Застосування в гвинтових конвеєрах вертикальних шнеків дозволяє суттєво розширити експлуатаційні можливості таких засобів механізації для виконання завантажувально-розвантажувальних технологічних операцій. Однак існуючі конструкції вертикальних шнеків не в повній мірі задовольняють експлуатаційні вимоги. Основними їх недоліками є підвищені енерговитрати, особливо при їх значних габаритних розмірах, які залежать від впливу тертя технологічного матеріалу по поверхнях конвеєра. Тому в статті розглянуто рух частинки матеріалу робочим органом сільськогосподарської машини у вигляді вертикального шнека, обмеженого співвісним нерухомим циліндром та встановлено залежність швидкості транспортування частинки матеріалу від впливу коефіцієнта тертя частинки по поверхні шнека та коефіцієнта тертя частинки по поверхні обмежуючого циліндра. Метою дослідження було визначення параметрів руху частинок сільськогосподарських матеріалів при їх взаємодії із гвинтовою поверхнею робочого органа вертикального конвеєра, виготовленого у вигляді шнека, який обертається навколо осі, та поверхнею співвісного нерухомого циліндричного кожуха. Математичне моделювання процесів руху частинок ґрунту по гвинтовій поверхні робочого органу описано на базі загальних законів і принципів аналітичної та диференціальної математики, теоретичної та аналітичної механіки. В результаті проведеного дослідження було складено диференціальні рівняння переміщення частинки сільськогосподарського матеріалу по гвинтовій поверхні шнека, який обертається навколо своєї осі у нерухомому циліндрі. Рівняння розв’язано за допомогою чисельних методів і побудовано траєкторії відносного руху частинки по гвинтовій лінії – крайці шнека, яка є спільною для поверхні шнека і обмежуючого циліндра. Також враховано сили тертя частинки матеріалу по поверхнях шнека і кожуха. Знайдено граничне значення кута підйому гвинтової лінії, коли підйом частинки стає неможливим при заданій кутовій швидкості обертання шнека. Виявлено вплив кутів тертя і радіуса обмежуючого циліндра на швидкість підйому частинки. Наведено графіки кінематичних характеристик у функції часу. Матеріали статті можуть бути використані науковцями для подальших досліджень та практиками у виборі конвеєрів для транспортування сільськогосподарських матеріалів
конвеєр, гвинтова поверхня, кутова і лінійна швидкості, обмежуючий кожух, диференціальні рівняння руху, кінематичні параметри
[1] Bulgakov, V., Nikolaenko, S., Holovach, I., Adamchuk, V., Kiurchev, S., Ivanovs, S., & Olt, J. (2020). Theory of grain mixture particle motion during aspiration separation. Agronomy Research, 18(1), 18-37.
[2] Loveikin, V.S., & Romasevych, Yu.O. (2017). Dynamic optimization of a mine winder acceleration mode. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 81-87.
[3] Pylypaka, S.F., Klendii, M.B., & Klendii, O.M. (2017). Particle motion over the surface of a rotary vertical axis helicoid. INMATEH – Agricultural Engineering, 51(1), 15-28.
[4] Liaposchenko, O., Pavlenko, I., & Nastenko, O. (2017). The model of crossed movement and gas-liquid flow interaction with captured liquid film in the inertial-filtering separation channels. Separation and Purification Technology, 173, 240-243.
[5] Hevko, B.M., Hevko, R.B., Klendii, O.M., Buriak, M.V., Dzyadykevych, Y.V., & Rozum, R.I. (2018). Improvement of machine safety devices. Acta Polytechnica, 58(1), 17-25. doi: 10.14311/AP.2018.58.0017.
[6] Pylypaka, S., Klendii, M., Kremets, T., & Klendii, O. (2018). Particle motion over the surface of a cylinder, which performs translational oscillations in a vertical plane. Engineering Journal, 22(3), 83-92. doi: 10.4186/ej.2018.22.3.83.
[7] Bulgakov, V., Adamchuk, V., & Kuvachev, V. (2021). Results of experimental studies of a block-modular agricultural unit. Herald of Agrarian Science, 99(7), 49-58.
