Синтез та дослідження статично визначеного просторового шарнірного механізму галтувальної машини

СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СТАТИЧНО ВИЗНАЧЕНОГО ПРОСТОРОВОГО ШАРНІРНОГО МЕХАНІЗМУ ГАЛТУВАЛЬНОЇ МАШИНИ

SYNTHESIS AND RESEARCH OF STATICALLY DETERMINED SPATIAL HINGED MECHANISM OF THE HOLDING MACHINE

Сторінки: 142-148. Номер: №5, 2020 (289)
Автори:
М.Г. ЗАЛЮБОВСЬКИЙ, В.В. МАЛИШЕВ
Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна»
І.В. ПАНАСЮК
Київський національний університет технологій та дизайну
M. ZALYUBOVSKYI, V. MALYSHEV
Open International University of Human Development “Ukraine”
I. PANASYUK
Kyiv National University of Technology and Design
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-289-5-142-148
Рецензія/Peer review : 03.11.2020 р.
Надрукована/Printed : 27.11.2020 р.

Анотація мовою оригіналу

Розглянуто просторовий шестиланковий механізм машини зі складним просторовим рухом робочої ємкості. Дана машина може використовуватися для галтувальних процесів обробки металевих та полімерних деталей, а також для змішування сипких дрібнодисперсних речовин. Ступінь рухомості такого механізму рівний нулю. У кінематичному ланцюзі такого механізму наявним є надлишковий зв’язок. Надлишковий зв’язок негативно впливає на довговічність та експлуатаційні характеристики механізму, конструкція машини може функціонувати лише при забезпеченні високої точності довжин ланок просторового механізму. Авторами запропонований один з можливих способів звільнення просторового механізму машини від надлишкового зв’язку. На основі структурного синтезу розроблено конструкцію статично визначеного семиланкового просторового шарнірного механізму з додатковою рухомою ланкою. Проведені аналітичні дослідження основних геометричних параметрів машини. Встановлено взаємозв’язок між різними геометричними параметрами просторового семиланкового механізму, що дає можливість визначати раціональні співвідношення довжин ланок механізму. Розроблено спеціальну конструкцію приводу, що дозволяє реалізувати обертання ведучого валу машини з одночасним зворотно-поступальним переміщенням, отримані математичні залежності для розрахунку основних конструктивних параметрів приводу з метою забезпечення кутів тиску в кінематичній парі повзун-напрямна в допустимих межах. Отримані математичні залежності можуть бути використані відповідними машинобудівними підприємствами на стадії проектування галтувальних типів обладнання з ємкостями, що виконують складний просторовий рух.
Ключові слова: надлишковий зв’язок, просторовий механізм, робоча ємкість, ступінь рухомості, статично визначений механізм.

Розширена анотація англійською мовою

The spatial six-link mechanism of the machine with complex spatial movement of the working capacity is considered. This machine can be used for shredding processes of processing of metal and polymeric details, and also for mixing of loose fine substances. The degree of mobility of such a mechanism is zero. In the kinematic circuit of such a mechanism, there is an excess connection. Excessive communication has a negative effect on the durability and performance of the mechanism, the design of the machine can function only with high accuracy of the lengths of the links of the spatial mechanism. The authors proposed one of the possible ways to free the spatial mechanism of the machine from excessive communication. Based on the structural synthesis, the design of a statically defined seven-link spatial hinge mechanism with an additional movable link has been developed. Analytical researches of the basic geometrical parameters of the car are carried out. The relationship between different geometric parameters of the spatial seven-link mechanism is established, which makes it possible to determine the rational ratios of the lengths of the links of the mechanism. A special drive design has been developed to realize the rotation of the drive shaft of the machine with simultaneous reciprocating movement, mathematical dependences are obtained to calculate the main design parameters of the drive to ensure pressure angles in the kinematic pair slider-guide within acceptable limits. The obtained mathematical dependences can be used by the relevant machine-building enterprises at the stage of designing galvanizing types of equipment with tanks performing complex spatial motion.
Key words: redundant communication, spatial mechanism, working capacity, degree of mobility, statically defined mechanism.

