Determinative mathematical model of screw conveyor operation

Abstract

Гвинтові конвеєри застосовують у конструкціях машин різних галузей промисловості, у тому числі аграрного сектору. Вони призначені для горизонтального, похилого й вертикального переміщення коренеплодів та можуть одночасно виконувати суміжні функції – їх подрібнення й транспортування. Стабільність або технологічне непорушення процесу транспортування подрібнених коренеплодів гвинтовим конвеєром значною мірою залежить від стохастичної зміни вхідних і вихідних потоків, або їх дезорганізації. Мета роботи – підвищення технологічної стійкості процесу подрібнення й транспортування коренеплодів гвинтовим конвеєром шляхом узгодження вхідних і вихідних потоків сукупного бункера та сукупного каналу транспортного механізму. Наведено математичну модель, яка описує процес транспортування подрібнених коренеплодів із урахуванням дезорганізації вихідного потоку бункера та вихідного потоку сукупного каналу. На основі моделі розроблено аналітичну залежність для визначення коефіцієнта дезорганізації сукупного бункера та сукупного каналу та встановлено межі його функціональної зміни, який залежно від зміни дезорганізації потоку сукупного бункера та сукупного каналу від (-2) до (+2) умовних одиниць знаходиться в межах від (-4) до (+4). Обгрунтовано, що раціональна або стабільна робота гвинтового конвеєра відбувається за значення коефіцієнта дезорганізації сукупного бункера та сукупного каналу, що дорівнює нулю, що досягається за значення дезорганізації вихідного потоку бункера та вихідного потоку сукупного каналу, що дорівнює нулю. Наведена методологія розроблення математичної моделі та отримана аналітична залежність функціональної зміни коефіцієнта дезорганізації вхідних і вихідних потоків процесу подрібнення й транспортування коренеплодів є технологічними передумовами для оптимізації раціональних параметрів і режимів роботи гвинтових транспортних механізмів.

Screw conveyors are used in the construction of machines in various industries, including the agricultural sector. They are designed for horizontal, inclined and vertical movement of root crops and can simultaneously perform related functions – their crushing and transportation. The stability or technological integrity of the process of transporting crushed root crops by a screw conveyor largely depends on the stochastic change in the input and output flows, or their disorganization. The article presents a mathematical model that describes the process of transporting crushed root crops taking into account the disorganization of the output flow of the hopper and the output flow of the collecting channel. Based on the model, an analytical dependence is developed to determine the coefficient of disorganization of flows and the limits of its change are established. It is substantiated that the rational operation of the screw conveyor occurs when the value of the disorganization of the output flow of the hopper and the collecting channel is equal to zero, at which the disorganization coefficient is also equal to zero.