Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Турчин Вячеслав Семенович

Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов
<
Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Турчин Вячеслав Семенович. Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Оренбург, 2005 187 с. РГБ ОД, 61:05-5/2592

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса. Анализ предшествующих исследований. Цель и задачи исследования 9

1.1. Физико-механические свойства семян и их влияние на процесс транспортирования зерна 9

1.1.1. Стойкость зерна к механическим нагрузкам 13

1.1.2. Качественные показатели семенного материала 17

1.2. Повреждение зерна транспортирующими машинами 18

1.3. Влияние конструктивно-режимных параметров работы транспортирующих машин-элеваторов на травмирование зерна 22

1.4. Назначение, классификация и общее устройство элеваторов 29

1.5. Классификация существующих конструкций элеваторов ковшового типа 31

1.6. Анализ существующих конструкций элеваторов ковшового типа 32

2. Теоретическое обоснование совершенствования процесса транспортирования сыпучих материалов элеватором ковшового типа 44

2.1. Контактная задача взаимодействия "ковш-зерно" 45

2.2. Анализ сил взаимодействия "ковш-зерно" 48

2.3. Особенности процесса разгрузки ковша 56

2.4. Обоснование параметров конструкций стенда 60

2.4.1. Определение геометрических параметров стенда 60

2.4.2. Определение потребной мощности и выбор электропривода 65

2.4.3. Расчет приводного механизма ковшей 68

3. Методика экспериментальных исследований 73

3.1. Методика разработки стенда для испытаний элеваторов 73

3.2. Методика проведения измерений 80

3.3.Методика лабораторного эксперимента по оценке повреждаемости семенного материала 85

3.4. Методика оценки физико-механических свойств семян в производственных условиях работы элеваторов 87

3.5. Состав семенного материала, используемого для лабораторных испытаний 89

3.6. Методика производственного эксперимента по сравнительным испытаниям ковшей норий на износостойкость в зерновой массе 89

3.7. Планирование экспериментального исследования 91

3.8. Методика планирования многофакторного эксперимента 93

3.9. Обработка опытных данных. Оценка ошибок измерений 101

4. Результаты экспериментальных исследований 106

4.1. Результаты лабораторных экспериментов 106

4.2. Результаты экспериментальных исследований 113

4.3.Качественная характеристика семян 114

4.3.1. Связь массы семян с их плотностью и толщиной 117

4.4.0пределение влияния многократных свободных ударов о неподвижную плоскость 119

4.5. Результаты производственных экспериментов 121

4.6. Определение зависимости травмирования семян при взаимодействии "ковш-зерно" 126

5. Экономическая эффективность 133

5.1. Общая экономическая эффективность результатов исследований 133

5.2. Результаты расчета экономической эффективности 140

6. Выводы 141

Литература 143

Приложения 154

Введение к работе

В решении важнейших задач подъема агропромышленного комплекса решающая роль принадлежит комплексной механизации сельскохозяйственного производства.

Увеличение объема валовой продукции в сельском хозяйстве возможно главным образом за счет интенсивных факторов развития, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики. Поэтому всегда стоит задача повышения эффективности машин и орудий, в том числе транспортирующих, занимающих важное место в системах машин для механизации сельскохозяйственных работ.

Важность намечаемых мероприятий заключается в том, что механизация погрузо-разгрузочных работ в сельском хозяйстве не достигла пока требуемого уровня, что вызывает повышенные затраты трудовых и материальных ресурсов на производство сельскохозяйственной продукции. По некоторым видам сельскохозяйственной продукции затраты на перевозку и погрузо-разгрузочные работы достигают 70% всех трудозатрат.

В связи с этим необходимо улучшать оснащение отрасли специализированными техническими средствами, неуклонно повышать технический уровень, качество и, особенно, надежность машин и оборудования для животноводства и кормопроизводства, снижать материалоемкость и энергоемкость выпускаемой техники.

Состояние проблемы

Ключевой задачей агропромышленного комплекса является устойчивое наращивание производства зерна.

Продовольственная безопасность страны в значительной мере определяется валовым сбором зерна, необходимого для формирования семенных фондов, обеспечения продуктами питания населения, а животноводства зернофуражом. При стабильном сохранении посевных площадей основными путями увеличения производства зерна являются повышение урожайности и снижение потерь

зерна на всех стадиях производства. К сожалению в 90-е годы прошлого столетия производство зерна в нашей стране существенно уменьшилось, как за счет сокращения посевных площадей, так и за счёт снижения урожайности.

