Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Режимные параметры резонансных вибротранспортных машин

Диссертация: Режимные параметры резонансных вибротранспортных машин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В диссертации на базе выполненных исследований решена актуальная задача повышения эффективности работы резонансных вибротранспортных машин с импульсным линейным двигателем за счет выбора рациональных параметров и совершенствования конструкции на основе уточненной математической модели рабочего процесса. Цель работы — повышение эффективности работы вибротранспортных резонансных горных машин… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. Анализ конструктивных решений резонансных вибротранспортных машин
    • 1. 2. Обзор исследований по транспортированию горной массы вибротранспортными машинами
    • 1. 3. Задачи исследований
  • 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
    • 2. 1. Обоснование критерия эффективности рабочего процесса резонансных ВТМ
    • 2. 2. Непроизводительные энергозатраты при работе резонансных ВТМ
    • 2. 3. Математическая модель рабочего процесса резонансной ВТМ
    • 2. 4. Стохастическая модель движения груза в резонансной ВТМ
    • 2. 5. Методика определения энергозатрат при безотрывном режиме вибротранспортирования горной массы резонансной ВТМ
    • 2. 6. Выводы
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ВИБРОТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ
    • 3. 1. Описание установки, задачи исследований и методика проведения эксперимента
    • 3. 2. Скорость вибротранспортирования горной массы резонансной ВТМ
    • 3. 3. Определение энергозатрат при вибротранспортировании горной массы
    • 3. 4. Выводы
  • 4. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
    • 4. 1. Исходные данные и методика расчета
    • 4. 2. Пример расчета параметров резонансной ВТМ с магнитно-индукционным двигателем
    • 4. 3. Выводы

Режимные параметры резонансных вибротранспортных машин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. В горнодобывающей промышленности процессы транспортирования и классификации твердых полезных ископаемых являются одними из наиболее масштабных и относительно энергоемких операций. Эти операции практически всегда используются и при производстве строительных материалов. В процессах транспортирования и классификации горной массы широко используются вибротранспортные машины (ВТМ). Практика эксплуатации вибротранспортных машин показывает, что в результате совершенствования их конструкции и режимов работы можно добиться определенного роста эффективности ВТМ и всего горнодобывающего предприятия. В связи с этим дальнейшее развитие вибротранспортных машин имеет важное экономическое значение.

Общая конструкция ВТМ зависит от типа вибровозбудителя — двигателя и трансмиссии. В настоящее время наибольшее распространение в горной промышленности получили ВТМ с силовыми, кинематическими, комбинированными и поршневыми (пневматическими и гидравлическими) вибровозбудителями. Абсолютное большинство этих ВТМ работают в «быстроходном» режиме с зарезонансной частотой.

Резонансные ВТМ появились в середине XX века. Конструктивное исполнение вибровозбудителей у этих машин было такое же, что и у зарезо-нансных ВТМ. Основным недостатком известных резонансных ВТМ является значительная нестабильность режима колебаний. При изменении технологической нагрузки это приводит к снижению эффективности процесса, что практически исключило их применение в промышленности.

Альтернативой известным вибровозбудителям являются линейные импульсные электромагнитные двигатели, одно из главных достоинств которых — простота конструкции трансмиссии. Рабочий процесс этих резонансных ВТМ с линейным импульсным двигателем в меньшей степени зависит от изменения технологической нагрузки. В отдельных случаях это также приводит к снижению эффективности их работы. В этой связи исследования, направленные на изучение рабочего процесса резонансных ВТМ с целью стабилизации и повышения эффективности их работы, являются актуальной научной задачей.

Предмет исследования — резонансные вибротранспортные горные машины с линейным импульсным электромагнитным двигателем.

Объект исследования — установившиеся и переходные рабочие процессы резонансной вибротранспортной машины с линейным импульсным двигателем.

Цель работы — повышение эффективности работы вибротранспортных резонансных горных машин с линейным импульсным электромагнитным двигателем на основе уточненной математической модели рабочего процесса, обоснования рациональных параметров и совершенствования конструкции ВТМ.

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности рабочего процесса вибротранспортной машины можно осуществить путем выбора рациональных электромеханических параметров, учитывающих изменение рабочей нагрузки и, соответственно, режим работы горной машины.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Для заданной амплитуды и частоты колебаний минимум энергозатрат при работе резонансной ВТМ достигается при определенном соотношении массы груза и массы рабочего органа.

2. Обеспечение стабильной работы ВТМ в резонансном режиме при увеличении массы транспортируемого груза до величины, соизмеримой с массой рабочего органа, достигается, если двигатель имеет 20.25% запас мощности от расчетной.

