OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 201 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Энергетическая эффективность предлагаемой конструкции На основании совокупности проведенных исследований определены рациональные параметры предлагаемой конструкции жерновой мельницы: момент инерции подвижного жернова 25,185 кг·м²; движущий момент 280…300 Н·м; межопорные расстояния h1 = h2 = 0,58 м; допустимый эксцентриситет не более 1,0 мм. При указанных параметрах потребляемая мощность на приводном валу жернова составила P = 10,5 кВт, тогда как для промышленного прототипа АВР 6-890 аналогичный показатель равен 21 кВт. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает снижение потребляемой мощности на 50 % при сохранении производительности 490 кг/ч. Столь значительная экономия энергии обусловлена комплексным эффектом: уменьшение момента инерции жернова на 37,7 % снижает не только инерционную составляющую крутящего момента, но и диссипативные потери, пропорциональные угловой скорости. Полученный результат согласуется с теоретическими положениями динамики цикловых машин [25, 26], согласно которым энергозатраты на разгон и поддержание движения вращающегося рабочего органа прямо пропорциональны его моменту инерции. Вместе с тем следует отметить, что при уменьшении массы жернова необходимо контролировать стабильность процесса измельчения, поскольку снижение инерциРис. 11. Зависимость реакции в опоре B от величины смещения оси вращения жернова относительно его геометрической оси Fig. 11. Dependence of the support forces in support B on the eccentricity of the millstone rotation axis relative to its geometric axis онности может вызвать повышение чувствительности частоты вращения к пульсациям нагрузки. Данный вопрос требует дополнительных экспериментальных исследований с использованием реальных партий зерна различных кондиций. Заключение Авторами разработана динамическая модель механизма жерновой мельницы и проведен комплексный параметрический анализ, направленный на определение рациональных конструктивно-кинематических параметров, которые обеспечивают снижение энергопотребления. Основные результаты и выводы состоят в следующем. 1. На основе принципа Даламбера сформирована система уравнений движения вала с подвижным жерновом, учитывающая эксцентриситет оси вращения. Дифференциальное уравнение второго порядка решено методом Рунге – Кутта четвертого порядка, реакции в опорах определены на каждом временном шаге путем решения матричного уравнения. Разработанная динамическая модель может быть использована на этапе проектирования жерновых установок различной производительности. 2. Установлено, что уменьшение момента инерции подвижного жернова с 40,388 до 25,185 кг·м² (на 37,7 %) приводит к сокращению времени разгона вала до установившейся частоты вращения с 12,2…15,7 с до 7,2…0010,0 с (на 35–41 %) в диапазоне движущих моментов 300…500 Н·м. 3. Показано, что снижение момента инерции жернова обеспечивает уменьшение максимальных реакций в наиболее нагруженной опоре B с 1000…1700 Н (для прототипа) до 600…1000 Н (для предлагаемой конструкции), что составляет снижение на 40–42 % и благоприятно сказывается на ресурсе подшипниковых узлов. 4. Определены рациональные межопорные расстояния, составляющие h1 = h2 = 0,58 м, и установлены допустимые значения точности изготовления оси вращения подвижного жернова, при этом эксцентриситет не должен превышать 0,5…1,0 мм, а реакция в опоре B должна быть не более 360…700 Н. 5. Для предлагаемой конструкции с выбранными параметрами (JOZ = 25,185 кг·м², M = = 280…300 Н·м) потребляемая мощность на
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1