Обґрунтування параметрів процесу сепарування сипких середовищ на решетах з об’ємною структурою

Abstract

Дисертацію присвячено вирішенню актуального науково-практичного завдання підвищення ефективності процесу сепарування сипких зернових матеріалів (СЗМ) шляхом обґрунтування параметрів перфорованих просіювальних поверхонь (ППП) об’ємної структури. Рішення цього завдання допоможе підвищити технологічну ефективність та надійність сепарувального обладнання, що покращує продовольчу безпеку та є актуальним для України. Об'єкт дослідження – процес сепарування СЗМ, його зв'язок з конструктивними параметрами ППП. Предмет дослідження – закономірності динаміки СЗМ та надійності ППП, обґрунтування параметрів ППП об’ємної структури, що забезпечують необхідну продуктивність та довговічність ППП сепарувального обладнання. Мета та завдання досліджень Метою роботи є підвищення ефективності процесу сепарування сипких зернових матеріалів очищення шляхом обґрунтування параметрів розроблених перфорованих просіювальних поверхонь з об’ємною структурою. Для виконання поставленої мети потрібно вирішити такі завдання: 1. Провести аналіз та визначити перспективні способи підвищення ефективності процесу решетного сепарування СЗМ; 2. Виконати аналітичне та експериментальне визначення складових швидкості компонентів СЗМ на розроблених ППП з ОЕ, встановити закономірності зміни ефективності процесу сепарування з урахуванням властивостей компонентів СЗМ, конструктивно-кінематичних та технологічних параметрів ППП; 3. Виконати комплексне обґрунтування конструктивних параметрів ППП з ОЕ з урахуванням кінематичних режимів роботи, питомих завантажень, фізико-механічних властивостей СЗМ; 4. Розробити, виготовити та провести порівняльні із базовими виробничі випробування розроблених ППП з ОЕ, визначити техніко-економічну ефективність їх застосування, впровадити їх в серійне виробництво. У вступі обґрунтований вибір теми дисертації та наукових завдань, сформульовані мета й завдання дослідження, визначені наукова новизна й практичне значення одержаних результатів, а також наведена інформація про апробацію, структуру та обсяг роботи. У першому розділі проведено системний аналіз сучасного стану процесів сепарування СЗМ і встановлено основні чинники, що визначають їх ефективність. Виявлено, що обмеження продуктивності пов’язані з недосконалістю конструкцій ППП, а перспективним напрямком підвищення технологічної ефективності є інтенсифікація внутрішньошарового руху проходових компонентів за рахунок застосування додаткових об’ємних елементів (ОЕ), що формують об’ємну структуру. Застосування подібних структурних ППП сприяє покращенню умов сегрегації, активізує просіювання компонентів та інтенсифікує процес сепарування СЗМ в цілому без істотного зростання енерговитрат. На основі аналізу побудована класифікація конструкцій ППП та сформульовано науково-технічне завдання, визначені показники ефективності процесу сепарування у вигляді критеріїв: продуктивність, повнота поділу та довговічність. Все це дозволило сформулювати мету й завдання для подальших досліджень. У другому розділі розроблено теоретичну базу моделювання процесів сепарування СЗМ та оцінки надійності ППП. Здійснено порівняльний аналіз класичних і сучасних підходів математичного опису руху СЗМ, включно з аналітичними, напівемпіричними, DEM- та гідродинамічними моделями. Встановлено, що останній підхід, заснований на рівняннях безперервності та імпульсу Нав’є–Стокса, дозволяє найбільш повно описати колективну динаміку частинок. Його використання забезпечує коректну оцінку параметрів тиску, швидкості та густини шару СЗМ під дією вібраційної ППП. Для підвищення точності моделювання процесу сепарування розроблено узагальнену модель руху СЗМ на плоскій ППП з об’ємною структурою. Вона враховує пористість шару, реологічні властивості середовища та вплив ОЕ, які змінюють напружено-деформований стан. Модель базується на