3. Одним из критериев энергетической эффективности работы резонансных ВТМ является отношение работы транспортирования к величине горной массы, находящейся на рабочем органе.

4. Процесс вибротранспортирования горной массы, имеющей случайные трибологические характеристики, с достаточной для практики степенью точности описывает стохастическая модель.

Научная ценность работы заключается в выявлении взаимосвязи электромеханических характеристик импульсного двигателя и динамических параметров резонансной вибротранспортной машины, а также разработке математической модели рабочего процесса ВТМ.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке методики расчета режимных параметров резонансных низкочастотных ВТМ и энергетических параметров линейных импульсных двигателей.

Личный вклад автора состоит в организации и проведении экспериментальных исследований, анализе их результатов, разработке стохастической модели процесса безотрывного вибротранспортирования горной массы и энергетического критерия эффективности работы резонансных ВТМ.

Достоверность и обоснованность основных научных положений, выводов и рекомендаций обоснована корректным использованием положений теории вероятности и математической статистики, методов математического и физического моделирования, апробированными методами экспериментальных исследований и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, относительное расхождение которых не превышает 10−15%.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при проектировании резонансной ВТМ для классификации шихты в ОАО «Уралредмет» и машины для классификации хвостов россыпей.

Апробация работы. Основные результаты работы и её отдельные положения докладывались на 13-й Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья», Екатеринбург, 2008 г., заседаниях кафедры горнопромышленного транспорта, научного семинара кафедр горномеханического факультета УГГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 научные работы в журналах, материалах международных конференций, в том числе 2 статьи в журнале из списка ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 92 наименований, содержит 89 страниц текста, 33 рисунка и 11 таблиц, 2 приложения.

4.3. Выводы.

1. Результаты расчета показывают, что параметры резонансной ВТМ и магнитно-индукционного двигателя обеспечивают необходимую эффективность работы машины, а установившаяся избыточная температура обмотки не превышает допустимую.

2. Для выбора рациональных по соответствующим критериям параметров резонансной ВТМ и магнитно-индукционного двигателя следует произвести расчеты для нескольких вариантов сочетаний входных параметров и постоянных коэффициентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации на базе выполненных исследований решена актуальная задача повышения эффективности работы резонансных вибротранспортных машин с импульсным линейным двигателем за счет выбора рациональных параметров и совершенствования конструкции на основе уточненной математической модели рабочего процесса.

Основные научные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. При расчете скорости движения горной массы необходимо учитывать изменение коэффициента трения на различных этапах её движения. Для горных пород отношение кинематического коэффициента трения к статическому изменяется в широких пределах и составляет 0,61.0,82.

2. Предложенная стохастическая модель с достаточной для практики степенью точности описывает процесс безотрывного вибротранспортирования горной массы.

3. Рабочий процесс резонансных и зарезонансных вибротранспортных машин с инерционным или кинематическим возбуждением требует в 1,5. 2,0 раза больших энергетических затрат, чем у резонансных ВТМ с импульсным линейным двигателем.

4. Для обеспечения минимальных затрат электроэнергии при вибротранспортировании и грохочении горной массы относительная нагрузка рабочего органа резонансных ВТМ должна быть в пределах 0,2.0,3, а запас мощности импульсного двигателя в пределах 25.30%.

5. Оценку энергетической эффективности работы ВТМ целесообразно производить по обобщенному энергетическому критерию (Кр) — отношению энергии (Е, Дж), которая затрачивается на перемещение материала по всей длине рабочего органа к его массе кг).

