CC BY
7
УДК 631.358.21 Проф. М.П. Мартинщв, д-р техн. наук;
доц. О.М. Удовицький, канд. техн. наук; доц. П.П. Нахаев, канд. техн. наук; тж. О. Т. Ковальчик;
студ. Я.Й. Воробець - НЛТУ Украти
ВИБ1Р СХЕМ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЖОРСТКОСТ1 ПРИВОДНИХ ВАЛ1В ГВИНТОВИХ КОНВЕСР1В
Запропоновано форми поперечних nepepi3iB валiв для приводiв гвинтових кон-BeepiB та визначено ix жорсткосп.
Prof. M.P. Martynciv; doc. O.M. Udovyckyj; doc. P.P. Nachaev; engin. O.T. Kovalchyk; stud. Ya.Yo. Vorobec - NUFWT of Ukraine
Choice of charts and calculation of rigidity of screw drive shafts conveyors
It is offered shafts cross sections forms for drives of screw conveyors and defined their rigidity.
Техтчт засоби неперервного транспортування матер1ал1в е основою комплексно: мехашзацп завантажувально-розвантажувальних робгг, як тд-вищують продукгившсть пращ та ефекгившсть виробництва в багатьох галу-зях промисловост [1-5]. Гвинтов1 конвеери знайшли широке застосування за рахунок таких переваг: простота конструкцп та обслуговування; надшшсть в експлуатацн; герметичшсть; незначш габаритш розм1ри; можливють розван-таження в будь-якому мющ.
Недолжами таких транспортер1в е шдвищеш енерговитрати, внаслщок тертя транспортованого вантажу з жолобом i поверхнею основи; обмежена довжина мапстраш транспортування та iн. Дiаметр i крок шнека вибирають залежно вщ запропоновано: продуктивно стi та фiзико-механiчних властивос-тей матерiалу [6].
Перспективним е робочий орган гвинтового конвеера [7] (рис. 1), який складаеться iз окремих гвинтових секцiй 3. Кожна секщя виконана у виглядi двох цилiндричних втулок 10, з'еднаних мiж собою прутками 1, до яких крь питься гвинтове ребро 2. У втулках одте! секцн виконано наскрiзнi отвори 5, центральш осi яких розташованi взаемно-перпендикулярно. У нас^зних от-
Науковий вкник, 2006, вип. 16.2
ворах втулок встановлено антифрикцшш фiгурнi втулки 6, мiж торцевими по-верхнями яких розташоваш квадратнi вальцi 4, 7. В отворах антифрикцшних втулок 6, 8 i отворах вальця встановлено цилiндричнi пальцi 9.
Рис. 1. Робочий орган гвинтового конвеера
При обертанш робочого органа крутний момент з вальця через пальщ та антифрикцшну втулку передаеться на кшьце. Далi вiд цилiндричного кшця крутний момент через гвинтове ребро i прутки передаеться на шшу цилш-дричну втулку тощо. Процес повторюеться.
Основним робочим органом таких конвеерiв е вали. Для кршлення ро-бочих органiв зниження металомюткосп конвеерiв важливо забезпечити ста-бшьну мiцнiсть i жорсткiсть вала, що передае крутний момент на всш його довжинi. Тому актуальною е задача вибору форм поперечних перерiзiв валiв, що передають крутний момент. Проведемо порiвняльний аналiз жорсткостi ва-лiв рiзних форм поперечного перерiзу при крученнi. У табл. 1 наведено основ-нi залежностi для визначення моменпв опору та шерци перерiзiв рiзних форм.
Коефiцiент а та в залежать вiд спiввiдношення Н/Ь i вибираеться згiдно з рекомендащями [8].
