Введение к работе
Актуальность. В стоимости любого изделия значительную часть затрат составляют транспортные расходы, особенно когда транспортируются высокоабразивные насыпные грузы. К таким грузам относится металлическая стружка, составляющая 20—30 % массы обрабатываемых деталей. Транспортировка стружки возможна любым видом непрерывного транспорта, но применение инерционных конвейеров обеспечивает значительную экономию капитальных затрат и эксплуатационных расходов.* По коэффициенту расхода энергии на 1 т. груза в час на расстояние 1 м. инерционный конвейер экономичнее в 3 раза, а по коэффициенту веса в 2,5 раза по сравнению с винтовыми.
Существующие методы расчета инерционных конвейеров не позволяют проектировщикам производить анализ и синтез конструкторских решений в следствие того, что при получении аналитического выражения колебательного закона движения конвейера и других динамических характеристик не учитывается жесткость звеньев, что оказывает значительное влияние на точность получаемых результатов. Учитывая, что желоб инерционного конвейера колеблется со значительной амплитудой (10... 150 мм) и малой частотой (40...400 мин"1), ресурс инерционного конвейера по сравнению с вибрационным и другими выше в 2...3 раза и составляет 12000 часов и более. Но при транспортировании различных грузов в расчетах необходимо учитывать не только конструктивные особенности конвейера и его элементов, а также их динамические характеристики. Это позволит сделать рекомендации по выбору конструктивного решения и оценить жесткостные характеристики элементов, определяющих колебательное движение желоба конвейера, обеспечивающего эффективное перемещение груза (стружки) в нем.
Целью настоящей работы является: Разработка конструктивно-динамических схем инерционных конвейеров с получением динамических и кинематических характеристик привода с тягами переменной жесткости.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
Разработать новые и эффективные конструктивно-динамические схемы инерционных конвейеров.
Разработать конструктивно-динамическую схему привода инерционного конвейера с тягами переменной жесткости.
Получить дифференциальное уравнение движения инерционного конвейера с тягой переменной жесткости.
Произвести анализ закона движения, а также свободных и вынужденных колебаний желоба конвейера в зависимости от жесткости тяги.
Произвести экспериментальные исследования динамики инерционного конвейера с тягой переменной жесткости.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту:
1. Разработаны новые конструктивно-динамические схемы инерционных
конвейеров (а.с. 994364; 1065311; 1154169; 1207920; 1283185; 1276586; 1305086;
1351848; 1350084; 1390137; 1459982;1461700; 1541154; 1634607;1645215; 1787883),
позволяющие в зависимости от заданных динамических параметров обеспечить
Расчет ЭКОНОМИЧЕСКОЙ Эффективности ВЙІЙреНИІІ ft нярдті^ ткгийгтер —.Др.....
ВНИИПТМАШ, 1988,127 с.
"з^з
РОС. НАЦИОНАЛЬНА! БИБЛИОТЕКА СП О»
та* конкйсроі. НИ-2307.
необходимые законы движения вариацией конструктивных и жесткостных характеристик звеньев.
Разработана конструктивно-динамическая схема привода инерционного конвейера, состоящая из группы звеньев, одно из которых является тягой с переменной жесткостью, что обеспечивает эффективное перемещение груза.
Получено и решено дифференциальное уравнение движения инерционного конвейера с тягой переменной жесткости, позволяющее произвести анализ законов движения, а также фазовых характеристик желоба для эффективной транспортировки груза.
Выполнен анализ свободных и вынужденных колебаний желоба инерционного конвейера с тягой переменной жесткости, что позволило установить закономерности изменения жесткости по длине тяги в зависимости от необходимой кинематики движения груза.
Выполнены экспериментальные исследования, подтвердившие актуальность принятых теоретических выводов и решений. Установлены значения скоростей грузов для конкретного инерционного конвейера, обеспечивающие эффективность перемещений при использовании тяг переменной и постоянной жесткостей.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработаны конструктивно-динамические схемы инерционных конвейеров и методология расчета их динамических параметров в зависимости от физико-механических свойств транспортируемых грузов.
Достоверность результатов работы обеспечивается использованием современных методов решения динамических задач и удовлетворительной сходимостью экспериментальных и теоретических результатов.
Личный вклад автора заключается в разработке конструктивно-динамических схем, методологии построения математических моделей и алгоритмов решения. В совместных публикациях более 80 % полученных результатов принадлежат автору. По теме диссертации опубликовано 27 работ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на всесоюзной научной конференции «Безотходные технологии» (г.Челябинск, 1987); международной научно-технической конференции «Безотходные технологии» (г. Омск, 1995); научно-технической конференции «Современные проблемы горно-металлургического производства» (г. Красноярск, 1994); на семинарах по ТММ в Новосибирском электротехническом институте (г. Новосибирск, 1988-1991) и семинарах на ОАО «Сибтяжмаш» (г. Красноярск, 1987-1991), а также региональных научно-технических конференциях (г.Красноярск, 1988, 1993гг.); научно-практической конференции «Конвейерные системы и автоматизированные транспортно-складские комплексы» (г. Санкт-Петербург, 1991); 15 межрегиональной научно-технической конференции (г. Красноярск, 1997); на Всероссийских научно-технических конференциях «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика» (1998,2004).
Модель инерционного конвейера с упругой тягой в 1989 г. была представлена на ВДНХ. Получена серебряная медаль.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка используемых литературных источников 105 наименований, изложена на 103 фрацицах включающих 61 рисунок и 2 таблицы.
