The object of research, development or design (in Russian) : Кривошипно-ползунный механизм перемешивания, взбивания и взбалтывания

The object of research, development or design (in Kazakh) : Араластырғыш, илегіш және шайқағыш қос иінді сырғақты механизм

Aim of work (in Russian) : Исследование динамики кривошипно-ползунного механизма, качественно новых нелинейных явлений, предназначенных для осуществления силовой, энергетически и технологически эффективных процессов перемешивания-взбивания и взбалтывания суспензии, ориентированное на практическое приложение.

Aim of work (in Kazakh) : Практикалық қолданысқа бағдарланған, араластыру, илеу және шайқау технологиялық үдерістерін күштік, энергетикалық және технологиялық тиімді жүзеге асыратын қос иінді сырғақты механизмнің және оның жетілдірілген түрінің динамикасын, түбегейлі сапалық жаңа сызықты емес құбылыстарды зерттеу

Методы исследования (на русском) : Методы исследования являются аналитическими и численными. Был осуществлен анализ дифференциальных уравнений движения с сильными нелинейностями, построенные на основе уравнений Лагранжа второго рода, в зависимости от параметров нелинейных членов. Были выбраны для их решения асимптотические методы и численные методы при колебательно-и апериодически затухающем режимах движения.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері аналитикалық және сандық болып табылады. Екінші тектегі Лагранж теңдеулері негізінде құралған сызықты емес дифференциалдық қозғалыс теңдеулеріне сызықты емес мүшелердің параметрлеріне байланысты талдау жүргізілді. Тербелмелі және апериодты өшетін қозғалыс режимдерінде оларды шешудің асимптотикалық және сандық әдістері таңдалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Были разработаны методологии аналитического и численного решения дифференциальных уравнений механизма с сильными нелинейностями при колебательно-затухающем и апериодически затухающем режимах движения приводного элемента. В результате ее применения были получены зависимости угловой скорости приводного элемента от его угла поворота и угла поворота вала приводного двигателя от времени, и параметров неидеальной механической системы. Были получены результаты анализа влияния геометрических параметров механизма перемешивания- Были получены результаты анализа влияния геометрических параметров механизма перемешивания-взбивания и взбалтывания и физико-механических свойств жидкости, динамической характеристики источника энергии на кинематические величины движения кривошипа и поршня, на эффективность использования силы и энергии, на расход жидкости через отверстие поршня. Определены границы области устойчивости неидеальной системы при колебательно-затухающем и апериодически затухающем режимах движения приводного элемента. Результаты исследований были доложены в Симпозиуме, посвященном 60-летию журнала Теория Механизмов и машин, проходившем в Португалии, Гимарайнше, 26-28 июня 2024 года, подготовлен более расширенный вариант тезисов и представлен в виде статьи в рецензируемые журналы, входящие в базы данных Scopus или (и) Web of Sciences.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Механизмнің жетек элементінің тербелмелі өшу және апериодты өшу режимдеріндегі қозғалысының күшті сызықты емес дифференциалдық теңдеулерін аналитикалық және сандық шешу әдістемелері әзірленді. Оны қолдану нәтижесінде жетек элементінің бұрыштық жылдамдығының оның айналу бұрышына және жетек қозғалтқышының білігінің айналу бұрышының уақытқа және идеал емес механикалық жүйенің параметрлеріне тәуелділіктері алынды. Араластыру-соғу және шайқау механизмінің геометриялық параметрлерінің және сұйықтың физикалық-механикалық қасиеттерінің, энергия көзінің динамикалық сипаттамасының қосиін мен поршень қозғалысының кинематикалық шамаларына, күш пен энергияны пайдалану тиімділігіне, поршень саңылауы арқылы сұйықтың ағынына әсерін талдау нәтижелері алынды. Жетек элементінің тербелмелі-өшетін және апериодты өшетін қозғалыс режимдері кезінде идеал емес жүйенің орнықтылық аймағының шекаралары анықталды. Зерттеу нәтижелері Механизмдер мен машиналар теориясы журналның 60 жылдығына арналған 2024 жылдың 26-28 маусымында Португалияда, Гимарайда өткен симпозиумда баяндалды, тезистердің кеңейтілген нұсқасы дайындалды және Scopus немесе (және) Web of Sciences дерекқорына кіретін рецензияланатын журналдарға мақала түрінде ұсынылды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Устройство на базе кривошипно-ползунного механизма состоит из двигателя постоянного тока, от него через привод (редуктор и муфту) вращающийся кривошип, движение предает через шатун ползуну и далее поршню. Поршень при колебательном движении сбивает и перемешивает первичную продукцию, подводимую в цилиндр. Дополнительная трубка предназначена для движения жидкости вверх и вниз (взбалтывания). Поршень выполнен в виде цилиндрического диска с круглыми отверстиями. Геометрические размеры производственного объема устройства следующие. Высота цилиндра составляет 1,0 – 1,2 м, цилиндр заполняется 60 – 100 л жидкости, т.е. на 60 – 70% общего объема. Следовательно, амплитуда колебаний поршня лежит в пределах 0,30 – 0,35 м. Диаметр цилиндра равен 0,16 – 0,25 м. Сбивание и вымешивание жидкости производятся в вертикальном положении поршня, 50 - 60 раз в минуту. Для этого рукоятка поршня (сбивалки) вставляется через центральное отверстие верхней крышки цилиндра. Продольные отверстия поршня (в виде диска) облегчают его ход вверх и вниз, а также вымешивают жидкость. Уменьшив радиуса поршневого отверстия и их количеств, увеличив длину кривошипа, плотности суспензии, тем самым придадим интенсивность технологическому процессу взбивания. Увеличив массу поршня можно переходит от ротационного режима к затухающему режиму движения кривошипа.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қос иінді-сырғақты механизмге негізделген құрылғы тұрақты ток қозғалтқышынан тұрады, одан жетек (редуктор және муфта) арқылы қозғалыс айналмалы қос иіннен, шатунь арқылы сырғаққа және одан әрі поршеньге беріледі. Поршень тербелмелі қозғалыс кезінде цилиндрге жеткізілетін бастапқы өнімді илейді және араластырады. Қосымша түтік сұйықты жоғары және төмен қозғалтуға арналған (шайқау). Поршень дөңгелек тесіктері бар цилиндрлік диск түрінде жасалған. Құрылғының өндірістік көлемінің геометриялық өлшемдері келесідей. Цилиндрдің биіктігі 1,0-1,2 м, цилиндр 60 – 100 литр сұйықпен толтырылады, яғни жалпы көлемнің 60 – 70%. Демек, поршеннің тербеліс амплитудасы 0,30-0,35 м аралығында болады. Цилиндрдің диаметрі 0,16-0,25 м. Сұйықты илеу және араластыру поршеннің тік күйінде, минутына 50 - 60 рет жасалады. Ол үшін поршень тұтқасы цилиндрдің жоғарғы қақпағының орталық саңылауы арқылы енгізіледі. Поршеннің бойлық тесіктері (диск түрінде) оның жоғары және төмен жүруін жеңілдетеді, сонымен қатар сұйықты араластырады. Поршеньдік тесіктің радиусын және олардың мөлшерін азайтып, қос иіннің ұзындығын, суспензияның тығыздығын арттырып, осылайша біз илеу процесіне қарқындылық береміз. Пошеннің массасын арттырып қос иіннің айналмалы қозғалысы режимінен өшетін қозғалыс режиміне өтуге болады.

