Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующих технологий разгрузки трудносыпучих материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения и кузововтранспортных средств 11
1.1. Хранение и транспортировка трудносыпучих сельскохозяйственных материалов 11
1.2. Существующие технические средства, используемые для сводообрушения при разгрузке бункеров и кузовов транспортных средств 20
1.3. Обзор научных исследований 38
1.4. Цели и задачи исследований 43
2. Теоретические исследования процесса взаимодействия рабочих органов ПСОУ со слежавшимися материалами при их выпуске из бункеров и кузовов транспортных средств 45
2.1. Анализ технологического процесса работы переносных сводообрушителей-очистителей 45
2.2. Теоретический анализ процесса рыхления слежавшихся материалов ПСОУ лопастного типа 51
2.2.1. Определение мощности затрачиваемой приводом при разрыхлении рабочими органами слежавшегося материала 51
2.2.2. Определение мощности затрачиваемой приводом на преодоление рабочими органами силы сопротивления со стороны разрыхленного материала 56
2.2.3. Определение энергоемкости процесса разрыхление слежавшегося материала 58
2.3. Теоретический анализ процесса рыхления устройством звеньевого типа 60
2.3.1. Определение энергозатрат разрыхления слежавшегося материала рабочим органом 60
2.3.2. Определение энергозатрат на преодоление сил сопротивления со стороны разрыхленного материала 65
Выводы по 2 главе 69
3. Методика экспериментальных исследований 70
3.1 Программа экспериментальных исследований 70
3.2. Общая методика экспериментальных исследований 70
3.3. Конструктивно-технологические схемы переносных устройств, лабораторных образцов бункера и кузова транспортного Средства 72
3.4. Характеристика трудносыпучих материалов используемых в исследованиях 78
3.5. Методика определения пропускной способности и энергоемкости выпуска 78
3.6. Методика оптимизации места расположения технологических отверстий в стенках емкостей на количество выгружаемого материала 80
3.7. Методика оптимизации длины рабочих органов 86
3.8. Методика оптимизации подачи рабочих органов на энергоемкость процесса выпуска материалов из емкостей 88
4. Результаты и анализ экспериментальных исследований 90
4.1. Влияние длины рабочих органов переносных устройств на количество выгружаемого материала 90
4.2. Влияние длины рабочих органов устройств на пропускную способность емкостей 109
4.3. Влияние длины рабочих органов переносных устройств на энергоемкость процесса выгрузки материалов 113
4.4. Влияние подачи рабочих органов переносных устройств на энергоемкость процесса выгрузки материалов 116
Выводы по 2 главе 118
5. Производственная проверка переносного устройства для выпуска материалов из бункера и экономическое обоснование его применения 120
5.1. Производственные испытания ПСОУ лопастного типа 120
5.2 Оценка экономической эффективности применения ПСОУ лопастного типа 123
Выводы по 5 главе 127
Общие выводы 128
Список исользованных источников 130
Приложения 141
- Существующие технические средства, используемые для сводообрушения при разгрузке бункеров и кузовов транспортных средств
- Определение мощности затрачиваемой приводом при разрыхлении рабочими органами слежавшегося материала
- Конструктивно-технологические схемы переносных устройств, лабораторных образцов бункера и кузова транспортного Средства
- Влияние длины рабочих органов переносных устройств на энергоемкость процесса выгрузки материалов
Введение к работе
В соответствии с концепцией развития животноводства выработанной Минсельхозом и Россельхозакадемией планируется увеличение производства комбикормов к 2010г. до 82 млн. т. В настоящее время объем использованного кормового зерна составляет всего 16..Л7 млн.т., в т.ч. 8.2 млн. т комбикормовыми заводами. Дефицит кормов у хозяйств объясняется в частности неоправданными затратами на их транспортировку и малыми объемами их изготовления из-за недостаточного технического обеспечения предприятий производителей [92].
Реализация выработанной концепции развития осуществляется двумя способами получения животноводческими предприятиями кормовых смесей: закупкой их в готовом виде у комбикормовых заводов и изготовлением непосредственно внутри хозяйств путем смешивания собственного сырья с промышленными добавками. Первый способ позволяет реализовать современные технологии, максимально использовать достижения науки и техники для эффективного производства высококачественной продукции. Второй имеет достоинство в виде сокращения затрат на доставку сырья и готовых кормовых смесей за счет использования промышленных добавок, что в конечном итоге приведет к снижению удельных затрат кормов на получение животноводческой продукции.
