Обґрунтування конструкції вібраційного сепаратора з концентричним розташуванням сит
Автор: Саган Володимир Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Розробка сучасних сепараторів, а також визначення оптимальних режимів роботи є ключовими завданнями для забезпечення високої ефективності та якості сепарації. Це дозволяє підвищити продуктивність, знизити споживання енергії і матеріалів, зменшити вплив на навколишнє середовище і зробити виробництво більш конкуренто¬спроможним. Об’єкт дослідження – вібраційний сепаратор з концентричним розташуванням сит, пружинною підвіскою та парним дебалансним приводом. Предмет дослідження – розроблення принципової схеми та конструкції сепаратора, динаміка сепаратора, міцнісні характеристики елементів конструкції сепаратора. Метою магістерської роботи розроблення нової конструкції вібраційного сепаратора з концентричним розташуванням сит, створення його тривимірної моделі та її дослідження для забезпечення експлуатаційної працездатності розробки. У першому розділі описано сутність процесу сепарування та галузі його застосування, наведено аналіз конструкцій сепараторів. Обладнання для сепарації сипучих сумішей відрізняється своєю простотою конструкції та зручністю у використанні. Сепаратори для сипучих сумішей зазвичай мають відкриту конструкцію робочої камери, що спрощує доступ до сит сепарації і дозволяє швидко контролювати та замінювати їх. У другому розділі розроблена конструкція вібраційного сепаратора з концентрично розташованими ситами. Розроблений вібраційний сепаратор є універсальним обладнанням для сепарації сипких матеріалів і може знайти застосування у різних галузях, включаючи переробне та харчове виробництво, сільське господарство, будівництво, хімічну промисловість та інші. Він призначений для виконання поділу сипкої суміші на окремі компоненти за їхнім розміром і може бути корисним на підприємствах та організаціях, де необхідно проводити такий вид сортування матеріалів. Вібраційний сепаратор містить кілька ключових компонентів, включаючи барабан із завантажувальним бункером, сита циліндричної форми, розташовані концентрично вздовж всієї довжини барабану з певними інтервалами у радіальному напрямку і з отворами, що зменшуються від осі барабану. Завантажувальний бункер розташований у верхній частині барабану, а на зовнішньому торці барабану, протилежному до завантажувального бункера, розміщені лотки для вивантаження відсепарованих фракцій. Барабан утримується за допомогою пружинної підвіски та приводиться в рух вібраційним приводом, який складається з двох дебалансів, розташованих по боках барабану зі сторони завантажувального бункера. Обертальний рух дебалансів забезпечується за допомогою пружних муфт, які пов’язані з електродвигунами, розташованими на рамі сепаратора. Використання таких сит циліндричної форми, їх концентричне розташування та кріплення, а також наявність пружинної підвіски для барабану та вібраційного приводу покращують якість і продуктивність процесу сепарування, забезпечують неперервну роботу сепаратора, підвищують надійність його роботи та роблять його більш універсальним для застосування в різних галузях промисловості. У третьому розділі роботи розроблена тривимірна модель запропонованої, обґрунтованої та описаної конструкції вібраційного сепаратора з концентричним розташуванням сит. Створення моделі проводилось в середовищі CAD системи Autodesk Inventor Professional 2022 з використанням його модулів Part, Аssembly та Drawing. Проектування проводилось за змішаною методикою, тобто висхідним та низхідним способами. В даній роботі було досліджено вплив жорсткості підвіски, кількості обертів двигунів приводу та крутного моменту дебалансів на амплітуду коливань робочого органу сепаратора виходячи ще з таких міркувань, що ці параметри можна нескладно змінювати в процесі роботи вібраційного сепаратора. Перевірка конструкції рами вібраційного сепаратора на міцність показав те, що запроектована рама прикладені експлуатаційні навантаження витримає. Максимальне напруження виявлено в розмірі 170.8 МПа. Мінімальне значення коефіцієнта запасу міцності по моделі рами склало 1.24, максимальний прогин елементів рами при експлуатації складатиме 0.3543мм. В четвертому розділі приведено розрахунок економічної оцінки проектного рішення. Обґрунтовано ціну продажу сепаратора. Ключові слова: вібраційний сепаратор, концентричні сита, пружинна підвіска, дебаланс, інерційний привід, сипке середовище, циліндричні сита