Обґрунтування конструкції подрібнювача вальцьової дробарки
Автор: Крента Назарій Володимирович
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: Розширена анотація Процеси подрібнення займають провідне місце у технологічних схемах переробки різного виду матеріалів. Ефективність роботи дробильного обладнання безпосередньо впливає на якість готової продукції, енергоємність виробництва та собівартість. Основними видами дробарок вважають: щокові, конусні, молоткові, роторні та валкові. Валкові дробарки є одними із найуніверсальніших машин в сфері дроблення, тому мають широкий спектр застосування і потребують особливої уваги під час проектування і виготовлення конструкції. Ефективність роботи вальцьових дробарок обмежується важкими умовами експлуатації їхніх робочих органів. Під час захоплення та дроблення матеріалу валки та бандажі зазнають складного напружено-деформованого стану та працюють під дією інтенсивних контактних напружень, що характерно як для гладких, так і для зубчастих поверхонь. Враховуючи вищезазначене, тема дипломної роботи, присвячена дослідженню конструкцій дробарок, математичному та комп’ютерному моделюванню напружень і деформацій робочих органів вальцьової дробарки, є вкрай актуальною. Об’єкт дослідження: процес механічної взаємодії робочих органів вальцьової дробарки з матеріалом, що подрібнюється. Предмет дослідження: закономірності розподілу напружень і деформацій у робочих органах (валках) дробарки під час взаємодії з матеріалом. Мета і завдання дослідження: отримання результатів, які можна буде використати для підвищення надійності та ефективності роботи вальцьової дробарки шляхом дослідження напружено-деформованого стану її робочих органів та обґрунтування раціональних конструктивних параметрів. В першій частині роботи проведено об’ємний аналіз різного виду дробильного обладнання. Були розглянуті конструкції машин. Також, виділено переваги і недоліки для кожного виду обладнання. Розглянуто сфери їх застосування. По отриманих результатах, було порівняно дробарки між собою. Особливу увагу приділено для вальцьової дробарки, оскільки вона розглядатиметься в подальших розрахунках і дослідженнях. У другі частині роботи спроектовано робочі вузли вальцьової дробарки шредерного типу, які уможливлюють необхідні параметри для функціювання машини: одномоментна вантажопідйомність – 50 кг; продуктивність – 67 кг/хв; габаритні розміри 820х1260х1840 мм. Проведено розрахунки робочих вузлів машини на витривалість і міцність, та за отриманими результатами відібрано розмірні параметри елементів. Окремо знайдено сили які діють на зубці валків, під час потрапляння на них оброблювального матеріалу у вигляді брили кам’яної солі. У третій частині роботи, в програмному забезпечені SOLIDWORKS створена 3Д-модель дробарки та окремо її робочих органів. Досліджувану модель розбито на сітку зі скінченних елементів. Задано та розміщено навантаження і сили, які діють на робочі вали дробарки, так щоб змоделювати процес подрібнення брили солі. Початкові умови прийнято у вигляді відсутності початкових переміщень і швидкостей, що відповідає стану спокою перед прикладенням навантаження. Для оцінювання динамічної міцності ротора було виконано лінійно-динамічний аналіз у модулі SOLIDWORKS Simulation. Попередньо виконано модальний аналіз з метою визначення власних частот і форм коливань ротора. Для контролю динамічного напруженого стану проаналізовано часову зміну еквівалентних напружень за Мізесом у характерному вузлі. Отримано результати динамічного розрахунку у вигляді полів напружень, переміщень та деформацій. У результаті виконання роботи досліджено і проаналізовано конструкції існуючих видів дробарок. Розроблено конструкцію зубчастої вальцьової дробарки для подрібнення солі та обґрунтовано її технічні параметри для забезпечення необхідної продуктивності. Застосування методу скінченно-елементного аналізу дозволило перевірити проектні рішення, підтвердивши високу втомну міцність робочих органів, відсутність критичних деформацій та резонансних явищ. Запропонована конструкція рекомендована до впровадження у виробництво як енергоефективне та надійне рішення для харчової промисловості. Магістерська кваліфікаційна робота складається з пояснювальної записки, що містить 93 сторінок, 35 рисунків, 3 таблиці, та графічної частини: 4 аркуші А1. Ключові слова: вальцьова дробарка, конструкції, зубчасті валки, МСЕ, напруження, деформації. ?