нелінійній реології гранульованих матеріалів у псевдозрідженому стані, де дотичне напруження описується квадратичною функцією від швидкості зсуву. Це дозволяє відобразити перехід СЗМ від квазітвердого до розрідженого режиму. Виведено рівняння руху шару, що враховує сухе тертя, інерційно-колізійні ефекти та локальний надлишковий тиск. Розв’язок рівнянь отримано у вигляді інтегральних залежностей, що визначають профіль швидкості та концентрації компонентів за глибиною шару. Для обчислень застосовано квадратичну апроксимацію концентрації частинок, яка адекватно відображає розподіл домішкових компонентів. Установлено, що локальний градієнт швидкості зростає із зменшенням пористості та збільшенням впливу ОЕ. Запроваджено коефіцієнт структурності K_v, який феноменологічно враховує вплив ОЕ на реологію шару та кінематику компонентів СЗМ. Аналітичні залежності доводять, що підвищення частоти та амплітуди коливань ППП знижує K_vна 29,7–36,7%. Визначено, що для СЗМ кукурудзи K_v=0,12, а для соняшнику K_v=0,043, що зумовлює різницю у швидкості руху компонентів. Продуктивність плоскої ППП визначається інтегрально з урахуванням концентраційного профілю, ширини ППП та її кінематики. Отримані закономірності зміни швидкості руху СЗМ та продуктивності від констуктивно-кінематичних параметрів ППП, параметрів ОЕ та властивостей СЗМ. Для циліндричних ППП побудовано окрему аналітичну модель динаміки руху СЗМ у кільцевому шарі. Вона враховує комбінацію відцентрових, гравітаційних, інерційних і фрикційних сил, що діють на компоненти. В моделі використано гідродинамічну аналогію із урахуванням змінного коефіцієнта в’язкості за товщиною шару СЗМ. Отримані математичні вирази дозволяють визначити розподіл швидкості, тиску та продуктивності ППП з урахуванням параметрів ОЕ та властивостей СЗМ. Визначено діапазони варіювання та досліджено вплив узагальненого показника властивостей СЗМ - коефіцієнту динамічної в’язкості на рух компонентів на ППП. В’язкість псевдозрідженого шару СЗМ ідентифіковано як функцію коефіцієнта тертя та висоти шару. Встановлено, що швидкість руху СЗМ змінюється в межах 0,47–0,61 м/с (для СЗМ кукурудзи) і 0,34–0,69 м/с (для СЗМ соняшнику), а збільшення висоти ОЕ в дослідному діапазоні зменшує її значення на 4,31–10,2%. Динамічний опір руху середовища оказує профіль та параметри ОЕ, які були досліджені щодо їх впливу на швидкість руху СЗМ та продуктивність ППП. Встановлено, що за заданих умов максимальні продуктивності досягаються при використанні ППП з ОЕ у вигляді трикутного поперечного профілю, де приріст складає 1,2–9,2% (для ЗСМ кукурудзи) та 1,65–9,19% (для СЗМ соняшнику) порівняно з прямокутними та напівкруглими ОЕ. Проте компромісна задача попри мінімальний опір потребує визначення якості поділу компонентів СЗМ, що виконано шляхом подальших експериментів. У другому розділі також проведено чисельне КЕ-моделювання напружено-деформованого стану ППП з урахуванням вібраційних і масових навантажень. Використано метод скінченних елементів для визначення власних частот, форм коливань і концентрацій напружень. Для симуляцій процесу зношення ППП, їх змодельовано як пластини зі змінною товщиною від 1 до 0,6мм, отворами та ОЕ з різними типами профілей. Результати КЕ-моделювання показали, що зменшення товщини пластини на 40% знижує жорсткість у три рази, підвищуючи ризик резонансних деформацій. Концентрація напружень локалізується між отворами та поблизу ОЕ, що підтверджено полем ізоліній. Додаткове навантаження від шару СЗМ (192–250 Па) спричиняє нерівномірний розподіл напружень у робочій зоні ППП. Встановлено, що профіль ОЕ істотно впливає на рівні напружень: напівколо формує найнижчі піки, тоді як трикутний підвищує їх на 27,8–31%, а прямокутний – на 14,2–15,1%. Вірогідність росту локального напруження зі зменшенням товщини та переходом до континуальних профілів ОЕ узгоджується з теорією концентрації напружень. Числове КЕ-моделювання дозволило