Обґрунтування конструкції та моделювання двохкамерного вібраційного млина
Автор: Щербіна Владислав Олександрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У даній роботі обґрунтовано, розраховано та розроблено конструкцію двохкамерного вібраційного млина. Також побудовано математичну модель опису його руху та його тривимірну модель, проведено розрахунок на міцність конструкції. Об’єкт дослідження – двохкамерний вібраційний млин. Предмет дослідження – розроблення конструкції двохкамерного вібраційного млина, побудова її математичної та тривимірної моделей, розрахунки на міцність основних елементів млина з використанням параметричної оптимізації. Метою магістерської роботи є розроблення нової конструкції двохкамерного вібраційного млина засобами CAD/CAE систем, створення його математичної та тривимірної моделей та дослідження міцності його основних вузлів для підтвердження можливості надійної експлуатації. У першому розділі роботи описано види помелу матеріалів, способи помелу матеріалів, види млинів для помелу матеріалів. У другому розділі роботи проведено обґрунтування вибору схеми вібраційного млина, обґрунтування та розроблення розрахункової схеми вібраційного млина для побудови його математичної моделі, представлення математичної моделі двохкамерного вібраційного млина, розрахунок основних розмірів двохкамерного вібраційного млина. На основі побудованої математичної моделі млина можна провести комплексний аналіз динаміки роботи млина. Це дозволяє встановити, які параметри мають найбільший вплив на ефективність процесу, визначити взаємозв’язок між конструкційними особливостями та результатами помолу, а також розділити фактори на ті, що підлягають регулюванню в процесі експлуатації, і ті, що закладаються на етапі проектування. Такий підхід забезпечує можливість створення оптимальної конструкції млина, яка поєднує високу енергоефективність, надійність і стабільність роботи при різних умовах технологічного навантаження. У третьому розділі роботи розроблено геометрію конструкції млина засобами тривимірного моделювання. Створення 3D моделі двохкамерного вібраційного млина реалізовано за низхідною методою проектування в модулі складання системи CAD/CAE Autodesk Inventor. За базовий вузол моделі прийнято зварну конструкцію системи двох камер млина. В подальшому до неї допроектовано інші вузли та деталі. Проведена параметрична оптимізація товщини стінки з’єднувальної спареної опори двох камер з подальшим визначенням частот власних коливань системи камер у варіанті оптимальної товщини стінки з’єднувальної спареної опори. Також проведено розрахунок міцності несучої рами млина в заданих розмірах і типу профілю з подальшим модальним аналізом конструкції. Дані розрахунки проведено для вхідного варіанту розмірів млина – довжини камер 2000мм, внутрішнього діаметру – 500мм, товщини стінки – 3мм. За рахунок проведення параметричної оптимізації товщини стінки з’єднувальної спареної опори двох камер було зменшено коливну масу брутто млина на 11,332кг. Загалом проведені дослідження визначення експлуатаційної міцності показують, що міцність системи забезпечена при роботі двохкамерного млина у вхідних його розмірах. Наголошуємо, що аналогічний розрахунок слід проводити для кожного типорозміру млина, що відображається його тривимірною моделлю. Ключові слова: вібраційний, млин, подрібнення, помел, коливання, робоча камера, рама, тривимірна модель, параметрична оптимізація, підвіска, дебалансний привід.