiP-A/2-PhU+WhVrt/Z , Где do - средний угол подъема матешала; Л* - критическое

I *

Число оборотов; Р - масса единицы обьема мате 1 риала; - средняя окружная скорость; А -живое сечение;U - осевая скорость средн.