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

Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Шевчук Евгения Григорьевна

Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов
<
Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов
>

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

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

Шевчук Евгения Григорьевна. Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.04 : Новосибирск, 2005 108 c. РГБ ОД, 61:05-5/2111

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследования 9

1.1 Выпуск сыпучего материала из бункера 9

1.1.1 Основные проблемы выпуска сыпучих материалов из емкости 9

1.1.2 Механизмы стимуляции выпуска сыпучих материалов из бункера 11

1.2 Применение вибрационных машин для выпуска сыпучих материалов 15

1.2.1 Поведение сыпучих тел п од действием вибрации 15

1.2.2 Вибрационные механизмы для выпуска сыпучих материалов 17

1.2.3 Классификация вибрационных питателей 19

1.2.4 Одномассные вибрационные питатели с упругими связями 22

1.2.5 Многомассные вибрационные питатели с упругими связями 24

1.2.6 Вибрационные питатели без упругих связей 25

1.2.7 Предлагаемая конструктивная схема питателя. 29 Цель и задачи исследований 35

Глава 2 Экспериментальное исследование влияния конструктивных параметров вибрационного питателя на процесс выпуска связного сыпучего материала из бункера 40

2.1 Задачи экспериментальных исследований . 40

2.2 Методика экспериментальных исследований. Стенд и аппаратура

2.3 Анализ результатов экспериментальных исследований 45

2.3.1 Влияние расположения вибровозбудителя относительно выпускного окна бункера на выпуск связного сыпучего материала 45

2.3.2 Влияние дополнительных конструктивных элементов рабочего органа на процесс выпуска связного сыпучего материала из бункера 52

Выводы 65

Глава 3 Анализ влияния дополнительных конструктивных элементов на динамику вибрационного питателя 67

3.1 Задачи аналитических исследований 67

3.2 Влияние дополнительных конструктивных элементов на величину присоединенной нагрузки 68

3.3 Определение амплитуды колебания рабочего органа 71

3.4 Методика расчета вибропитателя 78

Выводы 82

Глава 4 Расчет основных параметров натурного образца вибропитателя 84

4.1 Применение вибрационных питателей при изготовлении бетона 84

4.2 Расчет основных параметров питателя 87

Выводы 98

Заключение 99

Список использованной литературы 101

Введение к работе

Актуальность работы. Организация эффективной работы любого промышленного производства, в том числе предприятия горнодобывающей, строительной, металлургической промышленности, включает в себя мероприятия по созданию бесперебойно действующих перегрузочных пунктов, базовой конструкцией которых является накопительный бункер.

При выпуске грузов, подобных углю, песку, необходимо предотвратить сво-дообразование и трубообразование. Зависание сыпучих материалов приводит к прекращению действия всей технологической цепочки. Устранение свода требует дополнительных материальных затрат. Трубообразование не прерывает работы перегрузочного пункта, но существенно уменьшает рабочий объем бункера. Остальная часть емкости занята неподвижным массивом, ликвидация которого также связана с определенными трудностями. Таким образом, создание бесперебойно работающего перегрузочного пункта является актуальной задачей. Известно большое количество работ [1-26], посвященных вопросу истечения сыпучего материала из емкостей различной формы. При выпуске из бункера поток имеет форму параболоида, параметры которого находятся в зависимости от характеристик емкости, таких как конфигурация и размеры выпускного отверстия, шероховатость боковых стенок, а также свойств самого сыпучего груза, в том числе: гранулометрического состава, коэффциента разрыхления, влажности [1]. Однако установлено, что невозможно обеспечить бесперебойное движение сыпучего материала без дополнительного воздействия на него. Наибольшую актуальность данная проблема имеет при торцевом выпуске, так как в этом случае материал изменяет направление движения.

В данной связи большое значение приобретают исследования принудительного выпуска связных сыпучих грузов, направленные на решение проблем сво-дообразования и трубообразования. Был создан ряд подвесных, пристенных механизмов [1, 23-27], в качестве которых используют всевозможные механические и пневматические устройства с применением цепей, канатов, конвейер- ных лент, систем подачи сжатого воздуха и т.д. Несмотря на достоинства подобных конструкций, существует опасность их повреждения при взаимодействии с движущейся массой материала. Кроме этого, в большинстве случаев не предотвращается трубообразование из-за малой зоны воздействия на груз.

