Влияние усилия прижатия ролика на выходные параметры

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Влияние усилия прижатия ролика на выходные
параметры ленточного водоподъемника
Ж. А. Нурписов, к.т.н., Костанайский ГУ им. А.Байтур'
сынова; В. Г. Кушнир, к.т.н., О. А. Бенюх, Инженерно'
физический институт
Q, куб. м/ч
d – диаметр проволки пружины, м;
D – диаметр пружины, м;
λ – ход пружины, м;
n – количество рабочих витков пружины (0,8
от всех витков).
Известна [1–3] проблема проскальзывания
Опыты проводились с 4кратной повторнос
ленты по поверхности ведущего барабана, кото
рая снижала производительность ленточного во тью, полученные данные аппроксимировались
методом наименьших квадратов.
доподъемника.
При этом были получены следующие резуль
Предлагается компенсировать гидродинами
ческую силу, возникающую в слое воды между таты.
Уравнения аппроксимации:
лентой и ведущим барабаном силой прижима, для
– для графика d = 60 мм неупругое покрытие
чего внутри водосборного корпуса устанавлива
у = 5,343+0,326 х2;
ется прижимной ролик. Кинематическая схема
установки изображена на рис 1.
– для графика d = 60 мм упругое покрытие
Целью данного эксперимента являлось опре
у = 4,536+0,289 х2;
деление оптимального диапазона силы прижима
– для графика d=180 мм неупругое покрытие
ролика, с точки зрения максимальной произво
у = 5,636+0,375 х2;
дительности и минимальной потребляемой мощ
– для графика d=180 мм упругое покрытие
ности. В ходе опытов замерялась производитель
у = 5,501+0,368 х2.
ность водоподъемника, скорость ленты и потреб
Для роликов диаметра 60 мм максимум произ
ляемая мощность.
водительности отмечен при силе прижима 145 Н,
Скорость вращения барабана составляла 570 после чего производительность снижалась почти
об/мин, угол установки ролика – 90°, использо до начального уровня. При этом максимальная
вались четыре типа роликов: 2 диаметром 60 мм, с производительность водоподъемника при исполь
упругим и неупругим покрытием и 2 диаметром зовании ролика с неупругим покрытием была боль
180 мм, также с упругим и неупругим покрытием. ше производительности при упругом ролике.
Расчет усилия прижатия осуществлялся по
Для роликов диаметра 180 мм максимум произ
следующем формуле:
водительности был отмечен при Fприжима = 212 Н.
Далее также наступал ее спад. В целом, характер
Gd 4 ,
P=
зависимостей такой же, как и при диаметре ролика
(1)
8D 3 n
60 мм, но более сглаженный.
E
Уравнения аппроксимации:
где G =
для данного сорта стали
2(1 + ȝ)
– для графика d = 60 мм неупругое покрытие
у = 6,132+0,382 х2;
2,05 10 9
G
=77 · 10 9 Н/м2;
– для графика d = 60 мм упругое покрытие
2(1 + 0,3)
у = 5,439+0,346 х2;
– для графика d = 180 мм неупругое покрытие у
= 6,437+0,428 х2;
5
– для графика d = 180 мм упругое покрытие
4
у = 6,344+0,423 х2.
3
2
7,000
6,500
6,000
5,500
5,000
4,500
4,000
78
145
1
212
279
346
413
F пр, Н
Рис. 1 – Кинематическая схема водоподъемника с прижим?
ным роликом: 1 – груз; 2 – ведомый барабан; 3 –
лента; 4 – ведущий барабан; 5 – прижимной ролик
60мм неупругий
60мм у пругий
180мм неупругий
180мм упру гий
Рис. 2 – Зависимость производительности от силы прижима
ролика при Vбар=570 об/мин, α ролика=90°.
