Обґрунтування конструкції вібраційного сепаратора з системою плоских сит
Автор: Єременко Остап Артемович
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 вібраційного сепаратора з системою плоских сит. Побудована нелінійна математична модель опису руху вібраційного сепаратора, розраховано основні параметри конструкції, побудовано параметризовану тривимірну модель сепаратора, здійснено перевірку експлуатаційної міцності конструкції сепаратора у визначених розмірах. Об’єкт дослідження – вібраційний сепаратор з системою плоских сит. Предмет дослідження – розроблення конструкції вібраційного сепаратора з системою плоских сит, розроблення математичної моделі аналізу руху сепаратора, розрахунки на міцність основних елементів сепаратора з використанням параметричної оптимізації. Метою магістерської роботи є розроблення нової конструкції вібраційного сепаратора з системою плоских сит засобами САПР, розроблення математичної моделі аналізу руху сепаратора, розрахунки на міцність основних елементів сепаратора з використанням параметричної оптимізації. У першому розділі роботи описано види сепараторів сипких сумішей, вібраційні сепаратори зі системо плоских сит (актуальність застосування, будова, принцип роботи, переваги і недоліки). У другому розділі роботи побудована нелінійна математична модель опису руху вібраційного сепаратора, розраховано основні параметри конструкції. Для представлення математичної моделі вібраційного сепаратора з системою плоских ситна спершу створена його принципова схема. На основі цієї принципової схеми побудовано розрахункову схему сепаратора. Математичною моделлю вібраційного сепаратора з системою плоских сит є система аналітичних виразів опису руху коливного корпуса, системи сит і завантаження в напрямі руху частинок завантаження по ситах при сепаруванні. Матмодель отримана на базі використання асимптотичних методів нелінійної механіки з рівнянням Лагранжа. Після отримання матмоделі опису руху вібраційного сепаратора проведено дослідження з вивчення впливу його параметрів на амплітуду його коливань. Для побудови параметризованої тривимірної моделі вібраційного сепаратора з системою плоских сит визначено «вхідні розміри» конструкції сепаратора, в яких вона буде моделюватись. Вони проміжним варіантом розмірів усіх сепараторів, які можна отримати з моделі. У третьому розділі роботи описано конструкцію вібраційного сепаратора з системою плоских сит в контексті методики побудови його тривимірної моделі з подальшою перевіркою експлуатаційної міцності запропонованої конструкції сепаратора. Модель є досить гнучкою та універсальною. Вона може бути використана для представлення конструкції широкої множини сепараторів зі системою плоских сит, які матимуть різні розміри з можливістю варіативності кількості сит. Після створення нової конструкції вібраційного сепаратора в певних нових розмірах і формі необхідно провести перевірку його експлуатаційної міцності. В роботі наведено приклад проведення такої перевірки для сепаратора у «вхідних розмірах», зокрема проведено параметричну оптимізацію коливного корпуса сепаратора з визначенням частот його власних коливань та перевірку міцності зварної конструкції несучої рами вібраційного сепаратора теж з визначенням частот її власних коливань. Оптимальними параметрами для корпуса стали: товщина стінки корпуса 1,75 мм (а відповідно і всіх його фланців) замість 3 мм вихідних; товщина стінки опори 2,75 мм замість 3 мм вихідних. Це дало змогу зменшити масу корпуса з 71,064кг до 43,928 кг, тобто на 27,136 кг, або в 1,618 разів за збереження його експлуатаційної міцності. В результаті проведених досліджень зроблено висновок, що вібраційний сепаратор запроектований з його моделі у «вхідних розмірах» витримає експлуатаційне навантаження. Ключові слова: вібраційний сепаратор, сепарування, сипка суміш, дебаланс, пружна підвіска, вібродвигун, коливний корпус, тривимірна модель, параметрична оптимізація.