Научная статья на тему 'Исследование надежности рабочих органов зернодробилки закрытого типа'

Исследование надежности рабочих органов зернодробилки закрытого типа Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
178
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗНОСА / INTENSITY OF WEAR / ИССЛЕДОВАНИЕ / RESEARCH / КОМБИКОРМОВЫЙ КОРМ / КОНСТРУКЦИЯ / DESIGN / МОЛОТОК / HAMMER / МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА / HAMMER CRUSHER / ЭКСПЕРИМЕНТ / EXPERIMENT / РАБОЧИЙ ОРГАН / WORKING BODY / РОТОР / ROTOR / СТАЛЬ / STEEL / СРОК СЛУЖБЫ / SERVICE LIFE / СТЕПЕНЬ РАЗМОЛА / DEGREE OF GRINDING / ФАКТОР / FACTOR / COMBINED FORAGE

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Рындин Аркадий Юрьевич, Данилов Дмитрий Юрьевич

В статье говорится о процентном использовании молотковых дробилок, срока службы рабочих органов зернодробилок и выявлении слабого звена в дробилке. Исходя из этого в качестве объекта исследований принимаем технологический процесс молотковой зернодробилки закрытого типа, а так же сформулировали цель работы и задачи. Повышение надежности сельскохозяйственной техники и эффективности ее использования является основным условием повышение производительности труда в сельском хозяйстве и увеличения объемов производимой продукции. К рабочим органам дробилок относится: молотки, решета и деки. На характер износа рабочей поверхности молотков большое влияние оказывает неоднородность материала, термическая обработка и т. д. Интенсивность износа молотков определяли тремя факторами: конструктивные параметры, режим дробления, физико-механические свойства перерабатываемого материала. Для определения эксперимента использовали молотки четырех видов: сталь 65Г, сталь У8А, сталь 3, сталь 40Х. Затем выбрали критерий оптимизации и факторы, влияющие на них. Замер твердости проводился на всех комплектах молотков перед установкой в зернодробилку и производился по определенной схеме. Необходимо отметить, каждый комплект молотков устанавливался на ротор зернодробилки равномерно. Таким образом, все молотки испытывались одновременно и при одинаковых условиях. Поэтому чистота эксперимента соблюдалась. Для наглядности исследования построили диаграмму факторов, и, исходя из нее, выбрали первые четыре наибольших по значению фактора. Проанализировав результаты оптимизационных экспериментов, мы получили зависимости угла отклонения молотка от радиального положения от таких факторов, как: скорость молотка, м/сек.; влажность измельчаемого материала, %; степень измельчения материала, %; величина подачи материала в зернодробилку, кг/с. Таким образом, задавшись параметрами данных факторов можно заранее просчитать угол наклона рабочий грани молотка, мы практически исключаем, проскальзывания зерна по молотку, и тем самым повышается надежность молотков.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF THE RELIABILITY OF THE WORKING BODIES OF THE GRAIN CRUSHER OF THE CLOSED TYPE

In the article it is spoken about percentage use of the hammer crushers, service life of working bodies of grain crushers and revealing of a weak link in a crusher. Proceeding from it as object of researches technological process of hammer grain crusher of the closed type and as have stated objective of work and a problem is accepted. Increase of reliability of agricultural machinery and efficiency of its use is the basic condition an efficiency gain of work in agriculture and increases of volumes of made production. To working bodies of crushers concerns: hammers, gratings and decks. On character of wear of a working surface of hammers dramatic effect is rendered with heterogeneity of a material, thermal processing, etc. Intensity of wear of hammers was defined three factors: design data, a mode of crushing, physic mechanical properties of a processed material. For definition of experiment used hammers of four types: steel 65Г, steel У8А, steel 3, steel 40Х. Then have chosen criterion of optimization and the factors influencing them. Gauging of hardness was spent on all complete sets of hammers before installation in grain crusher and made under the certain diagram. It has to be noted, each complete set of hammers was established on a rotor of grain crusher in regular intervals. Thus, all hammers were tested at the same time and under identical conditions. Therefore cleanliness of experiment was complied. For presentation of research have constructed the diagram of factors, and, proceeding from it, have chosen first four greatest on value of the factor. Having analysed results of optimizing experiments, we have received dependences of angle of a deviation of a hammer on radial position on such factors, as: speed of a hammer, km/s.; humidity of a crushed material, %; a degree of crushing of a material, %; size of supply of a material in grain crusher, kg/with. Thus, having set by parameters of the given factors it is possible to count in advance angle of a slope the worker of a side of a hammer, we practically exclude, slippings of grain on a hammer and by that reliability of hammers raises.

