Файл: Борисов А.М. Сельскохозяйственные погрузочно-разгрузочные машины.pdf

где Р—вес частицы; •Р —сила трения частицы о поверхность;

g — ускорение свободного падения;

f — коэффициент трения между частицей и поверхностью. Частица а удерживается на вертикальной неподвижной по­

верхности при условии P<CF' или

Выражая линейную скорость через параметры шнека, полу­ чим

и в СССР, считаются общепризнанными следующие положения: а) производительность шнекового транспортера возрастает пропорционально увеличению частоты вращения шнеков только до некоторого предела; при дальнейшем увеличении частоты вра­ щения рост производительности замедляется, а затем произво­

дительность начинает уменьшаться; б) с увеличением угла наклона шнекового транспортера про­

изводительность уменьшается.

Влияние угла наклона учитывается коэффициентом, значе­ ния .которого приводятся во всех справочных материалах по шнековым транспортерам.

справедливы только для шнековых транспортеров, работающих по принципу свободного забора материала открытыми витками шнека. При соответствующей скорости подачи материала в шнековый транспортер, которая может быть обеспечена питающими устройствами активного действия, указанные выше зависимости не сохраняются.

Так, при принудительной подаче материала производитель­ ность шнекового транспортера возрастает пропорционально ча­ стоте вращения шнека при любых, технически доступных часто­ тах вращения и не зависит от угла шнека к горизонту.

Геометрическая форма материала в быстроходных шнековых транспортерах. Анализ процесса перемещения материала быст­ роходным шнековым транспортером показывает, что при доста­ точно быстром вращении слоя материала гравитационное поле земли можно заменить инерционным полем, которое и будет определять форму и положение материала, перемещаемого шне­ ковым транспортером.

Вшнековом транспортере с вертикальным расположением оси шнека это поле будет постоянным, а в транспортере с гори­ зонтальным и наклонным расположением оси — переменным, так как гравитационное поле земли будет или уменьшать или уси­ ливать силы инерции в зависимости от положения слоя относи­ тельно вертикальной плоскости.

Ввертикальном шнековом транспортере под действием сил инерции вращающийся слой материала будет прижиматься к кожуху шнека. Сила инерции в радиальном направлении, дей­

ствуя перпендикулярно образующей кожуха шнека, оказывает на материал воздействие, аналогичное воздействию силы тя­ жести.

Так как угол естественного откоса зависит только от физикомеханических свойств материала, то материал при перемещении внутри кожуха шнека в сечении вертикальной плоскостью, про­ ходящей через ось шнека, расположится в виде прямоугольного треугольника, у которого угол между вертикальным катетом и гипотенузой равен углу ф естественного откоса.

Коэффициент заполнения шнекового транспортера. В спра­ вочной литературе и монографиях, посвященных шнековым транспортерам, коэффициент заполнения дается в широких пре­ делах без каких-либо указаний о методе выбора оптимального значения его для данных конкрегных условий работы.

Термин коэффициент запилнения возник в период примене­ ния горизонтальных тихоходных шнековых транспортеров, в которых при заполнении кижуха шнека до определенной вели­ чины весь материал, находящийся в кожухе шнека, перемещает­ ся вдоль образующей хожуха без проскальзывания. В этом случае термин коэффициент заполнения соответствует харак-

100

теру перемещения материала и отражает физическую картину происходящего явления. При коэффициенте заполнения кожуха материалом выше определенных значений наблюдается замед­ ление движения материала в осевом направлении. Это проис­ ходит вследствие пересыпания материала через вал шнека. В этом случае, а также для быстроходных шнековых транспор­ теров термин коэффициент заполнения уже не отражает физи­ ческой сущности происходящего процесса.

Поэтому для этих условий некоторые авторы вводят коэффи­ циент производительности [17]. Однако введение коэффициента производительности требует введения функциональной зависимо­ сти коэффициента производительности от коэффициента запол­ нения.

Исследования, выполненные нами, позволяют сделать вывод о том, что для каждого режима работы при данных конструк­ тивных параметрах шнекового транспортера существует вполне определенное оптимальное значение коэффициента заполнения, при котором геометрическая форма материала, перемещаемого вертикальным шнеком, позволяет определить значение опти­ мального коэффициента заполнения.

То количество материала, которое располагается на длине одного шага шнека, является оптимальным объемом, определя­ ющим оптимальную производительность. Отношение объемазанимаемого материалом на длине одного шага, к объему, огра­ ниченному наружным диаметром шнека на этой длине, дает оптимальное значение коэффициента заполнения. Следователь­ но, в быстроходных шнековых транспортерах коэффициент заполнения выражает отношение объемов, а не отношение пло­ щадей, как принято в настоящее время.

Введение коэффициента заполнения оправдано только в эм­ пирических формулах. В формулах, выведенных на основании функциональных зависимостей, коэффициента заполнения не должно быть, так как функциональные связи определяют опти­ мальное значение коэффициента заполнения, выше которого про­ цесс транспортирования будет протекать с нарушением устано­ вившихся зависимостей, для которых данная формула была получена.

Если производительность, подсчитанная -по аналитической формуле не совпадает с производительностью, полученной экс­ периментальным путем, следует вводить не коэффициент запол­ нения, а «коэффициент соответствия», показывающий степень соответствия принятой математической модели процесса физи­ ческому процессу, протекающему в реальном шнековом транс­ портере.

Скорость перемещения материала вдоль оси шнека. В сель­ скохозяйственном машиностроении, как и в ряде других обла­

101

значение аппликаты z будет функцией угловой скорости обра­ зующей и времени t:

г= — т.

2п

Первая производная от z по t

dz _ Sm _ Sn it " 2u — 60 "

Выражение — представляет собой скорость приращения

аппликаты z.

Если бы материал двигался вдоль образующей кожуха шне­ ка наподобие гайки, удерживаемой от вращения, то скорость

перемещения материала вдоль оси z была бы равна — .

Многочисленные экспериментальные и теоретические иссле­ дования перемещения материала быстроходным шнековым транспортером показывают, что материал перемещается вдоль

Sn

оси шнека со скоростью, меньшей — , поскольку винтовая

поверхность при наличии трения воздействует на материал так, что давление, производимое витком шнека на частицы мате­ риала, направлено под углом к нормали, восстановленной к по­ верхности витка в каждой данной точке.

Для выявления воздействия винтовой поверхности на транс­ портируемый материал рассмотрим некоторые свойства нормали

У

z=C0 arc tg-£-.

X

102