Для хранения компонентов кормовых смесей и готовых кормов, кормоцеха и комбикормовые заводы оснащены бункерами и силосами. При этом используемые конструкции емкостей не удовлетворяют требованиям стабильной разгрузки по причине сводообразования и налипания на стенки. Поставки указанных продуктов не осуществляются большими партиями из-за возможности использования для этой цели только автотранспорта. В связи с этим прямые затраты в себестоимости
7 продукции в настоящем возросли с 8...10% до 35...40%. а энергозатраты с 0,3...0,4% до 5.. .6 % соответственно.
Железнодорожный транспорт более выгодно использовать для поставок кормового сырья .и готовых кормовых смесей, однако здесь должна быть обеспечена стабильная разгрузка перевозимых материалов. Проведенный анализ некоторых типов кузовов используемых данным видом транспорта показал их малую универсализацию по видам транспортируемых трудносыпучих материалов из-за трудностей с выпуском. В связи с этим по данным статистики за последние 10...12 лет из грузооборота железнодорожной отрасли было исключено большинство грузов связанных с переработкой сельскохозяйственной продукции. По объемам использования наиболее значимым являются отруби, наличие которых в различных рецептах комбикормов и кормосмесей достигает 50%.
В связи с этим для усовершенствования технологии выгрузки материалов широкой номенклатуры из бункеров и кузовов транспортных средств существует необходимость в универсальном устройстве. Изучение технологии работы бункеров и кузовов транспортных средств показали направление в совершенствовании средств их разгрузки путем создания переносных технических средств для сводообрушения, рыхления слежавшегося материала и очистки в полостях бункеров и кузовов транспортных средств. Решение этой задачи сможет значительно повысить эффективность производства кормов для животноводства при низких затратах ресурсов.
Цель работы. Повысить эффективность и ресурсосбережение выпуска сельскохозяйственных материалов из бункеров и кузовов транспортных средств путем использования переносных сводообрушающе-очищающих устройств (ПСОУ).
8 Объект исследований. Процесс выпуска трудносыпучих сельскохозяйственных материалов, переносные сводообрушающе- очищающие устройства.
Методика исследований. Теоретические исследования опирались на известные законы и методы классической математики и механики.
Постановка экспериментальных исследований и производственных испытаний проводилась в соответствии с действующими ГОСТами и разработанными индивидуальными методиками. Научную новизну составляют: - энергетический расчет процесса выпуска трудносыпучих материалов из емкостей; - экспериментально обоснованные параметры предлагаемых сводообрушающе-очищающих устройств для выпуска материалов с разными физико-механическими свойствами; - методология прогнозирования выпуска материалов с использованием ПСОУ.
Практическую ценность составляют: - конструкция переносного сводообрушающе-очищающего устройства лопастного типа защищенная патентом РФ №2201813; - комплект лабораторного оборудования, используемого для исследований процессов выпуска материалов из емкостей; - экспериментальные подтверждения основных положений диссертации; - результаты испытаний переносного сводообрушающе-очищающего устройства лопастного типа на выпуске материалов из производственного бункера.
Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Технология грузовой и коммерческой работы, станции и узлы» и ОАО «Волжско-Уральская транспортная компания» на ст. Самарка.
9 Апробация. Основные положения диссертации доложены и одобрены: на второй международной отраслевой научно-технической конференции "Актуальные проблемы развигия железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении" (РГУПС, г. Ростов-на-Дону, 2000г.); на научной конференции профессорско-преподавательской состава и аспирантов по итогам нучно-исследовательской и учебно-методической работы за 2000 год (СГАУ, г.Саратов, 2001); на Поволжской межвузовской научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов инженерных факультетов сельскохозяйственных вузов "Актуальные агроинженерные проблемы АПК" (СамГСХА, г.Кинель, 2001г.); на Поволжской межвузовской конференции "Совершенствование машиноиспользования и технических процессов в АПК" (СамГСХА, г.Самара, 2002г.); на 3-ей международной научно-практической конференции "Безопасность транспортных систем" (МАНЭБ, г.Самара, 2002г.); на 59-ой региональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование, наука, практика" (СамГАСА, г.Самара, 2002г.); на Поволжской межвузовской конференции "Современные технологии, средства механизации и техническое обслуживание в АПК" (СамГСХА, г.Самара, 2003 г.); на международной научно-практической конференции к 13-ой международной специализированной выставке АГРО-2003 "Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО" (БГАУ, г.Уфа, 2003г.); на межвузовской научно практической конференции "Вклад ученых вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте" (СамГАПС, г.Самара, 2003г.); на 30-й межвузовской научной конференции студентов и аспирантов (СамГАПС, г.Самара, 2003г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в виде 9 статей и 1 тезисов. Новизна конструкции переносного сводообрушающе-очишающего устройства подтверждена патентом РФ №2201813.
