vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2024-18-1-46-51CGMVUQvimjour-562Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTМоделирование динамики вибрационного измельчителя кормового зернаSimulating Dynamics of Feed Grain Vibration GrinderИвановН. М.IvanovN. M.

Иванов Николай Михайлович - член-корреспондент РАН, профессор, доктор технических наук, главный научный сотрудник.

р.п. Краснообск, Новосибирская область

Nikolay M. Ivanov - corresponding member of the Russian Academy of Sciences, professor, Dr.Sc.(Eng.), chief researcher.

Krasnoobsk, Novosibirsk Region

sibime@sfsca.ruЛевинА. М.LevinA. M.

Левин Алексей Михайлович - кандидат технических наук, докторант.

р.п. Краснообск, Новосибирская область

Alexey M. Levin - Ph.D.(Eng.), doctoral student.

Krasnoobsk, Novosibirsk Region

lev-alex@mail.ruФедоренкоИ. Я.FedorenkoI. Ya.

Федоренко Иван Ярославович - доктор технических наук, профессор.

Барнаул

Ivan Ya. Fedorenko - Dr.Sc.(Eng.), professor.

Barnaul

ijfedorenko@mail.ruСибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наукРоссияSiberian Federal Scientific Center of Agro-Bio Technologies of the Russian Academy of SciencesRussian FederationАлтайский государственный аграрный университетРоссияAltai State Agricultural UniversityRussian Federation2024240320241814651Copyright © Иванов Н.М., Левин А.М., Федоренко И.Я., 20242024Иванов Н.М., Левин А.М., Федоренко И.Я.Ivanov N.M., Levin A.M., Fedorenko I.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/562

Отметили возможность реализации вибрационного способа измельчения кормового зерна. Однако предпочтение следует отдавать таким динамическим схемам этих машин, которые способствуют энергосбережению и повышению надежности всей конструкции. В связи с этим заслуживает большого внимания вибрационный измельчитель, предложенный в Патенте RU 2688424C1. (Цель исследования) Повысить технический уровень вибрационных измельчителей кормового зерна на основе использования эффектов самосинхронизации вибровозбудителей и антирезонанса рабочих органов. (Материалы и методы) Получили математическую модель динамики рабочих органов данного типа вибрационных измельчителей кормового зерна, учитывающую их конструктивные особенности и взаимодействие рабочих органов с технологической средой. (Результаты и обсуждение) Установлено, что для эффективного осуществления технологического процесса требуются встречное вращение дебалансных валов и настройка рабочих органов на антирезонансный режим работы. Экспериментально подтверждена стабильная самосинхронизация вибровозбудителей в режиме антирезонанса рабочих органов, хотя фазировка дебалансных валов отличалась от теоретической величины 180 градусов и составляла 168-170 градусов. Такое отклонение не оказывает негативного влияния на технологический процесс измельчения. Следовательно, первоначальная гипотеза о совместном проявлении эффектов самосинхронизации вибровозбудителей и антирезонанса рабочих органов нашла свое теоретическое и экспериментальное подтверждение. (Выводы) Получены математические модели динамики рабочих органов вибрационных измельчителей кормового зерна, учитывающие их конструктивные особенности и взаимодействие с технологической средой. Установлено, что для осуществления технологического процесса на эффективном уровне требуются встречное вращение дебалансных валов, приводящее к самосинхронизации вибровозбудителей, и настройка рабочих органов на антирезонансный режим.

The paper notes the feasibility of a vibration-based method for feed grain grinding. However, preference should be placed on dynamic machine configurations that enhance energy efficiency and increase the overall structural reliability. In this regard, it is worth considering the vibration grinder proposed in Patent RU 2688424C1. (Research purpose) The study aims to improve the technical capabilities of feed grain vibration grinders through the utilization of self-synchronization effects in vibration exciters and anti-resonance in working components. (Materials and methods) The authors developed a mathematical model for the dynamics of the working bodies in this type of a grain vibration grinder, taking into consideration the design of these bodies and their interaction with the technological environment. (Results and discussion) The findings show that effective execution of the technological process requires counter-rotating unbalance shafts and fine-tuning the working bodies to operate in an anti-resonance mode. The experiment confirms stable self-synchronization of vibration exciters in the anti-resonance mode of the working bodies, although the phasing of the unbalance shafts deviates slightly from the theoretical 180-degree mark, measuring between 168 and 170 degrees. This deviation does not have an adverse impact on the grinding process. As a result, the initial hypothesis combining the effects of self-synchronization in vibration exciters and anti-resonance in working bodies has received both theoretical and experimental confirmation. (Conclusions) It has been established that effective implementation of the technological process necessitates the counter-rotation of unbalance shafts, resulting in the self-synchronization of vibration exciters, and adjustment of the working bodies to an anti-resonance mode.