2. Лiсоексплуатацiя
61
Табл. 1. Геометричт характеристики перерiзiв
Форма перер1зу
Площа
Момент опору
Момент шерци
А —
пй2 4
Жк —
лй3 16
Лк
пй 4
~3Г
А — Ь2
Жк — аЬ:
Лк — вЬ4
А —
пНЬ
т —
пЬ 2Н 16
Лк(Н2+ь 2)
А — ЬН
Жк — аНЬ2
Л -внь1
Кiнцевi формули для визначення максимальних дотичних напружень Тпах, вiдносного кута закручування в i повного кута закручування р вала довжиною I мають вигляд:
Ттях —
в
=Тр •
т'
Ткр •
о ■ ^'
р— ^ о ■
(1) (2) (3)
У наведених формулах Jk та Жк - деяк геометричт характеристики, як умовно називають моментом шерци i моментом опору при крученш. Для обчислення моменпв шерци та моменпв опору використовуемо ЕОМ, результата розрахунюв наведено в табл. 2. Аналiз змiни моментiв опору та шерци за-
Табл. 2. Значения основных геометричних характеристик для перерЫв рЬних форм
Круг Квадрат Прямокутник Елшс
Пло-ща Д1- аметр М. опору М. шерцп Сторона М. опору М. шерцп Сторони М. опору М. шерцп Ос1 М. опору М. шерцп
а-2 мм (1, мм \¥к, мм Лс, мм4 Ь, мм \¥к, мм 1к, мм Ь, мм Ь, мм ь/ь \¥к, мм 1к, мм Ь, мм Ь, мм ь/ь \¥к, мм т 4 мм
100 11,28 282,09 1591,549 10,00 208 1410 7,07 14,14 2 173,9483 1145 7,98 15,96 2 199,4711 1989,4368
400 22,57 2256,76 25464,79 20,00 1664 22560 14,14 28,28 2 1391,586 18320 15,96 31,92 2 1595,769 31830,989
700 29,85 5224,47 77985,92 26,46 3852,214 69090 18,71 37,42 2 3221,567 56105 21,11 42,22 2 3694,257 97482,403
1000 35,68 8920,62 159154,9 31,62 6577,538 141000 22,36 44,72 2 5500,727 114500 25,23 50,46 2 6307,831 198943,68
1300 40,68 13222,39 268971,9 36,06 9749,411 238290 25,50 50,99 2 8153,332 193505 28,77 57,54 2 9349,645 336214,82
1600 45,14 18054,07 407436,7 40,00 13312 360960 28,28 56,57 2 11132,69 293120 31,92 63,83 2 12766,15 509295,82
1900 49,18 23362,83 574549,3 43,59 17226,37 509 010 30,82 61,64 2 14406,24 413345 34,78 69,56 2 16520,02 718186,68
2200 52,93 29109,12 770309,9 46,90 21463,34 682 440 33,17 66,33 2 17949,57 554180 37,42 74,85 2 20583,26 962887,41
2500 56,42 35261,85 994718,4 50,00 26000 881250 35,36 70,71 2 21743,53 715625 39,89 79,79 2 24933,89 1243338
2800 59,71 41795,75 1247775 52,92 30817,71 1105440 37,42 74,83 2 25772,54 897680 42,22 84,44 2 29554,06 1559718,4
3100 62,83 48689,76 1529479 55,68 35900,94 1355010 39,37 78,74 2 30023,59 1100345 44,42 88,85 2 34428,86 1911848,8
3400 65,80 55925,96 1839831 58,31 41236,49 1629960 41,23 82,46 2 34485,66 132362С 46,52 93,05 2 39545,63 2299788,9
3700 68,64 63488,88 2178831 60,83 46812,94 1930290 43,01 86,02 2 39149,18 1567505 48,53 97,07 2 44893,42 2723539
4000 71,36 71364,96 2546479 63,25 52620,3 2256000 44,72 89,44 2 44005,82 183200С 50,46 100,93 2 50462,65 3183098,9
4300 73,99 79542,23 2942775 65,57 58649,73 2607090 46,37 92,74 2 49048,17 2117105 52,32 104,64 2 56244,85 3678468,6
4600 76,53 88009,96 3367719 67,82 64893,33 2983560 47,96 95,92 2 54269,63 242282С 54,12 108,23 2 62232,44 4209648,2
4900 78,99 96758,51 3821310 70,00 71344 3385410 49,50 98,99 2 59664,26 2749145 55,85 111,70 2 68418,6 4776637,7
5200 81,37 105779,20 4303550 72,11 77995,29 3812640 50,99 101,98 2 65226,66 309608С 57,54 115,07 2 74797,16 5379437,1
5500 83,68 115063,90 4814437 74,16 84841,31 4265250 52,44 104,88 2 70951,92 3463625 59,17 118,35 2 81362,47 6018046,3
5800 85,93 124605,50 5353972 76,16 91876,69 4743240 53,85 107,70 2 76835,53 385178С 60,77 121,53 2 88109,36 6692465,4
6100 88,13 134397,10 5922155 78,10 99096,45 5246610 55,23 110,45 2 8287334 4260545 62,32 124,63 2 95033,08 7402694,3
6400 90,27 144432,50 6518986 80,00 106496 5775360 56,57 113,14 2 89061,51 468992С 63,83 127,66 2 102129,2 8148733,1
6700 92,36 154706,00 7144465 81,85 114071,1 6329490 57,88 115,76 2 95396,47 5139905 65,31 130,62 2 109393,7 8930581,7
7000 94,41 165212,20 7798592 83,67 121817,7 6909000 59,16 118,32 2 101874,9 561050С 66,76 133,51 2 116822,7 9748240,3
7300 96,41 175946,00 8481367 85,44 129732,2 7513890 60,42 120,83 2 108493,7 6101705 68,17 136,34 2 124412,6 10601709
7600 98,37 186902,60 9192790 87,18 137810,9 8144160 61,64 123,29 2 115249,9 661352С 69,56 139,12 2 132160,1 11490987
7900 100,29 198077,80 9932860 88,88 146050,8 8799810 62,85 125,70 2 122140,8 7145945 70,92 141,84 2 140062,1 12416075
250000 мма
200000
150000
100000
50000
I I
Ж
Ж
X
X
X
-круг -кгадрат прямокутник ел1пс
Рис. 2. Графш змши моментiв опору вiд плош^ перерiзу
14000000 12000000
юоооооо
8000000
6000000
4000000
2000000
/
/ /
У / X л
у X X X • X
X X X ж -
-я" -
* — *
-круг -квадрат
прянокутник -ел ¡пс
Рис. 3. Графж змши моментiв шерци вiд плошi перерiзу
лежно вщ форми поперечного перерiзу наведено на рис. 2, 3. Для наведених перерiзiв анашз виконувався при однаковш площi.
