ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 193 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Динамическое моделирование и выбор рациональных параметров механизма жерновой мельницы с целью снижения энергопотребления Юрий Подгорный 1, a, *, Владимир Иванцивский 1, b, Татьяна Мартынова 1, c, Аягма Жаргалова 2, d, Цзыци Тун 2, e, Егор Рожнов 1, f, Глеб Драч 2, g, Алексей Морозов 2, h 1 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия 2 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, г. Москва, 105005, Россия a https://orcid.org/0000-0002-1664-5351, pjui@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0001-9244-225X, ivancivskij@corp.nstu.ru; c https://orcid.org/0000-0002-5811-5519, martynova@corp.nstu.ru; d https://orcid.org/0000-0002-6251-1004, azhargalova@bmstu.ru; e https://orcid.org/0009-0008-6174-3234, tongziqi29@gmail.com; f https://orcid.org/0009-0003-6779-0553, EgoRozhnov@yandex.ru; g https://orcid.org/0009-0005-7618-2896, drach1254@gmail.com; h https://orcid.org/0009-0002-1846-7592, 2809322@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 1 с. 193–206 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.1-193-206 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.926.4:531.3:519.876.5 История статьи: Поступила: 01 января 2026 Рецензирование: 14 января 2026 Принята к печати: 14 февраля 2026 Доступно онлайн: 15 марта 2026 Ключевые слова: Жерновая мельница Динамическая модель Момент инерции Метод Рунге – Кутта Реакции опор Потребляемая мощность Энергоэффективность Финансирование Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках Тематического плана НИР НГТУ по проекту ТППТМ-1_26. Благодарности Исследования выполнены на оборудовании ИЦ «Проектирование и производство высокотехнологичного оборудования». АННОТАЦИЯ Введение. Жерновые мельницы занимают особое место среди измельчающего оборудования пищевой промышленности, поскольку обеспечивают получение муки с высоким содержанием биологически ценных компонентов зерна за счет многократного воздействия рабочих поверхностей на перерабатываемый материал. Вместе с тем существующие промышленные конструкции жерновых установок характеризуются значительным энергопотреблением, обусловленным высокими моментами инерции подвижных жерновов. В условиях курса на импортозамещение и модернизацию предприятий по переработке зерна возникает потребность в создании нового энергоэффективного оборудования, отвечающего современным требованиям к производительности и удельному потреблению энергии. Несмотря на многолетнюю историю применения жерновых мельниц, вопросы выбора рациональных инерционно-массовых и конструктивных характеристик подвижного жернова и их влияния на динамические параметры привода и реакции в опорах остаются малоисследованными. Цель работы: снижение потребляемой мощности жерновой мельницы на основе разработки динамической модели механизма и определения рациональных конструктивно-кинематических параметров установки. Методы исследования. На основе принципа Даламбера сформирована система дифференциальных уравнений движения вала с диском (жерновом), учитывающая эксцентриситет оси вращения относительно геометрической оси жернова. Закон движения определен численным интегрированием методом Рунге – Кутта четвертого порядка при варьировании моментов инерции подвижного жернова (25,185…40,388 кг·м2) и движущих моментов (250…500 Н·м). Реакции в опорах вычислены путем решения матричных уравнений статического равновесия с привлечением ранее найденных кинематических характеристик. Проведен параметрический анализ влияния межопорных расстояний и точности изготовления на величину опорных реакций. Результаты и обсуждение. Установлено, что уменьшение момента инерции подвижного жернова с 40,388 до 25,185 кг·м2 приводит к сокращению времени разгона вала до установившейся частоты вращения с 12,2…15,7 до 7,2…10,0 секунды и к снижению максимальных реакций в наиболее нагруженной опоре с 1000…1700 до 600…1000 Н в диапазоне движущих моментов 300…500 Н·м. Показано, что рациональное межопорное расстояние составляет 0,58 м, а допустимое смещение оси вращения относительно геометрической оси жернова не должно превышать 0,5…1,0 мм, при котором реакция в опоре не превышает 360…700 Н. Для предлагаемой конструкции с моментом инерции жернова 25,185 кг·м2 и движущим моментом 280…300 Н·м потребляемая мощность на приводном валу составила 10,5 кВт, что на 50 % ниже по сравнению с промышленной мельницей АВР 6-890 (21 кВт) при аналогичной производительности 490 кг/ч. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности конструктивного облегчения подвижного жернова как эффективного пути повышения энергоэффективности жерновых мельниц. Для цитирования: Динамическое моделирование и выбор рациональных параметров механизма жерновой мельницы с целью снижения энергопотребления / Ю.И. Подгорный, В.В. Иванцивский, Т.Г. Мартынова, А.Д. Жаргалова, Ц. Тун, Е.Е. Рожнов, Г.А. Драч, А.А. Морозов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 1. – С. 193–206. – DOI: 10.17212/19946309-2026-28.1-193-206. ______ *Адрес для переписки Подгорный Юрий Ильич, д.т.н., профессор Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия Тел.: 8 (383) 346-17-79, e-mail: pjui@mail.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1