10 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений.
Работа представлена на 140 страницах машинописного текста, содержит 78 иллюстраций, 4 таблицы, 3 приложения, список литературы включает в себя
118 наименований, в том числе 6 на иностранном языке. На защиту выносятся: анализ разгрузочных операций в бункерах и кузовах транспортных средств используемых в животноводстве; обзор и классификация существующих конструкций сводообрушителеЙ; теоретические исследования процесса выпуска слежавшихся материалов из емкостей; обоснование конструкций переносных сводообрушающе-очищающих устройств и их рабочих параметров; результаты экспериментальных исследований выпуска материалов из емкостей переносными сводообрушающе-очищающими устройствами в лабораторных условиях; - результаты производственных испытаний переносного сводообрушающе- очищающего устройства лопастного типа с рабочими органами 0,46м на выпуске материалов из бункера с размерами поперечного сечения 3 х Зм.
Существующие технические средства, используемые для сводообрушения при разгрузке бункеров и кузовов транспортных средств
После каждого опорожнения емкости количество остатков на стенках постепенно увеличивается и становится надежной опорой для сводов. Кроме всего остатки материалов органического происхождения создают очаги развития различных микроорганизмов (плесени, грибков), что крайне отрицательно сказывается на качестве хранимой продукции. Отсутствие механической очитки кузовов специализированного подвижного состава сразу после разгрузки сопровождается значительными потерями материала, скапливающегося в зоне разгрузочных люков и впоследствии высыпаемого на путь. Налипание материалов может быть стимулировано изменением температурно-влажностного состояния окружающей среды.
При перевозках цемента в вагонах цементовозах на внутренней поверхности кузова под воздействием конденсата атмосферной влаги образуется корка из слоя цемента. Наличие остатков перевозимых материалов объясняется так же конструкцией бункеров вагонов-хопперов, в частности расположением днища перпендикулярно направлению движения выгружаемого материала. При этом часть нижней поверхности бункеров расположена ниже разгрузочного окна [67].
Очистку внутренних полостей емкостей от налипших остатков, образуемых в результате хранения в настоящее время производят ручным способом, что требует присутствия обслуживающего персонала в полости хранилищ, связанных с нарушениями техники безопасности. Отсюда очевидна необходимость в создании средств механизации очистки емкостей для сыпучих материалов [61]. Взаимодействие частиц сыпучего материала между собой обусловлено аутогезией — связью между молекулами (атомами, ионами) сыпучего материала, приводящей к образованию агломератов в пределах одной фазы. Особенность аутогезии состоит в отсутствии границы раздела фаз в отличие от адгезии, где эта граница имеет место (сыпучий материал — одна фаза, поверхность контакта - другая фаза).
Так в сухих неуплотненных материалах возникают силы молекулярного притяжения, проявляющиеся еще до непосредственного соприкосновения частиц друг с другом, в случае наличия избыточного заряда на частицах, либо при соприкосновении частиц с разными потенциалами [64]. Избыток влаги приводит к образованию между частицами связей под действием сил поверхностного натяжения жидкостных пленок (капиллярных сил). Тем самым текучесть сыпучих материалов существенно ухудшается. Наиболее трудносыпучими считаются материалы, содержащие в себе 70 -90% воды от их максимальной влагоемкости. Повышенной адгезией и аутогезией обладают грузы, содержащие в своем составе 10 - 18% жира. Изучению данных явлений был посвящен ряд работ [26,49,53,57,58,88,104].
Уплотнение материала характеризуется одновременно протекающими процессами уменьшения расстояния между частицами и увеличения площади их поверхностных контактов, в результате чего они слипаются, сцепляются и материал становится связанным. Это явление может сопровождаться вытеснением воздуха, объемная масса сыпучего материала при этом возрастает. Увеличение плотности в отпускных бункерах и бункерно-силосных хранилищах происходит под действием насыпи материала (статических нагрузок), динамических и вибрационных нагрузок вызываемых работой подвижного состава и располагаемого рядом технологического оборудования [57,73].