1з графiкiв видно, що при плошд перерiзу до 1000 мм значення момен-тiв опору та шерци майже зб^аються. 1з збшьшенням плошi iстотно зростае момент опору (тобто мщшсть) квадратних перерiзiв, та момент шерци (тобто жорстюсть) трикутних перерiзiв. Такий аналiз дасть змогу вибрати ращональ-ну форму перерiзу ведучих валiв гвинтових конвеeрiв.
Лггература
1. Иванченко Ф.К. Конструкции и расчет подъемно-транспортных машин. - К.: Вища шк., 1988. - 426 с.
2. Зуев Ф.Г., Лотков Н.А., Полухин А.М. Подъемно-транспортные машины зернопере-рабатывающих предприятий. - М.: Колос, 1978. - 264 с.
3. Зенков Р.Л., Иванов Н.И., Колобов Л.И. Машины непрерывного транспорта. - М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.
Науковий вкник, 2006, вип. 16.2
4. Конвейеры: Справочник/ Р. А. Волков, А.Н. Гнутов и др./ Под общ. ред. Ю.А. Перте-на. - Л.: Машиностроение, 1984. - 367 с.
5. Мехашзми з гвинтовими пристроями/ Б.М. Гевко, М.Г. Данильченко, Р.М. Рогатинсь-кий, М.1. Пилипець, А.В. Матвшчук. - Львiв: Свгг, 1993. - 208 с.
6. Конвейеры: Справочник/ Р. А. Волков, А.Н. Гнутов и др./ Под общ. ред. Ю.А. Перта-на. - Л.: Машиностроение, 1984. - 367 с.
7. Гевко Б.М., Рогатинський Р.М. Винтовые передающие механизмы сельскохозяйственных машин. - Львов: Вища шк. Изд.-во при Львовском ин-те, 1989. - 176 с.
8. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. - К.: Наук. думка, 1988. - 734 с._
УДК 630.37 Доц. Л. О. Тисовський, канд. техн. наук;
acnip. 1.М. Рудько - НЛТУ Украти
ПОР1ВНЯННЯ РЕЗУЛЬТАТ1В ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ I ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛ1ДЖЕНЬ ХАРАКТЕРИСТИК НЕСНОГО КАНАТА П1ДВ1СНО1 СИСТЕМИ, ЗАВАНТАЖЕНОГО
ВЛАСНОЮ ВАГОЮ
Наведено результати теоретичних i експериментальних дослщжень роботи нес-ного каната однопрольотно! тдвюно! установки, завантаженого власною вагою. По-рiвняно експериментальш даш i3 результатами теоретичного розрахунку у припу-щеннях, що кривими прогину каната е парабола i ланцюгова лiнiя. Отримано добре узгодження мiж результатами розрахунку та експерименту.
Doc. L.O. Tysovskyj, doctorateI.M. Rud'ko -NUFWTof Ukraine
Comparison of experimental and theoretical researches results of a bearing cable characteristic of the pendant system loaded by a self weight
Theoretical and experimental researches results of a work of a pendant onerun plant bearing cable are given in this article. Comparison of experimental data with results of theoretical calculation supposing, that curves of a cable deflection are a parabola and a chain line. The good coordination between calculation results and experiment is received.
Останшм часом особлива увага придшяеться захисним i регулюваль-ним функщям лшв, що сприяють збереженню динам1чно1 р1вноваги еколопч-них систем довкшля в прських та р1внинних районах. З метою недопущення розвитку ерозшних процеЫв, збереження та вщтворення люового фонду, створення сприятливих умов для ведення люового господарства, де вирубу-вання люу повинно здшснюватись винятково за умов дотримання еколопчних та технолопчних вимог [1]. Вщповщно й заго^влю зр1зано! деревини в прсь-ких районах необхщно проводити способами i засобами, що дають змогу не тшьки шдвищити продуктившсть, але й зберегти захисш функци люу як одного з важливих компоненпв бюсфери.
Практика показала, що найбшьш ефективними засобами мехашзацп трелювання деревини в прських умовах як у нас, так i за кордоном е шдвюш канатш установки (ПКУ), як за показниками питомих витрат енергоспожи-вання та матерiаломiсткостi значно випереджують iншi машини та мехашзми [2]. Тому шдвюне транспортування деревини отримало широке застосування в багатьох крашах свiту, що експлуатують прсью лiси, i проблема його по-дальшого удосконалення залишаеться актуальною i перспективною.
2. Лiсоексплуатацiя
65