Текст научной работы на тему «Исследование надежности рабочих органов зернодробилки закрытого типа»

П. Н. Романов

ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ШИРОКОПОЛОСНОГО .

THE INTRODUCTION OF BROADBAND ACCESS TECHNOLOGIES IBURST ON THE EXAMPLE OF FOREIGN PROVIDERS

© 2015

P. N. Romanov, the teacher of the chair «Information and communication technologies

and communication systems» Nizhny Novgorod State Engineering-Economic University, Knyaginino (Russia)

Abstract. Today, the Internet wirelessly no surprise, but this was not always the case. In our country wireless broadband (eng. - broadband) Internet was in mass rather slowly, however, and wired broadband Internet. Moreover, the stages of its development in Azerbaijan was somewhat different from the European and global ways. We actually missed the era of Wi-Fi, since traditional Internet service providers not to provide such services. They focused on the ADSL services that in fact for many years stopped their development. Maybe that's why on the thorny and long trail work in the field of wireless broadband Internet access has risen by other companies. Versatile and very comfortable standard Wi-Fi because of the high prices and poor coverage only provider of popularity is not received, and the locomotive of the format was the same ADSL technology coupled with inexpensive modems, endowed with the functionality of wireless routers. For the most part - it wireless home Internet with a limited range, but with decent speed and, most importantly, cheap, because you are billed only for wired ADSL connection. But the main advantage of Wi-Fi is that the receiver of this format has many applications in laptop computers and cell phones, and now in some appliances, including television sets. And the prevalence of a particular format in our time depends on the popularity of the devices used in everyday life. As the most common gadgets that use wireless communications and used by almost the entire population of the country, are cell phones that are already built into one or another Wi-Fi modem, and standards, the least competitive and expensive, just remain unclaimed by the user. Although there are exceptions, which we will cover in this article.

Keywords: iBurst (or HC-SDMA, High Capacity Spatial Division Multiple Access), Interfaces-SDMA, WiMAX, Wi-FioThotnet, TTNet and Super online, ADSL, cordless router, Multi-Carrier Time Division Duplex (TDD).

УДК 631.3

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗЕРНОДРОБИЛКИ

ЗАКРЫТОГО ТИПА

© 2015

Д. Ю. Данилов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технические и биологические системы» А. Ю. Рындин, старший преподаватель кафедры «Технические и биологические системы» Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Княгинино (Россия)

Аннотация. В статье говорится о процентном использовании молотковых дробилок, срока службы рабочих органов зернодробилок и выявлении слабого звена в дробилке. Исходя из этого в качестве объекта исследований принимаем технологический процесс молотковой зернодробилки закрытого типа, а так же сформулировали цель работы и задачи. Повышение надежности сельскохозяйственной техники и эффективности ее использования является основным условием повышение производительности труда в сельском хозяйстве и увеличения объемов производимой продукции. К рабочим органам дробилок относится: молотки, решета и деки. На характер износа рабочей поверхности молотков большое влияние оказывает неоднородность материала, термическая обработка и т. д. Интенсивность износа молотков определяли тремя факторами: конструктивные параметры, режим дробления, физико-механические свойства перерабатываемого материала. Для определения эксперимента использовали молотки четырех видов: сталь 65Г, сталь У8А, сталь 3, сталь 40Х. Затем выбрали критерий оптимизации и факторы, влияющие на них. Замер твердости проводился на всех комплектах молотков перед установкой в зернодробилку и производился по определенной схеме. Необходимо отметить, каждый комплект молотков устанавливался на ротор зернодробилки равномерно. Таким образом, все молотки испытывались одновременно и при одинаковых условиях. Поэтому чистота эксперимента соблюдалась. Для наглядности исследования построили диаграмму факторов, и, исходя из нее, выбрали первые четыре наибольших по значению фактора. Проанализировав результаты оптимизационных экспериментов, мы получили зависимости угла отклонения молотка от радиального положения от таких факторов, как: скорость молотка, м/сек.; влажность измельчаемого материала, %; степень измельчения материала, %; величина подачи материала в зернодробилку, кг/с. Таким образом, задавшись параметрами данных факторов можно заранее просчитать угол наклона рабочий грани молотка, мы практически исключаем, проскальзывания зерна по молотку, и тем самым повышается надежность молотков.

Ключевые слова: интенсивность износа, исследование, комбикормовый корм, конструкция, молоток, молотковая дробилка, эксперимент, рабочий орган, ротор, сталь, срок службы, степень размола, фактор, эксперимент.