112
Руд, кВт ч / куб. м
РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА В АПК
Vленты, м/с
7
6
5
0,700
0,600
0,500
0,400
0,300
78
4
78
145
212
279
346
пр,
60мм упругий
180мм неупругий
180мм упругий
212
279
346
413
Fприжима , Н
413
F Н
60мм неупругий
145
60мм неупругий
60мм упругий
180 мм неупругий
180 мм упругий
Рис. 4 – Зависимость потребляемой мощности от силы при?
жима ролика при Vбар=570 об/мин, aролика=90°
Рис. 3 – Влияние силы прижима ролика на скорость ленты
при Vбар=570 об/мин, α ролика=90°.
Спад производительности при дальнейшем
увеличении усилия прижатия объясняется тем, что
если вначале усилие прижатия ролика служит
лишь для компенсации гидродинамической силы,
возникающей в слое между лентой и ведущим ба
рабаном и приподнимающей ленту над его поверх
ностью, то с ростом Fприжима ролик уже оказывает
тормозящее действие на ленту, снижая ее скорость
и тем самым снижая производительность. Нагляд
но это видно на графиках рис. 3.
Тормозящее действие ролика при избыточной
силе прижима проявляется в растущей потребляе
мой и, как следствие, удельной потребляемой мощ
ности водоподъемника (рис. 4).
Уравнения аппроксимации:
– для графика d = 60 мм неупругое покрытие
у = 0,498+0,036х2;
– для графика d = 60 мм упругое покрытие
у = 0,563+0,041х2;
– для графика d = 180 мм неупругое покрытие у
= 0,471+0,032х2;
– для графика d = 180 мм упругое покрытие
у = 0,453+0,03х2.
Проведенные опыты позволили сделать следу
ющие выводы:
– увеличение усилия прижатия ролика более
145 Н при диаметре ролика 60 мм и 212 Н при
диаметре ролика 180 мм приводит к его тормо
зящему эффекту на скорость ленты, что отри
цательно сказывается на выходных парамет
рах водоподъемника;
– зависимости выходных параметров для роли
ков разного диаметра имеют схожий характер;
– ролики с неупругим покрытие показали соот
ветственно несколько лучшие результаты, чем
ролики с упругим покрытием при одинаковых
условиях;
– по окончании опытов был определен рабочий ин
тервал изменения усилия прижатия ролика, ко
торый составил от 112 Н до 246 Н.
Полученные опытные данные и выводы легли
в основу формирования базы данных для прове
дения в дальнейшем многофакторного экспери
мента по определению оптимальных конструктив
норежимных параметров ленточного водоподъем
ника при работе на повышенных скоростях.
Литература
1
2
3
Каскарауов, И. А. Исследования и обоснования основных
параметров ленточного водоподъемника для пастбищных
скважин: автореферат дис…канд.техн.наук. – АлмаАта, 1971.
– 30 с.
Гумаров, Г. С. Совершенствование рабочего процесса и обо
снование параметров ленточного водоподъемника для по
ения животных в пастбищных условиях: автореферат дис…
канд. техн. наук. – Саратов, 1995. – 28 с.
Кульпин, П. И. Исследование малогабаритного ленточного
водоподъемника для пастбищных шахтных колодцев: авто
реферат дис…канд. техн. наук. – АлмаАта, 1973. – 43 с.
Математическая модель процессов
тепломассообмена в продуваемом слое зерна
в перфорированном кожухе шнека
А. К. Курманов, Н. С. Умербеков, М. М. Айтбаев,
К. А. Мустафин, Костанайский ГУ им. А. Байтурсынова
Наибольшее распространение в сельском хо
зяйстве получили устройства с конвективным
способом термообработки зерна в плотном проду
ваемом слоем. Они характеризуются высокой не
равномерностью нагрева и термообработки. В ре
зультате удельная производительность таких ус
тановок недостаточно высокая. Поэтому процесс
термообработки целесообразно интенсифициро
вать за счет обеспечения предельно допустимой
113