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

Шнековый питатель для подачи пластичных и пылевидных материалов

Диссертация: Шнековый питатель для подачи пластичных и пылевидных материалов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы основывается на применении комплекса современных методов исследований, включая: анализ и научное обобщение выполненных к настоящему времени работ по рассматриваемому вопросуприменение современных вычислительных методови подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью результатов… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШНЕКОВЫХ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН
    • 1. 1. Технологические машины со шнековыми транспортирующими органами
    • 1. 2. Анализ условий работы и конструкций шнековых питателей
    • 1. 3. Анализ физических свойств транспбртй|)уемы-х пластич-пых и пылевидных материалов
    • 1. 4. Обзор литературных источников по теории проектирования шнековых транспортирующих машин
    • 1. 5. Выводы. Задачи исследования
  • 2. ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ШНЕКОВЫХ ПИТАТЕЛЕЙ
    • 2. 1. Исследование свойств транспортируемого материала
    • 2. 2. Исследование движения материала в шнековом питателе
    • 2. 3. Исследование влияния соотношения размеров направляющих и интервалов между ними на направление движения транспортируемого материала
    • 2. 4. Исследование влияния угла установки направляющих на направление движения материала
    • 2. 6. Выводы
  • 3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ШНЕКОВОГО ПИТАТЕЛЯ
    • 3. 1. Обоснование принятой структурной схемы шнекового питателя '
    • 3. 2. Критериальный анализ и составление целевой функции
    • 3. 3. Факторный анализ и построение математической модели работы шнекового питателя
    • 3. 4. Выводы
  • 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И
  • ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
    • 4. 1. Задачи экспериментальных исследований и производственных испытаний
    • 4. 2. Методика проведения экспериментальных исследований
    • 4. 3. Результаты экспериментальных исследований. 1X
    • 4. 4. Методика, проведение и результаты производственных испытании
    • 4. 5. Выводы
  • ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
  • Список литературы

Приложения 137 Программные продукты 138 Акт заводских испытаний 143 Протокол заводских испытаний 145 Акты внедрения

Шнековый питатель для подачи пластичных и пылевидных материалов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованного и надёжно работающего промышленного транспорта. На предприятиях стройиндустрии, химической, машиностроительной, пищевой и других отраслей промышленности транспортирование пылевидных, взрывоопасных, порошкообразных и мелкокусковых насыпных грузов выполняется преимущественно винтовыми конвейерами (шнеками).

Кроме винтовых конвейеров широкое распространение получили шнековые питатели, применяемые в различных технологических процессах в виде самостоятельных машин или в виде агрегируемых узлов технологических машин. Питатели предназначены для равномерной непрерывной подачи материалов в дробильно-помольные, формующие и другие технологические машины или на транспортирующие устройства. Питатели перемещают материал на небольшие расстояния (1,5 — 2 м) и, часто, кроме основной функции — транспортирования материала, выполняют также различные вспомогательные: перемешивание, разрыхление, уплотнение. Питатели обеспечивают заданный ритм технологического процесса и позволяют механизировать и автоматизировать производство.

Достоинства шнековых питателей, такие как непрерывность подачи, герметичность, простота конструкции, возможность создания избыточного давления на выходе из шнека, возможность агрегирования с другим оборудованием, обусловили их широкое применение во многих отраслях промышленности в различных технологических процессах.

Основным недостатком шнековых питателей является низкая производительность из-за сообщения шнековой лопастью транспортируемому материалу не только поступательного движения, но и вращательного, что приводит к проворачиванию материала вместе со шнеком. Особенно существенно этот недостаток проявляется при транспортировании влажных, пластичных и пылевидных материалов.

Для повышения производительности шнековых питателей, подающих пластичные и пылевидные материалы, применяются различные устройства: контрножи, гребенки, скребки, очищающие шнеки, а также внутренняя поверхность шнековой полости выполняется не гладкой, а рифленой. Все рассмотренные устройства либо малоэффективны, либо существенно усложняют конструкции шнековых узлов. Вращательное движение материала снижает производите.' 1ьность и увеличивает мощность, потребляемую машиной.

Актуальность данной работы обусловлена тем, что в настоящее время не существует простых, надежных и высокоэффективных шнековых питателей для подачи пластичных и пылевидных материалов.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности функционирования тннекового питателя для подачи влажных, пластичных и пылевидных материалов, путем формирования условий, способствующих уменьшению сил трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя.

