5.1. Методики проведения экспериментов

1. Исследования с помощью скоростной киносъемки.

   1. Засыпаются бункер-питатель и бункер желоба. Заслон последнего устанавливается на необходимую высоту слоя. Далее формируется в желобе слой исследуемого груза. Для этого на короткое время включается конвейер до полной стабилизации высоты слоя груза.

   2. В зоне съемки устанавливаются неподвижная (абсолютная) ось, под углом вибрации и подвижная, и подвижная контрастная, связанная с желобом, точка.

   3. Настраивается кинокамера так, чтобы в кадре находились ось, точки, тахометр и отметчик времени. Зона съемки имеет размеры примерно 180240 мм.

   4. В слой груза у левой границы зоны съемки на различном расстоянии от дна у прозрачной стенки с шагом 20–40 мм устанавливаются меченные частицы так, чтобы между частицами и стенкой не попадали частицы груза.

Помимо описанных выше требований к меченным частицам они должны удовлетворять еще одному: по возможности дольше (5–9 циклов колебаний) оставаться видимыми, т. е. не отходить от прозрачной стенки желоба (не перемещаться в поперечном сечении).

5. Реле времени пульта управления кинокамерой устанавливается в опытно выбранное положение, обеспечивая отключение двигателя после прохождения частицами зоны съемки.

6. Проверяют работу предварительно оттарированной виброизмерительной аппаратуры и осциллографа.

7. Устанавливают рукоятку автотрансформатора пульта управления конвейером в положение, обеспечивающее необходимый для данного эксперимента режим. Это положение определяется опытно при загруженном конвейере. Двигатели конвейера, осциллографа и кинокамеры включаются одновременно.

8. Обрабатывают кинопленку и осциллограмму.

9. Расшифровка осциллограмм. Выделяют период выбега, сопоставляют осциллограмму и кинограмму для нахождения начала движения и показания отметчиков времени. Выделяют и обрабатывают участок кинограммы, соответствующий установившемся режиму, уточняют частоту колебаний конвейера на этом участке.

10. Строят диаграммы абсолютных перемещений меченных частиц. Для этого кинпленку покадрово проектируют через увеличитель на экран-планшет с подвижной миллиметровой бумагой и неподвижной калькой. Отмечают положение центра меченных частиц и точки, принадлежащей желобу. Перед проектированием последующего кадра миллиметровую бумагу перемещают на 5 мм, обеспечивая этим развертку во времени. Масштаб по вертикальной шкале (перемещения) легко определяется при известной амплитуде колебаний рабочего органа А. Масштаб времени _t определяем из выражения:

,

где Z_t – длина участка, соответствующего периоду колебаний; – период колебаний рабочего органа.

2. Методика проведения эксперимента с использованием рентгеноскопии. Экспериментам предшествовала серия проб, имеющих цель установить предельную ширину желоба В, т. е. толщину исследуемого груза, которую может «просветить» поток рентгеновских лучей. Для песка оптимальной оказалась В = 80 мм, такой ширины и взят желоб, для крупы – 130 мм, для глинозема – 100 мм. Кроме того определялась разрешающая способность кинокамеры Адмира. В результате были выбраны размеры меченных частиц, интенсивность излучения и т. п.

Последовательность операций при эксперименте следующая:

1. Формируется описанным выше методом слой исследуемого груза.

2. В зоне кадра непрозрачные оси, частицы, связанные с желобом и сетка.

3. В сформированные слой груза в средней продольной плоскости помещаются на различной глубине с одинаковым шагом 10-30 мм меченные частицы из бария. Для этого используется стеклянная трубка с внутренним диаметром 3 мм с поршнем. Трубка внедрялась в слой до упора в дно, при этом поршень выдавливал груз из трубки. Далее поршень удалялся и в трубку опускалась частица. Затем трубка выдвигалась вверх до первой риски, нанесенной на ней заранее, и опускалась следующая частица на новый горизонт, и т. д.

4. Виброконвейер с помощью подъемных столов устанавливался в нужное положени.

5. Настраивается кинокамера, реле времени рентгеновской установки устанавливается в определенное положение. Далее включается установка, кинокамера и конвейер. Съемка производилась при напряжении 70–75 киловольт на 16 мм кинопленке чувствительностью 120 ед.

6. Производится обработка кинопленки.

7. Получение диаграмм перемещения меченных частиц производится описанным выше методом.

Основная часть опытов проводилась без применения синхронной записи параметров колебаний на осциллографе, т. к. установка Хиродур обладает мощным потоком лучей и во время экспериментов использовалась полная мощность излучения. Это требовало дистанционного управления. Кроме того при этих исследованиях осциллограммы не требовались, т. к. кинокамера Адмира в отличии от скоростной камеры СКС-1М имеет строго фиксированную скорость (использовалась скорость съемки 32 кадра в сек.). Это давало возможность при заданной амплитуде колебаний и наличии величины участка, соответствующей периоду колебаний желоба, легко получить на диаграмме масштабы.

3. Методика исследования внутрислоевых сдвиговых деформаций способом парафинирования.

   1. В центре желоба стенда-конвейера промышленных размеров вставляется подогнанная без зазора съемная секция желоба.

   2. Вблизи края секции строго вертикально, перпендикулярно продольной оси желоба устанавливается щелевой бункер.

   3. Внутрь бункера засыпался окрашенный сыпучий груз (песок окрашивался фуксином или анилиновым красителем, затем высушивается).

   4. Заполнялся бункер рабочего органа и формировался слой исследуемого груза.

   5. Щелевой бункер вынимается и вертикальная прослойка окрашенного груза толщиной 6–7 мм оказывается внутри основного слоя, составляя с ним одно целое.

   6. Проверятся датчики, виброизмерительная аппаратура, реле времени в схеме двигателя конвейера. Необходимое время работы конвейера выявляется предварительными опытами. Необходимо, чтобы фиксированный слой за этот промежуток времени сместился на 200–300 мм не выйдя за пределы съемной секции желоба.

   7. Включают двигатели конвейера и осциллографа, проводят эксперимент.

   8. По краям съемной секции желоба вставляются и закрепляются заслонки, отсоединяя груз с фиксированным монослоем. Секция вынимается и опускается в расплавленный парафин на 0,6–1,2 часа до полного пропитывания, после чего секция вынимается из парафина и оставляется до полного затвердевания (0,5–1 сутки).

   9. Освобождают слепок от лишнего застывшего груза так, чтобы вырисовался окрашенный слой. Получается пространственная эпюра виброперемещения частиц слоя.

   10. Наличие осциллограмм, где зафиксировано с точностью до 1/100 сек время движения монослоя, позволяет определить масштаб этих эпюр.