Установка для подачі сипких продуктів до технологічного обладнання на базі шнекового живильника
Автор: Голінка Володимир Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Машини і технології паковання
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи розглянуто основні різновиди, характеристики і сфери використання паливних брикетів. Основну увагу зосереджено на перевагах брикетування відходів деревообробки, зокрема тирси і стружки, з метою підвищення теплотворної здатності під час їх згорання. Наголошено на екологічному аспекті використання паливних брикетів, які практично не містять сірки, тому в продуктах їх згорання відсутні сірчистий і сірчаний гази. Також встановлено, що зола, яка утворюється в результаті спалювання брикетів може використовуватися як калієве добриво. Розглянуто технологічні особливості процесу брикетування відходів деревообробки, зокрема тирси і стружки. Наведено принципові схеми поршневих і шнекових пресів та проаналізовано особливості їх функціонування. Представлено схему технологічної лінії виготовлення паливних брикетів в умовах аграрного чи деревообробного виробництва та проаналізовано основні технологічні операції подрібнення, сушіння, пресування, охолодження і фасування паливних брикетів. Представлено напівавтоматичну лінію виробництва і фасування паливних брикетів, побудовану на базі трьох брикетувальних машин CO.MA.FER. Macchine Dinamic 110N. Розглянуто конструктивні і функціональні особливості основних елементів лінії: завантажувального бункера, скребкового транспортера, шнекового живильника-розподільника, брикетувальної машини. На основі аналізу присутнього на вітчизняному ринку обладнання для виробництва паливних брикетів сформульовано мету та основні завдання магістерської кваліфікаційної роботи. Зокрема, наголошено на необхідності автоматизації процесів завантаження брикетувальних машин шляхом розроблення завантажувального бункера, скребкового транспортера і шнекового живильника у відповідності до заданої продуктивності брикетувальних машин. У другому розділі магістерської кваліфікаційної роботи (конструкторськорозрахунковій частині) розв’язано наступні завдання: - проаналізовано конструктивні і функціональні особливості розроблюваного шнекового живильника (рис. 2.1) для розподілення деревної стружки і тирси між трьома брикетувальними машинами. Живильник складається з жолоба 2 з верхньою знімною кришкою, завантажувального вікна 1, дозувальних пристроїв 3 з відсікаючими заслінками, розвантажувальних каналів 4 і привода 5. Уся конструкція живильника монтується на опорах 6; - за заданими вихідними даними: номіальною продуктивністю Q = = 330 / 0,33 / кг год т год , максимальною довжиною транспортування L = 2,6 м , та об’ємною масою транспортованого матеріалу: для стружки 3 ? = 75...105 / кг м , для тирси 3 ? =100...170 / кг м , розраховано геометричні параметри суцільного гвинтового шнека (із зовнішнім діаметром 160 мм, та кроком витків 120 мм), визначено номінальну потужність приводу та підібрано асинхронний електродвигун типу 4АМ80А6У3 з номінальною потужністю 0,75 кВт і асинхронною частотою обертання nдв.ном. = 1000 об/хв та червячний редуктор Ч-80-20-52-1-2 В УЗ з передавальним відношенням 20 Uред = ; - виконано розрахунок силових параметрів на валу шнека, обґрунтовано його геометричні параметри та здійснено перевірку на міцність за амплітудними (максимальними) значеннями циклових динамічних нормальних (згинальних) і дотичних (крутильних) напружень. За результатами проведених розрахунків встановлено мінімальний коефіцієнт запасу міцності вала шнека на рівні 2; - здійснено розрахунок і підбір підшипникових опор вала шнека, зокрема обрано роликові однорядні конічні підшипники середньої серії 7307 ГОСТ 333-79 для яких посадковий діаметр dn =35 мм , базова статична вантажність 0 С =38000 Н , базова динамічна вантажність Сr =54000 Н . Встановлено номінальний термін служби підшипників на рівні 90 тис. год.; - проведено розрахунок шпонкового з’єднання у приводі шнекового живильника (зокрема, для приєднання привідної цапфи вала шнека до трубчастого (порожнистого) вала редуктора Ч-80-20-52-1-2 В УЗ. У результаті проведених розрахунків обрано призматичну шпонку 8 7 110 ? ? ГОСТ 23360-78; - для додаткової фіксації привідної цапфи до порожнистого (трубчастого) вала шнека було використано циліндричний гладкий штифт. За результатами проведених розрахунків з умов забезпечення міцності штифта на зріз і зминаннявстановлено номінальний діаметр штифта d =14 мм за робочої довжини штифта l = 57 мм , яка рівна зовнішньому діаметру труби шнека; - з метою аналізу міцнісних характеристик вала шнека, зокрема врахування концентраторів напружень на привідній цапфі (фасок, галтелей, шпонкового паза тощо), було проведено імітаційне моделювання навантажень вала в програмному продукті SolidWorks Simulation. Згідно з отриманими результатами нормальні напруження в найбільш небезпечній частині вала в статичному стані не перевищують значення 31,7 МПа, дотичні напруження – 32,2 МПа, сумарні (еквівалентні) напруження – 34,2 МПа, максимальний прогин вала шнека у його центральній частині 1 мм, мінімальний коефіцієнт запасу міцності вала 6. Отримані результати в достатній мірі підтверджують результати теоретичних розрахунків, проведених у п. 2.3.3 даної магістерської кваліфікаційної роботи, в якому розраховувалися вказані параметри за амплітудних значень нормального (згинального) і дотичного (крутильного) напружень при цикловому динамічному навантаженні вала (тобто з можливими перевантаженнями до 200%). Об’єкт розроблення і дослідження – установка для подачі і розподілення деревної стружки і тирси до комплексу брикетувальних машин, яка побудована на базі шнеквого живильника. Предмет розрахунку і дослідження – силові і міцнісні параметри вала шнека, геометричні параметри шнека, експлуатаційні параметри підшипникових опор, геометричні і міцнісні параметри шпонкового і штифтового з’єднань. Мета роботи – розроблення установки для подачі сипких продуктів до технологічного обладнання на базі шнекового живильника. Ключові слова – відходи деревообробки, стружка, тирса, брикетувальна машина, гідравлічний прес, шнековий живильник, дозувальний пристрій, продуктивність, міцність, згин, кручення, зминання, зріз.