This paper presents the analysis of the process of structural material wear by cereal seeds. Two steel grades were subjected to testing: C45 and low-alloy steel with a micro-addition of boron. The experiment was conducted under laboratory conditions by the “rotating bowl” method. Wheat and maize seeds were used as an abrasive. During the testing, analyses of specimen weight and volume loss as a function of the friction distance were carried out. An analysis of the test material surface was conducted as well. The study results show that the C45 steel worn in maize grains exhibited a weight loss greater by 20% than that for the wear in wheat grains. For the abrasion-resistant steel, the difference was 22%. In both abrasive mediums, the C45 steel wore to a greater extent than the abrasion-resistant steel. For the maize grain abrasive, the weight loss value was approx. 1.5 times higher than that for the C45 steel. Similar correlations were noted for the wheat abrasive. The abrasion-resistant steel had a wear rate approx. 1.6 times lower than the C45 steel. The dominant wear types observed on the surfaces of the test steels include ridging and micro-cutting.
PL
W pracy przedstawiono analizę procesu zużywania materiałów konstrukcyjnych przez nasiona zbóż. Badaniom poddano dwa gatunki stali: C45 i stal niskostopową z mikrododatkiem boru. Eksperyment przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych metodą „wirującej misy”. Jako ścierniwo użyto nasion pszenicy i kukurydzy. Podczas badań dokonywano analizy ubytku masy i objętości próbek w funkcji drogi tarcia. Wykonano również analizę powierzchni badanych materiałów. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że stal C45 zużywana w ziarnach kukurydzy wykazywała o 20% większy ubytek masy niż w przypadku zużycia w pszenicy. Dla stali odpornej na zużycie ścierne różnica ta wynosiła 22%. W obu ośrodkach ściernych bardziej zużywała się stal C45 w porównaniu ze stalą odporną na zużycie ścierne. W przypadku ścierniwa, jakim były ziarna kukurydzy, wartość ubytku masy była wyższa o ok. 1.5 razy dla stali C45. Podobne zależności zaobserwowano w przypadku ścierniwa, jakim była pszenica. Stal odporna na zużycie ścierne zużyła się o ok. 1.6 razy mniej niż stal C45. Dominującym rodzajem zużycia, jaki zaobserwowano na powierzchni badanych stali jest bruzdowanie i mikroskrawanie.
A machine has always been, is and will be the technical progress. The basis of every economy is the progressiveness of manufacturing engineering since it manufactures components for all industries. Technical requirements in manufacturing engineering are constantly leading to an increase of the technical level of manufacturing equipment. Profound knowledge of scientific fields precedes a successful fulfilment of the technical requirements. Structural units of manufacturing machines are complex mechanisms that must work reliably and safely with an emphasis on their important function. These units create new objectives for their research and optimization.
W artykule opisano aktualną problematykę związaną z projektowaniem przenośników ślimakowych. Zaprezentowano ograniczenia teoretycznych metod obliczeniowych przeznaczonych do wyznaczania wydajności masowej oraz zapotrzebowania na moc przenośnika ślimakowego. Przedstawiono Metodę Elementów Dyskretnych (ang. DEM - Discrete Element Method) jako zaawansowane narzędzie numeryczne wspierające proces projektowania przenośników ślimakowych. Metoda ta umożliwia zgodne z rzeczywistością zasymulowanie zachowania się dowolnego materiału ziarnistego w trakcie transportu w przenośniku ślimakowym. W efekcie umożliwia ona wyznaczenie wiarygodnych wyników wydajności masowej oraz zapotrzebowania na moc urządzenia. Zastosowanie metody DEM umożliwia porównanie różnych wariantów konstrukcyjnych przenośnika pod kątem wydajności oraz zapotrzebowania na moc urządzenia, a także pod kątem zużycia ściernego piór ślimaka.