Молотковые дробилки используются в 90 % всех технологических линий по приготовлению концентрированных и комбикормовых кормов. Они наиболее полно удовлетворяют требованиям, предъявляемые к измельчающим машинам, и составляют самостоятельную группу высокоскоростных машин ударного действия. Исходя из этого, в качестве объекта исследований принимаем технологический процесс молотковой зернодробилки закрытого типа.

Из опыта работы предприятий известно, что минимальный ресурс рабочих органов - имеют молотки. По разным данным [6, с. 46] срок службы молотков, в зависимости от перерабатываемого продукта, составляет от 72 до 300 часов. Ресурс других органов на 1-2 порядка выше. Таким образом, самым слабым звеном в дробилке является молоток.

Поэтому внесение в их конструкцию различного типа изменений, направленных на получение качественного готового продукта и снижение износа рабочих органов является актуальной задачей в настоящее время [1, с. 258].

Исходя из этого сформулируем цель исследования: повышение надежности работы молотковой дробилки зерна за счет обоснования конструктивных параметров молотка и выбора материала для его изготовления.

Отсюда вытекают следующие задачи исследования:

1. Провести анализ факторов, влияющих на эффективность работы зернодробилок.

2. Теоретически и экспериментально обосновать процесс износа рабочих органов (молотков) зернодробилок.

3. Разработать методику оценки износа рабочих органов (молотков) зернодробилок.

Д. Ю. Данилов, А. Ю. Рындин ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ...

К рабочим органам, изменяющим качественное состояние перерабатываемого материала, относятся молотки, решета и деки. Известно, что степень размола материала значительно снижается при износе рабочих граней молотков. Из литературных данных [3, с. 93], минимальный ресурс имеют молотки. Поэтому повышение ресурса молотка на данный момент остается актуальной задачей [5, с. 276].

Интенсивность износа молотков зависит от ряда факторов, которые могут быть разделены на три основные группы:

1) Конструктивные параметры (толщина, геометрия молотка и т. д.);

2) Режимы дробления (подача, угловая скорость ротора, степень размола и т. д.);

3) Физико-механические свойства перерабатываемого материала (влажность, твердость).

Для достижения поставленной цели необходимо выявить закономерность взаимодействия молотков с зерном, установить зависимость продолжительности работы процесса дробления от вида, перерабатываемого материала.

Решение поставленной задачи сводилось к установлению следующих зависимостей:

1. Влияние конструктивных параметров на:

а) динамику износа молотка;

б) ресурс молотка.

2. Влияние физико-механических свойств перерабатываемого материала на:

а) продолжительность работы молотков;

б) динамику износа молотка.

Молотки перед установкой на дробилку подвергались обмерам геометрических параметров.

Для проведения экспериментов были использованы молотки из стали 65Г конструктивная низколегированная, стали У8А инструментальная коленная с отпуском, стали 3, сталь 40Х конструкционная, легированная. Количество молотков каждого вида достаточно для получения достоверной оценки износа при эксплуатационных испытаниях [4, с. 23].

Общее время работы составило 260 часов, количество переработанной массы 500 тонн.

Прежде чем приступить к проведению эксперимента, выбрали критерий оптимизации: угол отклонения молотка от радиального положения. Замеры проводились при техническом обслуживании зернодробилки

Далее определяли факторы, влияющие на критерий оптимизации.

Перечень факторов, влияющих на критерий оптимизации, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Факторы, влияющие на угол отклонения молотка

Обозначение Наименование Уровни варьирования факторов

фактора ф.и:тсра

единица нижняя верхняя

измерения грань грань

1 2 3 4 5

XI Форма отверсшй решета круглые прямоугольный

Х2 Количество осей подвеса молотков пгг 2 4

хз Окружная скорость молотка. мсек 50 100

Х4 Место подачи материала в дробилку осевая вертикальная

Х5 Влажность измельчаемого материала % 10 14

Х6 Степень измельчения материала % 30 100

XI Число молотков проходящих по одному следу шт 2 8

ХЕ Величина подачи материала в зернодробилку кг.'с 0,15 0,4

При проведении эксперимента предполагали, что все влияющие факторы можно расположить в убывающий ряд по доли их воздействия на критерий оптимизации. Факторы, действие которых на критерий оптимизации

равно ошибке опыта, в дальнейшем изучении объекта исследования отбрасывали. На стадии предварительно -го изучения объекта исследования проводили эксперимент, заключающийся в объективной обработке данных, полученных в результате опроса специалистов.

