Koshel O. Enhancement of the Tumbling Machine Design for the Processing of Light-Industry Parts

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0826U003986

Applicant for

Specialization

  • 133 - Галузеве машинобудування

27-08-2026

Specialized Academic Board

PhD 15204

Kyiv National University of Technologies and Design

Essay

The dissertation is devoted to the analytical and experimental investigation of the spatial complex motion of a technological bulk of parts in the working chamber of a tumbling machine intended for processing light industry parts, which is обусловлено by the necessity to improve its design with the possibility of generating technologically required modes of parts motion. An analytical review of scientific publications devoted to bulk processing of light industry parts has been carried out. A general review of processes and machines for processing parts in working chambers moving in space has been performed. Particular attention has been paid to the analysis of scientific works dealing with the issues of mechanical processing technology of parts in machines with complex motion of the working chamber. An analytical study of the parameters of an improved-design machine for processing light industry parts with complex spatial motion of a cylindrical working chamber has been conducted. The linear velocities and accelerations of a point of the working bulk of parts have been determined; investigations of the forces and motion modes of the working bulk of parts under their action in a cylindrical chamber performing complex spatial motion have been carried out. Analytical investigations of the influence of the inclination angle of the cylindrical chamber axis, as well as its radius and length, on the motion mode of the working bulk of parts in the improved-design machine have been performed. The development and investigation of an experimental improved-design machine for processing light industry parts with complex spatial motion of a cylindrical working chamber are presented. Technical requirements for the creation of an operating model have been determined, and the configuration of the machine drive system has been presented. A plan for the experimental analysis of the improved-design machine has been developed, and an experimental study of the influence of the inclination angle of the geometrical axis of the cylindrical working chamber, as well as its radius and length, on the motion modes of the bulk of parts in the machine chamber has been carried out. A comparison between the analytically obtained and experimentally obtained results has been performed, demonstrating the consistency of the results. Dynamic balancing of the movable mechanical system of the parts-processing machine has been carried out taking into account the mass-inertia characteristics of light industry parts. The counterweight mass has been calculated considering the design possibility of changing the counterweight arm length. The values of torques and their powers reduced to the driving shafts of the improved machine have been determined taking into account the mass-inertia characteristics of moving light industry parts. Electric motors, gear reducers, and couplings for the drives of the driving shafts of the relative and translational motions of the developed tumbling machine have been selected. Verification calculations have been performed, confirming compliance with strength conditions. The research results have been implemented and are successfully used in the educational process of Kyiv National University of Technologies and Design for students majoring in Specialty 133 Industrial Mechanical Engineering (G11 Mechanical Engineering).

Research papers

1. Zalyubovskii M., Panasyuk I., Koshel S., Koshel O., Akimova L. Synthesis and research of the spatial eight-link mechanism of the barreling machine. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024. № 3. С. 42-49. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/042

2. Залюбовський М.Г., Панасюк І.В., Кошель О.С. Визначення залежності між зміною режимів руху робочого масиву та конструктивними особливостями галтувальної машини типу «TURBULA». Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2022. № 6. C. 82-89. DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6-82-88

3. Кошель С.О., Кошель Г.В., Залюбовський М.Г., Кошель О.С. Структурний аналіз механізмів четвертого класу з трьома складними ланками. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2023. № 4. С. 168-180. DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2023-323-4-168-179.

4. Залюбовський М.Г., Панасюк І.В., Кошель О.С. Визначення екстремальних значень реакцій у кінематичних парах галтувальної машини, у якій ємність здійснює складний просторовий. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2023. № 5. С. 74-80. DOI https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2023-325-5-74-80.

5. Кошель С.О., Кошель Г.В., Залюбовський М.Г., Кошель О.С. Кінематичне дослідження механізму четвертого класу з трьома поступальними та іншими обертальними кінематичними парами. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2023. № 6. С. 194-198. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-329-6-194-198.

6. Залюбовський М.Г., Заїка О. , Кошель О.С., Кошель Г.В. Параметричний синтез статично визначених просторових механізмів галтувальних машин. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2024. № 1. С. 347-355. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-331-53.

