Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 9
1.1. Смерзающиеся грузы: добыча, перевозка, хранение 9
1.2. Виды смерзающихся грузов 16
1.3. Восстановление сыпучести 17
1.4. Опыт эксплуатации грейферов при перегрузке смерзшихся сыпучих материалов 18
1.5. Конструкции виброгрейферов 29
1.6. Задачи теоретических и экспериментальных исследований 37
2. Силы, действующие на челюсть грейфера, снабженного клыками, аккумулятором энергии и вибраторами, в процессе зачерпывания 3 9
2.1. Расчет геометрических параметров грейфера 39
2.2. Определение величины начального заглубления 4 8
2.3. Определение усилий внедрения 53
2.4. Силы сопротивления резанию зачерпываемого материала 58
2.5. Силы, приложенные к ножу челюсти 77
3. Исследование влияния вибровоздействия на зачерпывающую способность 8 9
3.1. Параметры возмущающей силы при вибровоздействии 8 9
3.2. Плечи действующих усилий при зачерпывании смерзшегося сыпучего материала 91
3.3. Определение веса зачерпываемого материала в челюсти грейфера 97
3.4. Определение координат центра тяжести зачерпываемого материала в челюсти грейфера 100
3.5. Анализ уравнения движения челюсти грейфера (кривая зачерпывания) при вибровоздействии 101
4. Экспериментальное исследование и определение экономи ческой эффективности применения вибрационных грейферов с аккумулятором энергии для перегрузки смерзшихся сыпучих материалов 108
4.1. Экспериментальное оборудование 108
4.2. Вибрационное уплотнение сыпучих материалов в жесткой матрице 111
4.3. Анализ вибровоздействия на процесс зачерпывания смерзшегося сыпучего материала грейфером 128
4.4. Определение экономической эффективности применения вибрационных грейферов 132
Заключение 137
Литература
- Виды смерзающихся грузов
- Определение усилий внедрения
- Плечи действующих усилий при зачерпывании смерзшегося сыпучего материала
- Вибрационное уплотнение сыпучих материалов в жесткой матрице
Введение к работе
Сыпучие, материалы широко применяются в промышленности для различных целей. Потребителем сыпучих материалов является сельское хозяйство, строительная, химическая, пищевая, металлургическая, энергетическая и другие отрасли промышленности. Некоторые сыпучие материалы являются природными обра-зованьями - песок, гравий, зерно, но основная масса сыпучих материалов - продукт деятельности человека: рудные и химические концентраты, каменный уголь, гранулированные материалы. Номенклатура сыпучих материалов, особенно сырьевых, неуклонно растет, это связано с их технологичностью в перемести-тельных и перерабатывающих операциях.
Как структурное образование сыпучие материалы принято делить на две категории - легкосыпучие и связанные. Мерой, разделяющей их на эти категории, служит сопротивление материала, сдвигу, но граница перехода довольно условна; так как с изменением внешних и внутренних факторов грунт может переходить из легкосыпучего в связанный материал.
Более 50 % всех грузов, перевозимых в стране, составляют насыпные — уголь, руда, щебень, гравий, песок и др. Они являются источниками энергии и сырья для промышленности и перевозятся регулярно во все периоды года. От своевременной доставки этих грузов зависит ритм работы тепловых электростанций и промышленных предприятий. Только речной транспорт Российской Федерации ежегодно перемещает навалом около 500 миллионов тонн сыпучих материалов.
На территории Российской Федерации существуют сформировавшиеся, постоянно действующие грузопотоки насыпных грузов, которые включают в себя перевозки железнодорожным, речным транспортом и частично автомобильным. Стабильность грузопотоков обеспечивается в равной степени бесперебойной работой транспорта и перегрузочной техники в точках перевалки с од-
5 ного вида транспорта на другой и в начальной и конечной точках перемещения груза.
