Динамический и прочностной анализ системы главного привода при проектировании моечной машины нового типа для овощей и фруктов
Авторы: Буй В.Ф., Гаврюшин С.С., Фунг В.Б., Даниленко Т.К., Данг Х.М., Прокопов В.С.
Опубликовано в выпуске: #4(100)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-4-1970
Раздел: Механика | Рубрика: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
Представлена барабанная моечная машина нового типа, в основе которой способ мытья овощей вручную. Основной приводной частью машины является кривошипно-шатунный механизм с пружинами. Процесс проектирования главного привода предложено проводить в два этапа: динамическое исследование и прочностной анализ. В ходе динамического исследования отмечено влияние жесткости пружины на уменьшение динамических реакций в парах кривошипно-шатунного механизма и требуемой мощности двигателя, т. е. на уменьшение вибрации и потребления энергии машины. Прочностной анализ выполнен с использованием многоцелевого конечно-элементного комплекса ABAQUS. При проектировании можно выбрать набор допустимых параметров главного привода машины. Полученный результат применяется для создания прототипа моечной машины нового типа для овощей и фруктов.
Литература
[1] Мокрушин Ю.А., Шамин В.Ю. Необходимость совершенствования проектирования технологических процессов в машиностроении. Известия высших учебных заведений. Технические науки, 2013, № 1 (25), c. 123–130.
[2] Dang H.M., Phung V.B., Nguyen V.D., Tran T.T. Multifunctional fruit and vegetable washer. VN Patent Application No. VN2019324A2, 2019 (In submission).
[3] Яманин А.И., Жуков В.А., Барышников С.О. Силовой анализ поршневого двигателя с использованием динамических моделей кривошипно-шатунного механизма. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, 2018, № 1, c. 191–200.
[4] Arakelian V., Briot S. Balancing of linkages and robot manipulators. Advanced methods with illustrative examples. The Netherlands, Springer, 2015, 271 p.
[5] Frischknecht B.D., Howell L.L., Magleby S.P. Crank-slider with spring constant force mechanism. ASME 2004 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. American Society of Mechanical Engineers Digital Collection, 2004. DOI: 10.1115/DETC2004-57318
[6] Tarnita D., Bolcu D. Contributions on the dynamic synthesis of crank-slider mechanisms actuated by springs. 12th IFToMM World Congress, Besançon, France, June 18–21, 2007.
[7] Jensen B.D, Howell L.L. Bistable configurations of compliant mechanisms modeled using four links and translational joints. ASME. J. Mech. Des, 2004, no. 126(4), pp. 657–666.
[8] Tian Q., Flores P., Lankaran, H.M. A comprehensive survey of the analytical, numerical and experimental methodologies for dynamics of multibody mechanical systems with clearance or imperfect joints. Mechanism and Machine Theory, 2018, no. 122, pp. 1–57.
[9] Phuong B.V., Gavriushin S.S., Minh D.H., Binh P.V., Duc N.V. Application of a novel model “Requirement – Object – Parameter” for design automation of complex mechanical system. Advances in Intelligent Systems. Computer Science and Digital Economics, CSDEIS2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 1127, Springer, Cham.
[10] Орешин Е.Е., Логинов Г.А., Устроев А.А. Теоретические и экспериментальные исследования процесса мойки картофеля в барабанной машине. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2014, № 85, c. 36–45.
[11] Паульс В.Ю., Гайворон М.А. Результаты экспериментальных исследований моечной машины с эллиптическим барабаном. Сб. статей II Всерос. (национальной) науч.-практич. конф. “Современные научно-практические решения в АПК”. Тюмень, Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2018, c. 408–413.
[12] Hibbeler R.C. Engineering Mechanics: Dynamics. Pearson Education, Inc., 2016, 791 p.
[13] Фаворин М.В. Моменты инерции тел. Справочник. Москва, Машиностроение, 1970, 513 с.
[14] Nga N.T.T., Minh D.H., Hanh N.T.M., Binh P.V., Phuong B.V., Thanh-Phong Dao, Duc V.N. Dynamic analysis and multi-objective optimization of slider-crank mechanism for an innovative fruit and vegetable washer. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments (JMERD) (accepted January 2020).
[15] Mariti L., Mucino V.H., Pennestrí E., Cavezza A., Gautam M., Valentini P.P. Optimization of a high-speed deployment slider–crank mechanism: A design charts approach. Journal of Mechanical Design, 2014, vol. 136(7), 071004 (7 p.).