Дослідження зміни амплітуди та частоти коливань сипкого матеріалу в процесі вібраційної сепарації

Abstract

Здійснено огляд попередніх досліджень впливу внутрішніх і зовнішніх параметрів процесу вібраційної сепарації на його ефективність. Визначено, що на процес сепарації впливають не тільки параметри вібраційного сепаратора, а й характеристики сипкого матеріалу та характер його руху на ситі. Встановлено, що всі дослідження розглядають окремі випадки руху сипких матеріалів або їх частинок під час сепарування та не відображають цей процес у повному обсязі. Враховуючи, що під час вібраційної сепарації сипкий матеріал здійснює на ситі вібраційного сепаратора складний просторовий рух, його неможливо описати однією математичною моделлю. Тому кожен із досліджених випадків характеризує можливий вплив, як фізичних процесів у сипкому матеріалі, так і режимів їх руху на процес сепарування. Як окремий випадок, у роботі розглянуто вплив консервативних коливань сипкого матеріалу. Досліджено вплив залежності зміни частоти, амплітуди та періоду коливань сипкого матеріалу в процесі вібраційної сепарації. Побудовано математичну модель, на підставі якої виконано дослідження залежності зазначених вище параметрів під час руху сипкого матеріалу вздовж сита вібраційного сепаратора. Під час розв'язування нелінійні пружні властивості шару матеріалу апроксимувались деякою степеневою залежністю, за допомогою диференціальних рівнянь. У ході досліджень визначено, що перевантаження сепаратора та зменшення пружних властивостей шару сипкого матеріалу призводить до зменшення амплітуди коливань. Для м'яких систем зростання амплітуди веде до спадання частоти коливань, а для жорстких зі зростанням амплітуди період коливань зростає. За однакових значень амплітуди частота коливань буде менша для жорстких систем. Отримані результати дають змогу впливати на ефективність сепарації шляхом зміни амплітуди та частоти коливань шару сипкого матеріалу, а також, коригуванням навантаження на сито сепаратора, залежно від характеристик шару сепарованого матеріалу. Надалі їх можливо застосовувати у сепараторах та конвеєрах із горизонтальним розміщенням робочого органу.