визначити діапазони варіювання власних частот коливань дослідних ППП та ідентифікувати дорезонансність їх значень. Виділені чотири ймовірні моди коливань для дослідних ППП з найменшими значеннями частот коливань. Запропоновано коригувальні частотні коефіцієнти Kpω для прогнозування частот коливань порівняно з суцільними пластинами, що спрощує наукові дослідження та інженерне проектування ППП. Для оцінки втомної міцності вперше узгоджено критерій Гудмана з динамічним підсиленням DAF, ідентифікованим від частотного відношення r=ω/ωₙ. Отримано реалістичні/граничні DAF для «найгіршого» випадку – ППП з трикутним профілем ОЕ та ЗСМ кукурудза при кінцевій товщині ППП h=0,6 мм. На основі рівнянь регресії та умов витривалості визначено порогові проектні товщини ППП для різних комбінацій профілю/схеми розташування ОЕ та навантажень СЗМ, при яких досягається відсутність деформацій. ППП з ОЕ у вигляді профілю напівкола показало найкращі показники надійності порівняно з іншими профілями ОЕ. Побудовані аналітично-числові моделі забезпечують цілісну наукову систематизацію з констатацією суттєвих ефектів і кількісною оцінкою змін параметрів процесу сепарування СЗМ та ресурсу ППП. У третьому розділі викладено програму, об’єкти та методику експериментальних досліджень, спрямованих на верифікацію аналітичних і чисельних моделей процесу сепарування СЗМ, визначенні технологічної ефективності, ресурсу ППП і пошуку її раціональних параметрів. Програма досліджень базувалася на трьох етапах: ідентифікацію динамічних показників та технологічної ефективності, визначення показників надійності ППП та багатокритеріальна оптимізація параметрів процесу сепарування СЗМ. Дослідження проводили на лабораторних сепараторах з використанням стандартизованих і розроблених методик, а багаторазове повторення дослідів забезпечило статистичну достовірність результатів із похибкою не більш як 5%. Дослідні ППП включали як штамповані базові констукції з продовгуватими отворами, так і розроблені конструкції з об’ємними елементами трикутного, прямокутного й напівкруглого профілю. Досліджено вплив зміни типу профілю, їх розташування, товщини ППП на динамічні показники компонентів СЗМ соняшнику «Армагедон» та СЗМ кукурудзи «Любава 279 МВ». Методика оцінки технологічної ефективності базувалася на визначенні продуктивності, питомого завантаження та повноти поділу компонентів. Отримані залежності дозволили встановити вплив кінематики та структури ППП на ефективність сепарування СЗМ. Швидкість руху компонентів СЗМ ідентифікували методом високошвидкісної відеозйомки (Phantom V9.1, 1000 кадрів/с), що забезпечило похибку не більше 2,5%. Дослідження надійності ППП здійснювалися через вимірювання її зношування за товщиною та визначення коефіцієнтів надійності С. Для перевірки динамічних розрахунків проведено модальний аналіз із використанням вимірювальної системи Simcenter Testlab. Умови експериментальних досліджень відповідали чисельним симуляціям (МКЕ), а розбіжність даних частот власних коливань не перевищила 4,3%. Це підтверджує адекватність числових КЕ-моделей. Оптимізацію параметрів ППП проведено за методами математичного планування експерименту відносно трьох значущих факторів: висоти ОЕ, коефіцієнта проникності ППП та висоти шару СЗМ. Як критерій оптимізації обрано продуктивність за фіксованої повноти поділу з урахуванням показників надійності. Побудовані рівняння регресії (поверхні відгуку) з достовірністю вище 95% забезпечують можливість прогнозування ефективності процесу сепарування за раціональних діапазонів варіювання параметрів ППП. Розроблені рішення створюють науково обґрунтовану основу для проектування ППП об’ємною структурою з підвищеною ефективністю та надійністю. У четвертому розділі представлено результати аналізу експериментів, спрямованих на перевірку адекватності аналітичних і чисельних моделей процесу сепарування СЗМ на ППП об’ємної структури. Визначено узгодженість