О номере
Публикации
Партнеры
июнь 2021 (опубликовано: 15.06.2021)
Выпуск 2(48)
Главная > Содержание > Зависимость оптимальной толщины ножа от геометрических и упругих характеристик конструктивных элементов измельчителя
Пеленко В.В., Нечитиайлов В.В., Верболоз А. П., Демченко В.А. , Куценко Д.А., Баринов Г.В.
Сформирована и аналитически решена задача описания процесса изгибной деформации выходной решетки, представленной в виде круглой сплошной пластины, и лезвия ножа как консольной балки для шнекового экструдера-измельчителя. При этом осуществлена оценка влияния геометрических параметров измельчителя и упругих характеристик режущих элементов на оптимальное соотношение их толщин, которое обеспечивает отсутствие концентрации внутренних напряжений в плоскости контакта ножа и решетки. Особенностью постановки данной задачи является учет переменного характера внешнего нагружения решетки и ножа, обусловленного наличием явления обратного перетока продукта (шлюзование), а также рассмотрение перспективного варианта условий закрепления ножа и решетки на корпусе шнека волчка. Сложность движения материала в шнековых измельчителях в процессе его экструзии и резания обусловлена не только сложной винтовой формой шнека, но и наличием зазора шлюзования между внутренней винтовой поверхностью ребер противовращения корпуса экструдера и наружной винтовой поверхностью витков шнека. Существенное влияние обратного перетока материала на формирование переменного поля давлений учитывается аппроксимацией закона его изменения линейно убывающей функцией. На первом этапе представленного исследования аналитически описаны методами дифференциального исчисления процессы изгиба каждого из двух элементов режущей пары нож–решетка под действием изменяющейся нагрузки. На втором этапе сформулировано условие и критерий оптимизации соотношения толщины лезвия ножа и толщины выходной измельчительной решетки. Исходя из полученной математической модели для зависимости толщины лезвия ножа от конструктивных и упругих характеристик элементов экструдера-измельчителя, а также от толщины выходной решетки, может быть рассчитано оптимальное значение толщины лезвия, обеспечивающее исключение концентрации контактных напряжений в стыке нож–решетка и снижение скорости износа ножа, а также энергоемкости измельчительного процесса.
Читать статью полностью
Ключевые слова: математическое моделирование; дифференциальное уравнение изгиба; переменное давление; скорость износа; оптимизация; режущая пара; толщина ножа
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License
УДК 519.68:532.7:541.8:541.182.41
Зависимость оптимальной толщины ножа от геометрических и упругих характеристик конструктивных элементов измельчителя
Сформирована и аналитически решена задача описания процесса изгибной деформации выходной решетки, представленной в виде круглой сплошной пластины, и лезвия ножа как консольной балки для шнекового экструдера-измельчителя. При этом осуществлена оценка влияния геометрических параметров измельчителя и упругих характеристик режущих элементов на оптимальное соотношение их толщин, которое обеспечивает отсутствие концентрации внутренних напряжений в плоскости контакта ножа и решетки. Особенностью постановки данной задачи является учет переменного характера внешнего нагружения решетки и ножа, обусловленного наличием явления обратного перетока продукта (шлюзование), а также рассмотрение перспективного варианта условий закрепления ножа и решетки на корпусе шнека волчка. Сложность движения материала в шнековых измельчителях в процессе его экструзии и резания обусловлена не только сложной винтовой формой шнека, но и наличием зазора шлюзования между внутренней винтовой поверхностью ребер противовращения корпуса экструдера и наружной винтовой поверхностью витков шнека. Существенное влияние обратного перетока материала на формирование переменного поля давлений учитывается аппроксимацией закона его изменения линейно убывающей функцией. На первом этапе представленного исследования аналитически описаны методами дифференциального исчисления процессы изгиба каждого из двух элементов режущей пары нож–решетка под действием изменяющейся нагрузки. На втором этапе сформулировано условие и критерий оптимизации соотношения толщины лезвия ножа и толщины выходной измельчительной решетки. Исходя из полученной математической модели для зависимости толщины лезвия ножа от конструктивных и упругих характеристик элементов экструдера-измельчителя, а также от толщины выходной решетки, может быть рассчитано оптимальное значение толщины лезвия, обеспечивающее исключение концентрации контактных напряжений в стыке нож–решетка и снижение скорости износа ножа, а также энергоемкости измельчительного процесса.
Читать статью полностью
Ключевые слова: математическое моделирование; дифференциальное уравнение изгиба; переменное давление; скорость износа; оптимизация; режущая пара; толщина ножа
DOI 10.17586/2310-1164-2021-14-2-40-52
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License