References

1. Willy A. Bachofen (WAB). Willy A. Bachofen AG, Maschinenfabrik. URL: https://www.wab-group.com/en/ (access date: 09.11.2020).
2. Marigo M., Stitt E.H. Discrete Element Method (DEM) for Industrial Applications: Comments on Calibration and Validation for the Modelling of Cylindrical Pellets. KONA Powder and Particle Journal. 2015. No 32, P. 236–252.
3. Marigo M. Discrete element modelling (DEM) input parameters: understanding their impact on model predictions using statistical analysis / Z. Yan, SK. Wilkinson, EH. Stitt, M. Marigo // Computational Particle Mechanics – 2014. – No 2. (Vol. 3). – P. 283–299.
4. Zaliubovskyi M.H. Mashyny zi skladnym rukhom robochykh yemkostei dlia obrobky polimernykh detalei : monohrafiia / M.H.Zaliubovskyi, I.V. Panasiuk, V.V. Malyshev. – K. : Universytet «Ukraina», 2018. – 228 s.
5. Zalyubovskyi M.G. Experimental investigation of the handling process of polymeric units in a machine with a compacted space movement of working capacity / Zalyubovskyi M.G., Panasyuk I.V., Smirnov Y.I., Klaptsov Y.V., Malyshev V.V. // Bulletin of the Kyiv National University of Technologies and Design. – 2019. – Vol. 2. – P. 24–32.
6. Zaliubovskyi M.H. Eksperymentalne doslidzhennia vplyvu rezhymiv rukhu robochoho masyvu ta obiemu zapovnennia yemkosti na intensyvnist viddilennia metalevykh detalei vid lyvnykiv / M.H. Zaliubovskyi, I.V. Panasiuk // Visnyk Kyivskoho natsionalnoho universytetu tekhnolohii ta dyzainu. – 2020. – №1 (142). – S. 27–38.
7. Evgrafov A.N. Geometriya i kinematika mehanizma turbulentnogo smesitelya / A.N. Evgrafov, G.N. Petrov // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. – SPb : Izd-vo SPbGPU, 2011. – S. 701–708.
8. Zalyubovskii M. G. On the study of the basic design parameters of a seven-link Spatial mechanism of a part processing machine / M. G. Zalyubovskii, I. V. Panasyuk // International Applied Mechanics, 56, issue 1, April 2020, r. 54–64.
9. Antonyuk E.Ya. Dynamic system of an engine with spatially rocking links: a mathematical model / E.Ya. Antonyuk, V.Sakhamov, N. I. Koval // International Applied Mechanics, 46, No. 9, 2010, P. 1039–1049.
10. Antonyuk E. Ya. Motion of an articulated vehicle with two-dimensional sections subject to lateral obstacles / E. Ya. Antonyuk, A. Zabuga // International Applied Mechanics, 52, No 4, 2016, P. 404–412.
11. Reshetov L.N. Konstruirovanie racionalnyh mehanizmov / Reshetov L.N. – Izd. 2-e, pererabot. i dop. – M. : Mashinostroenie, 1972. – 256 s.
12. Kozhevnikov S.N. Osnovaniya strukturnogo sinteza mehanizmov / Kozhevnikov S.N. – K. : Nauk. dumka, 1979. – 232 s.
13. Kozhevnikov S.N. Mehanizmy / S.N. Kozhevnikov, Ya.I. Esipenko, Ya.M. Raskin. – M. : Mashinostroenie, 1965. – 1060 s.
14. Patent №126647, MPK B01F 11/00 (2018.01). Mashyna dlia obrobky detalei / Zaliubovskyi M.H., Panasiuk I.V. ; zaiavnyk ta patentovlasnyk Kyivskyi natsionalnyi universytet tekhnolohii ta dyzainu. – № u201801469 ; zaiav. 15.02.2018, opub. 25.06.2018, biul. № 12.
15. Patent №127438, MPK B24V 31/00 (2018.01). Mashyna dlia obrobky detalei / Zaliubovskyi M.H., Panasiuk I.V. ; zaiavnyk ta patentovlasnyk Kyivskyi natsionalnyi universytet tekhnolohii ta dyzainu – № u201803397 ; zaiav. 30.03.2018, opub. 25.07.2018, biul. № 14.
16. Patent №89571, MPK B01F 11/00. Mashyna dlia obrobky detalei / Panasiuk I.V., Zaliubovskyi M.H. ; zaiavnyk ta patentovlasnyk Kyivskyi natsionalnyi universytet tekhnolohii ta dyzainu. – № u201313728 ; zaiav. 26.11.2013, opub. 25.04.2014, biul. № 8.
17. Artobolevskij I.I. Teoriya mashin i mehanizmov / Artobolevskij I.I. – M. : Nauka, 1988. – 640 s.
18. Pyshchykov V.O. Proektuvannia shveinykh mashyn : navchalnyi posibnyk dlia VNZ za spetsialnistiu “Obladnannia lehkoi promyslovosti ta pobutovoho obsluhovuvannia” / V.O. Pyshchykov, B.V. Orlovskyi. – K. : Vydavnycho-polihrafichnyi dim “Format”, 2007. – 320 s.