експериментальних і розрахункових даних щодо динаміки СЗМ, технологічної продуктивності, надійності ППП. Комплекс отриманих результатів підтвердив достовірність попередніх теоретичних положень і забезпечив основу для подальшої оптимізації параметрів. Встановлені властивості СЗМ кукурудзи та соняшнику узгоджуються з довідковими даними й уточнюють вихідні параметри аналітичних та чисельних моделей. Експериментальні дослідження динаміки СЗМ із використанням високошвидкісної відеозйомки дозволили визначити середні швидкості руху і порівняти з даними аналітичних моделей: для дослідних умов розбіжність не перевищує 4,8%. Встановлено, що підвищення висоти ОЕ спричиняє зниження швидкості руху СЗМ на плоских ППП до 23%, а на циліндричних – до 8%. Коефіцієнти детермінації перевищили 0,98, що свідчить про повну відповідність даних аналітичних моделей та натурних експериментів. Досліджено вплив кінематичних параметрів на продуктивність дослідних плоских та циліндричних ППП при сепаруванні СЗМ кукурудзи та соняшнику. Розбіжність між аналітичними й експериментальними результатами не перевищила 3,6%, що підтверджує адекватність розроблених моделей. Дослідженнями зношування підтверджено істотну перевагу ППП об’ємної структури над базовими. Наявність ОЕ додає жорсткості ППП, що відображається на зниженні інтенсивності її зношення за товщиною. Для комплексного аналізу надійності ППП отримані значення коефіцієнтів та швидкості зношення. Крім того, розраховані граничні ресурси товщини підтвердили, що дослідні ППП мають подовжений термін служби ( до 10 733 годин для дослідних СЗМ), який на 64,4% перевищує ресурс базових ППП. Експериментально підтверджено значний вплив типу профілю та параметрів ОЕ на довговічність ППП. Експериментальний модальний аналіз дослідних ППП підтвердив високу точність КЕ-моделей: середнє відхилення власних частот не перевищує 4,4%. Це говорить про можливість подальшого практичного використання отриманої чисельної моделі для прогнозування резонансних режимів і втомної поведінки ППП. За результатами багатофакторної оптимізації за планом Бокса–Бенкіна визначено раціональні діапазони параметрів плоскої ППП: відносна висота ОЕ hr=0,46–0,51, кількість підшарів СЗМ NL=4,5–5,5, коефіцієнт проникності ε=0,270–0,285. У цих межах забезпечується максимальна продуктивність Q=0,030–0,039 кг/с. Адекватність моделі підтверджена за критерієм Фішера з довірчою ймовірністю 95%. Отримані експериментальні результати узагальнено у вигляді регресійних залежностей, що дозволяють прогнозувати ефективність, ресурс ППП і оптимальні параметри процесу сепарування. Підтверджено, що застосування ППП об’ємної структури забезпечує підвищення продуктивності, стабільність динамічних режимів і довговічність у порівнянні з традиційними конструкціями ППП. У п’ятому розділі проведена оцінка технологічної ефективності та надійності розроблених перфорованих просіювальних поверхонь та їх виробнича апробація. Випробування розроблених ППП об’ємної структури проведено на базі ТДВ «Племзавод «Михайлівка» (с.Андріївське Сумського району Сумської області), СТОВ «Промінь» Лебединського району Сумської області, протягом 2024 – 2025 рр. Для перевірки ефективності розроблених ППП було модернізовано сепаратори Петкус К-527 та БСХ-100. За результатами виробничих випробувань (табл.5.3) за рівних умов встановлено: ефективність процесу сепарування СЗМ кукурудзи та соняшнику розробленими ППП об’ємної структури порівняні з базовими збільшує продуктивність сепараторів на 20…30%; відсутність відмов та технологічних збоїв. Отримані результати також доводять, що застосування ОЕ на ППП дозволяє не лише підвищити технологічну ефективність сепарації, але й істотно збільшити довговічність конструкцій за рахунок зменшення зношування, стабілізації напруженого стану та відтермінування моменту втомного руйнування. Різниця між модельними й натурними даними не перевищує ±5 %, що для тривалих