6. Результаты диссертационной работы использовались при проектировании резонансного трехпродуктового грохота для классификации лигатуры в ОАО «Уралредмет». Теплофизические испытания промышленного образца импульсного линейного двигателя для резонансного грохота подтвердили обоснованность принятых конструктивных решений.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.Н. Резонансные грохоты/В.Н. Потураев. — М.: ЦНИЭИ-уголь, 1963.-94 с.
  2. А.О. Горнотранспортные вибрационные машины /
  3. A.О. Спиваковский И. Ф. Гончаревич. М.: Углетехиздат, 1959. — 219 с.
  4. C.JI. Опыт создания и применения вибрационных механизмов для выпуска и доставки руды / C.JI. Иофин, Ю. И. Кудрявцев,
  5. B.Е. Сергеев, В. В. Шкарпетин. — М.: Цветметинформация, 1971. 86 с.
  6. А.Г. Резонансный грохот для обезвоживания угольного шлама / А. Г. Литвак, В. Н. Потураев, Ф. И. Марковский //Кокс и химия. М, 1960. -№ 5.- С. 17−21.
  7. А.О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич. М.: Машиностроение, 1972.-326 с.
  8. Обогатительное оборудование: отраслевой каталог 18−2-82. — Часть 2 /ЦНИИТЭИтяжмаш.-М, 1982.- 103 с.
  9. Lindner G, Forderrinnen. Die Fordertechnick. — 1912. Heft 2.
  10. Л.Б. Машины для обогащения полезных ископаемых/ Л. Б. Левенсон. -М.-Л.: Госмашметиздат, 1933. 323 с.
  11. Л.Б. Дробление, грохочение полезных ископаемых / Л. Б. Левенсон, Б. И. Прейгерзон. М.-Л. .: Гостоптехиздат, 1940. — 771 с.
  12. Л.Б. Дробильно-сортировочные машины и установки / Л. Б. Левенсон, П. М. Цигельный. М.: Госстройиздат, 1952. — 562 с.
  13. Г. Д. Движение тела на наклонной плоскости с продольными колебаниями /Г.Д.Терсков// Изв. Томского индустриального института им. С. М. Кирова, 1937. Том 56. — Вып. IV.
  14. В. А. Исследование вибрационного питателя /В.А.Бауман//Сб. тр. Ленинградского института механизации строительства (ЛИМС). Л.-М.: Стройиздат, 1939.
  15. И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И. Ф. Гончаревич К.В. Фролов. М.: Наука, 1981. — 320 с.
  16. С.А. Приближенный способ определения средней скорости движения частицы по горизонтальной вибрирующей плоско-сти/С.А.Осмаков// Известия вузов. Строительство и архитектура. 1958. -№ 5.
  17. Klockaus W. Fordergeschwindigkeit von Schwingrinnen und Schwingsiebe /W.Klockaus// Erdol und Kohle. 1952. — № 8.
  18. B.A. Кинематика грохотов/В.А.Олевский. JI.-M.: ГНТИ, 1941. — Часть I и II.-156 с.
  19. В.А. Параметры режима и производительности грохотов/ В. А. Олевский // Обогащение руд. 1967-№ 3 (69). — С. 31−37.
  20. И.И. О выборе основных параметров вибрационных кон-вейеров/И.И.Блехман // Обогащение руд. Л.: Механобр, 1959. — № 2.
  21. И.И. Вибрационное перемещение / И. И. Блехман, Г. Ю. Джанелидзе. -М.: Наука, 1964. -410 с.
  22. И.И. Синхронизация динамических систем./ И. И. Блехман. -М.: Наука, 1971.-896 с.
  23. И.И. Исследование процесса вибросепарации и вибротранспортировки/И.И. Блехман // Инженерный сборник. 1952. Т. XI.
  24. И.И. Вопросы расчета и проектирования вибрационных конвейеров / И. И. Блехман // Труды IV научно-технической сессии Института «Механобр». Л, 1961.
  25. И.И. Об эффективных коэффициентах трения при вибрациях / И. И. Блехман, Г. Ю. Джанелидзе // Известия АН СССР, ОТН. 1958. -№ 7.
  26. В.А. К теории вибротранспортировки /В.А.Брусин/ Известия вузов. Радиофизика. 1960. — Т. III. — Вып. 3.
  27. В.Н. Вибрационные транспортирующие машины /
  28. В.Н. Потураев, В. Н. Франчук, A.B. Червоненко. М.: Машиностроение, 1964.-214 с.
  29. И.И. Основы теории вибрационной техники. /И.И.Быховский//-М.: Машиностроение, 1969. 142 с.
  30. И.Ф. Определение скорости вибротранспортирования вибрационного питателя-грохота / И. Ф. Гончаревич, A.B. Юдин // Тр. ИГД Минчермета. Свердловск, 1970. -№ 25. — Ст. 172−176.
  31. И.Ф. Динамика вибрационного транспортирования. /И.Ф.Гончаревич М.: Наука, 1972. — 243 с.