кормовое зерновибрационный измельчительсамосинхронизация вибровозбудителейантирезонанс рабочих органовконструкции вибрационного измельчителяfeed grainvibration grindervibration exciters self-synchronizationworking bodies anti-resonancevibration grinder designReferencesЛевин А.М. Экспериментальная оптимизация процесса вибрационного измельчения кормового зерна // Вестник Омского ГАУ. 2023. N1(49). С. 161-168. DOI: 10.48136/2222-0364_2023_1_161.Levin A.M. Experimental optimization of the vibratory grinding process of fodder grain. Vestnik of Omsk SAU. 2023. N1(49). 161-168 (In Russian). DOI: 10.48136/2222-0364_2023_1_161.Федoрeнкo И.Я., Левин А.М., Табаев А.В. Морфологический анализ вибрационных измельчителей кормового зерна // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. N1(183). С. 156-163. EDN: NAEPUL.Fedorenko I.Ya., Levin A.M., Tabaev A.V. Morphological analyses of vibration crushers of fodder grain. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2020. N1(183). 156-163 (In Russian). EDN: NAEPUL.Крупенин В.Л. Ударные и виброударные машины и устройства // Вестник научно-технического развития. 2009. N4(20). С. 3-32.Krupenin V.L. Shock and vibration impact machines and devices. Bulletin of Science and Technical Development. 2009. N4(20). 3-32 (In Russian).Картавый А.Н. Ресурсосберегающие принципы конструирования технологических вибрационных машин // Горное оборудование и электромеханика. 2009. N3. С. 28-37. EDN: JXCCRB.Kartavyy A.N. Resource-saving principles of technological vibration machines construction. Mining Equipment and Electromechanics. 2009. N3. 28-37 (In Russian). EDN: JXCCRB.Шишкин Е.В., Казаков С.В. Анализ динамики вибрационной конусной дробилки // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2015. N3. С. 82 87. EDN: UNRYWX.Shishkin E.V., Kazakov S.V. Analysis of the dynamics of a vibrating cone crusher. Avtomatizirovannoe proektirovanie v mashinostroenii. 2015. N3. 82-87 (In Russian). EDN: UNRYWX.Shishkin E.V., Kazakov S.V. Application of vibratory-percussion crusher for disintegration of supertough materials. IOP. Ser.: Earth Environ. Sci. 2017. 87 022018. DOI: 10.1088/1755-1315/87/2/022018.Shishkin E.V., Kazakov S.V. Application of vibratory-percussion crusher for disintegration of supertough materials. Earth Environ. Sci. 2017.87 022018 (In English). DOI: 10.1088/1755-1315/87/2/022018.Kazakov S., Shishkin E. Vibrational dynamic system for the reduction of solid materials/ Vibroengineering PROCEDIA. Vol. 25. 2019. 65-69. DOI: 10.21595/vp.2019.20808.Kazakov S.V., Shishkin E.V., Vibrational dynamic system for the reduction of solid materials. Vibroengineering PROCEDIA. Vol. 25. 2019. 65-69 (In English). DOI: 10.21595/vp.2019.20808.Blekhman I.I. Vibrational mechanics: nonlinear dynamic effects, genera approach, applications. Singapore, New Jersey, London, Hong Kong: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 2000. 509. DOI: 10.1142/9789812794659.Blekhman I.I. Vibrational mechanics: nonlinear dynamic effects, general approach, applications. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 2000. 509 (In English). DOI: 10.1142/9789812794659.Chunyu Zhao, Bin He, Junjiang Liu, et al. Design method of dynamic parameters of a self-synchronization vibrating system with dual mass. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part K: Journal of Multi-body Dynamics, Prepublished January 29, 2017. DOI: 10.1177/1464419316689643.Chunyu Zhao, Bin He, Junjiang Liu, et al. Design method of dynamic parameters of a self-synchronization vibrating system with dual mass. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K. Journal of Multi-body Dynamics. (In English). DOI: 10.1177/1464419316689643.Panovkо G., Shokhin A. Dynamics features of a resonant vibromachine with self-synchronizing inertial vibroexciters in the presence of vibration limiter. Journal of Vibroengi­neering. 2021. Vol. 23. Iss. 8. 1727. DOI: 10.21595/jve.2021.22127. EDN: TUNZHJ.Panovko G., Shokhin A. Dynamics features of a resonant vibromachine with self-synchronizing inertial vibroexciters in the presence of vibration limiter. Journal of Vibroengineering. 2021. Vol. 23. Is. 8. DOI: 10.21595/jve.2021.22127. EDN: TUNZHJ.Drincha V.M., Tsench Yu.S. Fundamentals and prospects for the technologies development for post-harvest grain processing and seed preparation. Agricultural machinery and technologies. 2020. Vol. 14. N4. 17-25. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-17-25.Drincha V.M., Tsench Yu.S. Fundamentals and prospects for the technologies development for post-harvest grain processing and seed preparation. Agricultural machinery and technologies. 2020. Vol. 14. N4. 17-25 (In English). DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-17-25.Пановко Г.Я., Шохин А.Е. Некоторые аспекты моделирования динамики резонансных вибромашин // Вестник научно-технического развития. 2014. N1(77). С. 25-36. EDN: SNRHKT.Panovko G. Ya., Shokhin A.E. Some aspects of modeling the dynamics of resonant vibratory machines. Bulletin of Science and Technical Development. 2014. N1(77). 25-36 (In Russian).Шохин А.Е., Никифоров А.Н. Саламандра К.Б. Экспериментальный анализ колебаний двухмассовой системы с самосинхронизирующимися инерционными вибровозбудителями // Вестник научно-технического развития. 2017. N12(124). С. 58-65.Shokhin A.E., Nikiforov A.N., Salamandra K.B. Experimental analysys of oscillations of a twomass system with self-synchronizing inertial exciters. Bulletin of Science and Technical Development. 2017. N12(124). 58-65 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.