РАЗРАБОТКА ОСЕВОГО ШЕСТЕРЕННОГО ВЫТЕСНИТЕЛЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТИЧЕСКИХ СРЕД ДАВЛЕНИЕМ В СКВОЗНЫХ КАНАЛАХ
Для определения потерь мощности в торцевых зазорах вытеснителя рассмотрим процесс течения пластической среды в торцевом кольцевом зазоре осевого шестеренного вытеснителя в цилиндрической системе координат: r, , z. Торцевой зазор ограничен, с одой стороны наружной торцевой поверхностью шестерни с радиусом Rш и с другой - внутренней поверхностью корпуса с радиусом Rк и цапфой с радиусом Rц.
Начало координат совместим с центром вращения шестерни, и ось z направим вдоль оси вращения (рисунок 1). Заметим, что величина торцевого зазора << Rш. Поэтому осевой и радиальной составляющими скорости можно пренебречь.
Окружную скорость определим в виде функции:
(1)
где r - текущий радиус, f (z) - неизвестная функция координаты z.
Рисунок 1. Схема шестеренного вытеснителя с осевым выходом формуемой среды
Реологическим уравнением состояния пластической среды будет трехпараметрическое уравнение, которое запишем в виде:
(2)
Вязкость выразим уравнением:
(3)
На основании приведенных допущений запишем дифференциальное уравнение движения пластической среды в торцевом зазоре шестеренного вытеснителя:
(4)
Перепишем (4) с учетом (3) в виде:
(5)
Введем новые обозначения:
(6)
Тогда:
(7)
Проинтегрируем (7), получим:
(8)
Можно записать, что
(9)
или
(10)
После интегрирования (10), получим:
(11)
Постоянные интегрирования C1 и C2 определим из граничных условий:
.
;
(12)
Подставив C1 и C2 в (11), получим:
(13)
Запишем (13) с учетом (11)
(14)
Уравнение (14) с граничными условиями (12) определяет закон распределения окружной скорости по торцевому зазору шестеренного вытеснителя при течении в нем сплошной среды с пластическими свойствами.
Определим момент Mт от вязкостного трения пластической среды в торцевом зазоре, как сумму момента M1 сопротивления сдвиговому течению и момента сопротивления M2 от действия в торцевом зазоре градиента давления .
(15)
После интегрирования (15) и соответствующих преобразований запишем выражение момента сопротивления для всех четырех торцевых зазоров шестеренного вытеснителя в виде:
(16)
где , k и n - предельное напряжение сдвига, коэффициент консистенции и индекс течения объекта формования;
Rш и Rц - радиусы выступов зубьев и цапфы шестеренного вытеснителя;
- угловая скорость нагнетающих шестерен;
- торцевой зазор;
Мощность Nт, потрeбляемая вязким сопротивлением, при течении пластической среды в торцевом зазоре рассчитывают по формуле:
(17)
Для определения мощности Np, необходимой для преодоления вязкого трения в радиальном зазоре шестеренного вытеснителя, также воспользуемся цилиндрической системой координат r, j, z.
Радиальный зазор образован между корпусом вытеснителя радиусом Rк и поверхностью головок зубьев вытесняющих шестерен радиусом Rш (рисунок 1).
Ось z направим вдоль оси шестерни. Считаем, что течение в радиальном зазоре происходит со скоростью , так как значительно меньше Rш и осевая Uz и радиальная Ur компоненты скорости незначительны. Заметим также, что перепад давления по длине зуба шестерни тоже несущественен.
Запишем дифференциальное уравнение течения сплошной среды с пластическими свойствами в радиальном зазоре шестеренного вытеснителя в виде:
(18)
где
Решение уравнения (18) найдем в виде:
(19)
Для определения коэффициентов A и B составим систему уравнений:
(20)
для которой граничные условия имеют вид:
(21)
Можно записать, что:
(22)
Тогда
(23)
Подставим выражение A из (23) в (22) получим:
(24)
Перепишем (29) с учетом (23) и (24) - получим выражение скорости в радиальном зазоре:
(25)
Запишем выражение силы вязкого трения, действующей на участке, равном длине головки одного зуба нагнетающей шестерни.
(26)
Для вязкопластичного пищевого материала с нелинейной вязкостью запишем реологическое уравнение состояния в виде:
(27)
Тогда момент сил вязкого трения, действующий в радиальных зазорах двух шестерен будет:
(28)
где - коэффициент, учитывающий количество зубьев, находящихся в постоянном контакте с корпусом.
Мощность, необходимая для преодоления сил вязкого сопротивления в радиальном зазоре, будет:
(29)
Определим мощность, потрeбляемую на срез формуемой пластической среды при вытеснении его через загрузочные окна в цилиндрических стенках камер вытеснения:
(30)
Для расчета момента среза найдем площадь среза. При обращенном движении окно среза совершает полный оборот вокруг оси вращения вытесняющей шестерни и описывает площадь равную:
(31)
Для двух нагнетающих шестерен:
(32)
Введем коэффициент, учитывающий реальную площадь среза в зависимости от геометрических размеров шестеренного вытеснителя:
(33)
Окончательно площадь среза можно определить по формуле:
(34)
Теперь запишем выражение для определения момента среза:
(35)
При уменьшении коэффициента на поверхности камеры вытеснения образуется радиальный зазор , в котором момент вязкого трения можно определить по аналогии с (28). Для двух камер момент Mкв равен:
(36)
Мощность вязкого трения в радиальных зазорах формующих камер:
(37)
Общая мощность:
Nо = Nт + Np + Nкв + Nс +, (38)
где Nхх - мощность холостого хода.
Формула (38) позволяет подобрать привод шестеренного вытеснителя с учетом реологических хаpaктеристик объекта вытеснения.
Разработку конструкций элементов осевого шестеренного вытеснителя проводили методом твердотельного моделирования.
Шестеренный вытеснитель построен по модульному принципу. Все модули интегрированы.
На рисунке 2 представлена схема сборки осевого шестеренного вытеснителя.
Рисунок 2. Схема сборки осевого шестеренного вытеснителя
На рисунке 3 представлен разработанный вытеснитель с автоматизированной системой сбора экспериментальных данных.
Рисунок 3. Общий вид осевого шестеренного вытеснителя с автоматизированной системой сбора данных от датчиков давления, температуры и положения
Автоматизированная система сбора данных позволяет контролировать технологические процессы обработки пластических сред давлением в сквозных каналах в режиме реального времени. При этом информация с датчиков передается в память компьютера, что позволяет создавать банки данных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Мачихин Ю.А., Берман Г.К., Клаповский Ю.В. Формование пищевых масс. - М.: «Колос», 1992. - 272 с.
- Корячкин В.П. Новое в технике и технологии производства мучных кондитерских изделий. М. ЦНИИТЭИ хлебпродинформ, 1997. - 38 с.
- Корячкин В.П. Установка для обработки пищевых сред давлением //Индустрия образования: Сборник статей. Выпуск 3. - М: МГИУ, 2002. - С. 105 - 110.
Статья в формате PDF
297 KB...
02 07 2026 20:28:41
Статья в формате PDF
661 KB...
01 07 2026 8:31:11
Статья в формате PDF
98 KB...
30 06 2026 4:16:22
Статья в формате PDF
143 KB...
27 06 2026 7:21:13
Статья в формате PDF
112 KB...
26 06 2026 5:23:54
Статья в формате PDF
113 KB...
25 06 2026 13:35:20
Статья в формате PDF
104 KB...
22 06 2026 3:44:18
Статья в формате PDF
279 KB...
21 06 2026 17:22:24
С целью повышения качества диагностики дифтерийной инфекции проведено клинико-лабораторное обследование 125 больных с различными формами дифтерии, включающее комплексное исследование показателей гликопротеидов и изоферментного спектра аминотрaнcфераз. Установлено, что в развитии патологического процесса при дифтерийной инфекции значительную роль играют нарушения метаболизма соединительной ткани, а изоферментный спектр аминотрaнcфераз хаpaктеризуется выраженным дисбалансом с преимущественным увеличением митохондриальных изоферментов. Степень выявленных изменений четко коррелируют с тяжестью болезни, а патологические сдвиги при токсических формах заболевания сохраняются после окончания острой фазы заболевания в периоде осложнений дифтерии.
...