Более 60 % грузов перевозится в районах с продолжительностью холодного периода свыше пяти месяцев в году. Низкие температуры воздуха и большие расстояния перевозок приводят к смерзанию увлажненных насыпных грузов. В наиболее холодный месяц (январь) на выгрузку смерзшихся грузов отвлекается от основного производства до 500 тыс. рабочих. Общие потери народного хозяйства (без учета сбоев в работе транспорта и промышленных предприятий) достигают более 2 млрд. руб. в холодный период года[1].
Используемые для перевозки насыпных грузов полувагоны и перегрузочные устройства рассчитаны на сыпучие свойства этих материалов и при положительных температурах воздуха работают безотказно. С наступлением холодного периода года грузы, предварительно не подготовленные переходят в смерзшееся состояние, кардинально меняя свои физико-механические свойства. Машины и механизмы, осуществляющие перегрузочные операции с насыпными грузами, работают в крайне тяжелых условиях, из-за возросших нагрузок на рабочие органы машин, которые, кроме этого, подвергаются усиленному абразивному износу.
В этом случае необходимо восстановление их сыпучести путем разогрева, что требует затраты большого количества энергии и времени, или путем механического рыхления с использованием специальных машин и тяжелого ручного труда. Производительность труда при перегрузке смерзшегося груза снижается в 10—15 раз, значительно увеличиваются простои транспорта, что нарушает ритм транспортного процесса и работы предприятий. Себестоимость выгрузки увеличивается в 4—6 раз.
Интенсивное освоение природных богатств, и особенно полезных ископаемых, в северных и восточных районах вызывает постоянный рост объема перевозок.
С учетом тенденции увеличения удельного веса добычи полезных ископаемых в северных и восточных районах острота проблемы перевозки смерзающихся грузов с каждым годом возрастает. Она может решаться различными путями:
подготовкой грузов в процессе обогащения к виду, исключающему их смерзание в период перевозки;
использованием средств профилактики от примерзания и смерзания;
восстановлением сыпучести прибывших под выгрузку смерзшихся грузов;
проведением организационных мероприятий;
разработка механизмов и машин способных перегружать смерзшийся сыпучий груз с минимальными затратами.
В этом отношении грейфер решает указанную проблему, однако, существующие теории расчета грейферных механизмов разработаны из условия эксплуатации последних при положительных температурах, что сказывается на их работоспособности и ресурсе .
Работоспособность подъемно-транспортных машин (ПТМ) зависит, в первую очередь, от надежности рабочих органов, осуществляющих захват и перемещение материала. Поэтому требуется создавать высокоэффективные, с низкой металлоемкостью, надежные машины и оборудование, которые по своим технико-экономическим показателям должны превосходить лучшие отечественные образцы и быть конкурентоспособными на внешнем рынке .
Создание таких рабочих органов невозможно без глубоких исследований процессов, происходящих при разрушении смерзшегося сыпучего материала рабочим органом, его структурных изменений и создания адекватной физической модели с соответствующим теоретическим описанием.
Наличие достаточно разработанной теории всегда создает перспективу возможности управления процессом при проектиро-
7 вании рабочих органов в сторону уменьшения его энергоемкости, а также определения распределенных нагрузок, действующих на элементы рабочего органа при различном его исполнении и при работе с различными сыпучими материалами.
Целью настоящей работы является создание методики определения основных параметров грейферов, проектируемых для работы со смерзшимися насыпными грузами, определение параметров вибрационного оборудования, как наиболее эффективного для разрушения корки смерзшегося груза, применительно к грейферам данного типа. Разработка метода расчета указанного грузозахватного органа ПТМ в зависимости от характеристик физико-механического состояния материала: гранулометрического состава, влажности, температуры; для определения действующих нагрузок и энергетических затрат, и методов воздействия на смерзшийся сыпучий материал с целью уменьшения данных затрат. Температура представляет собой функцию глубины, что указывает на изменение существующих нагрузок по мере заглубления грейфера.