  32. И.И. Основы теории вибрационной техники / И. И. Быховский.-М.: Машиностроение, 1969.-363 с.
  33. И.Ф. Вибрационные грохоты и конвейеры / И. Ф. Гончаревич, В. Д. Земсков, В. И. Корешков. -М.: Госгортехиздат, 1960. 145 с.
  34. А.О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич. М.: Машиностроение, 1972.-326 с.
  35. A.B. Тяжелые вибрационные питатели и питатели-грохоты для горных перегрузочных систем/А.В.Юдин. Екатеринбург: Изд-во УГГ-ГА, 1996. — 188 с.
  36. A.B. Скорость движения материала на вибрационном колосниковом грохоте / A.B. Юдин, И. Ф. Гончаревич, А. Н. Шилин // Обогащение руд. JL, 1969. — № 4. — С. 108−110.
  37. А.О. Вибрационные и волновые транспортирующие машины / А. О. Спиваковский, И. Ф. Гончаревич. М.: Наука, 1983 — 382 с.
  38. JI.A. Проектирование и расчет вибрационных грохотов /Л.А.Вайсберг. — М.: Недра, 1986. 97 с.
  39. A.B. Скорость движения материала на вибрационном колосниковом грохоте / A.B. Юдин, И. Ф. Гончаревич, И. Ф. Шилин //Обогащение руд.-Л., 1969.-№ 4 (82). С. 18. 19.
  40. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы / под ред. О. С. Богданова и др. — М.: Недра, 1982. 365 с.
  41. Р.Ф. Периодические режимы вибрационного перемещения/Р.Ф.Нагаев. -М.: Наука, 1978. 152 с.
  42. Л.И. Горнотехнологическое породоведение. Предмет и способы исследований/Л.И.Барон. — М.: Наука, 1977. — 301 с.
  43. Л.И. Характеристики трения горных пород/Л.И.Барон. М.: Наука, 1967.-206 с.
  44. А.И. Анализ энергозатрат резонансных вибротранспортных машин / А. И. Афанасьев, А. Ю. Закаменных // Известия вузов. Горный журнал. Екатеринбург, 2008. — № 8. — С. 21−22.
  45. .И. Динамика вибрационных машин резонансного типа/Б.И.Крюков. -Киев: Наукова думка, 1967. 212 с.
  46. A.A. Исследование взаимосвязи электромеханических и силовых параметров магнитно-индукционного линейного импульсного двигателя /А.А.Чиркова// Известия вузов. Горный журнал. — 2005. — № 6. — С. 101−106.
  47. А.И. Параметры рабочего процесса магнитно-индукционного импульсного двигателя вибогрохота / А. И. Афанасьев, A.A. Чиркова // Известия вузов. Горный журнал. 2007. — № 7. -С. 94−98.
  48. Импульсный электромагнитный привод /под ред. Н. П. Ряшенцева. — Новосибирск: Наука, 1988. — 163 с.
  49. Н.П. Введение в теорию энергопреобразования электромагнитных систем / Н. П. Ряшенцев, А. Н. Мирошниченко. — Новосибирск:1. Наука, 1987.- 157 с.
  50. Н.П. Динамика электромагнитных импульсных систем / Н. П. Ряшенцев, Ю. З. Ковалев. — Новосибирск: Наука, 1974. -186 с.
  51. Электромагнитные импульсные системы / под ред. Н. П. Ряшенцева. -Новосибирск, Наука, 1989. 176 с.
  52. Н.П. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия / Н. П. Ряшенцев, Е. М. Тимошенко, A.B. Фролов. Новосибирск: Наука, 1970. — 258 с.
  53. П.М. Теория подобия и размерностей. Моделирова-ние/П.М.Алабужев. -М.: Наука, 1968. 124 с.
  54. A.B. Электромагниты постоянного тока / Гордон A.B. и др. -М.: Госэнергоиздат, 1960.-446 с.
  55. Л.Б. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов: справочник/ Л. Б. Гансбург, А. И. Федоров. — М.: Машиностроение, 1980.-364 с.
  56. Тер-Акопов А. К. Динамика быстродействующих электромагни-тов/А.К.Тер-Акопов. — М.: Энергия, 1965. — 167 с.
  57. Г. В. Гибридные электрические аппараты низкого напряжения/Г.В.Могилевский. М.: Энергоиздат, 1966. — 232 с.
  58. М.А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов/М.А.Любчик. М.: Энергия, 1974. — 392 с.
  59. Ю.С. Расчет электромагнитных систем/Ю.С.Русин. Л.: Энергия, 1968.- 131 с.
  60. А.К. Техника статистических исследова-ний/А.К.Митропольский. М.: Наука, 1971. — 576 с.
  61. E.H. Статистические методы построения эмпирических формул/Е.Н.Львовский. -М.: Высшая школа, 1982. 224 с.
  62. Т. Введение в многомерный статистический анализ/Т.Андерсон- пер. с англ. Б. В. Гнеденко. — М.: Физматгиз, 1963. 348 с.