Урожайность зерновых культур в России не превышает в среднем 18 - 20 ц/га, тогда как в ведущих зернопроизводящих странах составляет: 50-60 ц/га.

Одной из причин столь низкой урожайности в нашей стране является плохое качество семян. Низкое качество семян в России объясняется недостаточным технологическим и техническим уровнем механизации производства семян, а также неполным учётом биологии развития растений, что приводит к существенному травмированию зерна при уборке и послеуборочной обработке /99/.

Одним из распространённых элементов механизированных комплексов, зерноперерабатывающей промышленности, являются транспортирующие машины, в частности элеваторы ковшового типа.

Доля затрат энергии при работе элеваторов, составляет не менее 30%, на их долю приходится до 70% всех травмированных семян от всего количества транспортирующих машин, используемых в послеуборочной обработке зерна. Все эти обстоятельства говорят о том, что вопросы снижения энергозатрат, а также уменьшения травмирования зерна, является актуальной проблемой /94/.

Многочисленные исследования, проведённые по совершенствованию элеваторов ковшового типа, как правило, не затрагивают вопросов уменьшения мощности, затрачиваемой на транспортировку материала. Применение новых материалов в конструкции машин элеваторного типа может способствовать снижению энергозатрат и уменьшению травмирования, что особенно важно для семенного материала.

Таким образом, совершенствование технико-эксплуатационных характеристик элеваторных машин, является важной народно-хозяйственной задачей, имеющей большую практическую ценность.

Цель исследования.

Совершенствование процесса транспортировки зерна, в том числе семян, элеваторами ковшового типа, на основе уменьшения удельных энергетических затрат и снижения травмирования семян.

Задачи исследования.

  1. Провести анализ и дать количественно-качественную оценку механических повреждений семян в зерновой массе при их взаимодействии с исполнительными элементами ковшовых элеваторов.

  2. Разработать теоретическую модель взаимодействия с зерном исполнительных элементов ковшовых элеваторов и выявить факторы, оказывающие влияние на травмирование семян.

  3. Разработать методику и создать экспериментальную установку для проведения лабораторно-производственных испытаний ковшовых элеваторов.

  4. Экспериментально проверить основные положения теоретического анализа и разработать предложения по снижению энергоёмкости процесса и уменьшению механического травмирования семян.

  5. Обосновать технико-экономическую эффективность предложенных в работе технических решений.

Объект исследования. Технологический процесс транспортировки зерна, в том числе семенного материала, элеваторами ковшового типа

Научная новизна.

  1. Разработана теоретическая модель процесса взаимодействия ковша с зерном (семенным материалом) с учетом действия факторов, определяющих материал, конструкцию и форму ковша.

  2. Подтверждена возможность использования ковшей из полимерных материалов для уменьшения энергозатрат и снижения травмирования семян.

  3. Разработана методика испытания элементов элеватора ковшового типа с использованием стенда, новизна конструкции которого подтверждена патентом № 2172712.

8 Практическая ценность.

  1. Предложена методика и конструкция испытательного стенда для проведения ускоренных испытаний элеваторов ковшового типа.

  2. Оптимизированы конструктивно-режимные параметры элеваторов ковшового типа.

Внедрение.

Опытные образцы ковшей проходили проверку и были внедрены в ООТ «Павловская Нива» Оренбургского района, на Оренбургском хлебоприемном предприятии и птицефабрике «Гайфа» Гайского района Оренбургской области.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Оренбургского ГАУ в 1999-2004 гг. Исследования и разработки, составившие основу диссертационной работы, выполнены в соответствии с планами научных исследований Оренбургского государственного аграрного университета №01960006480 «Совершенствование средств механизации и автоматизации сельскохозяйственных технологических процессов и методов их использования».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе 2 патента на изобретение.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и приложений, списка использованной литературы (126 наименований). Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 56 рисунков, 13 таблиц и 34 приложения.

Физико-механические свойства семян и их влияние на процесс транспортирования зерна

Проектирование и расчет рабочих органов машин для механизации зернового производства требуют предварительного технологического обоснования элементов их конструкций с учетом технологических свойств зерна. Эти свойства определяются главным образом морфологическим строением и физико-механическими свойствами зерен и зерновой массы.

Знание строения зерна различных культур позволяет установить технологические регулировки машин и режим их работы в связи с обработкой зернового материала, совершенствовать изучение механических повреждений зерна. Физико-механические свойства зерна не обладают строгим постоянством и имеют большой диапазон изменчивости в зависимости от многих причин /21,32,62,90/.