Идея работы — уменьшение сил трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя за счет формирования на этой поверхности трения скольжения вместо трения покоя.

Методы исследования: Теоретический анализ процесса транспортирования материала в шнековом питателе с использованием методов теоретической механики, сопротивления материалов, механики грунтов, математического моделирования. Лабораторные и промышленные испытания с применением тензометрических и электрических методов измерения параметров.

На защиту выносятся.

— теоретические положения об особенностях формирования сил трения в направлениях продольной оси питателя и окружной скорости шнека между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя и закономерностях движения материала по внутренней поверхности корпуса питателя при изменении сил трения;

— способ уменьшения сил трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя;

— структурная схема шнекового питателя, обеспечивающая уменьшение сил трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя;

— математическая модель функционирования шнекового питателя для определения оптимальных геометрических параметров его рабочих органов в зависимости ог свойств транспортируемого материала;

— результаты теоретических и экспериментальных исследований движения материала по внутренней поверхности корпуса шнекового питателя при различных условиях формирования сил трения;

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы основывается на применении комплекса современных методов исследований, включая: анализ и научное обобщение выполненных к настоящему времени работ по рассматриваемому вопросуприменение современных вычислительных методови подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований (расхождение не превышает 9%).

Научная новизна. Заключается в разработке теоретических положений об условиях формирования сил трения при движении материала по внутренней поверхности корпуса питателя в направлениях продольной оси питателя и окружной скорости шнека и закономерностях движения материала по внутренней поверхности корпуса питателя при изменении коэффициентов трения.

Доказана возможность повышения производительности шнекового питателя и снижения удельных энергозатрат транспортирования путем формирования условий, способствующих уменьшению сил трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя.

Разработаны математическая модель, алгоритм и программа определения оптимальных параметров рабочих органов шнекового питателя из условия максимальной производительности при минимальных удельных энергозатратах в зависимости от свойств транспортируемого материала и условий эксплуатации машины.

Практическое значение и реализация работы. Разработанный шнековы й питатель может быть использован для транспортирования влажных, пластичных и пылевидных материалов.

Предложенная математическая модель шнекового питателя позволяет определить его оптимальные параметры для различных транспортируемых материалов и давления на выходе из шнековой полости.

Применение разработанного шнекового питателя на предприятиях строительной индустрии и пищевой промышленности г. Шахты обеспечивает реальный экономический эффект за счет увеличения производительности и уменьшения удельных энергозатрат транспортирования.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

— научно — технических конференциях профессоре ко — преподавательского состава НГТУ, 1994, 1997, 1998, 1999 г. г.

— совместном заседании кафедр «Автоматизация производства, робототехника и мехатроника» и «Подъемно-транспортные машины и роботы».

НГТУ, 1998 г.

Публикации, По теме диссертации опубликованы девять печатных работ.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1 .Разработаны теоретические положения, позволившие установить закономерности движения груза в шнековом питателе при разных условиях формирования сил трения материала о внутреннюю поверхность корпуса питателя в направлениях продольной оси питателя и окружной скорости шнека и решить задачу повышения эффективности функционирования шнекового питателя путем уменьшения коэффициента трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя на направлении продольной оси питателя за счет создания на этой поверхности трения скольжения вместо трения покоя.

2. Установлено, что поступательное движение материала в межреберном пространстве в направлении продольной оси питателя повышает эффективность функционирования машины за счет снижения вращательной составляющей движения транспортируемого материала и увеличения поступательной.

3. Разработаны структурная схема и конструкция шнекового питателя в основу которых положены полученные представления о взаимодействии транспортируемого материала с внутренней поверхностью корпуса питателя.

4. Предложена математическая модель, учитывающая свойства транспортируемого материала, конструктивные параметры машины и условия ее эксплуатации, позволяющая определить оптимальные геометрические параметры элементов системы очистки внутренней поверхности корпуса и шнекового вала питателя из условий максимальной производительности машины и минимальных удельных энергозатрат.

5. Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 9%), что подтверждает основные теоретические положения данной работы о возможности повышения эффективности функционирования шнекового питателя за счет уменьшения силы трения между материалом и внутренней поверхностью корпуса питателя в направлении продольной оси питателя, а также адекватность математической модели реальному процессу движения материала в шнековом питателе.

