УДК 664.6/.7: 631.36

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИБРАЦИОННЫХ СЕПАРИРУЮЩИХ МАШИН

Пивень Валерий Васильевич1, Уманская Ольга Леонидовна2
1Тюменский государственный нефтегазовый университет, Доктор технических наук профессор кафедры прикладной механики
2Тюменский государственный нефтегазовый университет, Кандидат технических наук доцент кафедры прикладной механики

Аннотация
Вибрационные машины применяются в различных отраслях промышленности для сепарирования сыпучих смесей. Анализируются признаки разделения компонентов смеси. Приведены характеристики рабочих органов вибрационных сепарирующих машин, дана их классификация. Проанализированы кинематические схемы приводов сепарирующих машин. Представлена классификация приводов данных машин.

Ключевые слова: вибрационные машины, Классификация, приводной механизм, сепарирование, сыпучие материалы


CLASSIFICATION OF VIBRATION SEPARATING MACHINES

Piven Valeriy Vasilyevich1, Umanskaya Olga Leonidovna2
1Tyumen State Oil and Gas University, Doctor of technical Sciences professor of the Department of applied mechanics
2Tyumen State Oil and Gas University, PhD in technical Science associate Professor of the Department of applied mechanics

Abstract
Vibration machines are applied in various industries to separation of loose mixes. Signs of division of components of a mix are analyzed. Characteristics of working bodies of vibration separating machines are provided, their classification is given. Kinematic schemes of drives of separating machines are analyzed. Classification of drives of these machines is presented.

Keywords: bulks, classification, driving mechanism, separation, vibration machines


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Пивень В.В., Уманская О.Л. Классификация вибрационных сепарирующих машин // Современные научные исследования и инновации. 2013. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2013/03/22592 (дата обращения: 30.09.2017).

Вибрационные машины широко применяются в различных отраслях техники для интенсификации физических и химических процессов, для транспортирования и дозирования сыпучих материалов, их смешивания, уплотнения, а также разделения сыпучих материалов на разнокачественные фракции.

Вибрационные сепарирующие машины используются для обогащение полезных ископаемых, для вибрационной обработки деталей, для изготовления литейных форм и выбивки опок, для разделение различного рода порошков, подготовки сырья в технологических процессах производства строительных изделий и пищевых производств, сепарирования зерна на элеваторах, подготовке семян в агропромышленном комплексе. Характеристики машин для вибрационного разделения сыпучих смесей [1] приведены в табл.

Наиболее сложными по технологическим требованиям являются разделительные процессы в пищевых производствах и при очистке семян сельскохозяйственных культур. Это определяется большим разнообразием физико-механических свойств исходных компонентов, а также высокими требованиями к конечному продукту. Высокие технологические требования к качеству сепарирования обусловили наибольшее разнообразие, сложность конструкции и приводов сепарирующих машин. При этом их принципиальные

Таблица

Характеристика машин для разделения сыпучих смесей

Признаки разделения частиц

Способ разделения

Рабочие органы

Форма колебаний

Отраслевое название машины

Основные

сопутствующие

Размеры

Плотность, форма

Ситовой

Сита

(решета)

Прямолинейные, круговые и эллиптические в горизонтальной или вертикальной плоскости

Грохоты (горнорудная промышленность), ситовые сепараторы (сельское хозяйство), рассевы

(зерноперерабатывающая промышленность)

Форма

Коэффициент внешнего трения, плотность

Вибрационное транспортирование

Ячеистые или шероховатые поверхности

Прямолинейные наклонные к горизонтальной плоскости

Вибросепараторы

Плот-ность

Форма, размеры

Самосортирование

Шероховатые поверхности (плоские или конические) со сливными патрубками

Круговые в горизонтальной плоскости, круговые сферические

Камнеотборники Григоровича, фракционирующие типа БОК (зерноперерабатывающая промышленность)

 

Плот-ность

Коэффициент внешнего трения, форма

Вибропневматический без просеивания

Шероховатая плоская поверхность

Прямолинейные наклонные к горизонтальной плоскости

Вибропневматические сепараторы (зерноперерабатывающая промышленность)

Плот-ность и размеры

Форма

Вибропневматический с просеиванием

Сита и воздушные каналы

То же

Ситовейки (сельское хозяйство, зерноперерабатывающая промышленность). Воздушные грохоты (горнорудная промышленность). Пневмостолы (сельское хозяйство)

Упругость

Плотность, коэффициент трения

Ударно-виб-ра-

ционный

Наклонные, гладкие опорные поверхности с вертикальными боковыми стенками

Горизонтальные, прямолинейные и возвратновращательные

Сортировочные столы падди-машины (зерноперерабатывающая промышленность)

конструктивные и кинематические схемы включают в себя и сепарирующие машины смежных отраслей техники, использующие вибрационное разделение сыпучих смесей.

В зерноперерабатывающих производствах большинство разделительных процессов основывается на применении вибрационных машин. В данных машинах осуществляются следующие технологические процессы: очистка сырья от примесей, фракционирование, сортирование. Вибрационные сепараторы бывают непрерывного и периодического действия. Наибольшее применение нашли сепараторы непрерывного действия. Особенности технологических и конструктивных схем этих машин в зависимости от признаков и способов разделения частиц, рабочих органов и траекторий их движения приведены в работе [2].

В зависимости от назначения данные машины отличаются друг от друга по типу привода, по числу и расположению колеблющихся ситовых корпусов, по характеру их движения. С учетом классификации вибромашин, предложенной И. И. Быховским [3], основные группы зерноочистительных машин по назначению можно охарактеризовать следующим образом (рис. 1).


