Ергономічні аспекти моделювання процесу сепарації матеріалу на стаціонарних гвинтових поверхнях - Pylypaka, S. F.; Nesvidomin, A. V. (Енергетика і автоматика, 2023)
Рух матеріальних частинок по гравітаційних поверхнях використовується у спеціальних пристроях для їх сепарації за фізико-механічними властивостями. Для цього застосовуються стаціонарні гвинтові поверхні сталого кроку. У гірськорудній промисловості для збагачення руд використовуються гвинтові сепаратори з різною формою осьового перерізу (жолоба). Сепарація зерна здійснюється на лінійчатих гвинтових поверхнях, якими є відсіки косого гелікоїда. Не дивлячись на те, що такі сепаратори є пасивними робочими органами і не потребують затрат енергії для їх приводу, вони мають і недоліки. Це порівняно невелика продуктивність і мала роздільна здатність.  Нині здійснений розрахунок взаємозв’язку між кінематичними параметрами руху, коефіцієнтом тертя і конструктивними параметрами сепаратора, а також випадку, коли його поверхня є розгортним гелікоїдом.   Метоюдослідження є аналіз гвинтової поверхні із різними конструктивними параметрами на предмет покращення її роздільної здатності за допомогою математичного і геометричного моделювання процесу без виготовлення моделей поверхонь.  Розв’язанню задачі побудови траєкторії руху матеріальної частинки по поверхні під дією сили власної ваги передує задача знаходження траєкторії на похилій площині.   Вона описується системою рівнянь, яка є нелінійною і для її інтегрування потрібно застосовувати чисельні методи. Сучасні програмні продукти дають можливість не тільки знаходити траєкторію руху частинки, а і показати її на поверхні і навіть зробити анімацію, яка по суті заміняє швидкісну зйомку. Такий підхід дає змогу досліджувати кінематичні параметри руху по різних гвинтових поверхнях без натурних зразків цих поверхонь, що значно здешевлює пошук потрібних поверхонь.Розглянуто рух частинки по гвинтовому коноїду та розгортному гелікоїду. Встановлено, що для різних поверхонь характер руху частинки теж буде різний. При русі по поверхні гвинтового коноїда частинка за наявності тертя спочатку розганяється, а потім зупиняється на значній відстані від його осі. Щоб запобігти цьому, потрібно брати обмежений відсік коноїда як по висоті, так і по його периферії. При русі частинки по поверхні розгортного гелікоїда її швидкість з часом стає постійною, а траєкторією після цього буде гвинтова лінія.  При подальших дослідженнях необхідно за допомогою розроблених підходів виявити можливості сепарації матеріалу не тільки після стабілізації руху, а і під час перехідного процесу, оскільки стала можливою його візуалізація. Це дозволить підібрати відсік поверхні оптимального розміру, який забезпечить потрібну продуктивність сепарації за рахунок роззосередження частинок із різним коефіцієнтом тертя по його поверхні. Ключові слова: математичне моделювання, траєкторія руху частинки, швидкість руху, гвинтовий коноїд, розгортний гелікоїд