Моделювання конструкції вібраційної машини очищення коренебульбоплодів засобами CAD/CAE систем
Автор: Мозгальов Максим Денисович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У даній роботі обґрунтовано, розраховано та розроблено конструкцію вібраційної машини очищення коренебульбоплодів. Також побудовано її тривимірну модель, проведено розрахунок на міцність конструкції. Об’єкт дослідження – вібраційна машина очищення коренебульбоплодів. Предмет дослідження – розроблення конструкції вібраційної машини очищення коренебульбоплодів, побудова її тривимірної моделі, розрахунки на міцність основних елементів машини з використанням параметричної оптимізації. Метою магістерської роботи є розроблення нової конструкції вібраційної машини очищення коренебульбоплодів засобами CAD/CAE систем, створення її тривимірної моделі та дослідження міцності її ключових вузлів для підтвердження можливості надійної експлуатації. У першому розділі роботи наведено класифікацію способів очищення коренебульбоплодів та обладнання для очищення овочів. Резюмуючи результати досліджень з ефективності застосування «сухого очищення» коренебульбоплодів порівняно зі звичайним миттям водою, слід наголосити, що воно дає змогу заощадити біля чистої питтєвої води. Швидкість та якість очищення поверхонь коренебульбоплодів підвищиться, якщо застосовувати . Машини для очищення плодів, овочів мають бути максимально універсальними, переналагоджуватись швидко на процес очищення іншої сировини, при чому режими роботи машини мають варіюватись в широких межах та дуже гнучко. У другому розділі роботи розроблено принципову схему та концепцію вібраційної машини очищення коренебульбоплодів, проведено розрахунок її основних елементів. Вібраційна машина складається з горизонтальної циліндричної робочої камери, оснащеної лотками для завантаження і розвантаження, рами, вібраційного приводу, вертикальних підвісних пружин і патрубка для відведення відходів. Усередині камери по всій її довжині встановлено жорстку циліндричну сітку з центральним стрижнем, з’єднаним із сіткою за допомогою радіально розташованих кріплень. Камера закріплена на пружинах із підвищеною поперечною жорсткістю. Робота машини забезпечується двома парами незалежних дебалансів, розташованих симетрично на бокових поверхнях камери біля її торців. Розвантажувальний лоток обладнаний засувкою, а завантажувальний лоток інтегровано в торцеву частину робочої камери. Завдяки впровадженню нової системи закріплення сітки в робочій камері, оптимізації кількості та розташування приводних дебалансів, встановленню засувки на розвантажувальному лотку та перенесенню завантажувального лотка, вібраційна машина для сухого очищення коренебульбоплодів стала значно ефективнішою. Зокрема, підвищено її надійність і міцність, зменшено габарити та коливну масу, що сприяє покращенню якості й продуктивності очищення. Також знижено енергозатрати під час експлуатації, а універсальність машини дозволяє ефективно очищувати коренебульбоплоди різних видів. У третьому розділі роботи розроблено геометрію конструкції машини очищення – зокрема побудова тривимірної моделі цілої машини з подальшим розрахунком на міцність основних вузлів. Моделювання проведене із використанням системи Autodesk Inventor. Тривимірна модель вібраційної машини очищення коренебульбоплодів дала змогу показати її майбутній вигляд, виконати автоматично двовимірні моделі самої машини так і її окремих вузлів та деталей. Швидка зміна тривимірної моделі дасть змогу провести автоматичну зміну у відповідній двовимірній моделі прив’язаній до неї. Метод побудови моделі – низхідне проектування, із використанням адаптивних зв’язків між геометричними елементами різних деталей моделі та параметричного моделювання. Тривимірна модель швидко видозмінюється під той чи інший типорозмір чи варіант конструкції цілої машини очищення. А це своєю чергою робить модель універсальною та придатною для використання при розробленні конструкцій та конструкторської документації множини машин аналогічного призначення. Проведені розрахунки на міцність вузлів машини методом скінчених елементів в середовищі CAE системи підтверджують експлуатаційну працездатність розробленої конструкції вібраційної машини очищення коренебульбоплодів. Ключові слова: вібраційна машина, коренебульбоплід, коливання, несуча рами, тривимірна модель, параметрична оптимізація, пружинна підвіска, дебалансний привід.