Физико-механические свойства зерна характеризуются довольно большим количеством показателей: форма семян, характер поверхности, абсолютный и удельный вес, стекловидность, гигроскопичность, упругость, щуплость и др. Однако не все они в одинаковой степени оказывают влияние на механические повреждения зерна.

Наибольшее влияние оказывают форма зерна и состояние поверхности, размерные (линейные и весовые) показатели, щуплость, влажность, стекловидность. На механические повреждения зерна оказывают влияние физические свойства зерновой массы: выравненность, гигроскопичность, сыпучесть, тепловые свойства (теплоёмкость, теплопроводность и т.д.).

Как известно, зерно представляет собой сложную биологическую систему, составные его части обладают различными механическими свойствами, то есть способностью сопротивляться разрушению с одновременным изменением формы /82/.

Форма и состояние поверхности зерна бывают самыми разнообразными, и, как правило, они характерны по культуре, виду и сорту. Но даже в пределах одного вида, сорта форма и поверхность зерна могут значительно отличаться в зависимости от условий развития и других факторов. Существует много классификаций зерна по его форме, но в основном исследователи используют тип и форму семян по Н.Н. Ульриху/107/. На рис. 1.1. изображены пять общих типов, характеризующих геометрическую форму зерна: шаровидная, когда длина, ширина и толщина зерна практически равны или отличаются очень незначительно (горох, просо, сорго и т.д.); чечевицеобразная, когда ширина равна дли не при значительно меньшей толщине (чечевица); эллиптическая, когда толщина равна ширине при значительно большей длине (соя и другие семена бобовых растений); удлиненная, когда все три размера отличны друг от друга (пшеница, рожь, ячмень, кукуруза и т.д.); треугольная, когда все три размера равны или отличны друг от друга, но расположение плоскостей должно быть треугольным (гречиха). Несмотря на то, что зерно некоторых культур не имеет правильной геометрической формы, перечисленные группы форм зерна охватывают большую часть полевых культур.

Поверхность зерна может быть гладкой и глянцевой, ребристой и шероховатой, бугорчатой и морщинистой и т.д. Это свойство оказывает большое влияние на транспортировку зерна, очистку и сортировку и на механическое воздействие рабочих органов машин на зерно. Поверхность зерна зависит не только от свойств данного растения, но и изменяется под действием внешних условий. Размер или крупность зерна. В еще большей степени, чем форма изменяется крупность зерна. Размер зерна различных культур очень разнообразен, колебания его усугубляются под воздействием индивидуальных особенностей каждого отдельного растения и внешних воздействий. Размер зерна определяют линейными измерениями (длина, ширина, толщина). Термин "крупность" зерна относится только к размерным понятиям, которые не следует отождествлять с понятием "веса" (массы), хотя они и тесно связаны одно с другим. Крупное и мелкое зерно - это категории размерных показателей, а тяжелое и легкое - показатели их весовых отношений.

Наиболее устойчивый размерный признак - длина зерна, а ширина и толщина легко изменяются под воздействием внешней среды. Под влиянием влажности линейные размеры зерна изменяются в неодинаковой мере.

При повышении влажности сильно увеличивается ширина (на 10,8%), толщина (на 6,2%). Наиболее устойчива длина (на 5,2%). Так как микроповреждение влажного зерна больше, чем сухого, то изменение размера зародыша способствует увеличению повреждений зародыша.

Масса 1000 зерен заметно изменяется не только по культурам, но и в пределах определенных хозяйственно-ботанических групп, что зависит от сортового разнообразия и почвенно-климатических агротехнических условий возделывания данной культуры. Масса 1000 зерен - один из наиболее стабильных показателей в пределах сорта. Выравненность зерна - степень однородности отдельных зерен, составляющих зерновую массу по тому или иному показателю (крупность, влажность, цвет и т.д.).

В практике погрузочных работ главным образом имеет значение выравненность зерна по влажности и по размерам. При переработке выровненного зерна улучшается качество процесса транспортировки и зерновой массы.

По данным А.Н. Семенова/90/, наибольшая выравненность зерна достигается по толщине и ширине (от культуры и сорта она колеблется от 75 до 99%), значительно ниже выравненность может быть по длине (от 19 до 80%), то есть отклонения по длине от среднего размера зерна внутри каждой культуры довольно значительны, по ширине они меньше, а по толщине эти отклонения очень невелики.

