Экспериментальное исследование факторов, влияющих на работу плоского решета Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

В СибАДИ накоплен опыт создания и исследования беззолотниковых гидроударных устройств с мембранными эапорно-регулирующими элементами в качестве распределительного узла в блоке управления рабочим циклом |1,2].

Применение блока управления с мембранным запорно-регулирующим элементом обеспечивает возможность регулирования параметров гидроударного устройства и возможность блочно-модульного конструирования гидро-импульсной техники. Кроме того, они просты в изготов-лении, обслуживании и ремонте, надежны в эксплуатации.

К основным параметрам гидроударников (гидромолотов) относятся:

- энергия единичного удара Т;

• масса подвижных частей (бойка) т;

- частота ударов п;

-эффективная (ударная) мощность N ;

- коэффициент полезного действия (КПД) Ц;

- масса гидроударника М,

Существенным фактором, влияющим на эффективность работы гидромолота, является энергия единичного удара. В связи с этим за показатель конструктивного совершенства ударного устройства может быть принято значение удельной энергии единичного удара, приходящейся на единицу массы гидромолота.

Для большинства педромолотов значения удельной энергии единичного удара находятся е пределах от 2 до 5Дж/кг [2].

Энергетическая нагруженность гидромолотов характеризуется удельной ударной мощностью, приходящейся на единицу массы гидромолота. Для многих гидромолотов удельная ударная мощность находится в пределах от 5 до 15 Вт/кг[2). Значения гриведенных параметров используются при проектировании гидромолотое.

Частота ударов гидромолотов ограничивается производительностью насоса базовой машины.

Многообразие моделей существующих гидроударных импульсных систем (гидромолотов) вместе с накоппенным опытом их применения позволяет выявить определенные закономерности и новые тенденции в методах и средствах их проектирования и выработать объективные рекомендации для выбора конструктивных параметров гидроударных устройств, являющихся основой гидроударных импульсных систем.

Исходными данными для выбора и расчета основных параметров гидромолотов являются мощность насосной станции (приводная) базовой машины и масса базовой машины.

Эффективная (ударная) мощность гидромолотое зависит от энергии единичного удара и частоты ударов.

Энергия единичного удара гидромолота зависит от массы подвижных частей и скорости подвижных частей вмоменгудара.

При конструировании гидромолотов максимально возможную энергию единичного удара необходимо получать за счет снижения скорости бойка при соответствующем увеличении массы бойка.

Повышение эффективности активных (основанных на применении гидроударных устройств) рабочих органов дорожно-строительных машин во многом определяется выбором конструктивных, энергетических и рабочих параметров гидроударников с учетом назначения, выполняемых функций и применяемой базовой машины.

При проектировании гидромолотов необходимо стремиться к повышению ударной мощности и КПД устройства, что позволит повысить эффективность разработки грунта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Галдин Н.С. Основы расчета и проектирования гидроударных рабочих органов дорожно-строительных машин: Монография.-Омск: Иэд-во СибАДИ, 1997,- 98 с,

2. Галдин Н.С. Гидроударные рабочие органы дорожно-строительных машин: Учеб. пособие.- Омск: Иэд-во СибАДИ, 2001.- 65 с,

3. Гидропневмоударные системы исполнительных органов горных и строительно-дорожных машин / А.С.Сагиное, А.Ф.Кичигин, А.Г.Лаэуткин, И АЯнцен. - М.: Машиностроение, 1980. -200с.

4. Машины ударного действия для разрушения горных пород/Д.П.Лобанов, В.Б.Горовиц, Е.Г.Фонборштейнидр. -М.: Недра, 1983,-152 с.

5. Недорезов И.А. Интенсификация рабочих органов землеройных машин.- М.: МАДИ, 1979.- 51 с.

ГАЛДИН Николай Семенович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод».