6. Производственные испытания показали работоспособность шнекового питателя с системой очистки внутренней поверхности цилиндра, его способность длительное время сохранять на постоянном уровне основные количественные показатели процесса транспортирования и возможность его промышленной реализации.

7. Применение разработанного питателя на предприятиях строительной индустрии и пищевой промышленности г. Шахты создает реальный экономический эффект за счет увеличения производительности и уменьшения удельных энергозатрат транспортирования и подтверждает правильность принятых проектных решений. Разработанный шнековый питатель внедрен:

— на заводе по производству асбоцементных изделий муниципального унитарного предприятия капитального строительства администрации г. Шахты;

— на участке облицовочных плиток ОАО «СТРОЙФАРФОР»;

— на Ильичевском кирпичном заводе управления по производству вспомогательных технологических материалов ОАО «Ростовуголь»;

Показать весь текст

Список литературы

  1. А. О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины.-М.: Машиностроение, 1983, — 487с.
  2. А.М. Винтовые конвейеры.-М.: Машиностроение, 1972, — 248с.
  3. С.Г., Борщевский A.A., Горбовец М. Н. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.-М.: Машиностроение, 1990, — 388с.
  4. М. И. Фоломеев A.A. Механическое оборудование предприятий вяжущих материалов и изделий на базе их. -М.:Высш. школа, 1983.-232с .
  5. Серя ков B.C., Юсов М. И. Пневмоперегрузчик пылевидных материалов III IM-100.// Строительные и дорожные машины, — 1993, — № 7. С. 34−41.
  6. A.A., Ильин A.C. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. -М.: Высшая школа, 1987.- 376с.
  7. М.Я. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий.-М.: Машгиз, 1962, — 522 с.
  8. Л.Г., Несмотряев В. И. Горнопроходческие машины и комплексы. М. :Недра, 1990.-336с
  9. Э.Г., Фарафонов В. И., Комаров Е. И. Скрепер со шнековой загрузкой ковша.//Строительные и дорожные машины, — 1993, — № 1. С.45−52. Ю. Рыбаков И. Я. Теория и расчёт вертикальных шнеков. //Торфяная промышленность, — 1951, — № 8. С.23−28.
  10. П.Александр Л. М. Теория вертикального шнека. // Тр. ЦНИИ речного флота. -Вып. 7, — 1950. С. 63−80.
  11. .В. Вертикальный винтовой конвейер. //Химическая промышленность, — 1954, — № 1. С. 61−68.
  12. Е.М. Элементарная теория вертикального винтового транспортёра. //Тр. Московского института механизации и электрификации сельского хозяйства. -М.-Т.2, — 1956, С. 81−90.
  13. .А. Определение производительности вертикального шнекового конвейера. //Вестник машиностроения, — 1958, — № 12. С.41−50.
  14. .А., Кузнецов В. И. Определение закономерностей движения одиночной частицы по шнеку. // Изв. вузов, «Горный журнал», 1972, — № 11. С. 23−37.
  15. Bottcher S. Eine allgemeine Analyse der Aufwarts fordemng eines Ein-zelkorpers in Schneckenforderern beliebiger Neigang. «VDJ Zeitschrift», 1963 № 14, 16 und «VDJ-Zeitschrift», 1964 № 18.
  16. А.Е., Багринцев И. И. и др. Двухлопастной смеситель с реверсивным шнеком для приготовления пастообразных материалов. //Химическое и нефтяное машиностроение.-1969.-№ 12. G.53−65.
  17. Багринцев И, И., Гирич В. П. и др. Двухлопастной смеситель для получения щелочной целлюлозы.//Химическое и нефтяное машиностроение.-1971,-№ 8. С.22−33.
  18. А. Е. Дананин Б.Г. и др. Смесители с реверсивным шнеком типа CPU 1 .//Химическое и нефтяное машиностроение.-1972.-№ 4. С.65−71.
  19. A.B. Одновинтовые насосы, — М.Гостоптехиздат, 1962.-278с.
  20. В.А., Иванченко В. В., Бодунов И. В. Питатель для подачи порошкообразных продуктов.//Химическое и нефтяное машиностроение. -1973.-№ 5. С, 6−14,
  21. В.Н., Левин А. Н. К вопросу о производительности многочервячных прессов с зацепляющимися червяками.//Пластические массы.-1962.-Ж5. С. 56−67.