Вибрация - широко используется в современной технике. Вибрационные механизмы благодаря простоте конструкции, несложности управления, сравнительно высокой производительности получают все более широкое распространение на строительных и горнодобывающих предприятиях. Результаты исследований [28 - 62] значительно расширили сферу применения вибрационного воздействия для устранения зависаний в бункерах. Наиболее известными до сих пор являются вибрационные побудители истечения типа пристенных или центрально установленных ворошителей, виброворонок и ложных вибростенок [1].

Значительное место среди вибрационных машин занимают питатели для выпуска сыпучих материалов, использование которых, например, на подземных предприятиях позволяет в 5... 10 раз повысить производительность выпуска и погрузки руды, увеличить проходимость выпускного отверстия, обеспечить хорошие санитарно-гигиенические условия и безопасность труда горнорабочих, автоматизировать выпуск, уменьшить капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Для вибрационных питателей характерно разнообразие конструкций и принципиальных схем, однако, большинство машин состоит из трех частей: рабочего органа, системы упругих связей и вибровозбудителя. Исключение составляют машины с упругим рабочим органом (виброленты), не имеющие системы упругих связей.

Основным недостатком существующей вибрационной техники при работе со связными сыпучими материалами является малая зона вибровоздействия, не позволяющая равномерно выпускать груз, тем самым, способствуя трубообра-зованию. В частности, при использовании питателя с упругим рабочим органом выпускается только часть материала, расположенная непосредственно над транспортирующей поверхностью машины. Оставшийся груз нуждается в до- полнителыюм воздействии, в противном случае он остается без движения, постепенно уплотняясь.

В связи с этим возникла актуальная задача - обеспечить выпуск всей сыпучей массы, находящейся в накопительной емкости, без сводо- и трубообразова-ния.

Цель работы состоит в создании вибрационного питателя, обеспечивающего выпуск всего объема связного материала, находящегося в емкости.

Идея работы заключается в оснащении упругого рабочего органа дополнительными конструктивными элементами, расширяющими зону вибровоздействия питателя на сыпучий груз.

Задачи исследования: разработка схемы вибропитателя, позволяющего выпустить с максималь- ной производительностью весь объем связного материала, находящегося в емкости; определение степени влияния конструктивных параметров вибрационного питателя на процесс выпуска связного сыпучего материала из бункера; создание методики расчета основных параметров вибрационного питателя, оснащенного дополнительными конструктивными элементами; разработка рекомендаций по созданию промышленного образца вибраци- онного питателя.

Методы исследований: обобщение накопленного опыта по выпуску связных сыпучих материалов; экспериментальные исследования на лабораторном стенде с использованием виброизмерительной аппаратуры с последующей статистической обработкой на ЭВМ; расчет основных параметров машины при помощи программного обеспечения MathCAD 2000 Prof.

Основные научные положения, защищаемые автором: расширение зоны вибровоздействия обеспечивается оснащением упруго го рабочего органа в разгрузочной части дополнительными конструктив ными элементами в виде бортов и рассекателя потока; рост производительности вибрационного питателя достигается увеличением угла наклона бортов до 30 и угла при вершине рассекателя потока -ДО 120; амплитуда колебаний рабочего органа с бортами под углом 30 уменьшается в сравнении с амплитудой колебаний плоского рабочего органа при одинаковой производительности, ее величина остается постоянной при увеличении нагрузки на питатель. при расчете вибропитателя следует учитывать влияние его конструктивных особенностей на величину присоединенной массы связного сыпучего материала.

Достоверность научных результатов обеспечивается достаточным объемом экспериментальных исследований, применением апробированных методов измерения, статистической обработкой полученных данных при помощи современных методов с использованием ЭВМ, соответствием экспериментально полученных результатов расчетным данным.

Научная новизна положений: разработана схема вибрационного питателя с упругим рабочим органом, оснащенного дополнительными конструктивными элементами, позволяющего эффективно выпускать связные сыпучие материалы из бункеров; установлено влияние дополнительных конструктивных элементов упругого рабочего органа питателя на его амплитуду колебания и объем выпуска связного сыпучего материла; при расчете основных параметров питателя учтено влияние дополнительных конструктивных элементов на величину присоединенной массы сыпучего материала.

Личный вклад автора состоит в обобщении накопленного опыта по выпуску сыпучих грузов из бункера, экспериментальном исследовании влияния конструктивных параметров вибрационного питателя на процесс выпуска связного материала, создании методики и программы расчета основных параметров машины, разработке схемы и рекомендаций по созданию промышленного образца вибрационного питателя.

