Проектирование узлов опирания привода на крышку аппарата с механическим перемешивающим устройством
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-
Аннотация
Аппараты с механическими перемешивающими устройствами широко применяются в химической и смежной с ней отраслях промышленности. При работе таких аппаратов на штуцер под перемешивающее устройство действуют сжимающая сила и крутящий момент, со стороны привода. Результатом их действия является деформации штуцера установки привода, что приводит к возникновению вибраций и снижению прочности конструкции. Таким образом важной задачей является снижение вибрации на корпус аппарата, добиться этого можно с помощью укрепление штуцера. В работе представлены результаты проектирования узла опирания на крышку аппарата, укрепленного ребрами жесткости и укрепляющим кольцом. С помощью системы Autodesk Inventor Professional была создана расчетная схема и получены различные соотношения параметров, отвечающих требованию жесткости конструкции. Для определения количества ребер жесткости была исследована зависимость нагрузки, создаваемой приводом в зависимости от угла приложения действующей на опору. С целью выбора ширины укрепляющего кольца был построен график зависимости радиуса укрепляющего кольца от количества ребер. Длина ребра жесткости определена с помощью анализа графика зависимости напряжения в штуцере. На основе анализа полученных данных был разработан метод укрепления фланца с помощью кольца и добавления ребер жесткости, отвечающего требованиям прочности и минимально допустимого угла отклонения.
Ключевые слова
УДК: 621.929.2
Об авторах
Дмитрий ДолгинРоссия
каф. "Технологические машины и оборудование", старший преподаватель
Юрий Веткин
Россия
каф. "Технологические машины и оборудование", доцент
Илья Гуданов
Россия
каф. "Технологические машины и оборудование", заведующий кафедрой
Антон Лебедев
Россия
каф. "Технологические машины и оборудование", профессор
Александр Ватагин
Россия
каф. "Технологические машины и оборудование", доцент
Александра Холодкова
Россия
каф. "Математика", преподаватель
Список литературы
1. Бондаренко Н.А., Гусева Е.В., Сафаров Р.Р. Применение вычислительной гидродинамики для моделирования биореакторов с мешалкой в Ansys Fluent // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2023. – Т. 85, № 2(96). – С. 123-129. – DOI 10.20914/2310-1202-2023-2-123-129.
2. Лыткина Л.И., Шенцова Е.С., Коптев Д.В., Ситников Н.Ю. Биореактор с применением импеллерных мешалок для культивирования биомассы микроводорослей // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2019. – Т. 81, № 1(79). – С. 32-35. – DOI 10.20914/2310-1202-2019-1-32-35.
3. Ferreira D.B., Tada E.F.R, João C.T. Simulation of static drying and drying with intermittent rotations in a horizontal drum of rice used in the cultivation of Metarhizium anisopliae // Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, V. 209. 2025, URL: https://doi.org/10.1016/j.cep.2025.110169.
4. Courtois F. Chapter 4 - Roller and drum drying for food powder production. Editor(s): Bhesh Bhandari, Nidhi Bansal, Min Zhang, Pierre Schuck. In Woodhead Publishing Series in Food Science. Technology and Nutrition. Handbook of Food Powders (Second Edition). Woodhead Publishing. 2024. P. 57-70. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-323-98820-9.00062-4.
5. Приходько А.А., Герасименко Е.О. Исследование эффективности теплообмена в перемешивающем устройстве с неравномерным движением мешалки // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57, № 2. С. 228-237. DOI 10.31857/S0040357123020094.
6. Лушнов М.А. Математическая модель процесса смешивания полужидких кормов в устройстве с пропеллером // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2024. Т. 25. № 4. С. 712-719. DOI 10.30766/2072-9081.2024.25.4.712-719.
7. Михайлов А.Ю., Петровский Э.А. Интенсификация теплообмена перемешиванием // Современные проблемы теории машин. 2024. № 17. С. 17-20. DOI 10.26160/2307-342X-2024-17-17-20.
8. Meneghetti G, Campagnolo A. State-of-the-art review of peak stress method for fatigue strength assessment of welded joints. Int J Fatigue 2020;139:105705.
9. Frendo F, Marulo G, Chiocca A, Bertini L. Fatigue life assessment of welded joints under sequences of bending and torsion loading blocks of different lengths. Fatigue Fract Eng Mater Struct 2020;43:1290–304.
10. Karaagac C, Evren Toygar M. Fracture and fatigue analysis of an agitator shaft with a circumferential notch. Engineering Fracture Mechanics. Volume 73, Issue 14. 2006. P. 2034-2052. URL: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2006.03.014.
11. Петреев, И.Б., Веткин Ю.А. Укрепление фланца, приваренного к крышке аппарата, с помощью ребер жесткости // Семьдесят вторая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием : Сборник материалов конференции. В 3-х частях, Ярославль, 24 апреля 2019 года. Том Часть 2. Ярославль: Ярославский государственный технический университет, 2019. С. 321-324.
12. Тишков Н.Л., Тишков Н.Л., Степаненко А.Н., Белов А.В. Оптимальное усилие предварительного напряжения болтов во фланцевом стыке // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2020. № 1(31). С. 8-11.
13. Kasenov A. Precision of hole processing by reamer-broaching // Science and Technology of Kazakhstan. 2023. No. 1. P. 28-36. DOI 10.48081/MSMF5347.
14. Ерофеев В.И., Самохвалов И.А. Оценка живучести фланцевого соединения стальной башенной конструкции с учетом экспериментального определения аэродинамических коэффициентов // Проблемы прочности и пластичности. 2020. Т. 82. № 2. С. 215-224. DOI 10.32326/1814-9146-2020-82-2-215-224.
15. Braun M, Ahola A, Milakovi´c A-S, Ehlers S. Comparison of local fatigue assessment methods for high-quality butt-welded joints made of high-strength steel. Forces Mech 2022. URL: https://doi.org/10.1016/j.finmec.2021.100056.
16. Chen B, et al. Shear capacity of Cold-Formed steel channels with Edge-Stiffened web holes, unstiffened web holes, and plain webs. J Struct Eng Feb. 2022;148(2): 04021268. URL: https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003250.
17. Zhou T., Chen H., Zhang P., Chen Z., Li Q., Li W. Study on seismic performance experimental and theoretical analysis of the bottom flange bolted and top flange welded vertical stiffener joint, Structures. Volume 73. 2025.
18. Шевцов А.А., Ткач В.В. Вычислительный эксперимент в создании системы виртуального проектирования барабанных сушилок с тепловым насосом // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2024. Т. 86, № 3(101). С. 15-23. – DOI 10.20914/2310-1202-2024-3-15-23.
19. Ma S., Li H. Experimental and numerical investigation of tensile behavior in prefabricated rigid flange connections: Influence of high-strength bolt hole diameter. Structures. V. 79. 2025. URL: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2025.109494.
20. Землянухин А.Д., Кашеварова Г.Г., Сон М.П. Экспериментальные и теоретические исследования податливых фланцевых соединений // Строительство и реконструкция. 2024. № 6(116). С. 4-14. – DOI 10.33979/2073-7416-2024-116-6-4-14.
Рецензия
Для цитирования:
Долгин Д., Веткин Ю., Гуданов И., Лебедев А., Ватагин А., Холодкова А. Проектирование узлов опирания привода на крышку аппарата с механическим перемешивающим устройством. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(1):273-280. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-
JATS XML
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 
