Trokhaniak, O.
(2023).
Determination of optimal parameters of hinged operating elements of screw conveyers.
Machinery & Energetics,
14(1),
79-88.
https://doi.org/10.31548/machinery/1.2023.79
Актуальність дослідження полягає в необхідності вдосконалювати, розробляти нові конструкції та визначати оптимальні конструктивні та кінематичні параметри шарнірно з’єднаних між собою секцій шнекових робочих органів конвеєрів, з метою отримання кращих функціональних й експлуатаційних характеристик процесу транспортування сипких та кускових матеріалів і гранульованих добрив. Тому метою проведеного дослідження було покращення експлуатаційних показників гнучких шнекових конвеєрів шляхом розроблення й визначення оптимальних параметрів шарнірно з’єднаних між собою гнучких гвинтових секційних робочих органів для перевантаження сипучих матеріалів по криволінійних гілках транспортування. Дослідження виконано із використанням методів теорії математичного та комп’ютерного моделювання. методу математичного планування експерименту. У статті представлено нові конструкції шарнірних гвинтових робочих органів та обґрунтовано їхні оптимальні параметри для забезпечення переміщення сипких матеріалів по криволінійних трасах. Визначено взаємозв’язок між величиною крутного моменту, який виникає між навантаженими гвинтовими секціями та їх просторового розміщення. Отримано аналітичні залежності для умов жорсткості окремої секції із шарнірним з’єднанням в залежності від навантаження та конструктивних параметрів транспортера. Встановлено, що кутові зміщення секцій згідно встановленої в статі залежністі, дозволяє суттєво (до 4-5 раз) зменшити амплітуду зміни крутного моменту приводу, а також понижує його максимальне значення. Було доведено, що при штовхаючому режимі енерговитрати є більшими у порівнянні з тягнучим у 1,06...1,4 рази. Практичне значення результатів полягає в можливості обрати оптимальні конструктивні, кінематичні та технологічні параметри розроблених секцій гвинтового робочого органу для транспортування сипких чи кускових матеріалів і мінеральних добрив
шнекові механізми, криволінійна гілка транспортування, силові параметри, сипкий матеріал, перевантажувальні механізми
[1] Baranovsky, V.M., Hevko, R.B., Dzyura, V.O., Klendii, O.M., Klendii, M.B., & Romanovsky, R.M. (2018). Justification of rational parameters of a pneumoconveyor screw feeder. INMATEH: Agricultural Engineering, 54(1), 15-24.
[2] Bulgakov, V., Adamchuk, V., Nozdrovicky, L., Kroсko, V., Korenko, M., Kiurchev, V., & Ihnatiev, Y. (2017). Mathematical model of complex movement of a material point on a surface of agricultural machine working body. Mechanization in Agriculture & Conserving of the Resources, 63(1), 64-71.
[3] Çelik, İ., & Güneş, E.C. (2017). Use of disc springs in a pellet fuel machine for pressure regulation and prevention of damage. Acta Polytechnica, 57(2), 89-96. doi: 10.14311/AP.2017.57.0089.
[4] Fernandez, J.W., Cleary, P.W., & McBride, W. (2011). Effect of screw design on hopper draw down by a horizontal screw feeder. In Seventh international conference on CFD in the minerals and process industries CSIRO (рр. 1-6). Melbourne: CSIRO Australia.
[5] Gorobets, V.G., Trokhaniak, V.I., Rogovskii, I.L., Titova, L.L., Lendiel, T.I., Dudnyk, A.O., & Masiuk, M.Y. (2018). The numerical simulation of hydrodynamics and mass transfer processes for ventilating system effective location. INMATEH: Agricultural Engineering, 56(3), 185-192.
[6] Hevko, B.M., Hevko, R.B., Klendii, O.M., Buriak, M.V., Dzyadykevych, Y.V., & Rozum, R.I. (2018). Improvement of machine safety devices. Acta Polytechnica, 58(1), 17-25. doi: 10.14311/AP.2018.58.0017.