7. Koshel S., Koshel G., Zalyubovskyi M., Koshel О. Determining the accelerations of points of a planar eight-link third-class mechanism using graph-analytical method. Proceedings of Odessa Polytechnic University. 2024. № 1(69). P. 16-22. DOI: https://doi.org/10.15276/opu.1.69.2024.02.

8. Залюбовський М.Г., Панасюк І., Кошель Г., Кошель О. Синтез та аналітичне дослідження просторового механізму з двома ступенями рухомості галтувальної машини. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2024. № 4. С. 80-90. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-339-4-13.

9. Залюбовський М.Г., Панасюк І., Кошель С., Кошель О., Романюк О. Синтез статично визначеного шарнірного просторового механізму галтувальної машини. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2025. Том 347, № 1. С. 77-83. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2025-347-10.

10. Koshel S., Koshel H., Zalyubovskii M., Popovichenko S., Koshel О. Structural analysis of a third-class ten-link mechanism with two complex links. Proceedings of Odessa Polytechnic University. 2025. № 1(71). P. 33-38. DOI: https://doi.org/10.15276/opu.1.71.2025.03.

11. Кошель О. С., Панасюк І. В. Визначення абсолютного лінійного прискорення точки робочої ємності просторового механізму галтувальної машини. Технології та інжиніринг. 2025. Т. 26. № 5. С. 31–38. DOI: https://doi.org/10.30857/2786-5371.2025.5.3.

12. Кошель О.С, Залюбовський М.Г., Кошель С.О., Кошель Г.В. Експериментальне дослідження впливу кута нахилу геометричної осі робочої ємності циліндричної форми у галтувальній машині удосконаленої конструкції на режими руху масиву деталей у технологічній ємності. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2026. Том 363 № 2. C. 50-57. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2026-363-6.

13. Кошель О.С., Залюбовський М.Г., Кошель С.О., Кошель Г.В. Експериментальне дослідження впливу радіуса циліндричної робочої ємності на режим руху масиву деталей у технологічній ємності галтувальної машини. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2026. № 3. C. 148-154. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2026-365-22.

14. Кошель О.С., Залюбовський М.Г., Кошель С.О., Кошель Г.В. Експериментальне дослідження впливу довжини ємності на рух масиву деталей у машині для обробки деталей. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2026. Том 37 (76), № 1. C. 7-15. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2026.1.1/02.

15. Кошель О.С., Панасюк І. В. Аналіз механізму з структурною групою ланок третього класу. Сучасні тенденції розвитку інженерії, технологій та транспорту: збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, 18-19 жовтня 2022 р. Хмельницький : ХНУ, 2022. С. 56-59.

16. Залюбовський М. Г., Панасюк І. В., Кошель О. С. Аналіз машин з рухомими робочими ємкостями для обробки деталей виробів легкої промисловості. Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем (КЗЯТПС – 2023): тези доповідей XІІІ Міжнародної науково-практичної конференції (м. Чернігів, 25–26 травня 2023 р.): у 2 т. Чернігів: НУ «Чернігівська політехніка», 2023. C. 99-101.

17. Кошель О.С., Залюбовський М. Г., Панасюк І. В. Удосконалення просторового механізму машини для поверхневої обробки деталей з можливістю регулювання режимів руху робочого масиву. Мехатронні системи : інновації та інжиніринг : тези доповідей VIІ Міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУТД, 2023. С. 38-40.

18. Кошель О.С., Панасюк І. В. Розробка конструкції машини для поверхневої обробки деталей індустрії моди. Мехатронні системи : інновації та інжиніринг : тези доповідей VIІІ Міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУТД, 2024. С. 43-45.

19. Кошель О.С., Панасюк І. В. Машина нової конструкції для обробки деталей легкої промисловості. Електромеханічні, інформаційні системи та нанотехнології: тези доповідей Міжнародної науково-практичної конференції EMIS 2025. Київ: КНУТД, 2025. С. 32-33.

20. Кошель О. С., Панасюк І. В. Удосконалення машини для обробки деталей індустрії моди. Сучасні технології промислового комплексу – 2025: матеріали ІХ Міжнародної науково-практичної конференції (17–19 вересня 2025 р.). Херсон, Хмельницький: ХНТУ, 2025. № 9. С. 129-131.

Files

Similar theses