Важным фактором, определяющим качество семенного материала, является его влажность. При исследовании этого вопроса рядом авторов были получены, казалось бы, совершенно противоречивые результаты. Так, одни из них /82/ считают, что с уменьшением влажности зерна способность его к повреждению увеличивается. А другие, наоборот, отмечают увеличение повреждения зерна по мере увеличения его влажности.

Особенности процесса разгрузки ковша

Тензометрические измерения необходимы для определения сил, действующих на ковш. Для этого на приводных рычагах 1 (рис. 3.8) наклеены тензодатчики 2, с которых через токосъёмное устройство 3 и соединительные провода 4 поступает сигнал на тензометрический усилитель 5, а с него через соединительные провода на осциллограф 6. Датчики, с помощью которых определяется момент сил, действующий на приводной рычаг от ковшей, располагаются по обе стороны приводного рычага по ходу его движения с каждой стороны у основания рычага, и образуют полумост из двух датчиков. Для снятия электрического сигнала с вращающейся детали на испытательном стенде применяется контактный токосъёмник. Применение такой конструкции токосъёмника обусловлено его простотой и надёжностью в работе, а также наличием стабильного переходного сопротивления вследствие небольших рабочих скоростей.

Контактный токосъёмник имеет несложную конструкцию. Трудность разработки контактных токосъёмников заключается в подборе оптимальных пар трения и необходимых регулировочных параметров. Так, например, сила прижатия трущихся пар должна быть такой, чтобы окисные плёнки, образующиеся на контактирующих поверхностях в то время, когда токосъёмник не работает, снимались в течение первых же оборотов сердечника токосъёмника. Вместе с тем следует помнить, что это усилие не должно быть велико, т.к. в случае большого усилия прижатия будет происходить интенсивный износ трущихся поверхностей.

С учётом вышеизложенных требований была разработана конструкция проходного шестиканального контактного токосъёмника . На приводном валу 1 на слой диэлектрика 2 насажены латунные кольца 3, к каждому из которых из внутренней полости вала подсоединяется провод, соединяющий кольца с тензодатчиками, находящимися на приводных рычагах ковшей. Описанный выше комплект деталей токосъёмника составляет его внутреннюю подвижную часть, называемую сердечником. Наружная неподвижная часть - корпус токосъёмника состоит из основания 5 и токо-съёмных контактов 4. Для получения наиболее стабильного переходного сопротивления на одно кольцо установлено по три токосъёмных контакта, дублирующие друг друга.

Каждый токосъёмный контакт соединён проводом с соответствующей ножкой штепсельного разъёма, а затем, через соответствующие кабели, с усилительной и регистрирующей аппаратурой. Токосъёмник защищен от воздействия внешней среды полугерметичным кожухом.

Для усиления сигналов тензодатчиков использовался тензометриче-ский усилитель 8 - АНЧ - 7М. Усилитель 8 - АНЧ - 7М предназначен для работы с проволочными датчиками, имеющими сопротивление 70-400 Ом и коэффициентом тензочувствительности К=2. Усилитель имеет восемь независимых каналов, что позволяет одновременно исследовать до восьми процессов. Получаемый на выходе усилителя сигнал пропорционален величине измеряемой деформации и соответствует её направлению. Для фиксации измеряемых параметров при проведении эксперимента использовался осциллограф светолучевой Н-117. Осциллограф предназначен для одновременной регистрации до 12 процессов, изменяющихся во времени электрических величин (тока или напряжения) и неэлектрических величин, преобразованных в электрические. Запись осциллограмм проводилась на фотобумагу УФ. После проявления фотобумаги получалась диаграмма. В данном осциллографе при проведении эксперимента использовались два канала для регистрации измеряемых параметров, ещё два канала для отметки нулевых линий, и один канал для отметчика положения приводного вала.