EN
This paper deal with the current issues related to the designing of the screw conveyors. The limitations of the theoretical computational methods for determining the mass efficiency and power demand of a screw conveyor were described. The Discrete Element Method (DEM) was presented as an advanced numerical tool supporting the design process of screw conveyors. This numerical method allows for a realistic simulation of the behavior of bulk material during transport in a screw conveyor. As a result, DEM provides reliable results of mass efficiency and power demand of the screw conveyor. Also, DEM method allows comparing various design variants of the conveyor in terms of mass efficiency and power demand of the device, as well as in terms of abrasive wearing of the screw flights.
The paper discusses the designing process of screw conveyors, with regard to the determination of the exploitation parameters of such devices with the use of the Discrete Element Method (DEM). The influence of the chosen model input parameters on the results of the simulations was examined. The key parameters which determine the exploitation characteristics of a screw conveyor were identified as follows: the size of a DEM particle, coefficients of internal and external friction. Experimental measurements of the laboratory screw conveyor provided the actual exploitation characteristics of a device used for the transportation of a limestone powder. The comparison of the results of the simulations and experiments gave satisfactory results. For this reason, DEM simulations were identified as an effective tool for determining and optimization of the construction and exploitation parameters of the screw conveyors.
PL
W artykule przedstawiono problematykę projektowania przenośników ślimakowych w aspekcie wyznaczenia parametrów eksploatacyjnych urządzenia z użyciem Metody Elementów Dyskretnych (DEM). Badania symulacyjne wpływu wybranych parametrów modelu materiałowego DEM pozwoliły określić kluczowe czynniki, takie jak: rozmiar cząstki DEM, wartość współczynnika tarcia wewnętrznego oraz zewnętrznego, czynniki które determinują wyniki charakterystyk pracy przenośnika ślimakowego. Badania eksperymentalne przeprowadzone przy użyciu laboratoryjnego przenośnika ślimakowego dostarczyły rzeczywiste charakterystyki eksploatacyjne urządzenia transportującego mączkę wapienną. W metodzie DEM zamodelowano stanowisko badawcze celem wyznaczenia analogicznych charakterystyk pracy. Porównanie wyników symulacji oraz badań eksperymentalnych określających parametry eksploatacyjne przenośnika dało satysfakcjonujące rezultaty. Dlatego symulacje DEM mogą być skutecznie wykorzystywane do wyznaczania i optymalizacji parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych przenośników ślimakowych.
The purpose of the work was to determine the possibility of the regenerative surfacing of the upper surface of screw conveyor coils. The screw conveyor, used for the transport of bulk materials in a corrosive environment, was originally surfaced with chromium cast iron. The research work discussed in the article resulted in the development of a MAG method-based technology enabling the repair surfacing of screw conveyor coils. The technology involved the use of an EnDOtec DO*11 flux-cored wire and required the previous removal of the hardened upper layer.
PL
Celem pracy było określenie możliwości napawania regeneracyjnego górnej powierzchni zwojów ślimaka przenośnika śrubowego napawanego produkcyjnie żeliwem chromowym, transportującego materiały sypkie w środowisku korozyjnym. Opracowano technologię napawania naprawczego zwojów metodą MAG przy użyciu drutu proszkowego EnDOtec DO*11, po usunięciu utwardzającej warstwy górnej.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przeprowadzono analizę stosowanych przenośników w systemach odbioru i transportu pyłu z kotłów z paleniskiem rusztowym w energetyce przemysłowej i ciepłowniczej. Zwrócono uwagę na konstrukcję najczęściej stosowanych rodzajów przenośników, ich parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne. Dokonano oceny porównawczej zużycia energii elektrycznej do napędu urządzeń. Przeprowadzona analiza może być pomocna przy podejmowaniu decyzji techniczno-finansowych w ww. zakresie.
EN
This paper analyzes the conveyors used in dust collection and transport systems from grate boilers in industrial and heating energy. Attention was paid to the construction of the most commonly used types of dust conveyors, their construction and operational parameters. A comparative assessment was made of electricity consumption for the drive of the equipment. The analysis helps in making technical and financial decisions.
The homogeneity of mixing various feed mixture ingredients and the reliability of mixers directly depend on the constructional features of mixing devices and operational parameters of their work. This article presents a theoretical underpinning for the structural (design) specifications of a horizontal ribbon auger mixer (blender) with regard to the fulfilment of the condition when the material is transported by auger tapes in different directions, ensuring the efficient mixing of the feed mixture ingredients and timely material unloading from the mixer tank (hopper). The performed optimization of the structural and operational specifications as a result of experimental studies has allowed to increase the reliability of the mixer and to determine the homogeneity coefficient of the finished product, which reaches its the highest value of 94.13% with the forward direction of rotation of the mixer movable operating elements, when mixing time is 13 minutes and when the tank load is 52.4% of its volume.
PL
Jednorodność mieszania różnych składników mieszanki paszowej i niezawodność mieszalników zależy bezpośrednio od cech konstrukcyjnych urządzeń mieszających i parametrów roboczych ich pracy. W artykule przedstawiono teoretyczne podstawy dotyczące parametrów konstrukcyjnych (projektowych) poziomego mieszalnika ślimakowego (mieszarki) wywierających wpływ na warunki przemieszczania (podczas transportu w różnych kierunkach) zapewniających efektywne mieszanie składników mieszanki paszowej i terminowy rozładunek materiału ze zbiornika mieszalnika (zasobnika). Przeprowadzona na bazie badań eksperymentalnych optymalizacja parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych pozwoliła na zwiększenie niezawodności mieszalnika i wyznaczenie współczynnika homogeniczności gotowego produktu, który osiąga najwyższą wartość 94,13% podczas przemieszczania przy normalnym kierunku obrotów ruchomych elementów mieszalnika, z czasem mieszania wynoszącym 13 minut, gdy ładunek stanowi 52,4% objętości zbiornika.
Celem pracy było określenie możliwości napawania regeneracyjnego górnej powierzchni zwojów ślimaka przenośników śrubowych napawanych produkcyjnie żeliwem chromowym. Rozpatrzono wariant napawania bezpośrednio na pozostałości warstwy utwardzającej oraz z warstwą buforową. Opracowano technologię napawania naprawczego zwojów po usunięciu utwardzającej warstwy górnej oraz technologię napawania elementów nowych przy użyciu drutu proszkowego EnDOtec DO*390 zapewniającego strukturę typu NanoAlloy z nanowęglikami boru w osnowie żelaza.
EN
The purpose of the work was to determine the possibility of rebuilding of the screw coils upper surface of a screw conveyors welded previously with chromium cast iron. The variant of surfacing directly on the residues of the hard layer and with the buffer layer was considered. The technology of hardfacing the coils after removal of the hardening upper layer and the technology of welding of new elements with the use of EnDOtec DO*390 flux cored wire has been developed to provide a NanoAlloy structure with boron nanocarbons in the iron matrix.
The work concerns analysis of a single screw feeder working in special conditions as a conveyor of fluids with high viscosity and pseudoplastic properties. The research was carried out on the transport of Newtonian and non-Newtonian pseudoplastic fluids using the original construction of the screw conveyor depending on the angular velocity of the screw and the rheological properties of the fluids being pumped. The testing material involved honey in its liquid i.e. non-Newtonian form and partially crystallized one (power-law fluid). The dynamic viscosity of the pumped medium (Newtonian fluid) was in the range η ∈ (1.66; 4.43) Pa s. The value of the non-Newtonian power-law fluid consistency coefficient was contained within m ∈(2.562; 9,422) Pa sn, and the flow index n∈(0.856; 0.975). As a result of comparative analysis, a significant difference between the performance of the conveyor was shown as a function of the rheological properties of the pumped medium. The special effect of the research concerns the determination of the impact of the angular velocity of the screw and the force of inertia on the actual performance of the feeder. It was found that each viscosity value of the medium has its corresponding minimum angular velocity of the screw at which the fluid transport is carried out. It was demonstrated that the screw feeder can act as a conveyor of high viscosity fluids.
PL
Praca dotyczy analizy działania przenośnika jednoślimakowego w nietypowych warunkach - jako transportera płynów o dużej lepkości i właściwościach pseudoplastycznych. Przeprowadzono badania transportu płynów newtonowskiegi i nienewtonowskiego pseudoplastycznego przy wykorzystaniu oryginalnej konstrukcji transportera ślimakowego w zależności od prędkości kątowej ślimaka i właściwości reologicznych przetłaczanych płynów. Jako materiał transportowany zastosowano miód w postaci płynnej (płyn newtonowski) oraz częściowo skrystalizowanej (płyn potęgowy). Lepkość dynamiczna przetłaczanego medium (płyn newtonowski) należała do przedziału η∈(1,66; 4,43) Pa s. Wartość współczynnika konsystencji płynu nienewtonowskiego (potęgowego) zawierała się w granicach m∈(2,562; 9,422) Pa sn, a wskaźnik płynięcia n∈(0,856;0,975). W wyniku analizy porównawczej wykazano istotne różnice pomiędzy wydajnością przenośnika w funkcji właściwości reologicznych przetłaczanych mediów. Różnice były tym większe im niższa była lepkość przetłaczanej cieczy. Szczególnym efektem pracy jest określenie wpływu prędkości kątowej ślimaka i siły bezwładności na wydajność tłoczenia. Wykazano, że każdej wartości lepkości medium odpowiada minimalna prędkość kątowa ślimaka, przy której następuje transport płynu. Dowiedziono tym samym, że przenośnik ślimakowy może pracować jako transporter cieczy o dużych lepkościach.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Do zapewnienia bezproblemowego działania oraz wydłużenia żywotności przenośnika konieczne jest regularne smarowanie jego łożysk. Przyczynia się to także do zmniejszenia zapotrzebowania na energię niezbędną do pracy przenośnika. Intensywniejszego smarowania wymagają łożyska środkowe, a w mniejszym stopniu - łożyska krańcowe.
Badania obejmowały termiczną obróbkę ziemniaków z wykorzystaniem pary wodnej i gorącej wody. Celem badań było określenie strat ciepła spowodowanych skraplaniem się pary wodnej na metalowych częściach przenośnika ślimakowego (łopatkach) i cylindrycznej obudowie parownika. Określono równanie bilansu cieplnego z uwzględnieniem strat ciepła. Szczegółowo rozpatrzono straty ciepła wynikłe z kondensacji pary wodnej na częściach metalowych urządzenia. Z wykorzystaniem teorii liczb podobieństwa wyznaczono zależność współczynnika oddawania ciepła przy kondensacji pary od prędkości przepływu pary wodnej.
EN
The work was aimed to study the thermodynamic terms of potato treatment in covered containers. Roughly cut potatoes are blanched. To improve the process efficiency, estimation of the possible condensation heat loss is of certain interest. With this aim in view the heat-balance equation has been set up taking into account the most challenging process of steam condensation on metal surfaces. The dependence between heat transfer factor and steam speed has been established, and speed interval for the least heat transfer rate has been determined.
W doniesieniu przedstawiono wyniki zastosowania metody NBI do optymalizacji niektórych parametrów geometryczno-kinematycznych dozowników i przenośników slimakowych, gdy przemieszczane medium to wieloskładnikowa, sypka substancja spożywcza, której cząstki mogą ulegać niepożądanej segregacji i kruszeniu.
EN
The paper presents the results of using the NBI method for optimisation of some geometric and kinematics parameters of screw feeders and conveyors used for multiple food substances.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.