випробувань є високим рівнем відповідності. Додатково була проведена спільна (з представниками машинобудівного заводу ПрАТ Харківпродмаш) виробнича перевірка модернізованого сепаратору Buhler TAS 206A-5 з розробленими ППП об’ємної структури на ТОВ «Ханзе Агрі». В результаті перевірки доведено підвищення продуктивності сепаратору Buhler TAS 206A-5 на 24…30%, що склало при сепаруванні СЗМ кукурудзи – 165т/год та соняшнику – 87 т/год. В результаті тривалої безвідмовної роботи та наявної технологічної ефективності розроблені ППП з обґрунтованими раціональними параметрами впроваджені у серійне виробництво на ПрАТ Харківпродмаш та можуть бути виготовлені під замовлення. Річний економічний ефект на ПрАТ Харківпродмаш від впровадження результатів роботи у серійне виробництво розроблених ППП складає 126 тис. грн при їх щорічній програмі випуску в 100 штук. З аналізу питомих показників сепараторів встановлено, що за рахунок підвищення технологічної ефективності маємо зменшення витрат енергії на процес сепарування СЗМ розробленими ППП порівняно з базовими конструкціями на 11,1- 19,4%. Подібні зміни також характерні відносно витрат металу на забезпечення процесу сепарування СЗМ при використанні розроблених ППП, що становить на 8,7-21,2%. Річний економічний ефект від використання модернізованих сепараторів з ППП об’ємної структури за рахунок зменшення експлуатаційних витрат склав: на СТОВ «Промінь» Лебединського р-ну Сумської області – 108,5 тис.грн, на ТДВ «Племзавод «Михайлівка» с.Андріївське Сумського району Сумської області – 93,6 тис.грн. Відповідно до поставленої мети та задач у роботі отримані наступні результати: 1. На підставі оцінки і проведеного аналізу результатів досліджень щодо збільшення технологічної ефективності та надійності сепарувального обладнання встановлено, що існуючі ППП не задовольняють зростаючі вимоги виробництва. Для цього запропоновано використати розроблені ППП об’ємної структури, які складаються з отворів та об’ємних елементів розташованих між ними, забезпечують інтенсивне просіювання компонентів СЗМ та поліпшують жорсткість конструкції. Виконання науково-технічного завдання з обґрунтування параметрів ППП потребує теоретичного та експериментального опрацювання, проведення оптимізації за критеріями продуктивність та надійність. 2. За допомогою розробленої гідродинамічної модель руху СЗМ, в якій ураховано псевдозрідження шару, «сухо-фрикційну» складову зсувних напружень, що дало змогу отримати узагальнені рівняння швидкості СЗМ та продуктивності плоских/циліндричних ППП об’ємної структури. Кількісна ідентифікація структурного ефекту ОЕ, врахування конструктивних та кінематичних параметрів ППП дозволила отримати: поля швидкості СЗМ кукурудзи/соняшнику - 0,47–0,61 м/с / 0,34–0,69 м/с, продуктивність ППП до 7,92 кг/с / до 4,41 кг/с. Вперше виявлено вплив типу профілю (трикутний, напівколо та прямокутний) та параметрів ОЕ на динамічні показники СЗМ, який запропоновано оцінювати через узагальнений коефіцієнт Kv. 3. Проведення числового стимуляційного моделювання дозволило провести КЕ-аналіз напружено-деформованого стану ППП об’ємної структури з варіацією її товщини, типу профілю та параметрів ОЕ, завантаженням шаром СЗМ. Досліджено показники надійності ППП через ідентифікацію напружень, частот власних коливань та витривалість конструкції. Встановлено, що зменшення товщини ППП (внаслідок абразивного зношення) підвищує пікові напруження в центральних та периферійних зонах, тоді як використання певних профілів (напівколо) здатне компенсувати та екстенсифікувати (до 31%) подібний ріст. Визначено мінімальні допустимі параметри, які гарантують витривалість і нерезонансність конструкції ППП. 4. Втомна перевірка надійності ППП з ОЕ полягала в комплексному використанні методу Гудмана та DAF із прив’язкою до власних частот коливань поверхонь. Встановлені граничні значення товщин ППП hmin=0,60–0,92 мм, що забезпечують цільовий рівень σmax≤0,6 σeff для ППП з рядним/шаховим розташуванням ОЕ та навантаженням СЗМ. Для практичного використання запроваджено та облічені поправочні коефіцієнти частот Kpω, що дозволяють перераховувати власні частот коливань від базових суцільних пластин до ППП з різними типами ОЕ та схемами їх розташування. 