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Классификация вибрационных сепарирующих машин с плоскими ситами

Большую группу машин составляют машины для очистки зерна от примесей (сепараторы типа ЗСМ, ЗПС, ЗВС-20, Р8-УЗК-50, А1-БИС, А1-БЛС, А1-БСФ, “Классифайер”). Данные машины используются на элеваторах и хлебоприемных пунктах, в подготовительных отделениях мукомольных предприятий, в технологических линиях комбикормовых заводов. Основная технологическая функция сепараторов – очистка зерна от примесей по аэродинамическим признакам (пыли, частиц оболочек, легких сорных примесей) и размерным признакам (крупные и мелкие частицы). Аналогичные кинематические схемы имеют вибрационные сепарирующие машины в горнорудной промышленности, сепараторы для фракционирования порошков.

Для выделения органических и минеральных примесей, которые отличаются от зерна по весу, но имеют тот же размер и аэродинамические характеристики, применяют камнеотделительные машины типа Р3-БКТ и концентраторы типа А1-БЗК.

Сортирование промежуточных продуктов размола зерна по размерам производят в рассевах. Сортирование круподунстовых продуктов по качеству для получения однородных по содержанию эндосперма фракций производят в ситовеечных машинах (критерий разделения – различная объемная масса).

Для обработки сходовой фракции после вымольной машины А1-БВГ в качестве вспомогательной машины используется виброцентрофугал Р3-БЦА, который обеспечивает сепарирование трудносыпучей влажной смеси, содержащей муку.

По типу преобразования подводимой энергии в энергию механических колебаний привода зерноочистительных машин делятся на две группы (рис. 2). Простейшими из них являются кинематически жесткие приводы. Достоинство кинематически жесткого привода в том, что он обеспечивает заданную амплитуду колебаний рабочего органа при изменении частоты колебаний, колеблющейся массы и технологической нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Классификация приводов рабочих органов сепарирующих машин

 

 

Недостатком такого привода является действие больших инерционных сил на звенья устройства.

При возвратно-поступательном движении двух ситовых корпусов применяют эксцентриковый колебатель.

К следующей группе приводных устройств относятся инерционные колебатели. Амплитуда колебаний зерноочистительных машин с инерционными колебателями зависит от соотношения частот вынужденных и собственных колебаний, массы рабочих органов и обрабатываемого продукта.

По числу колеблющихся твердых тел (корпусов) вибрационные зерноочистительные машины делятся на одномассные и двухмассные. В двухмассных зерноочистительных машинах последовательное просеивание расслоенной зерновой смеси через сито позволяет не только выделять мелкие легкие примеси, но и разделять очищенное зерно по различным признакам.

Форма колебаний рабочего органа определяется динамическими характеристиками системы (приводным устройством, массой рабочего органа, жесткостью упругих связей). Форма колебаний рабочего органа выбирается в зависимости от назначения зерноочистительной машины. Во многих машинах рабочие органы совершают возвратно-поступательное движение, в них используют упругие связи в виде пластинчатых деревянных (многослойная фанера) или стальных пружин и резинометаллических опор. В последние годы получили распространение зерноочистительные машины с круговыми эллиптическими движениями в вертикальной плоскости. В них применяют упругие связи в виде стальных пружин, изогнутых в виде полукольца и резинометаллические опоры. Имеется группа машин, рабочие органы которых совершают круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости.

Характер движения рабочего органа может быть гармоническим или псевдогармоническим в зависимости от конструкции и материала упругих связей и типа привода. В большинстве зерноочистительных машин используют связи с линейными упругими характеристиками, характер движения рабочего органа в таких машинах гармонический.

Использование резинометаллических опор привело к применению на зерноочистительных машинах упругих связей с нелинейной характеристикой, которые определяют псевдогармонический характер движения рабочего органа.

Ряд приведенных на рис.1 характеристик вибрационных зерноочистительных машин совпадает. Машины работают в высокочастотном диапазоне с принудительной кинематикой рабочего органа. Большинство машин работает в зарезонансном режиме, т.е. частота вынужденных колебаний значительно превышает частоту собственных колебаний, что обеспечивает устойчивое движение системы.

Приведенная классификация вибрационных зерноочистительных машин позволяет объединять различные машины в соответствующие группы по тем или иным признакам и совершенствовать общую методику их расчета.

Стабильность протекания технологического процесса вибрационных зерноочистительных машин во многом зависит от устойчивости виброхарактеристик (виброускорение, виброперемещение), которые обеспечиваются динамическим режимом подвижных частей машин, а также жесткостью конструкции, которая закладывается на стадии проектирования.

Анализ научно-технической литературы по данной проблеме [3, 4] показывает, что основными тенденциями развития вибрационных зерноочистительных машин являются:

-совершенствование приводных устройств;

-оптимизация динамического режима ситовых корпусов при различных видах движения;

-более эффективное использование основных и сопутствующих признаков разделения;

-автоматизация загрузки машины и регулирования оптимальных режимов работы отдельных рабочих органов;

-повышение стабильности динамических характеристик машин на основных и переходных режимах работы;

-снижение вибрации несущих конструкций и оптимизация жесткости элементов рамной конструкции.


Библиографический список
  1. Вольперт Э. Г. Динамика амортизаторов с нелинейными упругими элементами. М. : Машиностроение, 1972. 136 с.
  2. Вибрация в технике: справочник. В 6 т. / под ред. В. Н. Челомей. М.: Машиностроение, 1978. 352 с..
  3. Быховский И. И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1969. 362 с.
  4. Пивень В.В., Уманская О.Л. Определение динамических параметров несущих конструкций вибрационных машин, установленных на упругом основании // Вестник машиностроения. 2007. № 5. С. 14 – 16.


Все статьи автора «pivenvv»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: