Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến việc lựa chọn tốc độ quay trục lệnh tâm của máy sàng rung có hướng

Từ mô hình động lực học máy sàng rung có hướng, bài báo khảo sát ảnh hưởng đồng thời của các thông số kết cấu và tốc độ quay trục lệch tâm đến năng suất và hiệu quả làm việc của máy nhằm lựa chọn đến việc lựa chọn tốc độ quay hợp lý của trục lệch tâm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến việc lựa chọn tốc độ quay trục lệnh tâm của máy sàng rung có hướngCơ kỹ thuật & Cơ khí động lực NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN TỐC ĐỘ QUAY TRỤC LỆNH TÂM CỦA MÁY SÀNG RUNG CÓ HƯỚNG Nguyễn Mạnh Hùng1*, Nguyễn Viết Tân2, Bùi Khắc Gầy2 Tóm tắt: Từ mô hình động lực học máy sàng rung có hướng, bài báo khảo sát ảnh hưởng đồng thời của các thông số kết cấu và tốc độ quay trục lệch tâm đến năng suất và hiệu quả làm việc của máy nhằm lựa chọn đến việc lựa chọn tốc độ quay hợp lý của trục lệch tâm. Kết quả nghiên cứu cho phép thiết lập mối tương quan giữa khối lượng lệch tâm, khối lượng hộp sàng và tốc độ quay của trục lệch tâm, làm cơ sở để thiết lập hệ thống tự động lựa chọn tốc độ quay hợp lý của trục lệch tâm để nâng cao hiệu quả khai thác và máy sàng rung có hướng tại Việt Nam.Từ khóa: Sàng rung có hướng, Thông số kết cấu, Thông số động lực học, Trục lệch tâm. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Máy sàng rung có hướng làm việc theo nguyên lý sử dụng lực kích động có hướng củakhối lệch tâm tác động lên hộp sàng, tạo ra năng lượng cho các hạt vật liệu nằm trên mặtsàng chuyển động và diễn ra quá trình phân loại vật liệu. Hiệu quả làm việc của máy sàngrung có hướng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các thông số về kết cấu (khối lượnglệch tâm, bán kính lệch tâm, khối lượng hộp sàng cùng vật liệu, độ cứng và giảm chấn cácgối đỡ lò xo), thông số về chế độ làm việc (tốc độ quay của trục lệch tâm, tỷ lệ kích cỡ hạt,lưu lượng nạp). Lý thuyết và các kết quả nghiên cứu về máy sàng cho thấy các thông sốkết cấu của máy có quan hệ chặt chẽ với các thông số động lực học và chế độ làm việc củamáy. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về máy sàng rung như tác giả Bauman.V.A [5, 6]đã đưa ra mô hình tính toán động lực học của máy sàng rung có hướng ở dạng đơn giản,tác giả Xapônicôv [7] đã trình bày cơ sở khoa học xác định các thông số động học và độnglực học của máy phân loại vật liệu sử dụng hiệu ứng rung, tác giả Nguyễn Văn Vịnh [1,4]đã đưa ra mô hình tính toán động lực học và hệ phương trình chuyển động của máy sàngrung có hướng với 2 bậc tự do theo 2 phương X,Y, tác giả Trần Văn Tuấn [3] đã đề cậpđến một số bài toán lý thuyết liên quan đến quá trình rung động của máy sàng, tác giả LêTrọng Tuấn [2] đã nghiên cứu ảnh hưởng của thông số kết cấu đến năng suất và hiệu quảsàng khi chọn cố định một tốc độ quay của trục lệch tâm. Như vậy, việc xác định ảnhhưởng đồng thời của hai nhóm thông số kết cấu và tốc độ quay trục lệch tâm đến năng suấtvà hiệu quả làm việc của máy sàng rung có hướng chưa được công bố. Khi thiết kế, mối quan hệ giữa các thông số kết cấu và chế độ làm việc của máy cần lựachọn hợp lý theo điều kiện năng suất và hiệu quả sàng. Trong thực tiễn khai thác, vì lý donào đó sẽ làm thay đổi khối lượng vật liệu trên hộp sàng, thay đổi tốc độ quay của trụclệch, dẫn đến làm thay đổi mối quan hệ hợp lý theo thiết kế. Mặt khác, nếu thay đổi tốc độquay trục lệch tâm, sẽ làm thay đổi lực kích động và tần số kích động dao động hộp sàng,có thể dẫn đến làm giảm lực kích động và dễ gây ra hiện tượng “cộng hưởng” của hộpsàng, làm giảm hiệu quả sàng. Do vậy, phạm vi bài báo sẽ trình bày ảnh hưởng đồng thờicủa sự thay đổi tốc độ quay trục lệch tâm và một số thông số kết cấu đến năng suất và hiệuquả sàng tốt nhất. Từ đó, cho phép lựa chọn hợp lý tốc độ quay trục lệch tâm II. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC MÁY SÀNG RUNG CÓ HƯỚNG Để xây dựng được mô hình tính toán động lực học của máy sàng rung có hướng, sử dụngmột số giả thiết sau: Xét mô hình trong mặt phẳng thẳng đứng; Hộp sàng dao động cóhướng và theo [3] có 1/3 khối lượng vật liệu cùng dao động; Đường tác dụng của lực kích160 N.M. Hùng, N.V. Tân, B.K. Gầy, “Nghiên cứu ảnh hưởng… máy sàng rung có hướng.”Nghiên cứu khoa học công nghệđộng đi qua trọng tâm của hộp sàng; Độ cứng của các lò xo được coi là như nhau và qui vềđộ cứng tương đương là C; Sự dập tắt dao động của hộp sàng được thể hiện bằng hệ số dậptắt dao động b; Bỏ qua sự tổn hao ma sát tại các khớp của hộp sàng, các thanh chống. Từ mô hình vật lý máy sàng rung có hướng và với các giả thiết, trên hộp sàng đặt haihệ hệ trục tọa độ: hệ trục cố định XOY có gốc tọa độ trùng với khối tâm của hộp sàng ở vịtrí cân bằng tĩnh và có phương của trục X trùng với phương dao động của hộp sàng, hệtrục tọa độ di động X’O’Y’, Theo [4,2], mô hình dao động của máy sàng rung có hướng làmô hình 1 bậc tự do ứng với một tọa độ suy rộng là x và thể hiện ở hình 1.Trong đó: m0 là tổng khối lượng củakhối lệch tâm;  là vận tốc góc củatrục lệch tâm; α là góc lực kích độngvới phương ngang; Pkđ là lực kíchđộng tạo bởi các khối lệch tâm; Sử dụng phương trình Lagrăng loạihai có dạng tổng quát:d T T   ( )    P(t ) (1)dt x x x x ...