А. В. ЧЕРНЯКОВ А. В.ЗИЛЬБЕРНАГЕЛЬ

Омский государственный аграрный университет

УДК 631.362

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТУ ПЛОСКОГО РЕШЕТА_

СТАТЬЯ ПОСВЯЩЕНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ, ПРОВЕДЕННОМУ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ ФАКТОРОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ НАИБОЛЬШЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕСС СЕПАРАЦИИ ЗЕРНА НА ПЛОСКОМ РЕШЕТЕ С ПОВЫШЕННОЙ ОРИЕНТИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ. ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ПРИМЕНЕН АППАРАТ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

В результате теоретических исследований выяснено, подуглом к продольной оси решета, положительно отра-что для сортировки зерна по толщине применение плоского зится на производительности зерноочистительной решета с продолговатыми отверстиями, расположенными машины. В производственных условиях очистки зерна от

А I

Уровни варьирования факторов:

Таблица 1

А

А

•А

Фыстчч* Уропш* п. ■Л и*,1 п. еТ. Р- ГЦ

КфЬНрцгаНИЦ чч. «Г.'Н'С % «рал гряя >ри гром ыы мни'4

Ь.,111'.<». арокнь (■41 1,01 1С. 14 45 +5 Ч 500

Н| Г4.Ч1Н1 П^К*. V». |'|1 о.м Ы ю 0 * 0 * «100

Матрица планирования эксперимента;

Таблица 2

1 - >. ./• .-иг.'-.-:';, I

Рисунок. Фрагмент решета с повышенной ориентирующей активностью:

а - угол наклона длинных кромок прямоугольных отверстий решета к продольной оси решета;

О , -угол наклона плоскости решета е поперечном направлении к горизонтали.

Стрелкой указано направление колебания решета в вертикальной плоскости.

примесей, на работу решета оказывает влияние множество факторов. Проведение экспериментов с варьированием каждого из них на двух и более уровнях потребовало бы значительных затрат времени, расходных материалов и финансовых средств.

Поэтому задача настоящего исследования - выявить факторы, оказывающие наиболее значимое влияние на работу решета с повышенной ориентирующей активностью. Фрагмент такого решета представлен на рисунке. В результате взаимодействия зерновок с кромками прямоугольных отверстий решета происходит их ориентация и как следствие смещение вороха в сторону или сбивание. Для предотвращения этого явления введен поперечный угол наклона решета к горизонту.

При проведении экспериментальных исследований на лабораторной установке использовалось решето для выделения из основной культуры фуражного зерна с размерами отверстий 2,0 х 20 мм.

В качестве зернового материала использовалась пшеница сорта Сибаковская-3.

Отсеивающий эксперимент проводился с использованием плана Плакетта-Бермана [2]. При его проведении варьировались следующие факторы: в - удельная нагрузка на решето (X,); и/ - относительная влажность зернового материала (X,); а - процентное содержание проходовой фракции в зерновом материале (ХЛ);

а - угол наклона длинных кромок прямоугольных отверстий решета к продольной оси решета (Х();

а - угол продольного наклона решета к горизонту (Х5); ап - угол наклона плоскости решета в поперечном направлении к горизонтали (Хе);

(7 -угол направленности колебаний решета (Х7); И - амплитуда колебаний решета (Хе); л - частота колебаний решета (Х9), Все перечисленные факторы отвечают требованиям управляемости, олерационност/. совместимости, однозначности и независимости. За критерий оптимизации принята величина полноты разделения, которую находили по формуле [1]:

Р

Р..-с

-ШИШ \ X х- X. X, ЩкПНПГП С

1 * Ы1Т

МЯТ

* >

4 ♦ ■1 1 - *

7 * * * * * МП

V " * 1 4>.7ТТ '

7 * * №

а 9 * * 1

10 + ♦ 1- им

II * ■о.то

где Р- количество зерна, выделенного решетом за время опыта, кг;

общее количество зерна, поступившего на решето за время опыта, кг;

а - относительное содержание проходовой фракции е рабочем материале.

Для определения дисперсии оценок факторов к исследуемым были добавлены два фиктивных (Х10, X,,).