Слеживание в вагонах-хопперах в основном происходит от воздействия динамических нагрузок на кузов со стороны рельсового пути при движении. Интенсивность данного процесса увеличивается под воздействием падающего груза. От соударения загружаемого потока с дном кузова наибольшее уплотнение получают нижние слои груза. В этом случае уплотнение зависит от высоты, с которой материал загружается в емкость. Сопровождается процесс уплотнения ростом величины начального сопротивления сдвига и силы внутреннего трения. У одних материалов уплотнение сопровождается значительным (трех и даже четырехкратным) повышением начального сопротивления сдвигу, у других повышение незначительно и составляет 15...30 % от первоначального значения [46,47]. Рост начального сопротивления сдвигу при хранении материала, объясняется давлением на него насыпи, при котором частицы материала укладываются плотнее и прижимаются друг к другу. При этом вертикальное давление на частицы, находящиеся под сводом уменьшается, а на стенки силоса возрастает. Данное обстоятельство так же объясняет то, что по мере загрузки силоса вертикальная нагрузка со стороны насыпи на дно увеличивается до достижения определенного значения высоты засыпки, после превышения которого, рост прекращается. Исследования так же показывают, что горизонтальное давление достигает максимума в пределах 0.25.. .0.33 высоты насыпи материала в емкости [41,46,69,70,87,116,118]. Установлено, что загружаемый в бункер материал располагается конусообразно (под углом естественного откоса) и подвергается самосортированию. Крупные тяжелые фракции при этом скатываются к стенкам бункера, а мелкие частицы сосредотачиваются в зоне канала истечения. Данное явление называется сегрегацией [84]. Например, в центральной части хранилища плотность овса составляет 550...660 кг/м3, а у стенок всего 410...440 кг/м3, т.е. на 25 - 30% меньше [111]. Из практики комбикормового производства известно, что трудносыпучие ингредиенты комбикормов истекают удовлетворительно при кратковременном хранении в течение 5...6 суток [52]. При этом в обозначенный период времени, как показано на рис. 1.2,а при плотности отрубей 0,55 т/м3 и мела около 1,1 т/м3 истечение происходит стабильно. При хранении трудносыпучих материалов в течение указанной длительности, во избежание слеживания, необходимо проводить периодическое разрыхление их массы. Это достигается регулярной механизированной перекачкой материала из емкости в емкость. Данная операция на животноводческих предприятиях при хранении отрубей в бункерах производится каждые 170 часов [63], требует значительных затрат энергии, постоянного наличия свободных емкостей, сопровождается значительным износом оборудования.
Определение мощности затрачиваемой приводом при разрыхлении рабочими органами слежавшегося материала
Соосность рабочего органа с приводным валом достигается за счет наличия скоса 5 на заднем торце рейки выполненным под тем же углом, что и выступ 6 расположенный под выемкой 4 приводного вала. В случае образования сводов через отверстия, выполненные в стенках І бункера, вводят рабочий орган устройства, включают привод вращения вала и осуществляют прохождение рабочего органа в глубь слежавшегося материала, разрыхляя его зубчатой рабочей стороной. Постепенно при вращения приводного вала, канал образованный в слежавшемся сводообразующем материале постепенно расширяется за счет поворота рабочих органов вокруг шарнира под действие центробежных сил. При этом материал интенсивно разрыхляется. Отклонение рабочего органа от оси приводного вала продолжается до соприкосновения его со стенкой емкости. Результатом становится очистка поверхности стенки от налипшего материала. Анализ технологического процесса работы данного устройства позволил выявить некоторые его недостатки. Во-первых, для создания центробежных сил отклоняющих рабочие органы от оси приводного вала при расширении зоны рыхления и очистки внутренней поверхности стенки бункера необходима высокая частота вращения приводного вала. Во-вторых, чтобы избежать повреждения зубчатой кромки рабочего органа, извлекать его из отверстия после завершения работы можно только при определенном положении, когда зубчатая сторона находится в верхнем положении.