Научная новизна работы заключается в методе определения нагрузок, действующих на рабочие органы ПТМ, при их перемещении в среде с переменными усилиями сопротивления указанному перемещению. Пересмотр существующей методики расчета канатных грейферов, создаваемых для эксплуатации в условиях отрицательных температур.
Практическая ценность и реализация результатов.
Разработанный метод расчета применим к грейферным механизмам, назначение которых обеспечить разрушение корки смерзшегося груза на начальном этапе внедрения, потребляющим до 30...40 % затрачиваемой энергии, когда, в отличие от традиционного зачерпывания, нагрузки максимальные именно в этот период.
В работе разработана теория определения зачерпывающей способности грейфера путем решения систем дифференциальных
8 уравнений действующих нагрузок и силового расчета грузозахватного органа, в создании которого автор принимал непосредственное участие.
Разработана конструкция вибрационного грейфера, предназначенного для перегрузки смерзшихся сыпучих материалов в условиях отрицательных температур, с дополнительным введением энергии в систему «грейфер-двигатель» за счет накопления потенциальной энергии челюстей и нижней траверсы в процессе раскрытия в пружинных аккумуляторах энергии на основе авторского свидетельства СССР №1364596 и результатов эксплуатации в Горьковском порту специального грейфера для смёрзшихся сыпучих материалов в течение 1984-1986гг.
Виды смерзающихся грузов
К смерзающимся грузам, перевозимым на речном транспорте, следует отнести (при перевозке и хранении в холодный период года на открытом воздухе): гравий; камень строительный/ концентрат апатитовый; муку доломитовую; песок кварцевый, обыкновенный, формовочный; руду железную; соль поваренную; уголь бурый и каменный (в том числе мытый и гидродобычи); щебень мытый; ПГС.
Холодным периодом года для данного района погрузки (выгрузки) или пути следования считается время, в течение которого среднесуточные температуры ниже 0 С. Определяя меро приятия по предупреждению смерзаемости грузов при их перевозке, грузоотправителям необходимо учитывать календарную продолжительность холодного периода года на всём пути следования груза и пребывания в пунктах перегрузки.
Интенсивность смерзания сыпучих увлажнённых грузов, перевозимых в холодный период года, зависит от уровня отрицательных температур наружного воздуха, тепловых свойств груза и подвижного состава и времени перевозки.
Смёрзшийся груз характеризуется глубиной и прочностью смерзания. Глубина смёрзшегося слоя определяется толщиной смёрзшейся корки на поверхности груза.
Прочность смерзания груза на различной глубине неодинакова: на поверхности она наибольшая, а на границе смёрзшегося и талого груза - наименьшая. Прочность смерзания в основном зависит от влажности, объёмной массы и дисперсности груза, а также от температуры наружного воздуха и смёрзшихся слоев груза [1]. Прочность смерзания является решающим фактором при определении способов восстановления сыпучести смёрзшегося груза.
Восстановление сыпучести смёрзшихся грузов может осуществляться двумя способами - разогревом и дроблением. По данным НИИКМА, на подсушку 1т агломерата с Михайловского железорудного комбината [1] с первоначальной влажностью 7...9 % до влажности 3,5...4 % затрачивается 135...142 КВт-ч, или 5074 Дж/кг, что не выгодно в условиях хранения грузов в порту. Поэтому там технологически возможно только дробление. Оно достигается применением различных рыхлительных машин. При эксплуатации механических рыхлителей, применяемых для восстановления сыпучести смёрзшихся грузов, необходимо опреде 18 лять затраты энергии и механическую прочность рабочих органов в зависимости от глубины и прочности смерзания насыпных материалов.
При наличии смёрзшейся корки предварительное рыхление груза в штабеле производится ковшом экскаватора, но оно возможно лишь при незначительной толщине корки от 3 до 20 мм.