Практическая ценность работы состоит в обосновании схемы вибрационного питателя с упругим рабочим органом, оборудованного дополнительными конструктивными элементами (свидетельства на полезную модель № 21289, № 23611, № 29711); в разработке методики инженерного расчета характеристик вибрационного питателя в зависимости от физико-механических свойств выпускаемого материала с учетом параметров дополнительных конструктивных элементов.

Реализация работы в промышленности* Результаты проведенных исследований переданы для проведения реконструкции бункеров ОАО «Новосибирский сельский строительный комбинат»

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены в материалах конференции «Неделя горняка — 2002»/ г. Москва, 2002 г.; 1-й международной конференции «Современные проблемы машиностроения и приборостроения»/ г. Томск, 2002 г.; конференции «Неделя горняка — 2003»/ г. Москва, 2003 г..; докладывались на международной конференции «Проблемы и перспективы развития горных наук»/ г. Новосибирск, 2004 г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в восьми печатных работах, включая три свидетельства на полезную модель.

За помощь в проведении исследований, положенных в основу данной диссертационной работы, автор благодарит д.т.н Тишкова А.Я., к.т.н. Гендлину Л.И., к.т.н. Левенсона С.Я., Еременко КХИ.

Основные проблемы выпуска сыпучих материалов из емкости

При работе бункеров различных конструкций и размеров основными проблемами являются зависание и трубообразование материала. Данному вопросу было посвящено значительное количество работ [1-22].

Понятие свода, как структуры в сыпучем теле, воспринимающей давление вышележащих слоев, было введено в конце прошлого столетия для объяснения давления в горных выработках и использовано в работах Энгессера и М.М. Протодъяконова. В более поздних работах Р.Л. Зенкова и Э.В. Дженике исследовались статические своды как препятствие к истечению сыпучих материалов из бункеров.

Вероятность зависания практически не зависит от высоты столба сыпучего тела. Г.И. Покровским и АЛ. Арефьевым [1, 2, 9] была высказана гипотеза о существовании в толще материала над выпускным отверстием динамических разгружающих сводов. Это объяснило механизм истечения сыпучего груза как непрерывное разрушение и восстановление сводов, В зависимости от свойств материала изменяется время разрушения свода и соответственно дополнительные усилия, необходимые для этого.

Согласно теории проф. М.М. Протодъяконова [12], конфигурация динамически разгружающихся сводов имеет параболический вид в случае щелевых и прямоугольных выпускных отверстий, в случае круглых и квадратных отверстий свод куполообразный.

Основной вклад в формирование напряженно-деформированного состояния материала при выпуске вносит дилатансия [3-19], характеризующая изменение объема материала в процессе сдвига. При торцевом гравитационном выпуске сыпучий материал перемещается только тогда, когда горизонтальная составляющая силы тяжести превосходит по величине силы сопротивления его движению.

Большинство бункеров имеет сходящуюся выпускную часть. При этом течение сыпучего материала сопровождается перестройкой его структуры и локализацией деформаций в области выпускного отверстия. Если стенки бункера обладают какими-либо дефектами, то в окрестностях этих дефектов наблюдается повышение сил сопротивления перемещению сыпучего материала, связанное с увеличением нормального давления на стенки бункера, сопровождаемым ростом коэффициента бокового распора [3].

Результаты многочисленных исследований выпуска сыпучих грузов при подземных разработках полезных ископаемых [13-20] показывают, что при ритмичной работе внутришахтного транспорта значительная часть простоев погрузочного пункта связана с образованием зависаний горной массы в устье ру-довыпускной выработки, ликвидируемых взрыванием закладного заряда. Затраты времени на каждую ликвидацию с учетом проветривания составляют от 20 до 45 минут, а общие потери на устранение составляют 25...35% времени работы.

Исследования, проведенные в ИГД СО РАН, показали, что зависание горной массы в рудоспусках связано с формированием в зонах сопряжения вертикальных стволов с горизонтальными выработками сходящихся каналов, которые создают условия стесненного деформирования сыпучей массы.

Сводообразование сказывается на снижении производительности выпуска, являясь причиной прекращения истечения материала. Данная проблема тесно связана с распределением скоростей частиц в сечении выпускного отверстия. Скорости частиц при выходе из отверстия в плоскости его сечения подчиняются параболическому закону и имеют максимум в центре отверстия. Истечение — результат свободного падения частиц с параболического контура свода, что и ведет к параболическому закону распределения скоростей на момент прохождения частицами выпускного отверстия.

Стоит учесть, что вероятность образования свода зависит от угла наклона днища бункера [16]. При угле наклона днища 70 и отношении диаметра выпускного отверстия к диаметру частицы сыпучего материала 4,9.. .6,7 вероятность возникновения свода мала. Величина объемной массы груза не оказывает существенного влияния на образование свода, но большое значение имеет форма составляющих частиц.

На предотвращение образования сводов влияют характеристики самого бункера. В большинстве случаев невозможно обеспечить хороший выпуск всех видов материалов, имеющих разные характеристики, изменяющиеся в зависимости от внешних условий (температура, влажность и т.д.). Поэтому необходимы дополнительные сводо- и труборазрушающие механизмы. Достаточно эффективно применяются всевозможные механические (цепи, скребки, вибровозбудители) и пневматические (аэрирующие днища) подвесные и пристенные устройства [1,23 - 27].

Примером использования сжатого воздуха может служить устройство для обрушения зависаний сыпучего материала в бункере (рисунок 1.1) [23], включающее эластичные ленты 2, замкнутые по периметру, воздушные сопла 3, расположенные в стенках бункера перпендикулярно стенкам, через которые подается воздух из коллектора сжатого воздуха, проходя диафрагменные клапаны мгновенного действия 5. При мгновенном открытии диафрагменных клапанов 5 воздушные импульсы из рессивера 4 идут в воздушные сопла 3 и резко встряхивают эластичную ленту 2. В результате происходит очистка ленты 2.

Методика экспериментальных исследований. Стенд и аппаратура

В соответствии с поставленными задачами изучалась зависимость объема и производительности выпуска, а также амплитуды колебания упругого рабочего органа от конструктивных параметров вибрационного питателя. Кроме того, было установлено влияние частоты колебаний рабочего органа на производительность выпуска связного сыпучего материала.

Исследования выполнялись на стенде. Стенд (рисунок 2.1) включал в себя две модели а), б) бункера 1 с размерами 700 мм х 150 мм х 900 мм и 150 мм х 700 мм х 900 мм соответственно. Для возможности наблюдения за движением сыпучего груза одна из стенок каждого бункера (с поперечным размером 600 мм) была выполнена прозрачной с нанесенной на нее сетчатой разметкой.

Рабочий орган 1 питателя (рисунок 2.2) представлял собой упругий металлический лист толщиной 0.0015 м, поперечный размер принимался равным ширине выпускного окна бункера и составлял 140 мм. В качестве основания использовалась резиновая подложка. Изменение угла а наклона бортов 2 производилось при помощи комплекта бортов разной длины. С одной стороны они упирались в стенки бункера, а с другой - на рабочий орган. Для изменения размеров рассекателя потока 3 использовались сменные V-образные пластины с углом /?при вершине, равном 30, 45 и 60 и шириной 140 мм и несколько опор различной высоты h.

Кроме того, рассматривались две формы рабочего органа: прямолинейная и криволинейная. Загрузочный участок криволинейного рабочего органа в продольном сечении представлял собой дугу окружности. 1 - упругий рабочий орган, 2 - борт; 3 - рассекатель потока; 4 - вибровозбудитель; а- угол наклона борта к транспортирующей поверхности питателя; Д h — соответственно угол при вершине V-образной пластины и высота опор рассекателя потока Рисунок 2.2 - Предлагаемая конструкция вибрационного питателя

Вынуждающая сила прикладывалась на разгрузочном участке рабочего органа на расстоянии 360 мм от разгрузочной кромки машины. Рассматривались три варианта расположения источника колебаний, при которых изменялись расстояния до выпускного окна бункера и до разгрузочной кромки питателя (расположены с одной стороны от вибровозбудителя).

Для создания колебаний применялся инерционный вибровозбудитель 4. Амплитудное значение силы изменялось от 66 до 243 Н. Статический момент определялся в зависимости от количества дебалансов, масса каждого из которых составляла 40 г. Частота вращения дебалансов в процессе измерений изменялась в пределах 1000 - 3000 об/мин. Для этого использовался привод 3 (рисунок 2.1), включающий двигатель переменного тока частотой вращения выходного вала 1500 об/мин и ременную передачу со сменными шкивами разного диаметра, позволяющими изменять частоту колебаний рабочего органа питателя.

Опыты проводились на супеси с размером частиц 0.05 ... 0.01 мм при влажности 10%, разделенной строительным мелом на слои толщиной 75 мм. Процесс истечения сыпучего материала фиксировался с помощью фотосъемки. При этом во всех экспериментах сыпучий материал выпускался порциями, измеряемыми при помощи мерной емкости объемом 0.005 м3.

Измерения амплитуды колебания рабочего органа (в дальнейшем - параметр А) проводились с помощью пьезодатчиков KD35 и виброизмерительной аппаратуры. Датчики с помощью резьбового соединения размещались на рабочем органе в районе крепления вибровозбудителя. Измерения проводились в самый начальный момент выпуска, до образования трубы или свода. Амплитуда колебаний определялась путем интегрирования полученных значений ускорений. В качестве усилительного блока использовался виброизмеритель 00 036 фирмы «ROBOTRON».

При измерении параметров вибрации на достоверность результата оказывало влияние множество факторов, зависящих от методики проведения измерений, используемых приборов, посторонних возмущений, накладывающихся на исследуемый сигнал. Случайные погрешности исключались неоднократным повторением измерения. Основные погрешности используемого метода измерений: погрешность, вносимая усилительным блоком в используемом частотном диапазоне j = ± 5%, погрешность из-за чувствительности датчика к неиз-меряемым компонентам вибрации, по паспортным данным є2 = ± 5%, погрешность, вносимая нестабильностью магазина сопротивлений светолучевого осциллографа, по паспорту у — ± 4%, погрешность, вносимая исследователем при обработке осциллограмм, принимаемая є4 = ± 8%.

Влияние дополнительных конструктивных элементов на величину присоединенной нагрузки

Одним из важных вопросов в вибротехнике является определение влияния технологической нагрузки на динамику вибрационной машины. В инженерных расчетах, а также при предварительном анализе динамики вновь создаваемых машин нагрузка учитывается в виде присоединенной массы [55-58].

Величина присоединенной массы для вибрационных машин с жестким рабочим органом определяется с помощью коэффициента присоединенной массы, который зависит от режима работы машины, но величина этого коэффициента никак не связывается с физико-механическими свойствами материала, его гранулометрическим составом, хотя, как показывает опыт, свойства самой сыпучей массы оказывают влияние на проникновение механических колебаний в толщу сыпучей среды.

В работах [55,56] представлены результаты исследования влияния нагрузки, оказываемой сыпучим материалом на динамику вибрационного питателя с упругим рабочим органом. Установлено, что глубина проникновения вибрации в толщу материала зависит от его свойств, а также от геометрических и динамических параметров машины. На основе полученных данных была разработана модель динамики вибрационного питателя.

Кроме того, как показали экспериментальные данные, на величину нагрузки сыпучего материала влияет угол наклона бортов, опирающихся на рабочий орган питателя. Рассмотрим положение частицы сыпучего материала на борту, расположенном под углом а к рабочему органу (рисунок 3.1), учитывая постоянные силы: нормальную реакцию N борта на груз, минимальную силу Smint вызывающую движение частицы и составляющую от веса материала Mgcc, а также амплитудное значение вынуждающей силы Р.

Производительность вибрационного питателя с упругим рабочим органом зависит от амплитуды колебаний, которая имеет максимальное значение в точке приложения вынуждающей силы. Для определения амплитуды колебания прямолинейного рабочего органа с учетом известных работ [55-58] в качестве расчетной схемы системы «рабочий орган - вибровозбудитель — технологическая нагрузка» принята упругая балка (рисунок 3.2). Ось абсцисс совпадает с ее нейтральной осью, а ось ординат проходит через ее левый конец. Снизу к балке на расстоянии а от начала координат приложена вынуждающая сила вибровозбудителя. Концы балки свободны в поперечном направлении.

По описанному алгоритму при помощи программного обеспечения Math-CAD 2000 была составлена программа, позволяющая провести расчет амплитуды колебаний рабочего органа в зависимости от параметров вибропитателя и нагрузки на рабочий орган. Программа для определения коэффициентов щ и р) приведена на рисунке 3.3, а для нахождения Z"VL и/ - на рисунке 3.4.

Применение вибрационных питателей при изготовлении бетона

Вибрационный питатель был разработан для применения на предприятиях строительной, горнодобывающей, металлургической промышленности. Одно из направлений, по которому эффективно может использоваться разработанная машина - это выпуск сыпучих материалов из бункеров предприятий, занимающихся изготовлением бетонов и растворов.

Применение сборного и монолитного железобетона позволяет значительно повысить технический уровень строительства и сократить сроки возведения зданий и сооружений. Железобетон вследствие своих физико-механических свойств, таких как высокая прочность, долговечность, огнестойкость, а также благодаря доступности сырьевых ресурсов занимает и длительное время будет занимать ведущее место в капитальном строительстве.

