Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Исаев Юрий Михайлович. Технология перемещения сыпучих и жидких сельскохозяйственных материалов спирально-винтовыми рабочими органами : дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 Ульяновск, 2006 386 с. РГБ ОД, 71:07-5/248

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
Введение 7

1. Анализ способов и средств транспортирования сельскохозяй
ственных материалов. Цель и задачи исследования
12

  1. Современное состояние механизации производства сельскохозяйственной продукции и основные направления ее развития 12

  2. Классификация транспортирующих машин 18

  3. Винтовые транспортеры 25

  1. Назначение и устройство 25

  2. Схемы работы и основные параметры 27

  3. Основы теории и расчета 30

  4. Применение винтовых транспортеров 34

1.4. Бесстержневые спирально-винтовые транспортирующие

устройства 41

Заключение 54

2. Теория рабочего процесса технических средств, машин и
агрегатов со спирально-винтовыми рабочими органами...
57
2.1. Теория перемещения сыпучего материала 57

  1. Элементарная теория вертикального спирально-винтового транспортера 59

  2. Теория наклонных спирально-винтовых транспортеров в цилиндрической системе координат 63

  3. Дифференциальные уравнения движения материальной частицы в наклонном спирально-винтовом транспортере 73

  4. Исследование наклонного транспортера 84

  1. Изменение осевой скорости частицы v\ в зависимости от углае 86

  2. Изменение осевой скорости частицы v\ в зависимости от коэффициента трения УЇ 91

  3. Изменение осевой скорости частицы v\ в зависимости от коэффициента трения fo 92

  4. Изменение осевой скорости щ в зависимости от угла подъема винтовой линии а 93

  5. Изменение осевой скорости щ в зависимости от угла наклона оси спирального винта к вертикали у 94

Стр.
Выводы 96

2.2. Теория перемещения жидкостей в спирально-винтовом
насосе 97

  1. Подъем жидкости по вертикальной трубе 97

  2. Транспортировка жидкости по горизонтальной трубе.... 102

  3. Транспортировка жидкости по наклонной трубе 104

  4. Давление жидкости, создаваемое проволочным винтом

в трубе 105

2.3. Теория перемещения полужидких материалов по гори
зонтали 106

  1. О движении неньютоновской жидкости в спирально-винтовых транспортерах 106

  2. Влияние активного слоя на подачу спирально-винтового транспорта ПО

  1. Движение жидкостей по желобам со спирально-винтовыми рабочими органами 113

  2. Теоретические исследования движения зернового материала при выгрузке 118

  1. Характер движения материала по ширине зерносклада 118

  2. Влияние активного слоя при движении зернового потока под действием спирального винта на процесс выгрузки ... 122

  3. Влияние рассекателя потока на характеристики рабочего процесса выгрузки зерна 125

2.6. О заборной способности вращающегося спирального винта. 132

  1. Зависимость длины загрузочного окна от частоты вращения спирального винта 132

  2. Влияние длины загрузочного окна на скоростные и конструктивные параметры транспортера 136

  3. Заборная способность загрузочного окна в зависимости от частоты вращения спирального винта 139

  4. Влияние заборной части на транспортировку жидкостей из емкостей 144

2.7. Исследование поперечных колебаний в спирально-
винтовом транспортере 146

Выводы 152

Стр.

3. Программа и методика экспериментальных исследований 154

  1. Программа исследований 154

  2. Методика определения физико-механических параметров жидких и полужидких материалов 155

  1. Определение предельного напряжения сдвига, влажности и плотности 156

  2. Определение динамической вязкости 157

  1. Методика исследований 158

  2. Экспериментальные установки 160

  3. Исследование влияния режимных и конструктивных параметров на показатели рабочего процесса 166

  1. Методика исследования подачи 169

  2. Методика определения влияния длины забора 171

  3. Технические средства измерения 172

  1. Определение оптимальных соотношений геометрических параметров рабочего органа и заборной части насоса 173

  2. Методика обработки результатов исследований 177

  1. Экспериментальная область факторного пространства... 177

  2. Наиболее значимые факторы 179

  3. Методика определения энергетических показателей спирально-винтового устройства открытого типа 180

  1. Методика проведения производственных испытаний 184

  2. Методика определения погрешности измерений 185

  3. Классический метод оптимизации 188

4. Результаты экспериментальных исследований в лаборатор
ных и производственных условиях
191

  1. Перемещение зерна и сыпучих кормов 191

  2. Определение производительности и энергозатрат на модели склада 201

  3. Производственные загрузочные бесстержневые спирально-винтовые транспортеры 210

4.3.1. Результаты производственных испытаний склада-
бункера 214

4.4. Перемещение жидкостей спирально - винтовым транспор
тером 218

4.4.1 Исследование насосов вертикального расположения 218

Стр.

