Майструк Павло Володимирович. Синтез дискретно-континуальних міжрезонансних коливальних систем вібраційних машин з електромагнітним приводом. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття освітньо-наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 131 – Прикладна механіка. Національний університет «Львівська політехніка», Міністерство освіти та науки України, Львів – 2023.
Враховуючи необхідність впровадження енергоефективних технології в галузі машинобудування, у вступі обґрунтовано актуальність подальших наукових досліджень під час створення високоефективного вібраційного технологічного обладнанням. Поширені одно- та двомасові механічні коливальні системи (МКС) не дозволяють максимально реалізувати динамічний потенціал вібраційних машин. Існуючі тримасові вібраційні машини, що здатні працювати у високоефективних міжрезонансних режимах роботи, мають низку недоліків, пов’язаних з їх реалізацією в якості промислового обладнання. Встановлено, що дослідження, проектування та впровадження нових високоефективних конструкцій вібраційних машин, створення нових методів їх розрахунку є актуальною проблематикою наукових досліджень в галузі вібраційної техніки, для вирішення якої в дисертаційній роботі було сформовано мету та завдання подальших теоретичних та експериментальних досліджень.
Для пошуку перспективних рішень в сфері впровадження високоефективних вібраційних машин, було проведено аналіз сучасних тенденцій розвитку вібраційного технологічного обладнання, зокрема порівняно одномасові, двомасові, псевдотримасові та тримасові міжрезонансні МКС. Описано їх конструкції та режими роботи при експлуатації в промисловості. Вкотре доведено, що тримасові міжрезонансні МКС є найбільш придатними структурами для реалізації високоефективних режимів роботи вібраційних машин.
Проаналізовано існуючі тримасові вібраційні машини з найпоширенішими типами приводу: інерційним, кривошипно-шатунним та електромагнітним. На основі огляду конструкції та принципу роботи високоефективного тримасового міжрезонансного вібраційного транспортера-сепаратора з кривошипно-шатунним механізмом, що поєднує одночасно дискретну та континуальну структури, відзначено перспективність запропонованої гібридної МКС. Поряд з тим, виокремлено деякі недоліки використання кривошипно-шатунних механізмів в якості приводу вібраційних машин, серед яких наявність рухомих з’єднань, що зменшують надійність даних конструкцій, та складність процесу запуску даного типу вібраційного технологічного обладнання. Визначено, що використання тримасових міжрезонансних вібраційних машин з інерційним приводом також має низку недоліків, зокрема складність входу в міжрезонансну зону коливань та неможливість отримати надлегку реактивну масу для забезпечення високої енергоефективності функціонування. Розглянуто існуючі зразки тримасових вібраційних машин з електромагнітним приводом та обґрунтовано доцільність використання даного типу приводу для реалізації високоефективних режимів роботи.
На основі аналізу літературних джерел сформовано ідею подальших дисертаційних досліджень, що полягає у застосуванні континуальних ділянок з розподіленими параметрами в дискретних МКС вібраційних машин з електромагнітним приводом. Гіпотеза, що забезпечує реалізацію даної ідеї, зводиться до введення в дискретну МКС континуальної ділянки у вигляді пластини, яка володіє малими інерційними та жорсткісними параметрами, що дозволить електромагнітному приводу ефективно збурювати дану систему.
В якості першого етапу опису дискретно-континуальної МКС вібраційного столу з електромагнітним приводом, було сформовано еталонну дискретну модель тримасової МКС. Встановлено інерційно-жорсткісні та силові параметри еталонної дискретної тримасової системи, визначено її енергоефективність у порівнянні з двомасовою МКС. Отримано графіки амплітудно-частотних характеристик дискретних МКС.
Згідно запропонованої концепції побудови дискретно-континуальної МКС вібраційної машини з електромагнітним приводом, розроблено принципову схему дискретно-континуальної міжрезонансної МКС та запропоновано конструктивне рішення кріплення континуальної ділянки в проміжній масі. Сформовано розрахункову схему кріплення пластини. Пластина є симетрично закріплена за допомогою чотирьох шарнірних опор, що розташовані по її периметру. При цьому континуальну ділянку можна поділити на два крила та середину. Запропоновані умови закріплення пластини та розрахунок її параметрів, а саме першої власної частоти коливань, не були описані в літературних джерелах. Тому одним з основних завдань даних дисертаційних досліджень було розроблення методології розрахунку першої власної частоти коливань пластини, як континуальної ділянки, для її ефективного поєднання з дискретною моделлю міжрезонансної МКС. Для цього було запропоновано чотири методи розрахунку власної частоти коливань континуальної ділянки.