На складских работах при отгрузке груза из штабеля, в том числе со складов накопителей, используются бульдозеры на базе гусеничных тракторов ДТ-75М, С-100, Т-100М, Т-130 [2]. Их назначение - подача груза в зону работы основной перегрузочной машины, и если необходимо, рыхление смёрзшегося груза в штабеле. Однако, при образовании монолитной смёрзшейся корки толщиной 30...60см бульдозеры, оснащённые отвальным и вскрышным ножами, не могут её разрушить. Эту трудоёмкую работу несколько облегчает лишь применение более мощных бульдозеров на базе гусеничного трактора ДТ-250. Известно о случаях применения для рыхления смёрзшейся корки в штабеле клин-бабу массой 0,5 т. Кроме того, в некоторых портах практикуется рыхление путём бросания грейфера на груз и многократного смыкания-размыкания челюстей грейфера.
При добыче песка, ПГС, гравия и перегрузке мокрых и влажных грузов в условиях отрицательных температур происходит обледенение челюстей грейферов, намерзание груза на металлические поверхности грейфера и т.д., что резко ухудшает условия эксплуатации грейферов в зимний период, увеличивая нагрузку на их детали и узлы.
Определение усилий внедрения
Опыты [4] убедительно показали, что при небольшой глубине внедрения более рациональным является применение поперечных и круговых колебаний. Роль поперечных колебаний сводится к значительному уменьшению сил бокового давления и к уменьшению лобового сопротивления. Это можно объяснить понижением эффективных коэффициентов трения.
На основании опытов, проведённых А.Н. Зелениным [б] по разрушению мёрзлого грунта в лабораторных условиях можно выделить следующие основные закономерности: - затраченная энергия (работа) А прямо пропорциональна объёму рабочего органа, погружённого в мёрзлый грунт при нагрузке; - при статическом вдавливании штампов со скоростью деформации материалов в рабочих органах ПТМ и при площади S = 0, 5...10см2 на глубину h = 0,1м установлено, что для S 1см2 зависимость между усилием вдавливания Рвд и S имеет вид: Рвд = Ка S , (1.3) где К0 - коэффициент, определяемый прочностью грунта; S - площадь штампа, см2.
Критическая глубина, при которой преодолевается несущая способность грунта с прогрессирующим течением деформации, определяется величиной площади штампа и физико-механическими свойствами разрушаемого грунта.
Существенную роль в процессе разрушения мёрзлых грунтов ударной нагрузкой играют рёбра клина. Даже незначительное их закругление обуславливает повышение энергоёмкости разработки грунта вследствие уменьшения концентрации напряжений в месте контакта рёбер с грунтом. Клин с сечением (в плане) в форме вытянутого шестигранника или чечевицы обеспечивает направленный скол с большим объёмом сколотого грунта и уменьшением величины энергоёмкости Е до 20%.
При групповом расположении клиньев (в один ряд по прямой, параллельной линии забоя) энергоёмкость снижается в среднем в 0,8 раза. Оптимальное расстояние между зубьями а составляет 2...2,5 ширины Ь зуба [3].
На кафедре ПТМ ГИИВТа проводились экспериментальные исследования по вдавливанию в смёрзшийся уголь клиньев различной формы [2]. Исследовалось три вида клиньев рис.1.3. Результаты эксперимента следующие: - клин №1 не дал лидирующих трещин и только проткнул смёрзшуюся корку/ - клин №2 после заглубления в груз на 3/4 своей длины вызвал образование лидирующей трещины, ориентированной в плоскости клина; - клин №3 в процессе дал несколько лидирующих трещин в местах концентрации напряжений в корке около рёбер и образовал лидирующую трещину в направлении плоскости клина, при этом клин внедрился на глубину 4 08мм. Заглубление происходило с постоянной скоростью, равной 0,2м/с.
На основании этого был сделано предположение, что установка клиньев №3 с расстоянием между ними 4 00мм позволит при начальном заглублении челюстей грейфера в груз разрушать смёрзшуюся корку толщиной до 4 00мм.
Выводы сделанные в работе [2] о несоответствии рабочих нагрузок на элементы грейфера расчётным при эксплуатации его на смёрзшихся грузах подтверждаются экспериментальными исследованиями прочности корки и теоретическими расчётами.
Грейферы, предназначенные для перегрузки сыпучих грузов, имеющие определённую удельную нагрузку на режущую шину, при отрицательной температуре груза не могут разрушить смёрзшуюся корку, образующуюся в штабеле песка толщиной более 8см, что соответствует нахождению последнего при температуре -5С в течение б суток и для угля 10...12см при том же температурном режиме[1].
Величина удельной нагрузки на режущую кромку челюсти грейфера Куд определяется по аналитической формуле [6] (буквенные обозначения см. рис. 2.3): усилие в замыкающем канате, принимается равным номинальной грузоподъёмности крана, Н; кратность полиспаста; ширина челюсти грейфера, м; условный радиус челюсти, м; длина челюсти, м; высота челюсти грейфера, м; угол наклона тяги, рад; расстояние от шарнира до плоскости смыкания, м. Полученная величина Куд сравнивается с известными из практики значениями: для рм = 0,8...1,2 т/м3 - Куд= 19,6...24,5 КН/м; рм = 1,2...2,0 т/м3 - Куд= 24,5...29,4 КН/м; рм = 2,0...3,2 т/м3 - Куд= 2 9,4...4 9,1 КН/м.
Увеличение усилий на элементы грейфера появляется и в случае установки на нём клыков-рыхлителей, которые позволяют разрушать корку толщиной 350мм на песке и 400мм на угле, т.к. куски разрушенного материала, попадая между челюстями, создают большие распорные усилия. Теоретический расчёт [2] показывает на увеличение нагрузок в начальный момент зачерпывания грейфером, разрабатывающим уголь с толщиной смёрзшейся корки 4 00мм, в 5 раз по сравнению с обычной работой.
Поэтому необходимо усиливать узлы грейфера даже в случае рыхления груза рыхлителями или устанавливать на грейфер специальные клыки для разрушения корки и увеличивать кратность его полиспаста.
Данные грейферы представляют собой навесное рыхлительное оборудование для портального крана, и применяется только для разрушения смёрзшейся корки груза. Применение грейферов-рыхлителей должно происходить в совокупности с модернизированными грейферами для смёрзшегося груза, что выливается в изменение технологии перегрузочных работ. При разгрузке железнодорожных вагонов можно работать только грейфером-рыхлителем, но в этом случае производительность крана упадёт на 4 0%, поскольку грейфер-рыхлитель обладает пониженной зачерпывающей способностью, по сравнению с обычным.
Плечи действующих усилий при зачерпывании смерзшегося сыпучего материала
Анализ графика вибрационного грейфера позволяет сделать следующие выводы; условно процесс зачерпывания делится на три участка: — зона активного внедрения (выделена заливкой), в этот период происходит значительное перемещение клыков по вертикали, и небольшое по горизонтали, что объясняется небольшими значениями сил защемления клыков в грунте под возрастающим вибровоздействием - происходит расталкивание кусков разрыхленного грунта - эффект «проваливания» грейфера/ во временном интервале указанная зона соответствует началу периода разгона механизма подъема; — зона сниженного вибровоздействия (отмечена цифрой 1, визуально наблюдается утолщения линии графика из-за высокой частоты вибрации при малом перемещении, в этот период грейфер начинает набирать разрыхленный грунт, поэтому эффект вибрации сводится к виброупло-тению зачерпнутого материала, перекомпоновке кусков груза - амплитуда вибрации небольшая, перемещение клыков из-за их наклона к горизонту в основном происходит в горизонтальном направлении, к тому же в резании начинает принимать участие одна боковая режущая кромка; к концу указанного отрезка времени, а это около 3 с механизм подъема выходит на номинальный режим скорости; — зона практически полного отсутствия вибровоздействия (отмечена цифрой 2) из-за набора грейфером значитель ной массы груза и перемещения ее к линии смыкания че 107 люстей - абсцисса равна 0; указанный период длится порядка 6...7 секунд. В противовес виброгрейферу на кривой зачерпывания грейфера-рыхлителя четко выделяются лишь два участка - зона внедрения и зона набора материала, в связи с тем, что клыки на грейфере клиновые и отсутствует вибровоздействие, процесс внедрения протекает менее интенсивно, лишь за счет набора грейфером массы.
