IT-Reviews    

МОДЕРНИЗАЦИЯ ГРОХОТА С ЭЛЕМЕНТАМИ ДИНАМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Рекомендуем: Что делать, если залило свечи зажигания
Источник:
Дьяконова В.Я. Калиновская Т.Г. Косолапова С.А. Дьяконов М.Н. В статье даны практические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дебалансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дебалансов. Статья в формате PDF 424 KB

Вибрационная техника и технологии с каждым годом расширяют область своего применения и занимают все более прочные позиции в различных областях промышленности. Вибрационное перемещение служит не только транспортным целям, но и составляет основу многих технологических процессов. Основными видами вибрационных транспортных операций являются: перемещение по горизонтали или с небольшим подъемом, вибрационные погрузка и выпуск из емкостей, бункерование. Вторая область применения вибрации - изменение дисперсных систем с целью технологической обработки, при этом в обрабатываемых вибрацией дисперсных системах осуществляется смешение, классификация и разделение, уплотнение насыпных смесей и другие операции.

Весьма актуальной задачей любого промышленного предприятия является повышение эффективности использования парка производственных мощностей. В связи с этим многие предприятия модернизируют имеющееся оборудование с целью его использования для выполнения новых технологических процессов при решении производственных задач.

В горнодобывающих и металлургических отраслях промышленности широко используют грохоты для классификации углей, сланцев, щебня и др. сыпучих материалов с разным гранулометрическим составом. Так, используемый для этих целей грохот ГИСЛ-62 работает с амплитудой колебаний короба 4,5-8 мм и частотой вращения вала вибратора 750 об/мин. Новые технологические процессы, внедряемые на некоторых предприятиях требуют перевода грохота ГИСЛ-62 на режим работы с пониженной амплитудой колебаний короба (до 2 мм) и повышенной частотой вращения вала вибратора (до 1500 об/мин).

Предварительный анализ показывает, что наиболее оптимальным вариантом модернизации грохота ГИСЛ-62 является усовершенствование устройства, предназначенного для возбуждения механических колебаний (вибратора). Это позволит оставить без изменения металлоконструкцию короба, являющуюся наиболее металлоёмкой и, следовательно, наиболее дорогой его частью.

В недалеком прошлом при исследовании грохотов на первый план выдвигались кинематические требования, а в настоящее время доминирующее значение приобретают проблемы динамики и, поэтому проектирование машин все сильнее увязывается с задачами динамического синтеза. Задача исследования состояла в том, чтобы определить настройку (режим работы) грохота, подобрать количество виброизоляторов с определенной жесткостью в опорах грохота и получить при необходимых кинематических параметрах требуемую амплитуду колебаний короба для использования грохота в новом режиме работы. Установленная взаимосвязь перечисленных параметров с возмущающей силой и определение ее требуемой величины позволит модернизировать элементы конструкции вибратора под поставленные производственные задачи.

Вибратор создает постоянную по направлению возмущающую силу, величина которой изменяется по синусоидальному закону. Для получения направленной возмущающей силы применяют вибратор типа самобаланс, который установлен непосредственно на коробе грохота и располагается выше просеивающей поверхности (рис. 1). Вибратор грохота представляет собой четыре синхронно вращающихся дебаланса, расположенных консольно на двух валах. Привод вибратора осуществляется от двух двигателей. Дебалансы в вибраторе установлены таким образом, что при их встречном движении инерционные силы, возникающие вдоль оси действия возмущающей силы ОС, складываются, а в перпендикулярном направлении (вдоль оси О1О2) - уравновешиваются. Для получения однородного поля колебаний положение дебалансов выбрано так, что вектор результирующей возмущающей силы проходит через центр тяжести грохота под углом 45о к горизонтальной оси. При вращении валов каждый из дебалансов вибратора создаёт центробежную силу

где m - масса дебаланса; r - расстояние от центра тяжести дебалансов до их оси вращения; ω - угловая скорость вращения вала дебаланса.

 

Рис. 1. Расчётная схема грохота

Для определения требуемой возмущающей силы составлено дифференциальное уравнение установившегося движения грохота [1]:

 (1)

где М - масса колеблющихся частей инерционного грохота; m - масса дебалансов; r - эксцентриситет; ω - угловая скорость вала вибратора; К - жесткость упругих элементов (пружин); c - коэффициент конструкционных сопротивлений; Кx - восстанавливающая сила пружин; cx - сила сопротивлений упругих элементов; x - деформация.