[7] Hevko, M.R. (2013). Substantiation of the parameters of sectional screw conveyers for transporting loose agriculture materials. Ternopil: I.Pyliui Ternopil National Technical University.
[8] Hevko, R.B., Strishenets, O.M., Lyashuk, O.L., Tkachenko, I.G., Klendii, O.M., & Dzyura, V.O. (2018). Development of a pneumatic screw conveyor design and substantiation of its parameters. INMATEH: Agricultural Engineering, 54(1): 153-160.
[9] Hevko, R.B., Yazlyuk, B.O., Liubin, M.V., Tokarchuk, O.A., Klendii, O.M., & Pankiv, V.R. (2017). Feasibility study of mixture transportation and stirring process in continuous-flow conveyors. INMATEH: Agricultural Engineering, 51, 49-59.
[10] Kaminskyi, V., Kolomiiets, L., Bulgakov, V., & Olt, J. (2021). An investigation into the state of agricultural lands under water erosion conditions. Agronomy Research, 19(2), 458-471. doi: 10.15159/ar.21.029.
[11] Kuvachоv, V., Bulgakov, V., Adamchuk, V., Kaminskiy, V., Melnik, V., & Olt, J. (2021). Experimental research into new harrowing unit based on gantry agricultural implement carrier. Agronomy Research, 19(1), 126-135. doi: 10.15159/ar.20.239.
[12] Li, H., & Liu, W.F. (2012). The exprimental research of screw conveyor feeding system. In Applied Mechanics and Materials (Vol. 251, pp. 101-103). Stafa-Zurich: Trans Tech Publications, Ltd. doi: 10.4028/www.scientific.net/amm.251.101.
[13] Liashuk, О., Rohatynska, О., Peleshok, Т., & Liubachivsky, R. (2015). Investigation of the process of loose material transportation by means of inclined screw conveyers. Bulletin of I. Pyliui Ternopil National Technical University, 79, 137-143.
[14] Lyashuk, O.L., Rogatynska, O.R., & Serilko, D.L. (2015). Modelling of the vertical screw conveyer loading. INMATEH: Agricultural Engineering, 45(1), 87-94.
[15] Merritt, A.S. (2008). Mechanics of tunnelling machine screw conveyors: A theoretical model. Geotechnique, 58(2), 79-94. doi: 10.1680/geot.2008.58.2.79.
[16] Molodetska, T.I. (2021). Investigation of the stress-strain state of the bending process of coated materials. Scientific Herald of Uzhhorod University. Series “Physics”, 50, 15-24.
[17] Mondal, D., & Ghosh, N. (2018). Study on filling factor of short length screw conveyor with flood-feeding condition. Materials Today: Proceedings, 5(1), 1286-1291. doi: 10.1016/j.matpr.2017.11.213.
[18] Owen, P.J., & Cleary, P.W. (2009). Prediction of screw conveyor performance using the Discrete Element Method (DEM). Powder Technology, 193(3), 274-288. doi: 10.1016/j.powtec.2009.03.012.
[19] Owen, P.J., Cleary, P.W. (2010). Screw conveyor performance: comparison of discrete element modelling with laboratory experiments. Progress in Computational Fluid Dynamics, 10(5/6), 327-333. doi: 10.1504/PCFD.2010.035366.
[20] Roberts, A.W. (2015). Bulk solids. Optimizing screw conveyors. Chemical Engineering, 122(2), 62-67.
[21] Tian, Y., Yuan, P., Yang, F., Gu, J., Chen, M., Tang, J., Su, Y., Ding, T., Zhang, K., & Cheng, Q. (2018). Research on the principle of a new flexible screw conveyor and its power consumption. Applied Sciences, 8, article number 1038. doi: 10.3390/app8071038.
[22] Xiaoxia, S., Wenjun, M., & Yuan, Y. (2017). Design method of a vertical screw conveyor based on Taylor-Couette-Poiseuille stable helical vortex. Advances in Mechanical Engineering, 9(7). doi: 10.1177/1687814017714984.