На основании проведенных в этой главе теоретических выкладок и проведенному на их основе компьютерному моделированию, а также по результатам производственных испытаний можно сделать следующие выводы: - у виброгрейфера на 44,5% повышена зачерпывающая способность в период разгона механизма подъема, главным образом за счет улучшения внедрения; - увеличение внедряемости на начальном этапе создает предпосылки для снижения массы основных элементов виброгрейфера приблизительно на 15...20% (не в ущерб прочности и выносливости) и доведение его вместимости до значений аналогичного грейфера, спроектированного для эксплуатации при положительных температурах; - методика расчета кривой зачерпывания, изложенная в текущей главе апробирована на действующем образце грейфера-рыхлителя и имеет достаточную сходимость с опытными данными (ошибка не превышает 8...10%), на основании чего можно утверждать, что расходимость кривой зачерпывания смоделированного грейфера и кривой выполненного на основе расчетов, изложенных в данной работе, действующего образца не превысит 5%; - указанную методику можно использовать для проведения оптимизации предложенной конструкции вибрационного грейфера, одно из направлений - приложение вибрации лишь на начальном этапе внедрения.
Экспериментальное исследование и определение экономической эффективности применения вибрационных грейферов с аккумулятором энергии для перегрузки смерзшихся сыпучих материалов
Установка для исследования виброуплотнения смерзшихся сыпучих материалов представляет установку ЭПС-02 (см. рис. 4.1 и приложение 1) . К цилиндрической камере приварено 3 кронштейна, в которых на пружинных подвесках 10 установлена подвижная пробка 9, приводимая в колебательные движения от инерционного вибратора направленного действия с дебалансамм 11. Инерционный вибратор приводится в движение через гибкий вал 14 от электродвигателя постоянного тока 12 (тип Г-74) мощностью 3 кВт, позволяющего в диапазоне от 20 до 80 герц плавно регулировать частоту колебаний. Электродвигатель вибратора для удобства транспортирования установлен на отдельной тележке. Для изменения возмущающей силы предусмотрено четыре сменных дебаланса.
Измерение амплитуды, частоты и ускорения колебаний вибратора производилось с помощью виброизмерительной аппаратуры ВИ 6-5МА. Для этого на подвижной пробке устанавливались датчики перемещения 13 (тип ДП-2) и датчики ускорения (тип ДУ-5). Заданная частота колебаний устанавливалась реостатом, включенным в цепь возбуждения электродвигателя 12. Перемещение ползуна реостата отградуировано в числах оборотов электродвигателя. Установленная частота контролировалась с помощью тахометра.
При помощи сменных дебалансов и переменной частоты их вращения были построены амплитудно-частотные характеристики вибратора, исходя из которых в процессе исследований задавались значения критерия Струхаля Sh.
Вибрационное уплотнение сыпучих материалов в жесткой матрице
Экспериментальные и теоретические исследования, изложенные в данном параграфе, позволяют сделать следующие выводы.
1. Давление виброуплотнения сыпучих материалов состоит из двух составляющих: давления пластической деформации и давления упругой деформации. По мере уплотнения сыпучего материала упругая составляющая растет. Обе составляющие являются функциями критерия Струхаля.
