Розробка конструкції галтувальної машини (змішувача) з використанням статично визначеного просторового механізму та визначенням раціональних геометричних параметрів

Автор(и)

  • Марк Геннадійович Залюбовський Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-9183-2771
  • Олексій Юрійович Воляник Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-7278-0910
  • Микола Миколайович Рубанка Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0003-2367-0333
  • Сергій Олександрович Кошель Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0001-7481-0186
  • Ганна Володимирівна Кошель Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. М. Бойчука, Україна https://orcid.org/0000-0003-1862-1553
  • Сергій Анатолійович Поповіченко Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. М. Бойчука, Україна https://orcid.org/0000-0002-8971-9892

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352115

Ключові слова:

шарнірний просторовий механізм, кінематична пара, ступінь вільності, змішування сипких речовин

Анотація

Об’єкт дослідження – галтувальне обладнання, у якому робочі ємності здійснюють складний просторовий рух.

У різних галузях промисловості та, зокрема, машинобудуванні широко застосовують шарнірні просторові механізми, в тому числі, з наявністю пасивних зв’язків у їх структурі. Пасивні зв’язки здатні викликати ряд експлуатаційних проблем, негативно вплинути на надійність обладнання. Необхідним та важливим кроком є синтез шарнірних просторових механізмів, що заключається у зміні структури вже існуючих, з метою подальшої ліквідації наявних пасивних зв’язків.

Розглядається синтез статично визначеного семиланкового шарнірного просторового механізму з обертальними кінематичними парами. Запропоновано один із можливих способів ліквідації пасивного зв’язку у структурі шарнірного просторового механізму, що забезпечує його статичну визначеність. У результаті усунення пасивного зв’язку виключається необхідність компенсації неточності геометричних співвідношень між ланками за рахунок зазорів у кінематичних парах, що дозволяє підвищити експлуатаційні властивості машини та її довговічність.

Застосування у ланцюзі просторового механізму допоміжної ланки створює умови для успішного використання машини для реалізації галтувальних технологічних операцій за рахунок збільшення амплітуди просторового переміщення ємності.

Аналітично встановлено взаємозв’язки між основними геометричними параметрами семиланкового просторового механізму, які визначають умови його працездатності. Отримані математичні залежності дозволяють здійснювати обґрунтований вибір раціональних геометричних параметрів машини на стадії проєктування, дають можливість розраховувати основні геометричні параметри машини, які в подальшому можуть бути успішно використані інженерами на стадії проектування даного обладнання

Біографії авторів

Марк Геннадійович Залюбовський, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор технічних наук, професор

Кафедра механічної інженерії

Олексій Юрійович Воляник, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механічної інженерії

Микола Миколайович Рубанка, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механічної інженерії

Сергій Олександрович Кошель, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механічної інженерії

Ганна Володимирівна Кошель, Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. М. Бойчука

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра промислового дизайну та комп’ютерних технологій

Сергій Анатолійович Поповіченко, Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. М. Бойчука