Для определения положения приводного вала был разработан и установлен на лабораторную установку отметчик положения приводного вала (рис. 3.10.). На приводной вал 1 был нанесён слой диэлектрика 2 таким образом, что начало слоя диэлектрика по ходу вращения вала соответствовало началу одного оборота и концу предыдущего оборота вала, а конец слоя диэлектрика по ходу вращения вала - концу половины оборота вала, а конец слоя диэлектрика по ходу вращения вала - концу половины оборота вала. Контакт 3, соединенный последовательно с батареей 6 и шлейфом осциллографа 7, соединительными проводами 5 и установленный на остове 4 установки, фиксировал появление и окончание слоя диэлектрика, замыкаясь на приводной вал и посылая сигнал на шлейф осциллографа, который фиксировал эти сигналы на фотоленте, после чего на диаграмме было видно, какой участок диаграммы соответствует определённому положению ковша. 5

Тензометрические приборы, в частности усилитель и осциллограф, были подвергнуты в данной работе статической тарировке для проверки линейности характеристики и оценки масштаба измерения, т.е. для проверки и градуировки шкал измерительного и регистрирующего приборов. Статическая тарировка проводилась по общепринятой методике. Поперечная сила, приложенная через динамометр на приводной рычаг, нагружает его изгибающим моментом, величина которого линейно изменяется по длине приводного рычага, и тензодатчики, подключенные к тарируемой измерительной аппаратуре, при различных нагрузках на динамометре, фиксировали изгибающий момент, действующий на приводной рычаг, при этом определялись показатели измерительных приборов. По результатам измерений были построены тарировочные кривые.

Методика проведения измерений

При многофакторном планировании эксперимента процесс исследования разбивается на отдельные этапы. После каждого этапа исследователь получает новую информацию об объекте, позволяющую изменять стратегию исследования. - Испытания экспериментального стенда проводились в лаборатории № 121, «Кафедра инженерная графика, сопротивления материалов и детали машин» - ОГАУ. - Программа эксперимента предусматривала лабораторные исследования. - Производственные испытания, проверку теоретических положений по обоснованию конструктивно-технических параметров ковшового элеватора. - Травмирование семян. - Сравнительные испытания на износ рабочих элементов элеватора (ковши). Исходя из проведенных теоретических исследований, конкретных условий объекта исследования и возможностей экспериментальной установки, в качестве критериев оптимизации были выбраны: удельные мощностиYn-ковш полимерный и YM - ковш металлический.

На основании анализа априорной информации, проведенных теоретиче ских исследований ряда ученых и институтов, собственных теоретических исследований, предварительных поисковых экспериментов, а также требо ваний, предъявляемых к факторам, были выбраны варьируемые факторы: скорость движения ковша, V, м/с глубина вхождения ковша, h, м плотность материала, у, кг/м3 При проведении экспериментальных исследований было применено центральное композиционное ортогональное планирование второго порядка. Это позволило аппроксимировать изучаемую поверхность отклика полиномом второй степени. На основании предварительных экспериментов и анализа априорной информации были выбраны уровни варьирования факторов, представленные в таблице 3.2. В соответствии с рекомендациями при числе факторов к 5 принято реализовывать полный факторный эксперимент.

Матрица плана экспериментов представлена в таблице 3.3. Таблица 3.2. Уровни варьирования факторов Для исключения влияния системных ошибок, вызванных внешними условиями, опыты были рандомизированы во времени. Рандомизация проводилась по таблице случайных чисел. Опыты не дублировались. Для оценки дисперсии, характеризующей ошибки опытов в матрице плана, опыт повторяется три раза, а дисперсия воспроизводимости определяется по формуле: Коэффициент значим, если его абсолютная величина больше доверительного интервала. После исключения из полученного уравнения регрессии коэффициентов, которые не отвечают требованиям нуль - гипотезы, проверяется гипотеза адекватности модели второго порядка с помощью F - критерия Фишера по формуле: После получения адекватной математической модели второго порядка необходимо определить координаты оптимума и изучить свойства поверхности отклика в окрестностях оптимума. Для этого полученные уравнения регрессии преобразуются в каноническую форму вида: , г» v2 , , п лт2

При каноническом преобразовании уравнения ( 3.12 ) производится перенос начала координат в оптимальную точку и поворот старых осей на некоторый угол а„ до совмещения. с главными осями геометрической поверхности. Для этого необходимо продифференцировать функцию отклика по каждой переменной и, приравняв к нулю частные производные, решить полученную систему уравнений, т.е. найти координаты оптимума. Подставляя эти значения в уравнение ( 3.12 ), определяют величину критерия оптимизации в оптимальной точке. Угол поворота осей а„ можно определить по формуле: Вид поверхности отклика определяется по значению коэффициентов регрессии канонической формы и положению центра поверхности (фигуры): - коэффициенты имеют одинаковые знаки, центр фигуры находится вблизи центра эксперимента — поверхности имеют минимум и максимум; - коэффициенты имеют разные знаки, центр фигуры находится вблизи центра эксперимента — поверхности типа минимакса; - один из коэффициентов близок к нулю, и центр фигуры удален в бесконечность -- поверхности типа возвышенного гребня; - один из коэффициентов равен нулю - поверхность отклика называется стационарным возвышением. После канонического преобразования и определения вида поверхности отклика проводится её анализ с помощью двумерных сечений.

