Введение к работе
Актуальность работы. Проблема интенсивного изнашивания самотечных зернопроводов (самотеков) транспортирующимся по ним рисом-зерном - одна из актуальных проблем зернолерерабатываюшей отрасли. Например, на Астраханском крупяном заводе потребность в жести для замены изношенных самотеков составляет в год 20 тонн при переработке 30 тыс. тонн зерна.
Наиболее быстро выходят из строя те самотеки, по которым транспортируется неочищенное рис-зерно, и наиболее опасен местный износ самотеков, который проявляется в местах излома оси самотека (колена и вводы), - самотеки протираются за 30-50 часов работы. Здесь реализуется изнашивание потоком риса-зерна, направленным под углом к изнашиваемой поверхности, - изнашивание потоком абразивных частиц - один из наиболее интенсивных видов изнашивания. Локальные протертости самотеков приводят к дополнительным потерям материалов и зерна, увеличивают загрязненность воздуха, ухудшают условия работы обслуживающего персонала.
Цель работы: исследование механизма изнашивания внутренней поверхности локальных зон самотеков потоком риса-зерна, где этот поток направлен под углом к изнашиваемой поверхности, для изучения существующих условий работы самотеков и обоснования мероприятий, повышающих износостойкость этих наиболее нагруженных локальных зон.
Методы исследования: методологической основой исследования является физическое и математическое моделирование. При анализе математической модели сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования выполнены на физической модели с использованием методов математической статистики по планированию эксперимента и по обработке экспериментальных данных. Теоретические исследования выполнены на базе положений теории размерностей, теории упругости и пластичности. Решение математической модели осуществлено с помощью метода конечных элементов, реализованного в САПР «Звезда - М +».
Научная новизна работы:
-
На основе теории внешнего трения твердых тел с учетом возникают в контакте нормальных и касательных давлений разработана математическ модель ударного контакта изнашиваемого полупространства с тверд сферической частицей, направленной под углом к этому полупространству.
-
Определены абразивные свойства риса-зерна: форма частиц ри< зерна, абразивная способность цветковых оболочек риса.
3. Разработана методика расчета величины объемных поте
пластических материалов, изнашиваемых потоком твердых сферичесі
частиц, направленным под углом к изнашиваемой поверхности.
4. Получены аналитические зависимости, позволяющие установі
причину нестабильности скорости и угла вылета абразивной частицы
ротора испытательной установки с центробежным ускорителем.
Научные положения, защищаемые автором:
-
Физическая модель изнашивания внутренней поверхности самот потоком риса-зерна в локальных зонах, где поток направлен под углом к э поверхности.
-
Математическая модель ударного контакта с полупространстг твердой сферической частицы, направленной под углом к зт< полупространству.
-
Результаты экспериментальных исследований физической модели.
-
Методика расчета толщины полиуретанового покрытия локальных внутренней поверхности самотеков, подвергающихся воздействию пот риса-зерна.
Практическая ценность работы:
1. На основе анализа результатов исследования физической мод
получена оценка существующих условий изнашивания стальных самот
потоком риса-зерна.
2. На основе анализа математической модели ударного контакта твер
сферической частицы с полупространством и анализа напряженной
деформированного состояния поверхностных слоев этого полупространі
получена теоретическая оценка существующих условий изнашив;
жестяных и стальных самотеков потоком риса-зерна и разработана методика расчета толщины полиуретанового покрытия локальных зон внутренней поверхности самотека, подвергающихся воздействию потока риса-зерна.
3. Разработана методика испытания материалов на изнашивание потоком риса-зерна с использованием установки с центробежным ускорителем.
Апробация работы: положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференции «Ресурсо-знергосберегающие технологии в промышленности» (Одесса, сентябрь 1996); международном научно-практическом симпозиуме «Славянтрибо-4. Трибология и транспорт» (Санкт-Петербург, 23-27 июня 1997); II международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997); научно-практической конференции по безопасности подъемных сооружений. (Госгортехнадзор РФ) (Сочи, 1-8 октября 1997); третьей Международной научно-технической конференции «Проблемы повышения качества промышленной продукции» (Брянск, октябрь 1998); Пятой Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера ка рубеже XXI века» (Севастополь, сентябрь 1998); научно-практической конференции «Проблемы фундаментальных исследований в области обеспечения населения России здоровым питанием» (Москва, 15-16 сентября 1999); конференции «Экологические ниши и их междисциплинарное исследование» (Астрахань, май 1997); на XXXIX - XLIII ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Астрахан. гос. тех. ун-та.
Публикации. Научная работа над настоящей диссертацией автором выполнялась с 1996 по 1999 год. Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах, всего по теме диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 221 работы, 6 приложений, 200 страниц машинописного текста, в том числе 41 иллюстрации, 26 таблиц.