  63. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов экспери-мента/Л.З.Румшинский. М.: Наука, 1971. — 176 с.
  64. Справочник по теории вероятности и математической статистике. — Киев: Наукова Думка, 1978. 256 с.
  65. К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман, Э. Лецкий. М.: Мир, 1977. — 552 с.
  66. Э. Проверка статистических гипотез/Э.Леман- пер. с англ. Ю. В. Прохорова. М.: Наука, 1964. — 315 с.
  67. Я.Б. Элементы прикладной математики / Я. Б. Зельдович, А. Д. Мышкис. -М.: Наука, 1967. 646 с.
  68. P.C. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта / P.C. Гутер, Б. В. Овчинский. М.: Наука, 1970. -432 с.
  69. Обогатительное оборудование: отраслевой каталог 18−2-82. Часть 2.-М., 1982.- 103 с.
  70. М.В. Динамика и прочность вибрационных машин с электромагнитным возбуждением/М.В.Хвингия. — М.: Машиностроение, 1980. -143 с.
  71. Вибрации в технике: справочник в 6-ти томах. — Т. 1. Колебания линейных систем / под ред. В.В. Болотина- М.: Машиностроение, 1978. — 352 с.
  72. Вибрации в технике: справочник в 6-ти томах. — Т. 6 / под ред. К. В. Фролова. М.: Машиностроение, 1981. — 456 с.
  73. , С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. — 242 с.
  74. Н.И. Устойчивость и динамика сооружений / Н. И. Безухов, О. В. Лужин, Н. В. Колкунов. М.: Высшая школа, 1987. — 264 с.
  75. А.Ю. Стохастическая модель вибротранспортирования горной массы в вибропитателе-грохоте/А.Ю.Закаменных// Известия вузов. Горный журнал. — Екатеринбург, 2008 г. № 8. — С. 110−112.
  76. В.А. Конструкции расчеты грохотов: справочное пособие/В .А. Олевский. -М.: ГНТИЗ, 1955. 128 с.
  77. Горная техника 2004: каталог-справочник. Дробильно-размольное и обогатительное оборудование. — М.: Изд. Конгресса обогатителей стран СНГ, 2004.- 153 с.
  78. Горная техника 2005: каталог-справочник. Дробильно-размольное и обогатительное оборудование. — М.: Изд. Конгресса обогатителей стран СНГ, 2005.-201 с.
  79. Горная техника 2007: каталог-справочник. Дробильно-размольное и обогатительное оборудование. — М.: Изд. Конгресса обогатителей стран СНГ, 2007.-201 с.
  80. A.A. Исследование взаимосвязи электромеханических и силовых параметров магнитно-индукционного линейного импульсного двигателя /А.А.Чиркова// Известия вузов. Горный журнал. 2005. — № 6. — С. 101 106.
  81. А.И. Экспериментальные исследования тепловой на-груженности линейного двигателя горных и обогатительных машин /А.И.Афанасьев// Известия вузов. Горный журнал. — 2008. № 1. — С. 94−98.
  82. Г. Т. Основы тепловых расчетов электрических аппаратов/ Г. Т. Третьяк, Н. Е. Лысов. М.: Энергия, 1935. — 156 с.
  83. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания/ А. Н. Горский, Ю. С. Русин, Н. Р. Иванов, Л. А. Сергеева. М.: Радио и связь, 1988. — 176 с.
  84. Ю.С. Трансформаторы звуковой и ультразвуковой часто-ты/Ю.С.Русин. Л.: Энергия, 1973. — 151 с.
  85. Ю.С. Проектирование индуктивных элементов приборов /Ю.С. Русин A.M. Чепарухин. Л.: Машиностроение, 1981. — 172 с.
  86. Г. Н., Теплообмен в радиоэлектронных устройствах/Г.Н. Дульнев. М.- Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 288 с.
  87. Г. Н. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах / Г. Н. Дульнев, И. Н. Семяшкин. Л.: Энергия, 1968. — 360 с.
  88. А.И. Расчет и конструирование трансформато-ров/А.И.Гончарук. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -256 с.
  89. С.М. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых/ С. М. Андреев, В. В. Зверевич, В. А. Перов. М.: Недра, 1966. -215 с.
  90. А.Ф. Справочник по обогащению полезных ископаемых. Том 2/ А. Ф. Таггарт. М.: Металлургиздат, 1960. — 435 с.
  91. Л.П. Определение технологических параметров виброгрохотов. /Л.П.Степанов// Труды ВНИИСтройдормаш. Том 32. -1963.- С. 187−192.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?