Формування динамічних параметрів та підвищення ефективності вібросепараторів сипких середовищ

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробленню методики визначення взаємозв’язку в системі сипке середовище–контейнер–привід вібросепаратора та впливу основних її динамічних параметрів на ефективність сепарації. З цією метою досліджено зміну амплітудо–частотних характеристик сипкого середовища за умови вертикальних та горизонтальних коливань сита вібросепаратора. Для сильнонелінійних моделей динаміки сипких середовищ вздовж сита, отримано залежності власної частоти сипкого середовища (за малих швидкостей його руху відносно сита) від амплітуди коливань сита сепаратора. Ці залежності показують на принципову різницю руху сипких середовищ за різних моделей їх динамічних пружних властивостей: квазілінійної та сильно нелінійної. Досліджено залежність резонансної амплітуди в сипкому середовищі від параметрів контейнера вібросепаратора та сипкого середовища. Подано схему узагальненого вібросепаратора на основі якої побудовано рівняння, що описують рух довільної точки в контейнері вібросепаратора. Визначено вплив динамічних параметрів сипкого середовища на вибір номінальної потужності приводу вібросепаратора. Диссертационная работа посвящена разработке методики определения взаимосвязи в системе сыпучая среда–контейнер–привод вибрационного сепаратора и влияния основных ее динамических параметров на эффективность сепарации. С этой целью проведены исследования изменения амплитудо–частотных характеристик сыпучей среды при условии вертикальных и горизонтальных колебаний контейнера вибрационного сепаратора. Для сильнонелинейных моделей динамики сыпучей среды, получены зависимости ее собственной частоты от динамических характеристик вибрационного сепаратора при малых скоростях движения сыпучей среды вдоль сит. Эти зависимости указывают на существенное отличие движения сред квазилинейных и сильно нелинейных упругих свойств. В работе получено пороговое значение амплитуды колебаний сыпучей среды, при которой имеют место ее резонансные колебания при условии известной частоты внешнего возмущения. Путем использования волновой теории движения подвижных сред, в работе показано, что при больших скоростях относительного движения сред вдоль сита их собственная частота и амплитуда при резонансе являются меньшими. Последнее указывает на то, что более производительными являются резонансные сепарационные машины с незначительным углом наклона сит к горизонту. Так же интенсивность процесса вибросепарации в значительной степени зависит от частоты колебаний сита вибросепаратора. Наряду с указанным в работе разработана методика определения основных динамических характеристик сыпучих сред и приведены результаты, которые касаются расчетов вибрационных машин. Сущность методики состоит в сопоставлении теоретических результатов, полученных для поперечных колебаний сыпучих сред, с результатами экспериментальных измерений. Получены в результате использования методики соответствующие аналитические зависимости для определения динамического модуля упругости и степени нелинейности упругих характеристик. Подано схему обобщенного вибросепаратора, на основе которой построены уравнения, описывающие движения произвольной точки в системе сыпучая среда - контейнер вибросепаратора. Эти уравнения, в свою очередь дадут возможность определить влияние параметров системы на амплитудные и амплитудо-частотные характеристики среды, наиболее благоприятные режимы работы вибросепаратора и повысить его эффективность работы. Известно, что при проектировании вибрационных сепараторов для различных типов сыпучих сред необходимо предвидеть возможные изменения частоты вращения привода. Поэтому в диссертации исследовано влияние динамических параметров сыпучих сред на определение частоты вращения и выбор номинальной мощности привода вибрационного сепаратора. Основные результаты диссертационной работы подтверждены экспериментально и использованы для оптимизации процесса вибросепарации черного стекла. The method of determining the basic dynamic characteristics of system loose environment–container–drive of vibratory separator is developed in work. Also it is presented results concerning the calculation of the impact of system parameters on the amplitude - frequency characteristics of loose environment and their effect on the efficiency of the vibratory separator. The effect of the resonance amplitude on separation efficiency is investigated. Generalized schemes of vibratory separator with horizontal and vertical motion of sieves are posted. Based on them are built the equations which describing the motion of an arbitrary point in vibratory separator. Also the influences of dynamic parameters of loose environment on choose of the rated power of drive vibratory separator is defined in dissertation. Specified equation will enable further work to optimize the construction of vibratory separator and process of separation, respectively.