5. Для перевірки аналітичних та чисельних моделей, уточненню діапазонів варіювання параметрів створено комплексну експериментальну методику для ідентифікації динамічних, технологічних і ресурсних параметрів процесу сепарування СЗМ, яка базується на оригінальних розроблених лабораторних установках та високоточному вимірювальному обладнанні: високошвидкісної відеозйомка, модальному аналізу із застосуванням сенсорів PCB та системи Simcenter Testlab 2019.1. Розроблені адаптовані методики визначення продуктивності, повноти поділу, швидкості руху компонентів та показників надійності ППП доповненні комплексними оціночними показниками (коефіцієнтами), які ураховують форми отворів, параметри об’ємну структуру ППП. 6. Експериментальними дослідженнями динаміки СЗМ за методом високошвидкісної відеозйомки встановлені діапазони швидкості шару СЗМ кукурудзи/соняшнику на плоских ППП: 0,093…0,110 м/с/ 0,0054…0,0070 м/с. Встановлено, що підвищення висоти ОЕ в дослідному діапазоні (до 4 мм) зменшує швидкість СЗМ до 23 % на плоских ППП і до 8% на циліндричних ППП. Відносна розбіжність між аналітичними та експериментальними результатами не перевищує 4,8 %, що підтверджує адекватність розробленої аналітичної моделі динаміки СЗМ. Встановлені залежності продуктивності ППП від їх констуктивно-кінематичних параметрів відповідають даним аналітичних моделей з розбіжністю 3,6%. Тривалими експериментальними дослідженнями встановлено, що розроблені ППП з ОЕ мають підвищений ресурс до 64,4 % порівняно з базовими ППП, що підтверджує позитивний вплив конструктиву на показники надійності. Результати досліджень довели, що використання ППП об’ємної структури забезпечує комплексне підвищення продуктивності процесу сепарування СЗМ та поліпшення надійності. 7. В результаті проведення багатофакторного експерименту процесу сепарування СМЗ за трирівневим планом Бокса–Бенкіна рекомендовані наступні раціональні значення конструктивно-технологічних параметрів плоскої ППП об’ємної структури: відносна висота ОЕ hr=0,46…0,51; кількість підшарів СЗМ NL=4,5…5,5; коефіцієнт проникності ε=0,270…0,285. Встановлено, що за визначеними параметрами максимальна продуктивність ППП становить Q=0,030 – 0,039 кг/с з перевіркою адекватності за критерієм Фішера (95 % довірчий рівень). 8. За результатами досліджень розроблено нормативно-технічну документацію на ППП об’ємної структури, яка впроваджена та використовується в серійному виробництві на ПрАТ «Харківпродмаш» (м.Харків) з річним економічним ефектом 126 тис.грн при річній програмі випуску 100 штук. Виробничими випробуваннями сепарувального обладнання модернізованого ППП об’ємної структури встановлено, що ефективність процесу сепарування СЗМ кукурудзи/соняшника підвищується на 20…30%, а довговічність ППП збільшується на 45-64%. Визначено, що інтенсифікація процесу сепарування СЗМ, за рахунок використання розроблених ППП об’ємної структури, супроводжується зниженням питомих енерго- та металоємностей на 11,1-19,4 % та 8,7-21,2 %, відповідно. Загальний щорічний економічний ефект від застосування модернізованих сепараторів у виробничих умовах СТОВ «Промінь» Лебединського р-ну Сумської області та на ТДВ «Племзавод «Михайлівка» с.Андріївське Сумського району Сумської області склав 203,1 тис. грн. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Вперше встановлено функціональний взаємозв'язок між закономірностями продуктивності процесу сепарування СЗМ та параметрами ППП об’ємної структури за допомогою аналітичного моделювання, що дозволило кількісно технологічну ефективність та надійність сепарувального обладнання. 