Розглянуто питання ефективного функціонування гвинтових транспортно-технологічних механізмів машин. Проаналізовано конструкції гвинтових завантажувальних пристроїв і запобіжних муфт приводів гвинтових конвеєрів і стендів для їх дослідження. Обгрунтовано технологічні основи формоутворення гвинтових конічних подільників машин, деталей з плоских заготовок, круглих профілів і трапецієподібного прокату, проведено моделювання гофрованих гвинтових стрічок. Висвітлено динаміку гвинтових сепараторів різних типів і змішувачів, процеси транспортування вантажів профільними Г-подібними спіралями шнеків і лопатево-гвинтовими змішувачами, кінематику переміщення вантажів вертикальними ролико-гвинтовими конвеєрами. Наведено результати досліджень приводів гвинтових транспортно-технологічних механізмів машин. Описано нові конструкції даних механізмів машин та їх приводів, методику проектування та розрахунку.

Рассмотрены вопросы эффективного функционирования винтовых транспортно-технологических механизмов машин. Проанализированы конструкции винтовых загрузочных устройств и предохранительных муфт приводов винтовых конвейеров и стендов для их исследования. Обоснованы технологические основы формообразования винтовых конических делителей машин, деталей с плоских заготовок, круглых профилей и трапецеивидного проката, проведено моделирование гофрированных винтовых лент. Освещены динамика винтовых сепараторов разных типов и смесителей, процессы транспортировки грузов профильными Г-образными спиралями шнеков и лопаточно-винтовыми смесителями, кинематика перемещения грузов вертикальными ролико-винтовыми конвейерами. Приведены результаты исследований приводов винтовых транспортно-технологических механизмов машин. Описаны новые конструкции данных механизмов машин и их приводов, методика проектирования и расчёта.

Наведено результати практичного використання роботи гвинтових конвеєрів (ГК), встановлено основні особливості їх роботи. Розроблено моделі руху зв'язних частинок, відокремленого шару, пошарового руху, уточнено модель потоку під час гвинтового транспортування вантажу ГК. Запропоновано основні критерії подібності транспортування потоком у швидкохідних ГК, проаналізовано залежності, що описують взаємодію робочих органів даних ГК з сипким вантажем і вплив їх основних параметрів на процес транспортування. Визначено параметри моделей засобами імітаційного моделювання й експериментальними дослідженнями. Обгрунтовано можливість керуючих впливів на процес транспортування вантажу, розв'язано задачу вибору оптимальних конструктивних параметрів і режимів роботи вертикальних ГК за умов мінімізації їх енергоємності.

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень розробленої конструкції перевантажувального патрубка з метою підвищення його експлуатаційних показників. Виведено аналітичні залежності для визначення конструктивних і кінематичних параметрів робочих органів даного патрубка. Проведено аналіз лопатевого робочого органу та встановлено залежності взаємозв'язку між параметрами його робочих поверхонь. Проведено математичне моделювання руху сипкого матеріалу по робочих поверхнях шнеку з плоскими лопатками. Здійснено комплекс експериментальних досліджень з метою визначення основних конструктивних параметрів і експлуатаційних показників розробленої конструкції перевантажувального патрубка. Запропоновано методику розрахунку та проектування лопаток його робочого органу.

Проведено теоретичні та експериментальні дослідження нового шарнірного робочого органу гвинтового конвейєра, розробленого з метою підвищення його експлуатаційних показників. Виведено аналітичні залежності для визначення раціональних конструктивних і силових параметрів секційних робочих органів. Проведено розрахунок напруженого стану елементів зчеплення шарнірних секцій, встановлено динамічні навантаження під час пуску та різкого гальмування конвеєра. Здійснено комплекс експериментальних досліджень для визначення основних конструктивно-силових параметрів та експлуатаційних показників розробленої конструкції робочого органу. Запропоновано інженерну методику розрахунку та проектування шарнірних гвинтових секцій та елементів їх з'єднань. Одержані результати реалізовано у дослідному зразку гвинтового конвейєра з шарнірним робочим органом.