  22. В.Н., Левин А. Н. Многочервячные прессы для переработки пластических масс.//Химическое машиностроение.-. 961 .-№ 1. С. 23−35.
  23. М.Н., Артемов I I.Я. Любошиц М. И. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Минск: Вышейн. Н1к., 1970.- 452 с.
  24. Справочник по технической механике / Под ред. Акад. А. Н. Динника,-М. Л.: Гостехиздат, 1949, — 734 с.
  25. Г. С., Лебедев A.A. Сопротивление материалов деформированию и разрушению при сложном напряженном состоянии, — Киев: Наук. Думка, 1969. 212 с.
  26. Дж. К. Упругость, прочность и текучесть.-М.:Машгиз, 1961.-172 с.
  27. В.Д., Туренко A.B. Расчет глиноперерабатывающего оборудования/Учебное пособие. М.: МИСИ, 1979, — 64 с.
  28. A.B. Расчет глиноперерабатывающего оборудования и прессов пластического формования для производства керамических строительных изделий. -М.: МИСИ, 1985.-86с.
  29. A.B. Лиофильность дисперсных систем. Воронеж: Воронежский госуниверситет, 1940, — 168 с. 31 .Ребиндер П. А. Физико-механическая механика новая область науки.1. М.:Знание, 1961. -240 с.
  30. Серб-Ссрбина H.H., Ребиндер П. А. Физико-химические основы управления структурными и механическими свойствами глин и глинистых пород. //Докл. на международном совещании в Брюсселе в 1958 г., М.: Изд. АН СССР, 1958. 55 с.
  31. B.C. Формуемость пластичных дисперсных масс.-М: Стройиз-дат, 1961.-434 с.
  32. H.H., Нжчипоренко С.П., Ультразвуковая обработка дисперсных глинистых минералов, — Киев: Наукова Думка, 1971.-186 с. ЗЗ. Галабутская Е. А. Система глина-вода.-Львов, 1962.- 232 с.
  33. М. Реология. М.: Наука, 1965, — 452 с.
  34. Д.Н. Некоторые результаты шнекового бурения на станке УГБ 50А в производственных условиях.//Изв. вузов, «Геология и разведка».- 1958,-№ 10. С. 55−68.
  35. Д.Н. К расчету вертикальных шнековых установок. //Тр. Московского геологоразведочного института, т. XXXIV. М. :Госгеолтехиздат, 1959. С. 77−89.
  36. Д.Н. Методика определения оптимальных параметров бурового шнека. //Изв. вузов. «Геология и разведка».-!962, — № 10. С. 22−41.
  37. Башкатов Д. Н, Олоновский Ю. А, Экспериментальные исследования по усовершенствованию технологии шнекового бурения. /Бюлл. Науч.-техн. информ. ОНТИ ВИЭМС.-1965, — № 2 (55). С. 65−79.
  38. Д.Н., Олоновский Ю. А. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин.-М.: Недра, 1968, — 233 с.
  39. К.А., Башкатов Д. Н. Определение к.п.д. шнека и мощности, затрачиваемой на транспортировку породы вертикальным шнеком при бурении. //Изв. вузов, «Геология и разведка».- 1959, — № 3. С. 44−56.
  40. A.M., Преображенский П. А. К вопросу определения осевой скорости материальной точки в вертикальном шнеке. //Изв. вузов, «Горный журнал», — 1963, — № 8. С. 77−88.
  41. A.M., Штуков H.K. О решении уравнений с угловым параметром для транспортирующих шнеков. //Изв. вузов, «Горный журнал».-1968,-№ 7. С. 41−50.
  42. A.M., Штуков Н. К. Варианты уравнений для исследования осевого перемещения частиц в шнеках. /Сб. «Усовершенствование сельскохозяйственных машин»,-Киев: Урожай, 1968. С. 66−82.
  43. А.М., Шалман Д. А. О движении материальной точки в наклонном шнеке и обоснование критического радиуса. /Сб. «Вопросы теории винтовых транспортеров». -Киев: Книга, 1968. С. 43−49.
  44. A.M., Желтов В.II. Надежность методов расчета и конструирования вертикальных винтовых транспортеров .-Киев: Знание, 1969.-232 с.
  45. БА., Кузнецов В. И. Влияние геометрических погрешностей на транспортирующую погрешность шнека. //Изв. вузов, «Горный журнал». -1972, — № 11. С. 22−34.
  46. В.И. Некоторые вопросы динамики винтового подъема. //Изв. вузов, «Геология и разведка», — 1969, — № 5. С.44−53.
  47. В.И., Григорьев A.M. Метод расчёта вертикального винтового конвейера-шнека. //Изв. вузов, «Горный журнал».- 1969, — № 10. С. 12−26.