2. Вперше встановлені закономірності зміни власних частот коливань на напружень в ППП об’ємної структури за допомогою числового МКЕ моделювання, які оцінюють резонансні явища та визначають довговічність ППП. 3. Комплексно обґрунтуванні параметри ППП з ОЕ з врахуванням технологічних показників роботи сепарувальних машин і фізико-механічних властивостей компонентів СЗМ. 4. Отримав подальший розвиток: напрям моделювання поділу компонентів на ППП, який відрізняється врахуванням властивостей компонентів СЗМ, параметрів ОЕ. 5. Удосконалено: методи визначення програмованої ефективності процесу сепарування СЗМ на ППП, які доповнені критерієм надійності обладнання. Практичне значення одержаних результатів. За результатами теоретичних та експериментальних досліджень комплексно обґрунтовані раціональні параметри ППП з ОЕ, використання яких підвищує ефективність роботи сепарувальних машин. Новизна запропонованої конструкції ППП з ОЕ та способу підвищення ефективності сепарування СЗМ підтверджені патентами. Запропонована, науково-обґрунтована нова конструкція ППП складається з раціональних параметрів ОЕ та підвищує ефективність процесу сепарування СЗМ на 30…35%, що збільшує продуктивність сепарувальних машин на 24-28%, у порівнянні з існуючими. Розроблена нормативно-технічна документація нової конструкції ППП на решетні сепаратори типу TAS 206A-5 (Buhler) та БЦС, виготовлено дослідні зразки, які успішно пройшли тривалу апробацію у виробничих умовах при очищенні зернових СЗМ пшениці, кукурудзи та соняшнику. Модернізовані сепаратори апробовано у тривалих виробничих умовах ТОВ «Ханзе Агрі» (Сумська обл., Сумський р-н, смт. Степанівка). Загальний щорічний економічний ефект за рахунок зменшення експлуатаційних витрат склав 108 тис.грн. З 2024 року ПрАТ «Харківпродмаш» (м. Харків) впровадив у серійне виробництво решета з ОЕ з економічним ефектом 126 тис. грн при їх щорічній програмі випуску в 100 штук. Річний економічний ефект від використання модернізованих сепараторів з ППП об’ємної структури за рахунок зменшення експлуатаційних витрат склав: на СТОВ «Промінь» Лебединського р-ну Сумської області – 108,5 тис.грн, на ТДВ «Племзавод «Михайлівка» с.Андріївське Сумського району Сумської області – 93,6 тис.грн. Особистий внесок здобувача. Теоретичні та експериментальні результати досліджень, що виносяться на захист, отримані автором самостійно. У наукових роботах, які опубліковано у співавторстві, здобувачу належать: огляд і аналіз стану досліджень, визначення перспективних способів підвищення ефективності очищення отворів ППП; одержання математичної моделі динаміки СЗМ по розроблених ППП, обробка та аналіз результатів; експериментальна ідентифікація параметрів процесу сепарування СЗМ та обробка результатів; комплексне обґрунтування параметрів ППП з ОЕ та наведення рекомендацій щодо подальшого застосування розробки. Запропонована конструкція ППП з ОЕ та спосіб підвищення ефективності очищення отворів захищені патентами. Апробація результатів дисертації. Основні результати теоретичних і експериментальних досліджень дисертаційної роботи доповідалися, обговорювалися та отримали позитивні відгуки на науково-практичних конференціях (НПК): на ХІV Міжнародній НПК «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки» (Кропивницький, ЦУНТУ, 8.11.2023 р.); на VΙ Міжнародній НПК «Інновації: теорія і практика» (Академія прикладних наук, Кропивницький, 6.12.2023 р.); на VΙ Всеукраїнській НПК «Проблеми та перспективи розвитку сільськогосподарського машинобудування» (ПДАУ, Полтава, 21.12.2023р.); на MSN 10th International Scientific Symposium "Advances in techniques of production and machine construction" (Lublin, 26.05.2024); на 3rd Workshop on Experimental and Computational Mechanics – WECM ‘24 (LUT, Lublin, 27.05.2024). Основні результати дисертаційної роботи, їх узагальнення та викладені наукові положення та висновки, що становлять суть роботи, отримані та сформульовані автором самостійно.