В качестве притрассовых складов (рисунок 4.1) цемента используют типовые автоматизированные склады вместимостью 360/240 и 720/480 т с четырьмя или шестью силосами 2 [73-75]. Притрассовые склады цемента предназначены для его приема и хранения, а также выдачи в расходные бункера 4 бетоносме-сительной установки или в автоцементовозы.

Из силосов цемент пневморазгрузчиками донной выгрузки 3 с дистанционным управлением подается по трубопроводу в бункер, установленный над механизмом выдачи в бетоносмесительнуго установку. Запыленный воздух из бункера выдачи отсасывается вентилятором 5 и подается в силос. Днища силосов оборудованы аэрационными сводообрущающими устройствами. Вариант выдачи цемента выбирают при привязке проекта склада в зависимости от дальности транспортирования цемента на бетоносмесительную установку.

Заполнители хранятся на отдельных бункеркых складах, обслуживающихся железнодорожным подвижным составом, автомобильным транспортом, конвейерами и канатными дорогами. Загрузка емкостей и подача сыпучих материалов в смесительную установку производится ленточными конвейерами. Технологическая схема приготовления бетона представлена на рисунке 4.2.

Таким образом, техническое обеспечение заводов по изготовлению бетонов и растворов включает в себя большое количество всевозможных бункеров для складирования и выпуска сыпучих материалов, в том числе цемента, песка и различных присадок. При этом возникает опасность зависания и трубообразо-вания данных грузов, что влечет за собой прекращение выпуска, прерывание рабочего процесса, материальные затраты. В большинстве случаев обойтись только питателем одной из существующих конструкций для полного выпуска связного материала из накопительной емкости не удавалось.

Вибрационный питатель с упругим рабочим органом нашел широкое применение на горнодобывающих и строительных предприятиях, работая доста -86-точно эффективно как под землей в рудоспусках, так и на поверхности при выпуске различных сыпучих материалов из емкостей.

Корректное моделирование выпуска, несмотря на кажущуюся простоту, остается самостоятельной задачей, которая до сих пор не имеет удовлетворительного решения. Одни из существующих подходов к ее решению технически сложны и потому не нашли практического использования, другие приводят к противоречивым результатам. Известны попытки моделирования гравитационного выпуска сыпучих материалов [4-8]. Но при рассмотрении системы «вибрационный питатель — сыпучий материал» моделирование усложняется в несколько раз и может внести дополнительную погрешность в производимые измерения. Поэтому, при моделировании выпускаемого материала учитывалась только его плотность /.

Процесс принудительного выпуска сыпучего материала характеризуется производительностью Q питателя, определяемой скоростью перемещения груза на разгрузочном участке рабочего органа и погонной массой выпущенного материала.

Для достижения динамического подобия необходимо рассмотреть силы, действующие при выпуске: гравитационную и вынуждающую силу вибровозбудителя. Р. При действии сил гравитации определяющими являются ускорение g силы тяжести и плотность pi материала частиц. В данной работе исследования проводились на материале, эквивалентном реальному, поэтому в соответствии с результатами экспериментальных исследований частота вынужденных колебаний принималась равной 20 ...25 Гц, и было выполнено неполное подобие модели и натуры.

Определитель, составленный из трех первых столбцов, соответствующих параметрам Qt //, Р отличен от нуля, поэтому ранг матрицы размерностей г = к = 3. Согласно П-теореме из размерных параметров х\ = Q,x2 = В, хз = Р,Х4 = pi, х$ = g можно составить п — п - к = 2 независимых безразмерных комбинации.

Определение амплитуды колебания рабочего органа и производительности питателя производилось по методике, описанной в главе 3, при помощи программного обеспечения MathCAD 2000 Prof. В качестве выпускаемого сыпучего материала принималась смесь песка с глиной.

1. Вибрационный питатель, упругий рабочий орган которого оборудован дополнительными конструктивными элементами, может найти применение на различных промышленньтх предприятиях, в том числе на предприятиях, занимающихся изготовлением бетонов и растворов, при выпуске из бункеров связных сыпучих материалов, таких как песок, смесь песка с глиной.

2. При выпуске смеси песка с глиной из бункера с размерами 2-5x2x2.5 м производительность питателя достигает 287 т/ч.

3. Созданная в данной работе методика позволяет рассчитать параметры вибрационного питателя, рабочий орган которого оснащен дополнительными конструктивными элементами.

Похожие диссертации на Разработка вибрационного питателя для выпуска связных сыпучих материалов