Дослідження динаміки млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів
Автор: Строгуш Руслан Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання переробних і харчових виробництв
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Строгуш Р.М.,Топільницький В.Г. (керівник). Дослідження динаміки млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Об’єкт дослідження: млин вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів. Предмет дослідження: динамічні процеси, що відбуваються у млині вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів. Мета дослідження: оптимізація конструкції млина, вибір оптимальних геометричних, кінематичних та силових параметрів млина, що приведе до підвищення його продуктивності та зменшення енергоємності. Для проведення досліджень вибрано млин, який має два приводи незалежного виду. Дані приводи розміщені по протилежних боках камери помолу, що має форму горизонтального циліндра. Кожен привод складається з електричного двигуна змінного струму, пружної (ремінної) компенсуючої муфти, дебалансного валу та двох блоків дебалансів, кожен з яких розміщений біля торцевих стінок робочої камери. В кожному блоці можна змінювати масу дебалансу, величину зміщення його центру мас щодо осі обертання. Окрім того на кожному приводі можна встановлювати різне кутове розміщення дебалансів двох блоків один відносно одного (провертати його по валу та фіксувати). Математична модель опису руху млина представлено як систему виразів опису руху точок млина, до якої входять у вигляді символьних позначень всі його параметри (кінематичні, геометричні, динамічні – силові). Дана модель побудована з використанням рівняння Лагранжа та асимптотичних методів нелінійної механіки. Основними чинниками, які впливають на ефективність роботи млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів є: амплітуда коливань його робочої камери; частота коливань камери із її наповненням; конструктивні особливості млина. Зміна частоти коливань робочої камери досліджуваного млина є нераціональною. Тому прийнято частоту млина, які типу вібраційної машини, залишати сталою. Амплітуда коливань робочої камери млина є чинник, який можна змінювати, змінюючи, відповідно, продуктивність та ефективність роботи млина. Результатом проведених досліджень є, насамперед, низка графічних залежностей відображення цього впливу, які представлено нижче. Досліджено вплив саме на амплітуду вертикальних коливань млина, так як у вертикальному напрямку власне і відбувається найбільш інтенсивний помол матеріалу. При цьому горизонтальний напрям руху камери переважно відповідає за перемішування компонентів вмісту камери між собою. Амплітуда коливного руху осі камери млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів нелінійно залежить від сумарної коливної маси камери млина та спадає із зростанням останньої. Амплітуда коливного руху осі камери млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів нелінійно залежить від значень кутових швидкостей обертового руху дебалансних валів та зростає з їх спаданням. Амплітуда коливного руху осі камери млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів нелінійно залежить від сумарної жорсткості підвіски млина, а саме, вона спадає із зростанням жорсткості. Вертикальна амплітуда коливного руху осі камери млина нелінійно залежить від відстаней зміщення центрів мас дебалансних блоків щодо осі обертання їх дебалансних валів та збільшується з їх зростанням. Вертикальна амплітуда коливного руху осі камери млина нелінійно залежить від мас дебалансних блоків. Вона зростає із збільшенням цих мас. Змінювати значення відстаней зміщення центрів мас дебалансних блоків щодо осі обертання їх дебалансних валів та значення мас дебалансних блоків є найбільш раціональним з точки зору практичного застосування. Це пояснюється тим, що дані показники суттєво впливають на значення досліджуваної амплітуди, а основне те, що масу блоку дебалансів та їх розведення можна дуже швидко змінити в реальній вібромашині (в даному випадку млині), порівняно з іншими параметрами (зокрема тими, що розглядались). Зростання відстані між окремими незалежно приводними дебалансними валами (до осі камери млина) веде до нелінійного зменшення вертикальної амплітуди коливань камери. Зростання відстані між опорами підвіски млина веде до нелінійного зростання вертикальної амплітуди коливань камери. Для збільшення ефективності роботи млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів необхідно на етапі конструювання млина забезпечити мінімальну відстань між дебалансними валами та максимальну відстань між опорами пружної підвіски. В роботі наведено проектний розрахунок основних вузлів та параметрів млина вібраційного типу для тонкого помолу сипких матеріалів. Ключеві слова: вібраційний млин, дебаланс, математична модель, коливання, пружна підвіска, амплітуда, частота, тонкий помол, сипкий матеріал.