Вклад каждого фактора оценивали по убывающему ряду - месту, которое отведено исследователем данному фактору при проверке всех факторов с учетом их предполагаемого влияния на параметр оптимизации (таблица 2).

Таблица 2 - Матрица рангов при априорном отсеивании Факторов_

№ опыта Факторы

Х7 Х4 XI Х6 Х2 ХЗ Х5 Х8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 2 4 2 5 2 1 3 7

3 1 3 2 4 2 14 14 7

4 3 2 7 8 2 3 7 2

5 2 3 4 5 3 2 9 8

6 3 1 3 5 2 13 9 8

7 3 4 3 6 4 10 5 ;

8 3 3 4 9 7 5 5 4

Для наглядности априорного исследования, с учетом результатов проведенного эксперимента, было отобрано для дальнейших исследований четыре фактора, занимающих на диаграмме (рисунок 1) первые места.

Сумма

рангов

Х5 ХЗ Х6 ХЗ XI Х2 Х4 Х7

Факторы

Рисунок 1 - Априорная диаграмма рангов при изучении факторов, влияющих на угол отклонения молотка от радиального положения

Мы считаем, что эти факторы наиболее сильно влияет на показатель угла отклонения молотка от радиального положения:

Х5 - влажность измельчаемого продукта, %;

Х3 - окружная скорость молотка, м/сек.;

Х6 - степень измельчения материала, %;

Х8 - величина подачи материала в зернодробилку, кг/с.

После предварительного изучения объекта исследований было принято решение о схеме планирования эксперимента с учетом цели работы. Наиболее распространенным методом экспериментального отсеивания является метод случайного баланса. Для проведения отсеивающего эксперимента построили матрицу, включающую факторы, выделенные в результате априорного отсеивания. Матрица планирования эксперимента и результаты опытов приведены в таблице 3.

Таким образом, проанализировав результаты оптимизационных экспериментов, мы получили зависимости угла отклонения молотка от радиального положения от таких факторов: Х3 - скорость молотка, м/сек.; Х5 - влажность измельчаемого материала, %; Х6 - степень измельчения материала, %; Х8 - величина подачи материала в зернодробилку, кг/с. Таким образом, задавшись параметрами данных факторов можно заранее просчитать угол наклона рабочий грани молотка, мы практически исключаем, проскальзывания зерна по молотку, и тем самым повышается надежность молотков.

Д. Ю. Данилов, А. Ю. Рындин

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ...

Таблице 3 - Матрица планирования эксперимента.

№ опыта X5 X3 X6 xs Значение критерия оптимизации

Y1 Y2

1 - + IS 17

2 - - + + 20 21

3 + + 15 14

4 + - + + 24 23

; - - + IS 16

6 + - + 1? 18

7 + + + + 22 20

S + - + 23 21

9 + + + 1? 17

10 - + 12 11

11 - 15 17

12 + + 14 15

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

13 + - 17 18

14 + + + 1? 18

15 + + + IS 17

16 + + 14 13

У1 - ячмень ; У2-рож.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Алешкин В. Р., Мохнаткин В. Г. Анализ рабочего процесса молотковых, измельчителей грубых кормов. Механизация процессов кормоприготовления и содержания животных. Пермь. 1989. С. 5-9.

2. Белай Г. Е., Дембовский В. В., Соценко О. В. Организация металлургического эксперимента. Под редакцией. В. В. Дембовского. М. : Металлургия. 1993. 256 с.

3. Виноградов В. Н., Сорокин Г. М., Албагачиев А. Ю. Изнашивание при ударе. М. : Машиностроение. 1982. С. 192.

4. Власов Ю. А. Допустимый износ молотков кор-модробилок. Механизация и электрификация сельского хозяйства. № 2 1972. С. 45-46.

5. Гернет М. М., Исследования в области динамики мукомольных машин: Дис. д.т.н. М. : 2003. 346 с.

6. ГОСТ - 8772-76 По твердости, весу и геометрическим параметрам молотка, изготовленным из стали 3.

7. Елисеев В. А., Дорофеев Н. С. К вопросу уравновешивания ротора молотковой дробилки. Механизация сельскохозяйственных производственных процессов. Воронеж. 1970. Том. 44. Выпуск № 3. С. 71-80

8. Ионов Ю. Б. Абразивное изнашивание бандаж-

ных сталей. «Вопросы рудничного транспорта». Вып. 2. Углетехиздат, 1957. С. 65

9. Кащеев В. Н. Абразивное разрушение твердых тел. М. : Нука. 1970. С. 248.