Для этого в модель подставляются нулевые значения всех факторов, кроме изучаемых двух. Далее полученное выражение преобразуется в канонический вид. После этого определяется тип поверхности отклика и начинается графоаналитический анализ полученного выражения. На графике в координатах независимых переменных с натуральным масштабом наносится центр поверхности отклика, и из него проводятся координатные оси главных направлений канонического уравнения. Затем, придавая различные значения критерию оптимизации в каноническом уравнении, строится серия кривых равного выхода (изолиний). По кривым сечений судят об изменении величины критерия оптимизации в зависимости от натуральных значений рассматриваемых факторов. Рассмотрение всех возможных сечений даёт наглядное представление о значениях критерия оптимизации, которые он будет принимать при варьировании уровней каждой пары факторов.

Результаты производственных экспериментов

Производственный эксперимент проводился на Оренбургском хлебоприёмном предприятии. Оренбургское хлебоприемное предприятие основано в 1935 году, головное предприятие находится в Промышленном районе города Оренбурга; имеются филиалы: Степной ХПП, Беляевский ХПП, Илекский ХПП. Головное предприятие расположено на 15 га земли. Техническая база ОАО Оренбургское XII11 прилагается в приложении. С целью проведения сравнительных испытаний норий с полимерными и металлическими ковшами на Оренбургском хлебоприемном предприятии было выбрано соответствующее элеваторное оборудование (табл. 4.5) Полученные в результате испытаний данные обрабатывались по методу ортогональных многочленов П.Л. Чебышева. Были установлены зависимости линейного и весового износа полимерного и металлического ковшей от числа проходов смеси по образцу. Степень согласованности теоретического и статического распределений оценена по средствам критерия Колмогорова. Графики зависимости представляют собой семейство кривых вида Линейное изнашивание и потеря массы при износе металлического ковша будут минимальными при работе на чистой пшенице (рис. 4.20).

Это обусловлено тем, что преобладающим видом износа является абразивный. Изнашивание металлического ковша, работающего на смесях с песком, возрастает почти в два раза (рис. 4.21) по сравнению с изнашиванием на чистой пшенице. Незначительное увеличение линейного изнашивания металлического ковша с увеличением процентного содержания песка в смеси можно объяснить некоторым увеличением нормального давления на поверхность трения.

Минимальная потеря массы при износе полимерного ковша происходит при работе на чистой пшенице (рис. 4.22). Основным видом износа полимерного ковша является механическое разрушение микроповерхностей образца уже при работе на чистой пшенице, так как микротвердость пшеницы выше микротвёрдости полимеров. Коэффициент трения при работе металлического ковша с зерном пшеницы Харьковская 46 больше, чем у полимерного. А при работе на смесях изнашивание поверхности полимерного ковша происходит частицами песка и пшеницы. Некоторое увеличение изнашивания полимеров связано с большей абразивной способностью песка, чем пшеницы. С другой стороны, незначительность этого возрастания объясняется тем, что механизм износа остается тем же. Линейное изнашивание полимерных ковшей при работе на любой из трех смесей остается приблизительно постоянным. Оно в 1,5 раза больше, чем изнашивание металлических образцов при работе на чистой пшенице и в 2 раза при работе на смесях с песком. В то же время высокая технологичность и малый удельный вес полимеров позволяют изготовить из них ковши в три раза большей толщины, чем металлические. Работоспособность таких полимерных ковшей в два раза выше работоспособности металлических при работе на чистой пшенице, при работе на смесях с песком в 1,5 раза.

Таким образом:

1. Скорость линейного изнашивания полимерных ковшей в условиях проведенного эксперимента в среднем в 1,8 раза больше, чем металлических. За счет большей толщины работоспособность полимерных ковшей в 2,2 раза больше чем металлических.

2. Увеличение процентного содержания песка в смеси с 5 до 15% не оказывает существенного влияния на увеличение износа испытуемых образцов.

3. Ведущим видом износа металлического ковша при работах на чистой пшенице и на смеси с песком является образивный. Для полимерных ковшей ведущим видом износа явля ется механический на любой из трех смесей.

Похожие диссертации на Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов