Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка вибрационной транспортирующей машины с импульсным резонансным приводом

Диссертация: Разработка вибрационной транспортирующей машины с импульсным резонансным приводом
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Достоверность и обоснованность основных научных положений, выводов и рекомендаций обоснована использованием фундаментальных положений теории вероятности, корректным применением методов математического и физического моделирования, апробированными методами экспериментальных исследований и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. Конструкции вибровозбудителей и вибротранспортных машин
    • 1. 2. Резонансные вибротранспортные машины
    • 1. 3. Анализ энергоемкости работы ВТМ
    • 1. 4. Задачи исследований
  • 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЗОНАНСНОЙ ВИБРОТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ
    • 2. 1. Анализ методик расчета взаимодействия рабочего органа с грузом
    • 2. 2. Динамика резонансной ВТМ
    • 2. 3. Имитационная модель ВТМ с импульсным линейным двигателем
    • 2. 4. Критерий эффективности работы ВТМ
    • 2. 5. Выводы
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВТМ С МАГНИТНО-ИНДУКЦИОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
    • 3. 1. Описание установки и методика исследований
    • 3. 2. Проверка методики расчета скорости движения груза
    • 3. 3. Исследование резонансной ВТМ.'
    • 3. 4. Исследование эффективности грохочения резонансного грохота
    • 3. 5. Выводы
  • 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗОНАНСНЫХ ВТМ
    • 4. 1. Методика расчета
    • 4. 2. Пример расчета
    • 4. 3. Выводы

Разработка вибрационной транспортирующей машины с импульсным резонансным приводом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность. Развитие горнодобывающих предприятий в условиях современного рынка неразрывно связано с совершенствованием технологических процессов. Существенный вклад в общую эффективность горного производства вносит технологический процесс классификации горной массы, осуществляемый вибротранспортными машинами (ВТМ).

В настоящее время наибольшее распространение получили ВТМ инерционного типа, работающие в зарезонансном режиме. Эти машины создают как направленные, так и круговые колебания рабочего органа. Инерционный способ возбуждения колебаний имеет ряд недостатков. Главными из них являются: низкий КПД процесса, т. е. высокие энергозатратынедостаточная долговечность элементов трансмиссии (подшипниковых узлов) — перегрузки двигателя в пусковом режиме. В другом, широко распространенном классе ВТМ — питателях, часто используется электромагнитный привод. Эти машины также работают в зарезонансном режиме. Электромагнитный привод является более работоспособным по сравнению с инерционным. В электромагнитном приводе отсутствуют подшипниковые узлы, что значительно увеличивает его надежность. Однако, применение такого привода в грохотах осложняется тем, что он практически неспособен создавать колебания с амплитудой более 1−2 мм. При таких амплитудах обеспечить требуемую эффективность грохочения весьма затруднительно.

Одним из путей уменьшения энергопотребления может быть работа ВТМ в резонансном режиме. Опыт эксплуатации резонансных ВТМ показывает, что они, при прочих равных условиях, потребляют существенно меньше энергии на осуществление технологического процесса. Тем не менее, известные резонансные машины не получили широкого распространения из-за отсутствия систем с автоматическим поддержанием резонанса при изменениях параметров динамической системы.

В связи с этим работы, направленные на создание резонансной ВТМ, обеспечивающей значительное снижение удельных затрат энергии при классификации и вибротранспортировании горной массы являются, по нашему мнению, актуальными.

Предмет исследования. Рабочий процесс резонансных вибротранспортных машин.

Объект исследования. Резонансные вибротранспортные машины с импульсным линейным двигателем.

Цель работы — повышение эффективности работы вибрационных транспортных машин резонансного типа за счет разработки импульсного привода с векторным управлением.

Идея работы заключается в снижении энергозатрат на классификацию и вибротранспортирование горной массы ВТМ резонансного типа за счет подачи в динамическую систему в определенный момент времени дозированного по величине движущего импульса.

Научные положения.

1. Обеспечение стабильной работы вибрационной машины в резонансном режиме возможно при применении в качестве привода импульсного магнитоиндукционного двигателя с накопителем энергии и обратной связью по положению рабочего органа.

2. Энергопотребление при работе резонансной ВТМ зависит от соотношения конструктивных и режимных параметров импульсного двигателя и позволяет осуществить частичный возврат энергии в колебательную систему.

3. Оценку совершенства режимных и конструктивных параметров ВТМ целесообразно проводить по комплексному критерию эффективности — отношению произведения скорости и массы транспортируемого груза к произведению массы рабочего органа и потребляемой мощности.

Научная ценность работы заключается в выявлении взаимосвязи энергопотребления и параметров динамической системы ВТМ, а также разработка комплексного критерия эффективности ВТМ.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке методики расчета вибрационных машин резонансного типа с импульсным двигателем, а также в разработке рациональной конструкции этих машин.

Достоверность и обоснованность основных научных положений, выводов и рекомендаций обоснована использованием фундаментальных положений теории вероятности, корректным применением методов математического и физического моделирования, апробированными методами экспериментальных исследований и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, их относительное расхождение не превышает 10. 15%.

Реализация результатов.

Результаты работы были использованы при проектировании резонансной осадочной машины, резонансного вибрационного уплотнителя для уплотнения компонентов плавки лигатуры, резонансного грохота легкого типа для классификации тонкодисперсных материалов.

Апробация работы. Основные результаты работы и ее отдельные части докладывались на конференциях: «Неделя горняка — 2003», 2003 года, г. Москва- «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья», г. Екатеринбург, УГГУ, 2003, 2004, 2005, 2006 г.- «И Международной научно-технической конференции. Чтения памяти В.Р. Кубачека», г. Екатеринбург, 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ в журналах, сборниках научных трудов, материалах международных конференций, в том числе одна — в издании из списка ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 79 наименований, содержит 154 страницы текста, 31 рисунок и 24 таблицы.

4.3. Выводы:

По полученным в примере параметрам был разработан проект импульсного резонансного грохота который в настоящее время монтируется на кафедре.

Комплексный критерий эффективности работы резонансного грохота на порядок больше, чем у зарезонансных грохотов со схожими характеристиками, что свидетельствует о существенном снижении энергопотребления на производство 1 тонны продукции.

Заключение

.

В диссертации, являющейся научно-исследовательской работой, на основе выполненных автором исследований решена актуальная научная и практическая задача разработки вибрационной машины с импульсным приводом, обеспечивающим существенное повышение эффективности работы.

Основные практические рекомендации и научные выводы заключаются в следующем:

1. Резонансные ВТМ имеют при прочих равных условиях существенно меньшие (в 2. .5 раз) затраты энергии и более легкий рабочий орган, чем зарезонансные машины.

2. Экспериментально установлено, что наибольшая эффективность работы резонансной ВТМ достигается при относительной нагрузке рабочего органа равной 0,2.0,5.

3. Показано, что импульсный привод ВТМ с системой управления, учитывающей положение рабочего органа, обеспечивает стабильное поддержание резонанса при изменении технологической нагрузки в 1,5. .2 раза от номинальной.

4. Установлено, что время начала подачи движущего импульса и его длительность зависят от собственной частоты и амплитуды колебаний динамической системы. Начало подачи импульса должно осуществляться тогда, когда рабочий орган не дошел до положения равновесия на расстояние (3. 16) мм.

5. При относительно небольшом демпфировании, движущие импульсы целесообразно подавать через один цикл колебаний, т. е. поддерживать квазирезонансный режим колебаний.

6. Разработан комплексный критерий эффективности и степени совершенства ВТМ — отношение произведения скорости транспортирования и массы груза к произведению мощности и массы рабочего органа. Установлено, что величина этого критерия у предлагаемого резонансного грохота на порядок больше чем у зарезонансных грохотов.

7. Эффективность грохочения мелких классов -0,1 мм у резонансного грохота доходит до 98%, что существенно больше, чем у аналогичных по размерам и производительности грохотов легкого типа (ГВЛ-500, ГИЛ-051 и т. п.).

8. Экспериментальные исследования подтвердили достоверность теоретических исследований. Относительная ошибка теоретических исследований не превышает 10%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.Ф. Гончаревич, В. Д. Земсков, В. И. Корешков «Вибрационные грохоты и конвейеры» / И. Ф. Гончаревич, В. Д. Земсков, В. И. Корешков. Госгортехиздат: М. 1960, 215 с.
  2. А.О., Гончаревич И. Ф. Горнотранспортные вибрационные машины. «Угольтехиздат», 1959, 220 с.
  3. А.О., Гончаревич И. Ф. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства. М. «Машиностроение», 1972, 328 с.
  4. И.Ф.Гончаревич «Вибротехника в горном производстве», Москва, «Недра», 1992.
  5. Вибрационные и волновые транспортирующие машины / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич, 288 стр. ил. 22 см, М. Наука 1983.
  6. И. Ф. Гончаревич Вибрация-нестандартный путь: Вибрация в природе и технике / Отв. ред. Э. Г. Гудушаури- АН СССР, 1986 -207 с.
  7. Вибротехника в горном производстве / И. Ф. Гончаревич, М. Недра 1992.-318 с.
  8. Специальные транспортирующие устройства в горнодобывающей промышленности / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич, М. Недра 1985.-129 с.
  9. Теория вибрационной техники и технологии / И. Ф. Гончаревич, К. В. Фролов, 319 с. ил. 22 см., М. Наука 1981.
  10. Транспортные машины и комплексы непрерывного действия для скальных грузов / И. Ф. Гончаревич, В. А. Дьяков, 331, с. ил. 22 см, М. Недра 1989.
  11. Вибрационная технология: Теория и практика / К. Фролов, И. Гончаревич — Пер. с рус. В. Колыхматов 413 с. ил. 23 см М. Мир Boca Ration at all. CRC Press Б. г. 1992.
  12. В.Н. Потураев А. Г. Червоненко Динамика и прочность вибрационных транспортно технологических машин Л.: машиностроение, 1989 г. Вып. 15., 111с.
  13. В.Н. Потураев В. П. Франчук А.Г. Червоненко Вибрационные транспортирующие машины Машиностроение 1964 г.
  14. A.B. Динамика вибропитателей в условиях комбинированного транспорта. Изв. Вузов. Горный журнал, 1990 г. № 4.
  15. Юдин А. В Мальцев В. А Исследование послеударного движения рабочего органа вибропитателя под воздействием импульсного нагружения. Известия Уральского горного института Сер. Горная электромеханика, 1993, Вып.4.
  16. Юдин А. В Мальцев В. А Моделирование ударозащищенных свойств технологической нагрузки на вибропитателе Изв. Вузов горный журнал, 1989 г.
  17. A.B. Тяжелые вибрационные питатели и питатели грохоты для горных перегрузочных систем. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1996 г. 188с.
  18. В.А. Экспериментальные исследования колебаний рабочего органа питателя при динамическом нагружении питателя Изв. Вузов горный журнал 1994 № 4 с 87−90.
  19. В. А. Совершенствование динамически самосинхронизирующихся карьерных вибромашин Горный журнал, 2002 г. № 2 С. 37−42.
  20. В.А. К вопросу стабильности фазировкисамосинхронизирующихся вибровозбуди-телей карьерных вибропитателей грозохтов./ Румянцев С. А. Косолапов А.Н. Юдин
  21. A.B. Горный информационно- аналитический бюллетень, № 10. 2002 г.
  22. В. А. Юдин A.B. Производительность вибропитателей грохотов в условиях перегрузочных пунктов в карьерах. Изв. Вузов, Горный журнал, № 5, 1992 г., с. 64−67.
  23. А.Н. Влияние технологических нагрузок и расположение самосинхронизирующихся вибровозбудителей на их относительную фазировку Исследования обогатительного и металлургического оборудования: Сб. Трудов ВНИИМетМаш М.: 1989 г.
  24. А.Н. Адаптивные свойства колебательной системы с самосинхронизирующимися вибровозбудителями ДАН СССР 1989 Т 309 № 2.
  25. A.B. Расчет скорости руды на вибропитателе с учетом ударного воздействия при загрузке / Юдин A.B. Косолапов А. Н. Мальцев В. А Изв. Вузов, Горный Журнал, 1986 г., № 8 с. 62−68.
  26. И.И. О «вибрационной механике» и вибрационной технике. М.: Наука 1988 г.-208 с.
  27. Блехман И. И Синхронизация в приводе и технике М.: Наука 1981 г. -230 с.
  28. A.B., Скорость движения материала на вибрационном колосниковом грохоте. /Юдин A.B., И. Ф. Гончаревич, И. Ф. Шилин. Обогащение руд, Ленинград, № 4 (82),№ 18 1969, -9с.
  29. Б. И. Крюков Динамика вибрационных машин резонансного типа. «Наукова думка» Киев, 1967 г., 208 с.
  30. И.Ф.Гончаревич, Юдин A.B. Определение скорости вибротранспортирования вибрационного питателя-грохота. Труды ИГД МЧМ СССР, вып.25, Свердловск, 197с.
  31. A.B. Тяжелые вибрационные питатели и питатели-грохоты для горных перегрузочных систем. Учебное пособие. Екатеринбург.,
  32. Уральская государственная горногеологическая академия, 1996 г. 188с.
  33. В.Н. Потураев В. П. Франчук А.Г. Червоненко Вибрационные транспортирующие машины Машиностроение 1964 г.
  34. В.Н. Основы динамического расчета резонансных конвейеров и грохотов с нелинейными связями.
  35. И.Ф. Основные зависимости скорости транспортирования от параметров режима работы вибрационных транспортных установок. Известия АН СССР, ОТН, № 3. -1962 г.
  36. Г. Олсссон Д. Пиан Цифровые системы автоматизации и управления Издание трете переработанное и дополненое Санкт-Петербург 2001 г.
  37. Кер Вильсон. Вибрационная техника.— М.: Машгиз, 1963 г. 414 с.
  38. Л. А. Исследование движения грохота-перегружателя под действиом падающего куска материала // Обогащение полезных ископаемых: Республиканский межвед. науч.-техн. сб— Киев: Техника, 1973, вып, 12.— С. 73—76.
  39. Э. Исследование переходного процесса в нелинейной системе методов билинейной аппроксимации //Механика.— 1958.— № 1—С. 19—24.
  40. А. В., Мальгииов Л. П. Эффективность применения вибрационных питателей-грохотов в загрузочных устройствах комплексов автомобильно конвейерного транспорта /1 Горный журнал.— 1974, — № 8, — С. 26—30.
  41. А. В., Пекарский В. С. Повышение эффективности выпуска руды и породы из бункеров при применении оибропитателей //Черная металлургия. Вюл. НТИ, — 1979.—№ 12,—С. 25—27.
  42. А.О., Гончаревич И. Ф. К вопросу о повышении скорости транспортирования вибрационными конвейерами. Известия высшей школы, «Горное дело», № 6 1961
  43. А. В. Динамика вибропитателей в условиях перегрузочных пунктов комбинированного Транспорта // Изв, вузов. Горный журнал,—1990.—№ 4,—С64—68.
  44. А. В. Результаты экспериментального исследования транспортирования крупнокускового материала на колосниковом вибрационном грохоте//Труды ИГД Минчермета.— Свердловск, 1972,—№ 34,—С. 109—116 .
  45. А. В. Гончаревич И.Ф. Шилин А. Н. Скороть движения материала на вибрационном колосниковом грохоте. Обогащение руд. Л. № 4 1969 г.
  46. И. Ф., Юдин А. В. Определение скорости внбротраяспортировавяя вибрационного пиитателя-грохота //Труды ИГД Минчермета, — Свердловск.- 1970—№ 25.— С. 172—179.
  47. В. А., Быховский И. И. Вибравцоивные машияы.и процессы в строительстве-М: Высшая школа, 1977. 252 с.
  48. В. И. Федосеев Сопротивление материалов. Издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана. М. 2005 г. 590 с.
  49. В. Дяконов И. Абраменко МАТЬАВ Обработка сигналов и изображений. ПИТЕР Спб 2002 г. 602 с.
  50. В Дяконов Бн-шИпк 4. ПИТЕР Спб 2002 г-518 с.
  51. С. П. Иглин Математические расчеты на базе МАТЬАВ. Спб БХв-питербург 2005 г-640 с.
  52. Анубреев. МайаЪ 5,3/6.х. Спб. БХв-питербург 2003 г 736с.