  48. U. Исследование вертикального шнекового транспортёра, применяемого для уборки зерновых (перевод с немецкого). //Zau Landtcch-Tiiche.-1961.- № 6. С. 57−72.
  49. Suhadi W. Die Schnecke als Arbeitsorgan in verarbeitiings-maschinen. //Maschinnenbautemechanik.-1967.-№ 5 P. 41−56.
  50. Parsons J.D., Schweisow W.F., Burkhardt G.J. Fluid flow analogy applied toanger conveyance of grains. //Trans, asae.- 1968.- № 5. P. 35−47.
  51. П.А., Григорьев A.M. Расчёт и конструирование гибких винтовых конвейеров.//Вестник машиностроения, — 1969.-№ 6. С. 37- 45.
  52. М.С., Катанов Б. А., Кузнецов В. И. Закономерности движения материала при транспортировке его шнеком вниз. //Изв. вузов, «Горный журнал», — 1973,-№ 12. С. 55−67.
  53. В.А. Исследование напорных шнеков торфяных машин. /Тр. Института торфа АН БССР. Минск,-1955, — № 4. С.24−42.
  54. Н.К., Григорьев A.M. Бардаченко М. К. Влияние конструктивных и режимных параметров на осевую скорость транспортируемого материала в вертикальных шнеках. //Изв. вузов, «Горный журнал».-1968, — № 1. С. 47−60.
  55. .А., Берштейн Г. Н. Вопросы технологии механизированного сельскохозяйственного производства,— М.: Урожай, 1964, — 377 с.
  56. Э.О., Романков П. Г., Рашковская Н. Б. К вопросу об истечении упруго-пластичных, тиксотропных материалов из вибрационного питателя.//Журнал прикладной химии.-Т. 40, — Вып.П.-1967. С. 60−82.
  57. С.П. Исследование работы ленточных прессов с помощью методов физико-химической механики дисперсных систем и теории подобия.// Тр. АН УССР.-1954.-№ 3. С. 40−57.
  58. С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формования керамических масс.-Киев: Изд-во АН УССР, 1960. 366 с.
  59. С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики.-Киев: Наукова думка, 1968, — 285 с.
  60. С. П. Абрамович М.Д., Комская М. С. О формовании керамических масс в ленточных .пресс-эх.--Киев: Наукова думка, 1971 234 с.
  61. Н.В., Левин A.H. Исследование работы двухчервячных прессов при формовании паст-ускорителей вулканизации резины. //Химическое и нефтяное машиностроение.-1965.-№ 12. С. 54−60.
  62. Сагалаев Г. В.К вопросу о производительности экструзионных машин .//Пластические массы.-1962.-№ 7. С. 50−58.
  63. В.Н., Левин А. Н. Определение производительности червячных прессов. //Химическое машиностроение.-1962.-№ 3. С.5−13.
  64. Д.Д., Лукач Ю. Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей.-М.Машиностроение,. 965.-352 с.
  65. A.A. Курс теоретической механики.-М.: Высшая школа, 1964. 375с.
  66. H.H., Евстратов В. А. Самоочищающийся ленточный шнеко-вый пресс. A.c. 1 201 168 СССР, МКИ В 30 В (/14.-373 5 903/25−27- Заявл. 08.05.84- Опубл. 30.12.85.-Бюл.№ 48.-1985.
  67. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. В 2-х кн. Под ред. И. В. Крагельского и В. В. Алис и на. М.: Машиностроение, 1979.-358с^ ил.
  68. С.С. Математическое моделирование в горной промышленности. -М.: Недра. 1981.-216 с.
  69. Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер с англ,-М.: Мир, 1985.- 509 е., ил.
  70. В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ: Справочник.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.- 240 с.
  71. Д.Н., Шувалов С. А., Дудко В. Д. и др. Расчет деталей машин на ЭВМ. М: Высш. шк, 1985. — 368 с.
  72. .Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. М: Высш. Шк., 1985.-271 с.
  73. В.Г., Адлер Ю. П. Планирование промышленных экспериментов. М: Металлургия, 1974. — 264 с.
  74. Е.С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи). Л.: Энергоатомиздат. Ле-нингр. отд-ние, 1983. — 320 с.
  75. С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978, — 262 с.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!