На рис, 2,2 изображено устройство для обрушения сводов с рабочими органами 3, выполненными в виде двух гибких элементов, к концам которых прикреплены тросы 2 [80]. Рабочие органы вставляются в технологическое отверстие бункера в прямолинейном положении. Вал 4 вращает рабочие органы, а выворачиваемые винты 1 осуществляют натяжение тросов, которые постепенно разводят гибкие рабочие органы в противоположные стороны, увеличивая зону разрыхления материала.
Таким образом, вращение рабочих органов, осуществляемое одновременно с их разведением в разные стороны сопровождается интенсивным разрыхлением. После сводообрушения в зоне данного отверстия выключают привод вращения вала 1, поворачивают винты в обратном направлении, ослабляют натяжение тросов, в результате чего упругие элементы рабочих органов принимают прямолинейное положение и их можно беспрепятственно извлечь из отверстия. Недостатком данного устройства является сложность использования при разгрузке материалов с высокой степенью слеживаемости и связанности.
Наиболее близким к описанным устройствам относится устройство для очистки сплошной твердой массы из емкостей с узким входным отверстием, которое может быть использовано для бункера со слежавшимся сыпучим материалом. Это устройство (рис. 2.3.) состоит из приводного вала 4 с рабочим органом, состоящим из планок 5, соединенных при помощи шарниров 2. Вал содержит в себе канал 3 для подачи текучей среды (воздух, жидкость) и пазом 7 в котором размещается шарнир 6 с возможностью поворота и перемещения вдоль оси вала [10]. В случае необходимости удаления материала из емкости в его отверстие вставляется рабочий орган устройства и производится выгрузка. Совместно с очисткой внутренних поверхностей при вращении вала за счет действия центробежных сил звенья рабочего органа отклоняются от сложенного прямоугольного положения и образуют совместную фигуру ромба. Для улучшения качества очистки в емкость может осуществляться подача жидкости или воздуха под давлением. Однако использование данного устройства неудобно для очистки труднодоступных мест плоских внутренних поверхностей бункеров, поскольку конструкция его рабочего органа не позволяет звеньям при вращении располагаться в плоскости перпендикулярной продольной оси вала и невозможно контролирование степени раздвижения шарнирного четырех звенника и достигнутого уровня очистки емкости. Анализ технологического процесса выпуска трудносыпучих материалов из кузова транспортного средства и бункера позволил разработать переносные устройства селективного действия лопастного и звеньевого типов для разгрузки и локальной очистки названных емкостей. Выпуск материала с помощью данных устройств производится в следующей последовательности: - открывается люк выпускной воронки и через него осуществляется самопроизвольный выпуск некоторого количества материала, располагаемого в пространстве под образовавшемся сводом; - через одно из технологических отверстий, выполненное в стенке бункера (или кузова транспортного средства), вводятся рабочие органы и устройство закрепляется неподвижно; - включением привода устройства осуществляется вращение рабочих органов в сочетании с отклонением их от соосности, в процессе которого на материал оказывается разрыхляющее воздействие, побуждающее его к истечению, а затем в момент приближения рабочих органов к поверхности стенки емкости производится ее локальная очистка от налипшего слоя. Для разгрузки емкости может быть использовано от одного до нескольких технологических отверстий. Процесс выгрузки трудносыпучего материала из лабораторных образцов емкостей с использованием одного технологического отверстия можно разделить на два этапа: - разгрузка части материала с использованием одного технологического отверстия, располагаемого на передней стенке кузова транспортного средства или стенки выпускной воронки бункера; - разгрузка оставшегося в емкости материала с использованием одного или нескольких других дополнительных технологических отверстий, не использованных на первом этапе. Каждый из двух этапов в свою очередь делится на два: - разрыхление в зоне полусферы или шарового сектора радиусами равными длине рабочих органов ПСОУ лопастного типа располагаемых в полости емкости или разрыхление в зоне конуса имеющего высоту и радиус основания равные длине рабочего органа ПСОУ звеньевого типа.