Каждый из действительных факторов варьировался на двух уровнях. Уровни варьирования факторов представлены в таблице 1.

Эксперименты проводили согласно матрице планирования, представленной в таблице 2.

Результатом проведения отсеивающего эксперимента является получение линейной модели вида [2]:

V = К + , (2)

где к - число действительных факторов модели (без фиктивных).

Расчет коэффициентов регрессии ведется по формуле

Р1:

1

--

Л'

гдеЫ-число опытов модели, А/ = 12.

Остаточная дисперсия рассчитывается из выражения

И:

N

=--, (4)

' Ы-к-1

где Ь- - коэффициент регрессии при /- м фиктивном факторе (всего таких факторов N - к -1).

Для проверки статистической значимости коэффициентов рассчитывается дисперсия коэффициента

№ ¡У

(5)

/=0. 1. 2, ... к.,

(3)

Значимость коэффициентов регрессии определяется по 1 - критерию причем статистически эначимы-ми являются коэффициенты, удовлетворяющие условию [3]:

(6)

Проверка полученной линейной модели на адекватность осуществляется по критерию Фишера:

(7)

где Л-знаменатель, определяемый как:

(8)

где к' - число оставленных коэффициентов уравнения (включая Ь0);

(- числитель, определяемый как;

/, =Ыуп-\). (9)

Таблица 3

Результаты отсеивающего эксперимента

Парам х3 Х.1 JC, Xj Х7 M Х9 Хю Хн

Коэффициент Ь, 0,1316 0,0030 0,0085 0,0176 0,0092 0,0073 0,0088 0,0098 0,0143 0,0020 0,0023

Доверительный интервал Abi 0,0093

Значимость коэффициента значим не значим ке значим значим не значим не значим не значим значим значим не значим не значим

п - количество повторностей каждого опыта;

- дисперсия неадекватности, рассчитываемая по формуле:

= (11) где у и у - значения отклика в и-м опыте,

1 1 ' д рЗсч * и Э*СГ>

соответственно рассчитанное по уравнению регрессии и определенное экспериментально.

Количество повторностей каждого опыта принято равным четырем, исходя из принятых надежности опытов, равной 0,95 и ошибки опытов, равной 2Э (5 - величина средн еквадратическо го о тклонения).

Получили модель, которая является адекватной на однопроцентном уровне значимости: (Роасч = 13,60 <рв6л = 18,00).

Иэ таблицы 3 видно, что статистически значимыми по критерию Стьюдента на пятипроцентном уровне значимости явпяются следующие факторы: удельная

нагрузка на решето, угол наклона длинных кромок прямоугольных отверстий решета к продольной оси решета, амплитуда и частота колебаний решета.

ЛИТЕРАТУРА

1. Евтягин В.Ф. Связь экспериментальных и теоретических показателей работы решета И Сб. науч. тр. / Ом. С.-х. ин-т. - Омск, 1992. -С. 45-48.

2. Новик Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов I Ф.С. Новик, Я.Б. Арсое. - М.;.София, 1960. - 304 с.

3. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов I C.B. Мельников, B.R Апешкин, П.М. Рощин.-М., 19В0.-168с.

ЧЕРНЯКОВ Алексей Витальевич, кандидат технических наук, старший преподаватель.

Зильбернагель Андрей Владимирович, аспирант кафедры "Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства".

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОМСКИХ ВУЗОВ В ОБЛАСТИ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Технический университет

Тепломассообмен, термо- и газодинамика одно- и двухфазных систем, кипение и конденсация, физика низких температур, теплофизика и теплофиэический эксперимент, теплоэнергетика, компрессорная и вакуумная техника.

Генерирование, передача, накопление, распределение и преобразование электромагнитной энергии, теория и методы моделирования электрофизических, электромеханических и электроэнергетических устройств и систем

Университет путей сообщения

Совершенствование системы электроснабжения электрических железных дорог.

Энерго- и ресурсосберегающие технологии и оборудование в промышленном производстве и на транспорте.