Содержание
Сыпучий материал в пределах рабочего пространства спиральных лопастей винта и кожуха гибкого става винтового конвейера имеет устойчивое движение по периферийной части лопастей с непрерывным потоком груза при определенных геометрических и режимных параметрах.
Корректировку или первоначальный выбор параметров винта можно производить по величине угла отклонения тела волочения, образующегося перед каждой лопастью. Интенсивность циркуляции в объеме тела волочения резко возрастает при достижении некоторого критического угла отклонения тела волочения в направлении вращения винта. Частицы затягиваются в винтовое движение по желобу гибкого става при определенных условиях.
Движение частицы, представленной в качестве несвободной материальной точки, находящейся на линии пересечения двух шероховатых поверхностей, рассматривалось в работах [1,2,3]:
- Лопасти винта.
- Круглого желоба (кожуха гибкого става).
Полученное дифференциальное уравнение движения несвободной частицы по линии пересечения лопасти винта и желоба гибкого става, в котором учтены геометрические и режимные параметры винтового конвейера:
- R- радиус желоба, м.
- S — шаг лопасти, м.
- f=0,1…0,3 — коэффициент трения скольжения.
- y=60…90 — угол наклона плоскости лопасти, град.
- π=10…300 об/мин — число оборотов в минуту винта.
- V — скорость подачи лопасти винта, м/с.
- b=0…90 — угол наклона оси винта (угол транспортирования), град.
Это позволяет моделировать движение частицы материала в желобе винтового конвейера и выбрать соотношение частоты вращения и шага лопасти винта, обеспечивающее перемещение сыпучего груза в установившемся или винтовом режиме при максимально возможной скорости транспортирования.
Численное решение дифференциального уравнения движения позволяет определить текущее положение частицы Ψ, соответствующее углу поворота вместе с лопастью относительно желоба.
Результаты расчетов дифференциального уравнения
Влияние режимных и геометрических параметров S, у, β на минимальное значение числа оборотов в минуту винта, при котором возникает винтовое движение, можно проследить, анализируя данные представлены в таблице 1.
Данные таблицы получены при равной шероховатости поверхностей лопасти и желоба с коэффициентом трения f=0,3.
Зависимость угла отклонения частицы Ψ, град, и относительной линейной скорости движения частицы во времени для горизонтального и вертикального транспортирования при различной шероховатости поверхности представлена на рисунках 1 и 2.
где
- 1 — f= 0,1.
- 2 — f= 0,15.
- 3 — f= 0,2.
- 4 — f =0,25.
- 5 — f= 0,3.
где
- 1 — f=0,1.
- 2 — f= 0,15.
- 3 — f= 0,2.
- 4 — f= 0,25.
- 5 — f= 0 ,3.
Следует отметить, что влияние шероховатости поверхностей лопасти и желоба на угол отклонения частицы и ее относительную линейную скорость существенно:
- При уменьшении коэффициента трения от 0,3 до 0,1 угол отклонения частицы увеличивается на 30 градусов как при горизонтальном, так и при вертикальном транспортировании.
- Как для горизонтального, так и для вертикального транспортирования изменение относительной линейной скорости движения частицы при коэффициенте трения f=0,1, носит более устойчивый характер и плавно уменьшается от момента захвата частицы до ее дальнейшего устойчивого движения.
- Для шероховатых поверхностей с f=0,15-0,3 при горизонтальном транспортировании относительное движение частицы более динамично: отрицательные значения относительной скорости свидетельствуют о том, что частица поднимается и затем опускается по желобу конвейера.
- При вертикальном транспортировании рост f от 0,1 до 0,3 приводит к тому, что относительное движение частицы по желобу происходит при скорости от 4,5 до 6,0 м/с.
Список литературы
- Угол наклона транспортируемого материала в шнеках / В.Н. Вернер, Е.К. Соколова / Изв. вузов. Горный журнал. — 1997. — № 9-10. — С. 109-113.
- Движение частиц материала в незамкнутом кожухе шнекового транспортера / В.Н. Нестеров, В.Н. Вернер, Е.К. Соколова, Д.Ю. Соколов/ Изв. вузов. Горный журнал. — 2000. — № 5. — С. 90-95.
- Винтовые конвейеры / А.М. Григорьев. — М.: Машиностроение, 1972. — 184 с.
Источник: Влияние шероховатости поверхности на движение частицы в кожухе винтового конвейера / Е.К. Соколова // Вестник КузГТУ. — 2011. — №6. — C. 28-30.
