Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. № 15 2016 г.

374

стимулирования процесса. Поиск новых технических решений привел к использованию оребренных

конструкций виброактиваторов в виде конуса, усеченного конуса и наборных элементов различной

формы [6, 7, 9, 10].

Наиболее общим методом, используемым при выборе виброактиватора, является учет двух

основных направлений – возможность приготовления смеси заданного качества и энергоемкость дан-

ного процесса. Необходимо осуществить геометрическое моделирование виброактивных поверхно-

стей, имеющих наибольшую площадь и рациональную форму.

Новая модель вибросмесителя позволит получать качественную смесь, а мощность, расхо-

дуемая на общий привод уменьшится, и соответственно, моделирование поверхностей элементов бу-

дет определяться дополнительным суммированием их площадей. Форма поверхности, имеющая наи-

более сложную конфигурацию, и естественно площадь соприкосновения со смесью, позволит решить

проблему передачи ее виброимпульса максимальной величины,

Анализ экспериментальных исследований показал, что одним из направлений поиска опти-

мизации процесса перемешивания может явиться моделирование новых геометрических поверхно-

стей внутренних виброактиваторов.

Известно, что влияние геометрических форм контактных поверхностей виброактиваторов

может в значительной степени влиять на эффективность всего процесса смесеобразования, что под-

тверждается в работах научной школы профессора Кузьмичева В.А..

В экспериментальных зависимостях описывающих процесс смесеобразования входят крите-

рии, связанные с геометрией рабочих органов смесителя

, показатель степени при этом критерии

говорит о степени влияния на вязкость смеси геометрических параметров виброактиватора.

Таким образом, изменение форм рабочих поверхностей, передающих вибрационный импульс,

позволяет решать задачу снижения вязкости смеси. Эффект виброобработки определяется снижением

вязкости смеси.

Выбор формы контактных поверхностей следует искать в совокупности с динамической сис-

темой, создающей колебания, с траекторией движения материала в камере перемешивания, с физико-

механическими характеристиками компонентов смеси, с технологическими условиями процесса и

другие. Вариация форм виброактиватора может идти двумя путями, т.е. с использованием простой и

сложной, в виде комбинации нескольких различных поверхностей.

Техническим результатом будет являться увеличение площади виброконтакта, передающей

вибрационный импульс, соответствующий повышению эффективности процесса смесеобразования.

Поставленная задача может быть достигнута при учете следующих условий:

- конструкция виброактиватора должна занимать минимальный объем, вытесняющий из ка-

меры перемешивания минимальный объем смеси;

- площадь ее виброактивной поверхности должна быть максимально развитой;

- поверхность не должна иметь резких переходов, способствующих ухудшению равномерно-

сти перемешивания по всему объему смесителя;

- материал корпуса виброактиватора необходимо подбирать достаточно твердым, не остав-

ляющим вмятин при соударении с заполнителем;

- для различных диапазонов дисперсности смешиваемых компонентов подбирается форма,

обеспечивающая заданную однородность.

В работе рассматривается моделирование поверхности виброактиватора на основе конструк-

ций гладкого и оребренного типа.

Экспериментальный поиск оптимальных форм поверхности виброконтакта, направленных на

увеличение их площади, позволил смоделировать ряд различных контактных поверхностей.

Сущность полезной модели поясняется чертежом: на рис.1 (а, б, в, г) представлены схемы

гравитационных смесителей с виброактиваторами различных геометрических форм.

Гравитационный смеситель содержит вращающийся барабан 1 с лопастями 2 и приводом 3

вращения, установленный в опоре 4, внутри барабана консольно расположен вибратор 5 с кинемати-

ческим возбуждением колебаний и приводом 6 вращения. Вибратор выполнен с корпусом 7, установ-

ленным на коленчатом валу 8 так, что его продольная ось составляет с осью барабана 5-100. Один

конец корпуса 7 соосно соединен с дном барабана с помощью упругого элемента 9, а второй опирает-

ся посредством сферического подшипника на шатунную опору 10 коленчатого вала 8, на котором

размещен дисбаланс 11, выполненный с функцией динамической балансировки неуравновешенных

масс. Причем, корпус 7 выполнен в виде металлической тонкостенной правильной четырехугольной

пирамиды.