Обґрунтування конструкції мобільного гвинтового транспортера
Автор: Кравченко Назар Анатолійович
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 мобільного гвинтового транспортера зі зміною кута нахилу траси. Побудовано його параметричну тривимірну модель, проведено перевірку експлуатаційної працездатності вузлів транспортера в аспекті розрахунку їх міцності з використанням параметричної оптимізації. Об’єкт дослідження – мобільний гвинтовий транспортер зі зміною кута нахилу траси. Предмет дослідження – розроблення конструкції мобільного гвинтового транспортера зі зміною кута нахилу траси, побудова його параметричної тривимірної моделі, перевірка експлуатаційної працездатності вузлів транспортера в аспекті розрахунку їх міцності з використанням параметричної оптимізації. Метою магістерської роботи є розроблення нової конструкції мобільного гвинтового транспортера зі зміною кута нахилу траси, створення його параметричної тривимірної моделі та перевірка експлуатаційної працездатності його окремих вузлів. У першому розділі роботи описано аспекти застосування гвинтових транспортерів, основні переваги та недоліки гвинтових транспортерів, елементи конструкції гвинтових транспортерів. У другому розділі роботи проведено проектний розрахунок гвинтового транспортера, в якому визначено його геометричні, кінематичні та силові параметри. Зокрема визначено: зовнішній діаметр гвинта транспортера; потужність, яку споживає гвинтовий вал при його експлуатації. Проведено розрахунок приводу гвинтового транспортера та розрахунок розгортки гвинтової лопаті гвинтового транспортера. У третьому розділі роботи отримано параметричну модель мобільного гвинтового транспортера засобами CAD/CAE системи Autodesk Inventor Professional. За допомогою моделі згенеровано множини гвинтів та транспортуючих жолобів різних типорозмірів. Гвинтовий вал/гвинт транспортера та транспортуючий жолоб є визначальними елементами гвинтового транспортера, які задають його габаритні розміри. Решту деталей даної машини формувались на основі асоціативних зв’язків за допомогою низхідного проектування з використанням поверхонь, ребер, вершин цих двох елементів для формування ескізів при створенні тривимірних моделей цих деталей. Побудовано моделі навісного обладнання транспортера. Розроблено конструкцію кріплення приводу до гвинта та жолоба. Проведено перевірку працездатності мобільного гвинтового транспортера на основі його тривимірної моделі. Даний етап роботи потрібний для того, щоб пересвідчитись чи запропонована конструкція гвинтового транспортера витримає прикладені експлуатаційні навантаження та буде надійною при роботі. Так як конструкція транспортера є досить складною, то в рамках даної роботи здійснена перевірка міцності конструкції її основних вузлів: гвинта, транспортуючого жолоба з кришками, рами. Перевірка проводилась методом скінченних елементів в середовищі CAD/CAE системи Autodesk Inventor Professional, зокрема її модулем «Stress Analysis». При дослідженні ці вузли транспортера виокремлювались Так як модель гвинтового транспортера є параметричною, то це дало змогу провести цілу низку досліджень з визначення впливу тих чи інших параметрів моделі на її міцність. Проведено параметричну оптимізацію гвинта з підбору оптимальної товщини стінки лопаті та стінка валу гвинта згідно обраних критеріїв оптимізації – коефіцієнту запасу міцності (отримання більшого значення за задане) та маси гвинта (її мінімізація). Також проведено параметричну оптимізацію транспортуючого жолоба та його торцевих кришок з підбору оптимальної товщини стінки жолоба та стінка кришки згідно обраних критеріїв оптимізації – коефіцієнту запасу міцності та мінімізації переміщення точок жолоба при експлуатаційному навантаженні. Проведені розрахунки на міцність та параметрична оптимізація вузлів транспортера довела їх працездатність для конкретного його типорозміру. Ключові слова: гвинтовий транспортер, мобільний, жолоб, траса, гвинтовий вал, тривимірна модель, параметрична оптимізація, параметрична модель.