20 06 2026 3:46:38
Статья в формате PDF
144 KB...
19 06 2026 18:59:47
Статья в формате PDF
122 KB...
18 06 2026 3:50:30
Статья в формате PDF
116 KB...
17 06 2026 4:35:44
Статья в формате PDF
108 KB...
16 06 2026 2:45:18
Статья в формате PDF
257 KB...
15 06 2026 4:46:16
В западных предгорьях Алтая скважинами вскрыты погребенные долины, выполненные верхнеолигоцен-нижнемиоценовым аллювием. Литологические, минералогические, геохимические особенности этих отложений и спорово-пыльцевые спектры свидетельствуют об их накоплении, и формировании долин в условиях влажного умеренно теплого климата со среднегодовыми положительными температурами не ниже +3 °С и годовым количеством осадков не менее 800 мм. В это время здесь, в ныне самом засушливом районе Алтая со среднегодовым количеством осадков 200 мм, были развиты ландшафты хвойно-широколиственных и листопадных лесов тургайского типа с участием отдельных теплолюбивых субтропических элементов.
...
13 06 2026 8:53:56
Статья в формате PDF
132 KB...
12 06 2026 6:37:24
Статья в формате PDF
121 KB...
11 06 2026 18:23:56
Статья в формате PDF
140 KB...
10 06 2026 15:29:41
Статья в формате PDF
241 KB...
09 06 2026 9:17:49
Статья в формате PDF
100 KB...
08 06 2026 7:44:38
Статья в формате PDF
128 KB...
07 06 2026 13:44:21
Статья в формате PDF
119 KB...
06 06 2026 5:21:28
Статья в формате PDF
104 KB...
05 06 2026 19:27:51
Статья в формате PDF
120 KB...
04 06 2026 22:21:49
Вирусом гепатита С инфицировано 3% населения Земли. Заболевание в 50-80% случаев принимает хронический хаpaктер с разной степенью поражения печени, включая цирроз и гепатоцеллюлярную карциному. Могут развиваться и внепеченочные осложнения. Для их возникновения важное значение имеет длительное течение заболевания, стимуляция В-лимфоцитов антигенами вируса, а также его репликация в отдельных тканях (эпителий слизистой оболочки рта, слюнных желез и т.д.).
Ассоциированные осложнения при HCV-инфекции разделены на 3 группы: заболевания, при которых доказана этиологическая роль HCV (смешанная криоглобулинемия); oсложнения, в развитии которых HCV принимает участие в качестве одного из этиологических факторов относятся (узелковый полиартериит, В-клеточная неходжкинская лимфома, иммунная тромбоцитопения, синдром Шегрена, поздняя кожная порфирия, красный плоский лишай и т.д.). и группа состояний, в развитии которых участие вируса предполагается, но требует дополнительных доказательств (гигантоклеточный височный артериит, фиброзирующий альвеолит, полимиозит, миокардит, дерматомиозит и др.).
Появление внепеченочных осложнений затрудняет процесс лечения. Поэтому особенно важным является раннее начало лечения гепатита, еще до развития внепеченочных осложнений.
...
03 06 2026 18:26:10
Статья в формате PDF
98 KB...
02 06 2026 5:15:41
Статья в формате PDF
130 KB...
01 06 2026 14:24:22
Статья в формате PDF
99 KB...
30 05 2026 10:50:46
Статья в формате PDF
102 KB...
29 05 2026 23:25:13
Статья в формате PDF
251 KB...
27 05 2026 12:53:36
Под наблюдением автора было 298 больных инородными телами желудочнокишечного тpaкта. Обсуждаются вопросы тактики консервативного лечения. В основном тактика консервативная. У поступивших больных спустя 2-3 часа инородные тела удалены эндоскопически 185 (62%), инородные отошли самостоятельно у 88 больных. Однако, 35 (11,7%) больных были оперированы. Поэтому авторами обсуждаются сроки оперативных вмешательств. Сформулирована концепция сроков операций. Больные с перитонитом, кровотечением, непроходимостью, с инородными телами длиной более 13 см оперируются в экстренном порядке, а пациенты с фиксированными инородными телами (диагноз рентгенологически) с клиническими проявлениями (боль, повышение температуры, лейкоцитоз) оперируются в срочном порядке. В несрочном порядке авторы предлагают оперировать больных с фиксированными инородными телами на 5-7 день (диагноз рентгенологически без клинических проявлений). Летальных исходов не было.
...
26 05 2026 23:46:24
Статья в формате PDF
241 KB...
24 05 2026 18:34:47
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