Конструктивно-технологические схемы переносных устройств, лабораторных образцов бункера и кузова транспортного Средства
Для исследований конструктивно технологических параметров переносных сводообрушающе-очищающих устройств были изготовлены их лабораторные образцы (рис. 3.1 а, б и 3.2. а, б), а так же кузова транспортного средства и бункера (рис. 3.3, 3.4). Лабораторный образец кузова транспортного средства на примере бункера вагона-хоппера для перевозки зерна был выполнен в масштабе 1:2 К опорным стойкам 4 прикреплена воронка 11, которая с устанавливаемым сверху нее съемным коробом 2 образует емкость. Выпуск трудносыпучего материала из данной емкости осуществляется через выгрузное отверстие 5, закрываемое при помощи крышки 6. В передней стенке выпускной воронки 8 имеется технологическое отверстие прямоугольной формы 3 предназначенное для ввода рабочих органов сводообрушителя 10 в полость емкости по ее середине. Для ввода рабочих органов в другие части полости емкости дополнительно изготовлено несколько круглых технологических отверстий 1. Обойма ПСОУ закрепляется в отверстиях с помощью болтов 12 в цилиндрическом патроне 9 подвижной пластины 7, которая при этом имеет возможность перемещения по направляющим 14 вдоль прямоугольного отверстия. Фиксирование положения пластины на определенном уровне производится затяжкой болтов 15 установленных в резьбовых отверстиях направляющих. Технологические отверстия, изготовленные в передней стенке, позволяют осуществлять рыхление груза во всей полости емкости (рис. 3.5). Изготовленный лабораторный образец кузова транспортного средства соответствует части кузова вагона-хоппера модели 11-739 обозначенной на схеме пунктирной линией (рис. 3.6).
Особенности конструкции вагона-хоппера, связанные с расположением разгрузочных штурвалов по бокам бункеров, а так же исключение нахождения обслуживающего персонала непосредственно под подвижным составом требует производить ввод рабочих органов в полость кузова только через отверстия, располагаемые в передних стенках выпускных воронок, т.е. с внешней стороны пути.
Лабораторный образец бункера был изготовлен по образцу одного из предназначенных для хранения отрубей на Поволжском комбикормовом заводе, в масштабе 1:3 (рис. 3.7, 3.8). Образец состоит из опирающегося на опорные стойки 4 короба 1 и прикрепляемой к нему снизу выпускной воронки 5. Через выпускное отверстие 6 производится выпуск материала.
Для перекрытия выпускного отверстия емкость снабжена задвижкой 7. В каждой стенке выпускной воронки выполнено по одному технологическому отверстию 8. Фиксирование устройства в любом из отверстий
Опыты проводились на компонентах комбикормов, которыми располагает Алексеевский комбикормовый завод.
Исследования функционирования переносных сводообрушающе-очищающих устройств проводились на выпуске материалов со следующими свойствами: - отруби влажностью до 16 %, насыпной плотностью 268 кг/м ; - мясокостная мука влажностью 11%, насыпной плотностью 435 кг/м3; - мел дисперсный влажностью до 12 %, насыпной плотностью 519 кг/м3. Фракционный состав мясокостгой муки, мела и отрубей отвечал стандартам, Все материалы проходили проверку на соответствие предъявляемым к ним требованиям по влажности и гранулометрическому составу. В соответствии с этими требованиями фракции исследуемых материалов класса 3...2 мм не должны превышать 5%, а фракции класса 4...3 мм не должны превышать 1% от общей массы совокупности всех фракций, Измерение и фиксирование значений исследуемых параметров осуществлялось в процессе выпуска трудносыпучих материалов из лабораторных образцов емкостей. Предшествующими исследователями [27,32,92] было выявлено, что для исследований параметров и основных закономерностей работы устройств для побуждения материалов к истечению достаточной высотой засыпки лабораторных образцов емкостей является 1м при площади их горизонтальных поперечных сечений 1м2.
Влияние длины рабочих органов переносных устройств на энергоемкость процесса выгрузки материалов
Представленные графики показывают значительное отличие в количествах выгруженного материала приходящихся на отверстия с разными координатами. Данный факт объясняется влиянием полноты выпуска от использования предыдущего технологического отверстия на количество материала выгруженного с использованием последующего в очереди технологического процесса при постоянстве всех условий проведения эксперимента. Однако следует учитывать и случайный характер процесса выпуска. При множестве этапов, на которые поделен процесс (в частности три), без влияния останется только первый - осуществления выгрузки из зоны I средней части емкости с использованием технологического отверстия располагаемого на оси симметрии стенки емкости (см. рис. 4.6). Изменение количества выгруженного материала на данном этапе будет протекать только в одном направлении - расти с увеличением длины рабочих органов. Объемы же выгруженного материала при использовании двух дополнительных технологических отверстий не могут быть одинаковыми при большинстве значений длин рабочих органов. Это происходит по причине того, что граница между частями материала, выгружаемыми при использовании каждого дополнительного технологического отверстия с координатами (-0,24м; +0,58м) и (+0,24м; +0,58м) не может располагаться строго на оси симметрии кузова транспортного средства (рис. 4.8). Невозможность полной выгрузки отрубей из кузова транспортного средства, с использованием одного технологического отверстия, так же как и в случае с мясокостной мукой указывает на необходимость использования нескольких технологических отверстий. Выпуск отрубей рассматривался при использовании двух технологических отверстий с координатами (-0,24м; +0,4 8 м) и (+0,24м; +0,48м). Здесь в интервале длины рабочих органов LO=0,26...0,36M наблюдается рост количества выгруженного материала аналогично процессу истечения мясокостной муки из кузова транспортного средства. Полное опорожнение емкости происходило при длине рабочих органов лежащей в интервале Ь0=Ю,36...0,46м и обозначено на рис. 4.9 выделенной зоной. Таким образом, для выгрузки отрубей - материала превосходящего мясокостную муку по сыпучести оказалось достаточным двух технологических отверстий. Разгрузка отрубей, так же как и мясокостной муки сопровождалась разностью между выгруженными количествами, приходящимися на технологические отверстия с разными координатами. Рост длины рабочих органов на всем интервале изменения значений L0=0,26...0,46м сопровождался одновременным увеличением и уменьшением количеств материала выгруженных с использованием первого и второго соответственно технологических отверстий.
Сравнивая с процессом выгрузки мясокостной муки можно утверждать, что отруби, как более сыпучий материал, полностью будут истекать и с иными координатами расположения технологических отверстий. По этой причине отпала необходимость в исследовании выгрузки отрубей из кузова транспортного средства с иными схемами расположения технологических отверстий, показывающими лучшие результаты при выгрузке мясокостной муки, как более трудносыпучего материала. Меньшее количество технологических отверстий необходимое для разгрузки отрубей объясняется так же лучшей их сыпучестью.
Мел - материал, значительно уступающий по сыпучести мясокостной муке и отрубям. По этому исследования его разгрузки из кузова транспортного средства проводились для всех комбинаций координат расположения трех технологических отверстий использованных при исследованиях выпуска мясокостной муки: (0м; +0,15...0,46м), (-0,24м; +0,48м), (0,24м; +0,48м), (-0,29м; +0,7м), (0,29м; +0,7м), (-0,24м; +0,58м), (0,24м; +0,58м). Полученные зависимости количества выгруженного мела из модели кузова транспортного средства показывают, что полного опорожнения емкости при данных значениях координат технологических отверстий и длины рабочих органов достичь не удалось (рис. 4.10). Использование координат (Ом; +0,15...0,46м), (-0,29м; +0,7м), (0,29м; +0,7м) сопровождается ростом количества выгруженного материала на интервале длины рабочих органов L0=0,26...0,41м до значения 63%. Дальнейшее увеличение длины рабочих органов в интервале L0K),41...0,46м не сопровождалось значительным изменением количества выгруженного материала. Остаток в 37% был сосредоточен в зонах II, III, IV и V и находился в недосягаемости для рабочих органов (см. рис. 4.5). Комбинация координат (0м; +0,15... 0,46м), (-0,24м; +0,48м), (+0,24м; +0,48м) расположения технологических отверстий характеризуется увеличением полноты выгруженного материала до 57% в интервале длин рабочих органов Lo-0,26...0,36м и снижением ее до 54% в интервале Ьо=0,36...0,46м (см. рис. 4.6). Мел и мясокостная мука в этом случае не выгрузятся из зон II и III. Максимальное количество материала, которое удалось выгрузить, составляет 66% и соответствует технологическим отверстиям с координатами (0м; +0,39м), (-0,24м; +0,58м) и (0,24м; +0,58м) при длине рабочих органов L0=0,41M. Остаток материала при данных координатах технологических отверстий располагается в зонах II и III и ограничен снизу дугами АВ и А В имеющих радиусы равные максимальной длине рабочих органов. Изъять материал из указанных зон можно, удалив опоры свода на уровне от выпускного отверстия располагаемом значительно выше точек А и А (см. рис. 4.6). Это выполнимо только при дополнительных технологических отверстиях в вертикальных стенках. Минимально необходимое количество технологических отверстий составит более 3-х, что будет сопряжено с большими трудностями по их изготовлению, обеспечению герметизации и в целом с усложнением технологии разгрузки.