  1. Транспортировка жидкости по горизонтальной трубе... 237

  2. Давление жидкости, создаваемое проволочным винтом

в трубе 239

  1. Исследование насосов наклонного расположения 240

  2. Влияние частоты вращения спирального винта на толщину движущегося слоя жидкости 241

4.4.6. Затраты энергии на транспортирование вязкой жидко
сти по желобу открытого типа 247

Выводы 251

5. Технико - экономические показатели эффективности разра
ботанных устройств и технологических процессов
262

  1. Экономическая эффективность спирально-винтовых насосов 264

  2. Экономическая эффективность спирально - винтового устройства открытого типа 269

  3. Технико-экономические показатели эффективности выгрузки зерноскладов спирально-винтовым транспортером 273

Выводы 273

Общие выводы 274

Литература 279

Приложения 301

Приложение 1 302

Приложение 2 305

Приложение 3 309

Приложение 4 312

Приложение 5 343

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Россельхозакадемией совместно с Минсельхозом РФ разработана «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства и растениеводства». Стратегия предусматривает разработку ресурсосберегающих технологий и технических средств нового поколения.

Одним из направлений реализации таких технологий является создание средств механизации перемещения сельхозпродукции на основе длинномерных вращающихся спирально-винтовых рабочих органов.

Однако внедрение таких технологий в сельскохозяйственное производство сдерживается недостаточной изученностью их как в теоретическом, так и в экспериментальном плане. Применяемые на практике средства механизации не в полной мере отвечают агрономическим и зоотехническим требованиям и, в большинстве своем, имеют сложную конструкцию, высокую стоимость, не универсальны и малоэффективны вследствие значительных энергозатрат на выполнение технологического процесса. Практически отсутствуют ресурсосберегающие технологии, базирующиеся на установках с оптимальными конструктивно-режимными и технологическими параметрами.

Поэтому разработка технологий и технических средств по применению спирально-винтовых рабочих органов, адаптированных к условиям сельскохозяйственного производства, обеспечивающих качественное выполнение технологического процесса и повышение его эффективности путем снижения как материальных, так и энергетических затрат на транспортировку растениеводческой и животноводческой продукции, является важной и актуальной научной проблемой народнохозяйственного значения.

Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии (1997...2006 г. г.) по теме: «Разработка средств механизации и технического обслуживания энергетических и ресурсосберегающих технологий в различных процессах производства и переработки продукции сельского хозяйства». Государственный регистрационный номер- 0120.0600147.

Объект исследования. Технологические процессы транспортировки сыпучих, жидких и полужидких продуктов животного и растительного происхождения и средства механизации для их реализации.

Предмет исследований. Закономерности взаимодействия спирально-винтовых рабочих органов транспортеров и перемещаемого материала.

4 Цель работы. Повышение эффективности перемещения сыпучих и жидких сельскохозяйственных материалов при помощи бесстержневых спирально-винтовых рабочих органов путем разработки технологии и технических средств с обоснованием параметров и режимов их работы.

Методы исследований. Теоретические исследования базировались на законах теоретической механики и механики жидкостей и заключались в получении зависимостей и математических моделей, описывающих перемещение сыпучих, жидких и полужидких материалов спирально - винтовыми рабочими органами в технологических процессах. Экспериментальные исследования проводились согласно разработанным частным методикам с использованием теории планирования экспериментов, современных приборов и установок, с обработкой результатов методами математической статистики при помощи ПЭВМ.

Научная новизна. Научная новизна заключается в разработке технологий, теоретическом и экспериментальном обосновании конструктивно-режимных параметров семейства бесстержневых спирально-винтовых установок для транспортирования сыпучих и жидких сельскохозяйственных материалов, новизна технических решений которых подтверждена патентами РФ на изобретения № 2243935, № 2210887, № 2266631, № 2263823, решением ФИПС о выдаче патента по заявке №2006109163/22 (009960).

