Дослідження енерговитрат тарілчастих живильників для сипких матеріалів

Abstract

Мета роботи – створення математичних моделей, що дозволять визначити взаємозв’язок між конструктивними і технологічними параметрами тарілчастих живильників та витратами енергії, що виникають під час їх роботи. У роботі використано класичні положення механіки, теорії контактної взаємодії твердих тіл, метод математичного моделювання. У роботі розглянуто конструкцію та принцип дії тарілчастого живильника безперервної дії, визначено його основні конструктивні та технологічні параметри. Досліджено чинники, що створюють механічні навантаження на привод тарелі живильника. Розроблено математичні моделі для визначення моментів опору та потужності, що споживається електричним двигуном під час роботи обладнання. Запропоновані моделі дозволяють розраховувати навантаження на привод у статичному і динамічному режимах роботи та враховують конструктивні, технологічні параметри обладнання та фізико-механічні властивості сипкого матеріалу. Представлено результати дослідження впливу коефіцієнтів тертя, положення ножа та сили його притискання до поверхні тарелі, швидкості обертання тарелі на навантаження, що діють на електропривод. Встановлено, що розрахунок приводу доцільно виконувати для режиму, за якого відстань між кромкою ножа та віссю обертання тарелі є максимальною, що відповідає роботі при максимальному навантаженні. Визначено, що зміна технологічних параметрів живильника (швидкості обертання тарелі, положення ножа) може призводити до зміни навантаження на електропривод на 86%, що необхідно враховувати при виборі двигуна. Розроблено математичні моделі роботи тарілчастого живильника безперервної дії для визначення взаємозв’язку між конструктивними і технологічними параметрами тарілчастих живильників та витратами енергії. Отримані результати дозволяють за відомими конструктивними, технологічними параметрами та фізико-механічними властивостями сипкого матеріалу визначити навантаження на привод тарелі.

Цель работы – создание математических моделей, позволяющих определить взаимосвязи между конструктивными и технологическими параметрами тарельчатых питателей и возникающими во время их работы затратами энергии. В работе использованы классические положения механики, теории контактного взаимодействия твердых тел, метод математического моделирования. В работе рассмотрены конструкция и принцип действия тарельчатого питателя непрерывного действия, определены его основные конструктивные и технологические параметры. Исследованы факторы, создающие механические нагрузки на привод тарели питателя. Разработаны математические модели, позволяющие определить моменты сопротивления и потребляемую электрическим двигателем мощность во время работы оборудования. Предложенные модели позволяют определять нагрузку на привод в статическом и динамическом режимах работы и учитывают конструктивные, технологические параметры оборудования и физико-механические свойства сыпучего материала. Представлены результаты исследования влияния коэффициентов трения, положение ножа и силы его прижатия к поверхности тарели, скорости вращения тарели на нагрузки, действующие на электропривод. Установлено, что расчет привода целесообразно выполнять для режима, при котором расстояние между кромкой ножа и осью вращения тарели является максимальным, что соответствует работе при максимальной нагрузке. Определено, что изменение технологических параметров питателя (скорости вращения тарели, положение ножа) может приводить к изменению нагрузки на электропривод на 86%, что необходимо учитывать при выборе двигателя. Разработаны математические модели работы тарельчатого питателя непрерывного действия, позволяющие определить взаимосвязь между конструктивными и технологическими параметрами тарельчатых питателей и затратами энергии. Полученные результаты позволяют по известным конструктивным, технологическим параметрам и физико-механическими свойствами сыпучего материала определить нагрузку на привод тарели.

Creation of mathematical models that allow determining the relationship between the design and technological parameters of the plate feeders and the energy consumption arising during their operation. The work uses the classical mechanics principles, the contact interaction of solids theory and the mathematical modeling method. The paper considers the design and operation principle of a continuous plate feeder, defines its main design and technological parameters. The factors that create mechanical loads on the drive of the feeder plate are investigated. Mathematical models have been developed that make it possible to determine the moments of resistance and the power consumed by an electric motor during the equipment operation. The proposed models make it possible to determine the load on the drive in static and dynamic operation modes and take into account the design, technological parameters of the equipment and the bulk material physical and mechanical properties. The study results of the friction coefficients influence, the knife position and the force of its pressing on the plate surface, the plate rotation speed on the loads acting on the electric drive are presented. It has been found that the drive calculation is expedient for the mode in which the distance between the knife edge and the rotation axis of the plate is maximum, which corresponds to the operation at maximum load. It has been determined that a change in the feeder technological parameters (plate rotation speed, knife position) can lead to a change in the load on the electric drive by 86%, which must be taken into account when choosing a drive. Mathematical models of the continuous plate feeder operation have been developed, which make it possible to determine the relationship between the design and technological parameters of the plate feeders and energy consumption. The results obtained make it possible to determine the load on the plate drive by the known design, technological parameters and bulk material physical and mechanical properties.