  53. Ю. Лазарев Моделирование процессов и систем в Matlab. Спб.-Киев БХв-питербург 2005 г -512с.
  54. .Р. Избранные главы теории управления с примерами на языке MatLab. СПБ.:Наука, 1999−467
  55. А. Визуальное моделирование в среде MatLab СПБ. Литер, 2000 -430с.
  56. Дяконов В.П. MatLab. СПБ.:Питер, 2001 553с.
  57. Дяконов В.П. MatLab. 5.0/5.3 Система символьной математики М. Нолидж, 1999.- 633с.
  58. Лазарев Ю.Ф. MatLab 5. x Киев: BHV: Ирина, 2000. 383 с.
  59. Мартынов H.H. MatLab 5. x Вычисления, визуализация, программирование. М: КУДИЦ-ЩБРАЗ, 2000 332 с.
  60. Дж. Г. Численные методы. Использование MatLab. Пер. с.анг. Под. Ред Ю. В. Козаченко. 3-е изд. М. Вильяме, 2001. 713 с.
  61. В.Г. Система MatLab. Справочное пособие. М: ДИАЛОГ-МИФИ 1997. 350с.
  62. Потемкин В.Г. MatLab 5 для студентов: Новая редакция. 2-е изд. испр.и.доп. М: ДИАЛОГ-МИФИ 1999 -447с.
  63. В.Г. Система инженерных и научных расчетов. MatLab 5. x в 2-х томах, том 1 М: ДИАЛОГ-МИФИ 1999 520с.
  64. В.Г. Система инженерных и научных расчетов. MatLab 5. x в 2-х томах, том 2 М: ДИАЛОГ-МИФИ 1999 -490с.
  65. В.Д. Дяконов, Математические пакеты расширения MATLAB. / В. Д. Дяконов, В. Круглов Специальный справочник. Питер 2002 -480 с.
  66. Л. С. Костевич Математическая программирование. Информационные технологии оптимальных решений. Мн. Новое знание 2003.,-424.
  67. Вибрации в технике. Том 6. Под ред. К. В. Фролова. М. Машиностроение, 1981−456 с.
  68. M.B. Хвингия. Динамика и прочность вибрационных машин с электромагнитным вибровозбудителем. М: Машиностроение, 1980−143с.
  69. А.И., Братыгин Е.В Импульсный следящий привод горных машин / Афанасьев А. И., Братыгин Е.В Сборник докладов II Международной научно-технической конференции. Чтения памяти
  70. B.Р. Кубачека, г. Екатеринбург, 15−17 февраля, 2005 г.
  71. А.И., Кинетика движения сыпучего материала в импульсном резонансном питателе-грохоте /Афанасьев А.И., Ляпцев
  72. C.А., Попов А. Г., Братыгин Е. В / Материалы международной научно-техничес-кой конференции «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья» (18−21 июня 2003 года), Екатеринбург, УГГГА, 2003 год
  73. Дж. Г. Численные методы. Использование MatLab. Пер. с.анг. Под. Ред Ю. В. Козаченко. 3-е изд. М. Вильяме, 2001. 713 с.
  74. И.Ф. Гончаревич Оптимизация гармонических и бигормонических режимов вибротранспортирования: Сборник научных трудов МГИ «Транспорт горных предприятий». -М. 1968.
  75. А.И. Рациональные режимы работы вибротранспортных машин резонансного типа / Афанасьев А. И. Братыгин Е.В. Чиркова A.A. Материалы международной научно-технической конференции
  76. Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья". Екатеринбург, УГГУ, 16−20 мая 2005 г.
  77. А.И. Исследования энергоемкости транспортированния материала в импульсном резонансном питателе / Афанасьев А. И., Братыгин Е. В Известия Уральского государственного горного университета, № 20, Екатеринбург 2005 г.
  78. А.И. Исследования рабочего процесса вибротранспортной машины резонансного типа / Афанасьев А. И., Братыгин Е. В Известия вузов. Горный журнал № 6 Екатеринбург 2005 г.
  79. Братыгин Е. В .Материалы международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Екатеринбург, УГГУ, 16−20 мая 2006.
  80. Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Издание четвертое. Под редакцией И.Г. РАМАНОВИЧА. «Наука» М. -1978 -831с.
  81. К. В. Бункеры, затворы, питатели. М.: Машгиз, 1946 г. -177с.80.3енков Р. С. Динамика насыпных грузов М.: Машиностроение 1964 -250.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!