[8] Hryhoryev, A.M. (1972). Screw conveyors movement. Moscow: Mashinostroenie.
[9] Evstratova, A.V. (2007). Mathematical description of the process of vertical screw transportation of a flow of bulk material. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region, 6, 53-55. doi: 10.1016/j.proeng.2015.12.134.
[10] Anikin, M.F., Ivanov, V.D., & Pevzner, L.M. (1970). Screw separators for beneficiation of ores. Moscow: Nedra.
[11] Bulgakov, V., Holovach, I., Nadykto, V., Parakhin, O., Kaletnik, H., Shymko, L., & Olt, J. (2020). Motion stability estimation for modular traction vehicle-based combined unit. Agronomy Research, 18(4), 2340-2352.
[12] Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Ivanovs, S., Kaletnik, G., & Yanovich, V. (2018). Angular oscillation model to predict the performance of a vibratory ball mill for the fine grinding of grain. Biosystems Engineering, 171, 155-164. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2018.04.021.
[13] Pylypaka, S.F., Klendii, M.B., Trokhaniak, V.I., Kresan, T.A., Hryshchenko, I.Y., & Pastushenko, A.S. (2021). External rolling of a polygon on closed curvilinear profile. Acta Polytechnica, 61(1), 270-278. doi: 10.14311/AP.2021.61.0270.
[14] Hevko, B.M., Hevko, R.B., Klendii, O.M., Buriak, M.V., Dzyadykevych, Y.V., & Rozum, R.I. (2018). Improvement of machine safety devices. Acta Polytechnica, 58(1), 17-25. doi: 10.14311/AP.2018.58.0017.
[15] Hevko, R., Rohatynskyi, R., Hevko, M., Lyashuk, O., Trokhaniak, O. (2020). Investigation of sectional operating elements for conveying agricultural materials. Research in Agricultural Engineering, 66(1), 18-26. doi: 10.17221/25/2019-RAE.
[16] Hevko, R.B., Lyashuk, O.L., Dzyura, V.O., Dovbush, T.A., Trokhaniak, O.M., & Liashko, A.P. (2021). Experimental studies of the process of loose material transportation by a pneumatic-screw conveyor. INMATEH – Agricultural Engineering, 63(1), 479-487. doi: 10.35633/inmateh-63-49.
[17] Tkachenko, I., Hevko, R., Gandziuk, M., Synii, S., Trokhaniak, O. (2021). Substantiation of the parameters of a horizontal conveyer-cleaner of root crops. Bulletin of the Transilvania University of Brasov, 1, 213-222. doi: 10.31926/BUT.FWIAFE.2021.14.63.1.19.
[18] Hevko, R., Zalutskyi, S., Tkachenko, I., Lyashuk, O., & Trokhaniak, O. (2021). Design development and study of an elastic sectional screw operating tool. Acta Polytechnica, 61(5), 624-632. doi: 10.14311/AP.2021.61.0624.
[19] Kuvachоv, V., Bulgakov, V., Adamchuk, V., Kaminskiy, V., Melnik, V., & Olt, J. (2021). Experimental research into new harrowing unit based on gantry agricultural implement carrier. Agronomy Research, 19(1), 126-135. doi: 10.15159/ar.20.239.
[20] Bulgakov, V., Trokhaniak, O., Adamchuk, V., Olt, J., & Ivanovs, S. (2022). Experimental studies of flexible sectional screw conveyor torque value. In Engineering for rural development: Contents of proceedings of 21st international scientific conference (pp. 472-477). Jelgava.
[21] Bulgakov, V., Olt, J., Ivanovs, S., Trokhaniak, O., Gadzalo, J., Adamchuk, V., Chernovol, M., Pascuzzi, S., Santoro, F., & Arak, M. (2022). Research of a contact stresses in swivel elements of flexible shaft in screw conveyor for transportation of agricultural materials. Estonian Academic Agricultural Society, 33(1), 1-7. doi: 10.15159/jas.22.12