Кандидат технічних наук

Кафедра промислового дизайну та комп’ютерних технологій

Посилання

  1. Marigo, M., Cairns, D. L., Davies, M., Ingram, A., Stitt, E. H. (2012). A numerical comparison of mixing efficiencies of solids in a cylindrical vessel subject to a range of motions. Powder Technology, 217, 540–547. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.11.016
  2. Jadhav, P. S., Jadhav, B. R. (2013). A study on mixing of composite solids in the three dimensional turbula mixer. International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, 2 (3). Available at: https://www.academia.edu/30694299/A_STUDY_ON_MIXING_OF_COMPOSITE_SOLIDS_IN_THE_THREE_DIMENSIONAL_TURBULA_MIXER_Address_for_Correspondence
  3. Murithi, M., Keraita, J. N., Obiko, J. O., Mwema, F. M., Wambua, J. M., Jen, T.-C. (2022). Optimisation of the swinging jaw design for a single toggle jaw crusher using finite element analysis. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 18 (9), 6351–6358. https://doi.org/10.1007/s12008-022-01044-3
  4. Antonyuk, E. Ya., Sakharnov, V. A., Koval’, N. I. (2011). Dynamic system of an engine with spatially rocking links: a mathematical model. International Applied Mechanics, 46 (9), 1039–1049. https://doi.org/10.1007/s10778-011-0396-7
  5. Han, B., Zhou, Y., Han, M., Hu, X., Xu, Y., Yao, J. (2025). Kinematics and dynamics characteristics of a double-ring truss deployable antenna mechanism based on triangular prism deployable unit. Thin-Walled Structures, 206, 112608. https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.112608
  6. Zalyubovskii, M., Panasyuk, I., Koshel, S., Koshel, O., Akimova, L. (2024). Synthesis and research of the spatial eight-link mechanism of the barreling machine. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3, 42–49. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/042
  7. Zalyubovskyi, M. G., Panasyuk, I. V., Koshel’, S. O., Lychov, D. O. (2022). Design Parameters of the Four-Link Hinged Mechanism of Barreling Machine Drive. International Applied Mechanics, 58 (6), 725–731. https://doi.org/10.1007/s10778-023-01196-z
  8. Zalyubovskii, M. G., Panasyuk, I. V. (2020). Studying the Main Design Parameters of Linkage Mechanisms of Part-Processing Machines with Two Working Barrels. International Applied Mechanics, 56 (6), 762–772. https://doi.org/10.1007/s10778-021-01053-x
  9. Antonyuk, E. Ya., Zabuga, A. T. (2016). Motion of an Articulated Vehicle with Two-Dimensional Sections Subject to Lateral Obstacles. International Applied Mechanics, 52 (4), 404–412. https://doi.org/10.1007/s10778-016-0765-3
  10. Deepak, B. B. V. L., Bahubalendruni, M. V. A. R. (2017). Numerical analysis for force distribution along the swing jaw plate of a single toggle jaw crusher. World Journal of Engineering, 14 (3), 255–260. https://doi.org/10.1108/wje-07-2016-0025
  11. Mochner, M., Schatz, P. (2016). Technik und Verwandlung: Der Weg zu einer menschen- und naturgemäßen Technik. Verlag am Goetheanum, 456.
  12. Bhoite, K., Kakandikar, G. M., Nandedkar, V. M. (2015). Schatz Mechanism with 3D-Motion Mixer-A Review. Materials Today: Proceedings, 2 (4-5), 1700–1706. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.07.003
  13. Gundale, V. (2015). Kinematics of an overconstrained mechanism in practice. International Journal of Advanced Research in Engineering and Applied Sciences, 4 (12), 9–15. Available at: https://www.academia.edu/87428870/Kinematics_of_an_overconstrained_mechanism_in_practice?utm_source=chatgpt.com
  14. McCarthy, J. M., Soh, G. S. (2011). Geometric Design of Linkages. In Interdisciplinary Applied Mathematics. Springer New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7892-9
  15. Shih, A. J., Yan, H.-S. (2002). Synthesis of a single-loop, overconstrained six revolute joint spatial mechanism for two-position cylindrical rigid body guidance. Mechanism and Machine Theory, 37 (1), 61–73. https://doi.org/10.1016/s0094-114x(01)00055-6
  16. Zaliubovskyi, M. G., Panasiuk, I. V., Smirnov, Yu. I., Malyshev, V. V. (2020). Synthesis and research of the tumbling machine spatial mechanism. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 69–75. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-4/069
  17. Zalyubovs’kyi, M. G., Panasyuk, I. V., Koshel’, S. O., Koshel’, G. V. (2021). Synthesis and Analysis of Redundant-Free Seven-Link Spatial Mechanisms of Part Processing Machine. International Applied Mechanics, 57 (4), 466–476. https://doi.org/10.1007/s10778-021-01098-y
  18. Marigo, M., Cairns, D. L., Davies, M., Cook, M., Ingram, A., Stitt, E. H. (2010). Developing Mechanistic Understanding of Granular Behaviour in Complex Moving Geometry using the Discrete Element Method. Part A: Measurement and Reconstruction of Turbula® Mixer Motion using Positron Emission Particle Tracking. ech Science Press, 59 (3), 217–238. Available at: https://www.techscience.com/CMES/v59n3/25502/pdf
  19. Marigo, M., Cairns, D. L., Davies, M., Ingram, A., Stitt, E. H. (2011). Developing mechanistic understanding of granular behaviour in complex moving geometry using the Discrete Element Method. Powder Technology, 212 (1), 17–24. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.04.009
  20. Zalyubovskii, M. G., Panasyuk, I. V., Koshel’, S. O., Koshel’, G. V. (2022). Modeling and Designing the Barreling Machine Drive with Complex Spatial Motion of the Container. International Applied Mechanics, 58 (4), 472–480. https://doi.org/10.1007/s10778-022-01172-z
  21. Marigo, M., Davies, M., Leadbeater, T., Cairns, D. L., Ingram, A., Stitt, E. H. (2013). Application of Positron Emission Particle Tracking (PEPT) to validate a Discrete Element Method (DEM) model of granular flow and mixing in the Turbula mixer. International Journal of Pharmaceutics, 446 (1-2), 46–58. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2013.01.030
  22. Abdreshova, S., Zhauyt, A., Alipbayev, K., Kosbolov, S., Aden, A., Orazaliyeva, A. (2025). Synthesis of Four-Link Initial Kinematic Chains with Spherical Pairs for Spatial Mechanisms. Applied Sciences, 15 (7), 3602. https://doi.org/10.3390/app15073602
  23. Vo, D. T., Kheylo, S., Nguyen, V. Q. (2022). Kinematic and dynamic accuracy of spherical mechanisms. Mechanical Sciences, 13 (1), 23–30. https://doi.org/10.5194/ms-13-23-2022
  24. Uicker, J. J., Pennock, G. R., Shigley, J. E. (2011). Theory of Machines and Mechanisms. Oxford University Press, 950. Available at: https://ftp.idu.ac.id/wp-content/uploads/ebook/tdg/DESIGN%20SISTEM%20DAYA%20GERAK/Theory%20of%20Machines%20and%20Mechanisms%20(%20PDFDrive%20).pdf
Розробка конструкції галтувальної машини (змішувача) з використанням статично визначеного просторового механізму та визначенням раціональних геометричних параметрів

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-27

Як цитувати

Залюбовський, М. Г., Воляник, О. Ю., Рубанка, М. М., Кошель, С. О., Кошель, Г. В., & Поповіченко, С. А. (2026). Розробка конструкції галтувальної машини (змішувача) з використанням статично визначеного просторового механізму та визначенням раціональних геометричних параметрів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (139), 70–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352115

Номер

Том 1 № 7 (139) (2026): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Mark Zalyubovskyi, Oleksii Volianyk, Mykola Rubanka, Sergey Koshel, Hanna Koshel, Serhiy Popovichenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.