Обгрунтовано математичні моделі електромеханічної системи спірально-гвинтових транспортерів (СГТ) із електроприводом (ЕП) постійного та змінного струмів зі спрощеною структурою та навантаженням, що носить нелінійний характер. Встановлено, що залежно від режиму роботи СГТ електромеханічна система може описуватися одно- і двомасовою моделлю зі значною зміною коефіцієнта пружності та моменту інерції другої маси. Обгрунтовано доцільність застосування методу поліноміальних рівнянь (МПР) для синтезу передавальної функції (ПФ) регуляторів зниженого порядку двомасових ЕП зі спрощеною одноконтурною структурою, які працюють за умов нелінійного характеру реактивного навантаження, що призводить до початково нестійкого об'єкта керування. Синтезовано нові ПФ статичних й астатичних регуляторів швидкості (РШ), РЕ і регуляторів положення (РП) зниженого порядку для ЕП постійного струму зі спрощеною структурою та двомасовою кінематикою. Виконано синтез статичного й астатичного РЕ для двоконтурної двомасової системи ЕП зі структурою системи підпорядкованого регулювання (СПР). Доведено, що у разі використання РЕ, синтованих МПР, швидкодія та точність систем відповідають використанню РШ. Одержано узагальнені залежності для статичних похибок одно- та двоконтурного ЕП постійного струму зі знайденими регуляторами за умов різної жорсткості окремих ділянок нелінійного навантаження. Обгрунтовано можливість роботи синтезованих РШ і РЕ без зміни своїх параметрів у ЕП з дво- й одномасовою кінематикою, за даних припустимі значні зміни жорсткості пружного зв'язку та моменту інерції другої маси. Проведено аналіз і одержано аналітичні залежності для

Розроблено прогресивні технологічні процеси виготовлення та профілювання секцій робочих органів (РО) гнучких гвинтових конвеєрів (ГГК), удосконалено їх конструкцію з метою підвищення надійності даних РО, а також гнучких рукавів, які мають обмежений ресурс роботи, низьку якість і точність виготовлення, а також покращання ремонтопридатності їх вузлів. Виведено аналітичні залежності для визначення конструктивних, силових і технологічних параметрів, режимів різання та допустимих напружень, які забезпечують раціональність конструкції. Розроблено динамічну модель технологічного процесу роботи секційного ГГК та на її підставі визначено силові та технологічні параметри. Для установлення жорсткості секцій ГГК виведено систему рівнянь для визначення величини прогину стрижнів секцій від дії сил різання, кута нахилу поперечного перерізу стрижнів у точці дії навантаження та кута закручення секцій. Проведено розмірний аналіз кулькового шарнірного з'єднання секцій ГГК, якого рекомендовано використовувати для визначення точності фінішних операцій обробки. Наведено результати експериментальних досліджень впливу конструкторсько-технологічних параметрів на показники точності та шорсткості секцій ГГК, аналіз яких дозволив значно підвищити довговічність гнучких рукавів, зменшити забруднення транспортних матеріалів гумовими відходами, які вискоблюють циліндричні секції. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено технологічне устаткування для виготовлення та профілювання секцій РО ГГК, різальні та вимірювальні інструменти.

Досліджено підвищення продуктивності та стабільності роботи швидкохідних гвинтових конвеєрів (ШГК) шляхом реалізації бункерного динамічного завантаження сипкого матеріалу. Виявлено закономірності переміщення вантажу в бункерному просторі. Визначено параметри напружено-деформованого стану сипкого вантажу. Розроблено модель динамічного напрямленого завантаження ШГК напрямленим ущільненим потоком. Визначено основні закономірності активного вібраційного впливу на вантаж з метою інтенсифікації бункерного завантаження вертикальних ШГК. Побудовано відповідні експериментальні регресійні залежності для визначення їх продуктивності. Розроблено інженерну методику розрахунку бункерного завантаження ШГК, відповідні технічні рішення, та впроваджено її на підприємствах Тернопільської області.

