Моделювання динамічних процесів у перистальтичному бетононасосі з гідроприводом

Анотація

Анотація. Проблема. Монолітне бетонування займає одну з провідних позицій у сучасному будівництві. Найчастіше використовують у цій галузі перистальтичні бетононасоси. Створення пристроїв для здійснення  робіт, методів раціонального вибору їхніх параметрів є актуальним завданням. Одним з сучасних ефективних напрямів його вирішення є адекватне моделювання динамічних процесів у зазначених механізмах. На сьогодні зусилля дослідників зосереджені на вирішенні окремих завдань, пов’язаних з розробленням нових моделей перистальтичних насосів. Мета. Створення універсальної математичної моделі динамічних процесів у перистальтичному бетононасосі з гідроприводом для визначення технологічних якостей пристрою, вибору його раціональних параметрів. Модель повинна утримувати основні геометричні та масові характеристики ротора, динамічну характеристику гідромотора, параметри шланга, будівельної суміші. Метою є вирішеня таких завдань: розроблення методу формування моменту опору на роторі насоса від роликів, що деформують шланг; створення моделі сил тертя, що перешкоджають руху будівельної суміші; одержання виразу для сил опору, що зумовлені силами ваги частинок суміші у відвідній частині шланга; побудова моделі моменту гідромотора як функції кутової швидкості його ротора з використовуванням даних каталога. Методологія.Для дослідження динамічних процесів запропоновано використовувати диференціальне рівняння руху, записане у формі рівняння Лагранжа. Як узагальнену координату використано кут повороту ротора насоса. Результати. Створена математична модель динамічних процесів у шланговому бетононасосі з гідравлічним приводом у формі диференціального рівняння відносно кута повороту ротора. Розроблено метод формування моменту опору обертання ротора насоса від роликів, які деформують шланг. Запропонована модель сил опору руху будівельної суміші. Одержано вираз для сил опору, що зуумовлені силами ваги частинок суміші у відвідній частині шланга. Запропонований підхід використання даних каталога для наведення моменту гідромотора як функції кутової швидкості його ротора. Новизна. Встановлені важливі технологічні закономірності роботи пристрою: швидкість руху розчину може мати значну змінну складову; швидкість руху розчину і продуктивність насоса зростають у разі зменшення довжини відвідної частини шланга, зниження висоти його підйому та зменшення коефіцієнтів тертя кочення для роликів і відмови від бічних роликів. Практичне значення. Проведені дослідження продемон­стрували, що збільшення висоти підйому призводить до зменшення середньої швидкості руху суміші та частоти пульсацій. У цьому випадку розмахи пульсацій швидкості зростають. У разі збільшення довжини відвідного шланга розмахи пульсацій швидкості змінюються несуттєво. Відмова від бічних роликів призводить до зростання середньої швидкості руху розчину за невеликих пульсацій. Стінки шланга в цьому випадку отримують інтенсивні згінні напруження, що знижують довговічність шланга.