2. Эффективность виброуплотнения сыпучих материалов следует оценивать по снижению давления уплотнения критерий Эр и энергетических затрат - критерий 3W. Определены зависимости критериев Эр и 3W от критерия Струхаля для различных материалов и их температуры.
3. Для различных сыпучих материалов определены диапазоны Критерия Струхаля Shmax и Shm;n, в которых эффективность виброуплотнения максимальная. Доказана наибольшая эффективность виброуплотнения в области критерия Струхаля Shmjn и максимальной плотности сыпучего материала.
4. Коэффициенты внешнего трения при совпадении направления вибрации и линейной деформации и при взаимно перпендикулярном направлении совпадают в области критерия Shmjn. В этой области теоретически и экспериментально подтверждено уменьшение коэффициента внешнего трения на 70...75%. Получены значения коэффициента внешнего трения для сыпучих материалов в области Shmjn.
Исследования воздействия вибрации на процесс уплотнения сыпучих материалов в жесткой матрице позволили оценить её эффективность и воздействие на физико-механические характеристики сыпучего материала т , %ц, tg(pB). При параметрах вибрации Shmjn Sh Shmax происходит уменьшение давления уплотнения и коэффициента внешнего трения и увеличение коэффициента бокового давления, особенно при уплотнении сыпучего материала, близком к критической плотности. Поэтому применение вибраторов с электрическим или механическим приводом, установленных на челюстях грейфера, уменьшает энергоемкость процесса зачерпывания. Эффективно применение вибраторов для грейферов-рыхлителей при разрушении смерзшейся корки и зачерпывании образовавшихся кусков и сыпучего материала.
Разработанный метод расчета и исследование виброуплотнения позволили проанализировать воздействие виброуплотнения на процесс зачерпывания.
При известной скорости деформации сыпучего материала в грейфере V (соответствующей скорости зачерпывания материала) параметры вибрации, частота со и амплитуда а выбираются из значения критерия Струхаля Shmax (см.табл. 4.2), при котором эффективность вибровоздействия наибольшая.
Максимальные давления материала на стенки челюстей грейфера при вибровоздействии в конце зачерпывания представлены в табл. 4.6, в сравнении с данными зачерпывания без вибровоздействия. Значения давлений определены для Shmax=0,l. В таблице также приведены значения коэффициентов эффективности вибровоздействия Эр.
Из таблицы видно, что составляющие давлений от сил тяжести груза на боковые стенки растут из-за увеличения коэффициента бокового давления (для угля дВ=0, б при д=0,4). Значительно уменьшаются давления от уплотнения материала на днище грейфера (для угля Эр = 2,39). Это объяснимо увеличением модуля уплотняемости сыпучего материала в области высоких плотностей материала, где эффективность виброуплотнения максимальна. Модуль уплотнения составил для песка mvB=0,0125 при 111,,,= 0,01 (без вибровоздействия) и для угля mvB=0,05 при ггу=0,04 (без вибровоздействия).
На ЭВМ были рассчитаны значения моментов сил сопротивления при зачерпывании угля и песка для модуля уплотняемости тв и коэффициентов , tg(pB) определенных из табл. 4.4 и 4.5. Коэффициент эффективности уменьшения энергозатрат составил 3W=2,3 для угля и 3W=1,8 - для песка.
Соотношения сил сопротивления зачерпыванию песка и угля грейфером при вибровоздействии и без него представлены на рис. 4.12 и 4.13.
Проведенные расчеты, иллюстрирующие возможности виброуплотнения, основаны на предположении, что максимальные коэффициенты уплотнения к.Р остаются постоянными. Однако, из-за уменьшения сопротивления зачерпыванию и увеличения начального заглубления грейфера в материал, грейфер при вибровоздействии будет зачерпывать большее количество материала, следовательно, коэффициент уплотнения увеличится.