10. Микрюков К. Ю. Совершенствование процесса и устройств измельчения зерна путем оптимизации воздушно-дисперсных потоков: Диссертация кандидата технических наук. Киров. 2003. 160 с.

11. Палкин А. В. Повышение эффективности функционирования молотковой безрешетной дробилки кормов: Диссертация кандидата технических наук. Киров. 2000. 160 с.

12. Плохов Ф. Г., Исследование динамики рабочего процесса молотковой кормодробилки замкнутого типа: Диссертация кандидата технических наук. Ленинград -Пушкин. 1966. 244 с.

13. Ревенко И. И. О влиянии скорости молотков на эффективность процесса измельчения кормовых материалов. Тракторы и сельхозмашины. 1971. № 3. С. 31-33.

14. Розенбаум А. Б., Меркулов Б. М., Тенденбаум М. М. Повышение надежности молотков кормодробилок. Повышение надежности и долговечности сельскохозяйственных машин: материалы 2-й Всесоюзной научно-технической конференции. М. : 1968. С. 408-414.

15. Рублев В. И., Иваненко И. Н. Методика, ускоренных испытаний на износостойкость молотков кормо-дробилок // Сб. науч. тр. ВНИИМОЖ/ ВНИИ по испыт. машин и оборуд. для животных, и кормопроизводство. 2006. Вып.4. С. 23-33.

16. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М. : Мир. 1979. С. 392.

17. Сундеев А. А., Барбицкий А. П., Мерчалов С. В. Работа молотковой дробилки в замкнутом цикле. Совершенствование средств механизации в животноводстве: Сборник научных трудов. Воронеж. 1987. С. 30-40.

18. Филиппова А. Г., Саратовский В. И., Гаврилов Н. П. Исследование работы и износа молотков кормодроби-лок. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. Зерноград. 2002. Вып.15. С. 276-282.

19. Ялпачик Ф. Е., Ялпачик Г. С. К расчету оси подвеса молотков кормоизмельчающих аппаратов. Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев. 1987. Выпуск № 65. С. 46-51.

20. Ялпачик Ф. Е., Ялпачик Г. С., Алексеенко Г. А. Экспериментальные исследования колебаний модели молотка кормодробилки. Актуальные вопросы исследований технологического оборудования в животноводстве. Киев. 1991. С. 9-17.

© 2015

INVESTIGATION OF THE RELIABILITY OF THE WORKING BODIES OF THE GRAIN CRUSHER OF THE CLOSED TYPE

A. J. Ryndin, the senior teacher of the chair «Technical and biological systems» D. J. Danilov, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair

«Technical and biological systems» Novgorod state engineering-economic institute, Knyaginino (Russia)

Abstract. In the article it is spoken about percentage use of the hammer crushers, service life of working bodies of grain crushers and revealing of a weak link in a crusher. Proceeding from it as object of researches technological process of hammer grain crusher of the closed type and as have stated objective of work and a problem is accepted. Increase of reliability of agricultural machinery and efficiency of its use is the basic condition an efficiency gain of work in agriculture and increases of volumes of made production. To working bodies of crushers concerns: hammers, gratings and decks. On character of wear of a working surface of hammers dramatic effect is rendered with heterogeneity of a material, thermal processing, etc. Intensity of wear of hammers was defined three factors: design data, a mode of crushing, physic mechanical properties of a processed material. For definition of experiment used hammers of four types: steel 65r, steel y8A, steel 3, steel 40X. Then have chosen criterion of optimization and the factors influencing them. Gauging of hardness was spent on all complete sets of hammers before installation in grain crusher and made under the certain diagram. It has to be noted, each complete set of hammers was established on a rotor of grain crusher in regular intervals. Thus, all hammers were tested at the same time and under identical conditions. Therefore cleanliness of experiment was complied. For presentation of research have constructed the diagram of factors, and, proceeding from it, have chosen first four greatest on value of the factor. Having analysed results of optimizing experiments, we have received dependences of angle of a deviation of a hammer on radial position on such factors, as: speed of a hammer, km/s.; humidity of a crushed material, %; a degree of crushing of a material, %; size of supply of a material in grain crusher, kg/with. Thus, having set by parameters of the given factors it is possible to count in advance angle of a slope the worker of a side of a hammer, we practically exclude, slippings of grain on a hammer and by that reliability of hammers raises.

Keywords: intensity of wear, research, combined forage, a design, a hammer, a hammer crusher, experiment, working body, a rotor, steel, service life, a degree of grinding, the factor, experiment.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.