Статья
| Наименование | Исследование напряженно-деформированного состояния валков валковых дробильных машин с подвижными рабочими органами | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Машиностроение | ||||
| Год | 2025 | Выпуск | 84 | Страницы | 121 - 128 |
| УДК | 621.926.323 | EDN | QUYCSU | ||
| Аннотация | Работа посвящена изучению надежности валковых дробильных машин, применяемых в агломерационном производстве для дробления твердого топлива. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния рабочего органа при ударно-переменных, многоцикловых нагрузках, возникающих в процессе дробления материала при использовании зубчатой муфты и муфты пальцевой с эластичным элементом дискового типа. Установлено, что при использовании зубчатой муфты наблюдается превышение допустимых пределов напряжений на хвостовике вала под муфту в 1,2…1,3 раза, на хвостовике вала под контргайку — в 1,3…1,4 раза. Для снижения возникающих напряжений предложено использовать муфту пальцевую с эластичным элементом дискового типа. Результаты математического моделирования, выполненного с помощью конечно-элементного метода, реализованного посредством программного комплекса SolidWorks, указывают на снижение напряжений, возникающих в опасных сечениях хвостовика вала под муфту в 7,2 раза и хвостовика вала под контргайку в 1,5 раза при использовании предлагаемой муфты. Также установлено, что при использовании предлагаемой муфты напряжения, возникающие в процессе дробления, не превышают допустимые для стали 45Х при многоцикловых нагрузках. | ||||
| Реферат | Цель. Исследование надежности валковой дробильной машины с последующим внедрением разработанных предложений в производственные условия.
Методика. В исследованиях надежности валковых дробилок для расчета напряжений, возникающих в опасных сечениях вала валка, используется конечно-элементный метод, позволяющий анализировать конструкции со сложной геометрией. В работе задавались следующие граничные условия: статическое исследование; совместная сетка с контактом типа «Связанные»; основанию корпуса редуктора задавалось жесткое закрепление, а подшипниковым опорам валка — возможность перемещения перпендикулярно оси валка (крепление «Ролик/ползун»); сила прилагалась к бандажу валка (162,24 кН (для кокса сухого тушения, используемого в условиях агломерационного производства)); подшипниковым опорам задавалось крепление «Упругое основание» 6250 кН/м. Результаты. В результате исследований получены величины напряжений, возникающих в хвостовиках вала валка дробильной машины в процессе дробления твердого материала при использовании в приводе зубчатой муфты и муфты пальцевой с эластичным элементом дискового типа. Установлено, что использование предлагаемой муфты для передачи крутящего момента от редуктора к валку приводит к снижению значений напряжений на хвостовике вала под муфту в 7,2 раза, а на хвостовике вала под контргайку — в 1,5 раза. Научная новизна. Научная новизна представленной работы состоит в получении количественных зависимостей между типом муфты и уровнем напряжений, возникающих в хвостовиках вала валка. Практическая значимость. Техническое решение — замена зубчатой муфты на муфту пальцевую с эластичным элементом дискового типа, позволяющую снизить напряжения, возникающие в хвостовиках вала в процессе работы дробилки. |
||||
| Ключевые слова | валковая дробилка, привод, напряженно-деформированное состояние, многоцикловые нагрузки, надежность, конечно-элементный метод. | ||||
| Финансирование | |||||
| Список источников |
1. Яхьяев Н. Я., Кораблин А. В. Основы теории надежности и диагностика. М.: Академия, 2009. 256 с. EDN QNWWDX
2. Сугак Е. В. Прикладная теория надежности. Часть 1: Основы теории: учебник для вузов. СПб.: Лань, 2023. 276 с.
3. Birolini A. Reliability Engineering: Theory and Practice. Berlin, Heidelberg: Springer, 2017. 651 p.
4. Зубарев Ю. М. Основы надежности машин и сложных систем. СПб.: Лань, 2020. 180 с.
5. Дробильное оборудование предприятий черной металлургии. Конструкция и расчет / Д. А. Власенко, Э. П. Левченко, А. П. Жильцов, А. А. Харитоненко. Липецк: из-во Липецкого государственного технического университета, 2023. 142 с. EDN HCMGOP
6. Комплексный подход к улучшению качества твердого топлива в агломерационном производстве за счет усовершенствования четырехвалковой дробилки ДЧГ 900×700 / Д. А. Власенко, А. П. Жильцов, Р. С. Мележик, А. А. Харитоненко // Черные металлы. 2024. № 1. С. 32–37. DOI: 10.17580/chm.2024.01.05 EDN PLQFGA
7. Мележик Р. С. Анализ результатов повышения эффективности четырехвалковой дробилки ДЧГ 900×700 за счет модернизации привода // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2025. № 32. С. 63–69. DOI: 10.26160/2658-3305-2025-32-63-69 EDN GNZGHT
8. Фролов Ю. А. Агломерация: технология, теплотехника, управление, экология. М.: Металлургиздат, 2016. 672 с.
9. Когаев В. П. Расчет деталей машин на прочность при многоцикловом нагружении. М.: Машиностроение, 1985. 64 с.
10. Прохоренко В. П. SolidWorks. Практическое руководство. М.: Бином-Пресс, 2004. 448 с.
11. Алямовский А. А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. М.: ДМК Пресс, 2015. 464 с.
12. Мележик Р. С., Власенко Д. А Развитие теории динамики и повышение надежности привода валковых дробильных машин: монография. Москва; Вологда: Инфра-инженерия, 2025. 96 с. EDN EOXRLL
13. Мележик Р. С., Власенко Д. А. Анализ динамики и усовершенствование конструкции привода четырехвалковой дробилки // Известия высших учебных заведений. 2023. № 12 (765). С. 28–37. EDN HMEHSD
14. Мележик Р. С., Власенко Д. А. Исследование надежности и анализ повышения эффективности дробилки ДЧГ 900×700 с усовершенствованным приводом в условиях агломерационного цеха АМК ООО «ЮГМК» // Черные металлы. 2025. № 4. С. 4–10. DOI: 10.17580/chm.2025.04.01 EDN HEMUYE
15. Хажинский Г. М. Основы расчетов на усталость и длительную прочность. М.: Ленанд, 2016. 168 с.
16. Муфта пальцевая с эластичным элементом дискового типа: пат. 210721 Рос. Федерация / Р. С. Мележик, Д. А. Власенко, А. П. Жильцов, Я. Э. Крупнов; № 2021113946; заявл. 17.05.2021; опубл. 28.04.2022, Бюл. 20. 6 с.: ил.
17. Мележик Р. С., Власенко Д. А. Исследование динамики муфты пальцевой с эластичным элементом дискового типа в условиях ударных нагрузок // Вестник Донецкого национального технического университета. 2022. № 1 (27). С. 12–20. EDN OEBRAY
|
||||
| Полный текст |
|
||||