Level of implementation (in Russian) : Нет

Level of implementation (in Kazakh) : Жоқ

Efficiency (in Russian) : В результате реализации проекта нелинейная динамика, в т.ч. теории неидеальной механической системы будет развита с результатами применения теории неидеальной механической системы к исследованию откликов динамики кривошипно-ползунных механизмов для технологических процессов: перемешивания-взбивания и взбалтывания суспензии при взаимодействии с источником возбуждения, при колебательно- и апериодически затухающем режимах движения приводного звена. Теория нелинейных дифференциальных уравнений будет обогащена методологиями анализа и решения сильно нелинейных дифференциальных уравнений движения в зависимости от параметров нелинейных членов, характера взаимодействия механизма с технологической средой. Наука по механизмам и машинам и в целом механическая наука получать оригинальные методы динамического моделирования неидеального устройства с базовым кривошипно-ползунным механизмом перемешивания-взбивания и взбалтывания суспензии. Разработка устройства с базовым кривошипно-ползунным механизмом перемешивания-взбивания и взбалтывания с учетом соотношения и интенсивностей разновидностей технологических процессов, соответствующих различным режимам движения приводного звена значительно повысить их функциональные возможности и его простота существенно сократить расходы на их изготовление.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны іске асыру нәтижесінде сызықты емес динамика, оның ішінде идеал емес механикалық жүйе теориясы, идеал қозу көзімен өзара әрекеттесу, жетек буынының айналмалы қозғалыс режимі кезінде суспензияны араластыру-илеу және шайқау технологиялық үдерістері үшін қос иінді-сырғымалы механизмдер динамикасының жауаптарын зерттеуге идеал емес емес механикалық жүйе теориясын қолдану нәтижелерімен дамиды. Сызықты емес дифференциалдық теңдеулер теориясы сызықты емес мүшелердің параметрлеріне, механизмнің технологиялық ортамен өзара әрекеттесу сипатына байланысты қозғалыстың жоғары сызықты емес дифференциалдық теңдеулерін талдау және шешу әдістемелерімен байытылады. Механизмдер мен машиналар туралы ғылым және жалпы механикалық ғылым суспензияны араластыру-илеу және шайқаудың қос иінді-сырғымалы механизмі бар негіздегі идеал емес құрылғыны динамикалық модельдеудің ерекше әдістерін алады. Жетек буынның әртүрлі қозғалыс режимдеріне сәйкес келетін технологиялық үдерістер түрлерінің арақатынасы мен қарқындылығын ескере отырып, араластырудың-илеудің және шайқаудың қос иінді-сырғымалы механизмі негізіндегі құрылғыны әзірлеу олардың функционалдығын едәуір арттырады және оның қарапайымдылығы оларды өндіруге кететін шығындарды едәуір азайтады.

Field of application (in Russian) : Областью применения ожидаемых результатов являются университеты, научные центры и исследовательские институты, конструкторское бюро, заводы изготовители устройства с базовым кривошипно-ползунным механизмом перемешивания-взбивания и взбалтывания, аппаратов и оборудований химической и пищевой промышленности, целевыми потребителями являются ученые-исследователи, профессионалы отрасли, студенты, сектора экономики потребительских товаров.

Field of application (in Kazakh) : Университеттер, ғылыми орталықтар мен ғылыми-зерттеу институттары, конструкторлық бюро, қос иінді сырғақты механизмнің негізіндегі құрылғыны және де химия, тамақ өнеркәсібі аппаратары мен жабдықтарын өндіруші зауыттар күтілетін нәтижелердің қолданылу облысы, ал зерттеуші ғалымдар, сала мамандары, студенттер (магистранттар мен докторанттар), тұтыну тауарлары экономикасы секторы мақсатты тұтынушылары болып табылады.