Левая часть дифференциального уравнения представляет собой силы инерции суммарной массы колеблющихся частей грохота; правая - сумму действующих на него сил. Преобразуем уравнение (1), приведя его к виду удобному для решения:

 (2)

где - соотношение вращающейся и общей масс колебательной системы; n - приведённый коэффициент сопротивлений упругой системы; - собственная частота колебательной системы.

Решением дифференциального уравнения (2) является перемещение массы М инерционного грохота:

 (3)

где А - амплитуда вынужденных колебаний грузонесущего органа

 (4)

Расчёт показал, что величина амплитуды перемещения грохота пропорциональна возмущающей силе вибратора mrω2 (рис. 2), и обратно пропорциональна общей массе грохота (M + m), а также существенно зависит от величины действующих сопротивлений n, уменьшаясь с их ростом.

Важное значение имеет также настройка грохота, то есть соотношение собственной и вынужденной частоты колебаний ω/ρ. Известно, что для грохотов приемлемы три режима работы: дорезонансный (ω/ρ < 1), зарезонансный (ω/ρ > 1) и режим резонанса (ω = ρ). Проведенные аналитические исследования показывают, что модернизированный грохот работает в зарезонансном режиме, основным достоинством которого является устойчивая работа короба грохота при значительных изменениях нагрузки в условиях установившегося режима.

Из анализа представленных аналитических выражений видно, что для уменьшения амплитуды колебаний следует увеличить жесткость динамической системы, поэтому предложено увеличить количество виброизоляторов в каждой опоре грохота. В качестве виброизоляторов используются цилиндрические витые пружины, которые при аналитическом исследовании считали безмассовыми с линейной упругой характеристикой. Виброизоляторы симметрично расположены относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через центр тяжести грохота. Причем, центр тяжести грохота и центр жесткости пружин лежат на одной оси (см. рис. 1). Упругие свойства виброизоляторов учитывались приведенным коэффициентом продольной жесткости Kz = 1019600 Н/м (8 пружин) и Kz = 1529400 Н/м (12 пружин) [1]. Жесткость пружин в горизонтальном направлении определялась в зависимости от отношений высоты пружины Hn к диаметру D и осадки пружины λ от действия расчетной нагрузки к высоте пружины Hn и составила 0,73 от продольной жесткости пружин [2].

Рис. 2. Зависимость амплитуды колебаний короба от возмущающей силы

Принимая во внимание то, что под действием возмущающей силы вибратора центр тяжести динамической системы получает ускорение x″, возмущающая сила колебательной системы

 (5)

Тогда амплитудное значение возмущающей силы

 (6)

Видно, что величина возмущающей силы определяется настройкой колебательной системы. Регулирование величины возмущающей силы может производиться при изменении массы дебалансов, эксцентриситета дебалансов, а также взаимного положения дебалансов при вращении.

Исследования показали, что для получения требуемой амплитуды колебаний короба грохота достаточно в каждой из четырех опор установить по два виброизолятора с приведенной жёсткостью пружин К = l019,6 кН/м. При такой жесткости виброизоляторов для установившегося режима работы определена требуемая возмущающая сила вибратора Р = 610,6 кН, а также величина статического момента массы одного дебаланса mr = 6,6 кгм.

С учетом перечисленных параметров предложена рациональная конструкция дебаланса (рис. 3).

 

Рис. 3. Конструкция дебаланса

Приведённые аналитические исследования использованы при модернизации и эксплуатации грохота ГИСЛ-62, который по технологическим соображениям был переведён в новый режим работы. Результаты исследований и практического использования модернизированного грохота показали, что

  • зарезонансный режим работы требует использования электродвигателей с повышенным пусковым моментом, что сокращает времени разгона машины и уменьшает амплитуду при пуске в ход.
  • возмущающая сила дебалансов при установившемся режиме составляет 610,6 кН. При переходе резонанса она будет значительно ниже (около 60 кН).
  • коэффициент динамичности равен четырем, что соответствует этому типу машин
  • применение вибратора в низкочастотных режимах нерационально, т.к. при этом необходимо значительно увеличивать массу дебалансов
  • в рассматриваемой конструкции удовлетворительная виброизоляция, т.к. частота собственных колебаний более чем в четыре раза ниже частоты вынужденных колебаний.

Cписок литературы

  1. Гончаревич И.Ф. Вибрационные грохоты и конвейеры / В.Д. Земсков, В.И. Корешков. - М.: Госгортехиздат, 1960. - 145 c.
  2. Вибрации в технике: справочник в 6 томах. - Т.4: Вибрационные процессы и машины; под ред. Э.Э. Лавендела. - М.: Машиностроение, 1981. - 510 с.



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


ПРОБЛЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ФАРФОРА

Статья в формате PDF 113 KB...

