CC BY
47
УДК 621-027.31
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЛОПАСТНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ ДЛЯ СЫПУЧИХ СМЕСЕЙ
Ю.И. Подгорный, доктор техн. наук, профессор;
В.Ю. Скиба, кандидат техн. наук, доцент; Т.Г. Мартынова, кандидат техн. наук, доцент;
А.Е. Афонина, студентка; Н.А. Бердникова, студентка НГТУ
UDC 621-027.31
STUDY OF INCREASE POSSIBILITY OF PADDLE BLADE-TYPE MIXING MACHINES FOR GRANULAR MIXTURES PRODUCTIVITY
Podgorny Y.I., Dr. Tech. Sci., Prof. Skeeba V.Y., Cand. Tech. Sci., Associate Prof.
Martynova T.G., Cand. Tech. Sci., Associate Prof. Afonina A.E., student Berdnikova N.A., student Novosibirsk State Technical University
Смесители непрерывного действия для получения сыпучих смесей широко применяются как в сельском хозяйстве, так и в промышленности. Одним из способов повышения их
производительности является
сокращение времени простоев оборудования. Нагрузки на рабочие органы смесителя при возвратно-поступательном движении значительно превышают нагрузки при вращательном движении. Во время простоев смесь уплотняется, и нагрузки на рабочие органы возрастаю. В связи с этим возникает необходимость отключения возвратно-поступательного движения во время запуска смесителя после простоев, для чего был предложен специальный механизм в виде пружинно-шариковой муфты.
Ключевые слова: смеситель, нагрузка, рабочий орган, время простоев, функциональная зависимость.
Continuous mixers for granular mixtures production are applied widely both in agriculture and in industry. One of ways to improve their capacity is to reduce the downtime of equipment. Loadings on the working elements of the mixer at reciprocation significantly exceed the loading rotational motion. During downtime the mix is compacted, and the loadings on the working bodies increases. In this connection it is necessary to disconnect the reciprocating motion during starting of the mixer after downtime, for what a special mechanism in the form of a spring-ball coupling has been offend.
Keywords: mixer, load, working element, downtime, functional dependence
В различных отраслях сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности насчитывается множество наименований технологического оборудования, предназначенного для приготовления различных смесей. При этом большой популярностью пользуются лопастные смесители, обладающие универсальностью, высокой производительностью, быстрой и несложной переналадкой для работы с различными сыпучими материалами. Кроме того, рабочие органы некоторых смесителей совершают не только вращательное, но и возвратно-поступательное движение с целью устранения «мертвых зон».
Повышение производительности таких смесителей возможно при увеличении геометрических параметров рабочей камеры, при повышении скорости движения исполнительных механизмов, а также при сокращении
времени простоев оборудования по технологическим и техническим причинам.
Во время простоев перемешивающего оборудования смеси изменяют свои свойства, что приводит к увеличению нагрузки на рабочие органы. Для снижения пусковых моментов перед повторным запуском смесителя возникает необходимость освободить рабочую камеру от находящейся в ней смеси, что связано с дополнительными затратами времени и возможными потерями сырья.
Цель работы заключается в выявлении возможностей повышения производительности лопастных смесителей за счет сокращения времени простоев.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Определить влияние возвратно-поступательного движения на нагрузочные характеристики рабочих органов лопастного смесителя.
2. Выявить функциональные зависимости нагрузок на лопатки рабочих органов от времени простоев.
3. Разработать устройство, позволяющее отключать возвратно-поступательное движение рабочих органов при запуске смесителя после простоя.
На основании экспериментальных исследований были получены функциональные зависимости нагрузок от угла установки лопаток, частоты вращения рабочего органа и объема смеси, приходящейся на лопатку при вращательном движении (рис. 1) и нагрузок от угла установки лопатки и объема смеси при возвратно-поступательном движении рабочего органа (рис. 2). Выявлено, что нагрузки на рабочие органы смесителя при возвратно-поступательном движении в 1,5-2 раза больше чем при вращательном движении [1].
90 4
Рисунок 1 - зЗависимость нагрузки от угла разворота лопатки и объема смеси при частоте вращения рабочего органа 120 мин-1
90 4
Рисунок 2 - Зависимость нагрузки от угла разворота лопатки и объема смеси при возвратно-поступательном движении
Также были получены функциональные зависимости нагрузок на лопатку от объема смеси и времени простоя смесителя (рис. 3), которые показали, что с увеличением времени простоя нагрузка на рабочие органы значительно возрастает.
М Н-лл
Г) 5 1П 15 ?П 75 ЗП 4П
Рисунок 3 - Зависимость нагрузки от объема смеси и времени простоя (угол установки лопатки - 45 частота вращения рабочего вала - 120 мин-1) В связи с этим для снижения пусковых моментов при повторном запуске механизма смесителя после простоя было предложено специальное устройство в виде предохранительной муфты, установленное на одном из валов двухвального смесителя (рис. 4).
Рисунок 4 - Кинематическая схема двухвального смесителя: 1 - загрузочный патрубок; 2 - рабочая камера; 3, 4 - приводные валы; 5 - электродвигатель; 6 -ременная передача; 7 - двухступенчатая зубчатая передача; 8 - одноступенчатая зубчатая передача; 9 - червячная передача; 10 - механизм возвратно-поступательного движения; 11 - предохранительная муфта; 12 - вал. Предохранительная муфта (пружинно-шариковая), установленная на одном из валов привода, срабатывает и отключает возвратно-поступательное движение, когда крутящий момент от технологической нагрузки равен критическому значению. При отключении возвратно-поступательного движения снижается нагрузка на двигатель. С применением предохранительной муфты исключается необходимость повторного заполнения рабочей камеры смесью, тем самым сокращается время простоев, что увеличивает производительность смесителя непрерывного действия. Данное изобретение подтверждено патентом [2].
ЛИТЕРАТУРА:
1. Мартынова, Т. Г. Экспериментальные исследования нагрузочных характеристик смесителя [Текст] / Т. Г. Мартынова, Ю. И. Подгорный, С. В. Птицын // Научный вестник НГТУ. - 2011. - № 2 (43). - С. 183-188.
2. Пат. 2455826 Российская Федерация, МПК А 21 С 1/06. Тестомесильная машина непрерывного действия [Текст] / Ю. И. Подгорный, Т. Г. Мартынова, Е.В. Войнова; Заявитель и патентообладатель Новосиб. гос. техн. ун-т. - № 2011105541/12; заявл. 14.02.2011; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20. - 4 с.: ил.
