В настоящее время во многих отраслях промышленности используются разные устройства для вертикального перемещения продукции. Например, для подъема таких сыпучих материалов, как загрузка зерна в хранилище. Необходимость в больших рабочих площадях для их установки и отсутствие возможности непрерывной подачи транспортируемого груза является частой проблемой на производстве. Спиральные ленточные транспортеры, которые непрерывно поднимают или опускают продукцию по спирали, могут устранить эти недостатки. Важным и сложным элементом транспортера является спиралевидная лента и на ранних стадиях проектирования оборудования необходимо проводить ее точный расчет. В настоящее время расчет характеристик таких лент осуществляется вручную, что очень затратно по времени и не гарантирует высокого качества. Ученые Пермского Политеха разработали модель, с помощью которой можно полностью автоматизировать расчет главного элемента спирального транспортера.
Статья с результатами опубликована в журнале «Математические методы в технике и технологиях», №3, 2023. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Спиральные ленточные транспортеры имеют ряд преимуществ. Кроме высокой производительности, непрерывности действия и простоты устройства плюсом является компактность оборудования, возможность совмещения транспортировки с другими технологическими операциями, например охлаждением, заморозкой и сушкой продукта. Возможность бережного подъема продукта и высокой автоматизации технологического процесса вплоть до полного исключения участия персонала в отдельных операциях. Также высока степень эксплуатационной надежности.
Указанные преимущества достигаются только при правильно изготовленном и настроенном оборудовании, для этого важно грамотно подобрать детали и конструкционные элементы. С точки зрения проектирования и расчета спиральных транспортеров самым сложным звеном является спиралевидная лента, которая к тому же довольно дорогостоящий элемент. Поэтому автоматизированный расчет каждой части ленты значительно упростит разработку и применение оборудования.
Для решения данной задачи ученые ПНИПУ выявили характеристики и исходные параметры лент спиральных транспортеров. К характеристикам относятся общая длина ленты, ширина, величина запаса и марка. Для их определения рассчитали все необходимые исходные материалы, такие как производительность, максимальный размер груза, угол естественного откоса, удельная плотность, трехмерные координаты точек поступления и выдачи груза, коэффициент трения груза о ленту и рекомендуемый угол подъема. Далее политехники разработали функциональную модель, которая формализует определения характеристик лент как организационно-технологический процесс.
– В дополнение к функциональной модели мы разработали систему взаимосвязанных алгоритмов, отличающуюся тем, что она интегрирована с базой данных нормативных параметров лент и позволяет полностью автоматизировать определение их геометрических характеристик. Определение всех характеристик лент позволяет осуществить расчет и подбор электродвигателя, а также редуктора спирального конвейера, – поделился ассистент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Николай Анашкин.
Разработанная модель ученых для расчета конвейерных лент спиральных транспортеров позволит поднять качество и сократить сроки проектирования оборудования. Использование разработанной модели позволит автоматизировать выбор указанных лент и как следствие снизить затраты при проектировании, эксплуатации и ремонте оборудования данного типа.
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель – формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60% – региональные университеты.