Наведено основні способи транспортування сипких сільськогосподарських матеріалів по криволінійних трасах в замкнених еластичних кожухах. Проведено теоретичне обгрунтування конструктивних, кінематичних і динамічних параметрів запропонованих схем робочих органів гнучких гвинтових конвеєрів. Розроблено принципово нові конструкції робочих органів, які захищені патентами України на винаходи та корисні моделі. Запропоновано методику проектування гвинтових конвеєрів із визначенням їх оптимальних параметрів.

Запропоновано математичну модель процесу завантаження вертикального гвинтового конвеєра. Розроблено алгоритм числового розв'язку диференціальних рівнянь із частинними похідними руху сипкого середовища у гвинтовому каналі.

Проведено дослідження динаміки навантажень на елементи гвинтового секційного конвеєра та характер переміщення його складових. Наведено розрахункову схему процесу роботи секційного конвеєра із виведенням аналітичних залежностей для визначення моменту опору, часу переміщення вантажу між сусідніми секціями і величини деформації секцій конвеєра.

Наведено методику розрахунку динаміки спрацювання запобіжного пристрою транспортно-технологічних систем, які функціонують у негоризонтальному положенні. За допомогою графоаналітичного методу досліджено вплив конструктивно-силових параметрів елементів пристрою на характер і час його спрацювання у запобіжному режимі.

Показано можливості підвищення ефективності функціонування гвинтових конвеєрів в екстремальних умовах експлуатації шляхом розроблення й обгрунтування раціональних параметрів запобіжної муфти шнекового робочого органу. Для вирішення поставлених завдань проведено кінетостатичний аналіз роботи запобіжної муфти гвинтового конвеєра, на основі якого виведено аналітичні залежності зміни крутного моменту спрацювання залежно від провертання півмуфт механізму на всіх етапах його роботи. Проведено розрахунок за контактними напруженнями, встановлено взаємозв'язок між величиною контактних напружень та конструктивними параметрами елементів зачеплення запобіжної муфти гвинтового конвеєра. На основі дослідження динамічної моделі привода із запобіжною муфтою встановлено вплив основних параметрів на динаміку спрацювання захисних механізмів. В результаті проведених експериментальних досліджень встановлено основні конструктивні параметри та характер величини максимального крутного моменту на всіх етапах спрацювання розробленої запобіжної муфти. Проведено виробничі випробування розробленої запобіжної муфти гвинтового конвеєра, встановлено його техніко-економічні показники.

Досліджено питання підвищення продуктивності та зниження енергоємності процесу транспортування сипких матеріалів гвинтовими конвеєрами шляхом розробки конструкцій та обгрунтуванням параметрів забірних пристроїв цих транспортувальних засобів. Розроблено модель руху сипкого середовища в забірній частині гвинтового конвеєра, виявлено залежність коефіцієнта транспортування від тиску в забірній частині та параметрів шнека. Визначено вплив кожуха гвинтового конвеєра на величину осьового та радіального тиску сипкого матеріалу в бункері. Наведено результати дослідження процесу транспортування сипкого матеріалу швидкохідним вертикальним гвинтовим конвеєром, який оснащений забірним пристроєм. Наведено інженерну методику розрахунку запропонованого забірного пристрою гвинтового конвеєра. Розроблено нові конструкції гвинтових конвеєрів, на які одержано сім деклараційних патентів на корисні моделі.