17 06 2021 0:15:41

Туманова Анна Леоновна

Статья в формате PDF 78 KB...

16 06 2021 4:31:29

РЫНОК ТРУДА И ТРУДОУСТРОЙСТВО МОЛОДЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ

Статья в формате PDF 145 KB...

10 06 2021 4:58:35

Стратегический ресурс России – новые знания (паспорт научной специальности – вербальная модель диссертационной работы)

В статье раскрываются новые знания, которые становятся стратегическим ресурсом, обеспечивают России статус великой державы и формирование упреждающей реакции на скрытые угрозы национальным интересам. Паспорта научных специальностей способствуют консолидации интеллектуальных ресурсов страны на самых актуальных направлениях исследований. Выявленные различия характеризуют определяющую роль паспорта научной специальности в резонансном взаимодействии с диссертационными работами, при наличии которого достигается соответствие предмета исследования паспорту научной специальности. Резонансное взаимодействие объекта и субъекта в научном творчестве при выполнении диссертационной работы составляет основной принцип интеллектуальной информационной технологии как инструмента научного творчества. ...

09 06 2021 9:12:35

ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФРМАТОРОВ

Статья в формате PDF 152 KB...

08 06 2021 12:36:46

ФОРМА И ТОПОГРАФИЯ ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ У МОРСКОЙ СВИНКИ

Двенадцатиперстная кишка у морской свинки имеет полукольцевидную форму и четыре части (луковица, краниальная, нисходящая и каудальная), в отличие от человека и белой крысы, очень сильно вытянута и согнута с образованием двух V-образных петель. ...

07 06 2021 20:25:10

ГЕМОРЕОЛОГИЯ И МОЗГОВОЙ КРОВОТОК У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ ГНОЙНЫМИ СИНУИТАМИ ПРИ ТРАВМАХ ГОЛОВЫ

В работе изучен мозговой кровоток и его взаимосвязь с нарушением гемореологии у больных хроническими гнойными заболеваниями придаточных пазух носа в остром периоде черепно-мозговой травмы. ...

05 06 2021 20:12:18

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕГЕТАТИВНОГО ГОМЕОСТАЗА У ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ СИБИРИ

С целью изучения экологических и этнических особенностей адаптационно-компенсаторных механизмов у детей различных популяционных групп были обследованы 208 школьников 7-15 лет, проживающие в г. Красноярске и в Эвенкии. Проведена комплексная клинико-инструментальная оценка вегетативного статуса по показателям кардиоинтервалографии с клиноортостатической пробой. Показано, что в популяции жителей Эвенкии этническая принадлежность (дети эвенков) является одним из факторов, формирующих вегетативный гомеостаз. Они отличаются от детей пришлого населения Эвенкии по напряжению вегетативных механизмов регуляции. Полученные результаты необходимы для разработки региональных критериев здоровья, проведения коррекционных и профилактических мероприятий на донозологическом этапе. ...

29 05 2021 15:37:42

ГИС ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКА В СИСТЕМАХ БЕЗОПАСНОСТИ

Статья в формате PDF 99 KB...

23 05 2021 21:22:19

КРИПТОГРАФИЯ – ОТ ИЗБРАННЫХ К ШИРОКИМ МАССАМ

Статья в формате PDF 114 KB...

19 05 2021 9:42:25

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГЕРТ-СЕТИ

Статья в формате PDF 130 KB...

16 05 2021 8:54:12

ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ В КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ И ТЕОРИИ ПОЛЯ

В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей  и  электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния. ...

15 05 2021 10:54:30

НОВЫЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПСИИ

Статья в формате PDF 133 KB...

14 05 2021 23:22:12

НАДЕЖДА И РЕАЛЬНОСТЬ ОНКОИММУНОЛОГИИ

Статья в формате PDF 114 KB...

11 05 2021 14:13:34

О СТРОЕНИИ И ТОПОГРАФИИ КРАНИАЛЬНЫХ БРЫЖЕЕЧНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ У НОВОРОЖДЕННЫХ БЕЛОЙ КРЫСЫ

Краниальные брыжеечные лимфатические узлы у новорожденных белой крысы располагаются главным образом вдоль ствола одноименной артерии и отличаются слабо дифференцированной паренхимой. ...

08 05 2021 17:34:55

ПЕРЕСЕЛЕНЧЕСКИЙ КАПИТАЛИЗМ В&#8239;США

Статья в формате PDF 320 KB...

04 05 2021 23:49:22

ЛИЧНОСТНЫЕ АКЦЕНТУАЦИИ У ЗАКЛЮЧЕННЫХ

Статья в формате PDF 118 KB...

02 05 2021 4:59:13

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!