В результате исследований получены математические модели, описывающие процессы транспортирования этих материалов.

Практическая ценность. Разработанные бесстержневые спирально-винтовые устройства для перемещения сыпучих и жидких материалов позволяют значительно расширить область их применения в сельскохозяйственном производстве, а предложенные методики их расчета, проектирования и оптимизации параметров- снизить затраты энергии, металло- и материалоемкость конструкций.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского ГАУ (2006 г.), Оренбургского ГАУ (2003 г.), Международной НГЖ (г. Сочи, 2003,2006 г. г.), Ростов - на Дону АСХМ (2003 г.), Самарской ГСХА (2004 г.), Костромской ГСХА (2004 г.), Ульяновской ГСХА (1992...2006 г. г.), 3 Международной научной конференции «Технологии 2006», г. Анталия (Турция), 13 Международной НПК (Тамбов, 2005 г.), научно - технических советах Министерства сельского хозяйства Ульяновской области (г. Ульяновск, 2006 г.); на Международной НПК по механи-

5 зации сельского хозяйства (ВИМ, Москва, 2005 г.), 9 Международной научно-практической конференции (Москва-Подольск, 2006 г.).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований рекомендованы к использованию Министерством сельского хозяйства Ульяновской области. На научно-техническом совете проектного института «Ульяновскагромромпроект» спирально-винтовые транспортирующие устройства приняты к внедрению. Малые серии технических средств для транспортировки сельскохозяйственных материалов изготовлены ОАО «Опытный завод Ульяновскагропромстрой». Технические средства с разработанными рабочими органами внедрены в хозяйствах Ульяновской, Самарской и Ярославской областей.

На базе «Рем Маш Сервис» (г. Тольятти) изготовлены различные производственные варианты и начат выпуск транспортирующих, погрузочно-разгрузочных устройств со спирально-винтовыми рабочими органами для перемещения жидких и сыпучих сельскохозяйственных материалов.

Материалы исследований отражены в монографии «Пружинно-транспортирующие рабочие органы сельскохозяйственной техники (теория и практика)», рекомендованной Российской академией сельскохозяйственных наук (РАСХН) для научных работников и студентов инженерных специальностей вузов.

Материалы исследований используются в учебном процессе Ярославской ГСХА, Пензенской ГСХА, Оренбургского ГАУ, Ульяновской ГСХА и других вузов.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в рекомендуемых ВАК РФ журналах и монографиях (50 п. л.), в материалах международных, межрегиональных конференций, симпозиумов и других изданиях. Получено пять патентов на изобретения. Всего по теме диссертации опубликовано 65 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованной литературы и приложений. Общий объем составляет 386 страниц машинописного текста, который включает в себя основной текст и приложения. Основной текст изложен на 300 страницах, содержит 17 таблиц и 127 рисунков. Список использованной литературы включает 290 наименований, в том числе 21 - на иностранных языках.

Подобные работы
Давлетшин Мударис Мубарякшанович
Совершенствование технологии, рабочих органов машин для возделывания и уборки сахарной свеклы
Горюнов Сергей Владимирович
Обоснование ресурсосберегающей технологии и параметров рабочих органов установки для приготовления витаминизированной кормовой смеси
Паша Петр Григорьевич
Обоснование технологии и разработка рабочих органов поточной линии для сушки табака вертикальными гирляндами
Петросян Ашот Закарович
Обоснование технологии и разработка рабочих органов карусельной установки для сушки свежеубранных листьев табака
Мотиашвили Василий Матвеевич
Обоснование технологии и параметров рабочих органов машины для внесения торфокомпоста в междурядья чайных плантаций
Уфаев Алексей Геннадьевич
Повышение эффективности технологии основной обработки почвы совершенствованием рабочих органов плугов общего назначения
Боков Дмитрий Владиславович
Совершенствование технологии заделки семян в почву и обоснование конструкции заделывающего рабочего органа
Сулейманов Сулейман Абдулвахидович
Совершенствование технологии щелевания почвы в условиях Республики Дагестан с использованием рабочего органа автоколебательного действия
Наконечных Денис Владимирович
Совершенствование технологии предуборочной химико-механической обработки картофельной ботвы с обоснованием параметров измельчающего рабочего органа дробителя
Терентьев Алексей Сергеевич
Технология и машина дифференцированного внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений с комбинированными тукозаделывающими рабочими органами

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net