Проведено синтез гвинтових робочих органів (ГРО) за допомогою методу морфологічного аналізу та встановлено їх основні морфологічні ознаки. Досліджено, що вибір варіанту конструкції ГРО залежатиме, в першу чергу, від характеру виконання процесу та навантаження на гвинт. Тому, виходячи з необхідності забезпечення проектування рівноміцних спіралей, можна обмежити кількість варіантів конструктивних рішень і згенерувати значну кількість працездатних конструкцій секцій гнучких гвинтових конвеєрів (ГГК) під час транспортування сипких матеріалів по криволінійних трасах. Виведено аналітичні залежності для визначення конструктивних параметрів секцій ГГК.

Досліджено взаємозв'язок кута початку руху матеріалу та критичної частоти обертання шнеку, а також їх вплив на рівняння поверхні майданчика додаткової лопаті шнекового конвеєру. Встановлено графічну залежність піднімально-рушійної сили від кута нахилу шнека класичної та модернізованої конструкцій. Визначено рівняння поверхні додаткової лопаті, гвинтової поверхні спіралі шнеку та лінії їх взаємного перетину.

Досліджено динаміку гвинтових конвеєрів як багатоланкової механічної моделі. Приведено конструкцію гнучкого секційного гвинтового конвеєра з болтовим еліпсним з'єднанням секцій. Представлена складна система нелінійних диференціальних рівнянь, які розв'язані числовим методом Рунге - Кутта з використанням комп'ютерної програми і побудови графічних залежностей динамічних навантажень в різних режимах роботи конвеєра. На основі теоретичних досліджень побудовані графічні залежності зміни кутів відносного повороту секцій гвинтового конвеєра, відносної швидкості повороту секцій в часі при різних режимах навантажень. Наведені залежності динамічних моментів між секціями гвинтового конвеєра при поступовому навантаженні.

Досліджено особливості проектування гвинтових транспортно-технологічних механізмів і проаналізовано сучасні методи пошуку нових технічних рішень. Здійснено структурний синтез гвинтових транспортно-технологічних механізмів, сепараторів і змішувачів методом морфологічного аналізу з ієрархічним групуванням. Побудовано математичні моделі нелінійних поперечних коливань шнека, та його крутильних коливань. Визначено вплив імпульсних сил на крутильні коливання шнека, а також динамічниго процесу на напружений стан шнека. Розроблено методики визначення конструктивних, кінематичних і технологічних параметрів гвинтових транспортно-технологічні механізми та їх приводів. Розглянуто типи гвинтових змішувачів (з переписом, замкненим циклом роботи, кількома шнеками), гвинтових сепараторів (з нерухомими, частково рухомими та рухомими спіралями), гвинтових робочих органів (секційних, профільних, із різними типами з'єднань) і запобіжних муфт. Наведено методику та прикладне програмне забезпечення проектування й вибору гвинтових транспортно-технологічних механізмів із урахуванням техніко-економічних чинників.

Запропоновано більш надійну та довговічну, у порівнянні із серійною, конструкцію експериментального шнекового транспортера, яка дозволяє впливати на величину зазору між гвинтом та корпусом, зменшуючи її при зношуванні витків. Представлено результати досліджень динаміки зношування гвинтів експериментального та серійного шнеків.

Досліджено технологічний процес непереривного навивання гнучких гвинтових робочих органів конвеєрів. Виті гнучкі гвинтові робочі органи забезпечують підвищення надійності та довговічності їх роботи в 1,5 - 2,2 разу у порівнянні з прокатними. Встановлено, що момент їх навивання у 3 - 7 разів менший моменту прокатування.

Для підтвердження гіпотези про підвищення продуктивності перевантажувальних операцій за допомогою гвинтових конвеєрів з обертовими кожухами розроблено експериментальну установку, яка надає змогу провести експериментальні дослідження цих систем згідно розроблених методик, з можливістю моделювання досліджуваних процесів в широких діапазонах з високою точністю в автоматизованому режимі керування з фіксацією необхідних результатів дослідження. Наведено результати експериментальних досліджень продуктивності гвинтового конвеєра з обертовим кожухом під час транспортування зернових кормових матеріалів.