Одним из востребованных направлений машиностроения является совершенствование конструкций машин, их деталей и узлов. Актуальным является конструирование эффективных деталей дробильных машин, направленных на интенсификацию приготовления кормов [1]. Наиболее важными деталями дробилок являются молотки. В результате проведенных поисковых исследований нами разработаны молотки с различным углом наклона боковин. Сконструированные молотки взвешивали на специальных электронных весах MW-300T (рисунки 1 и 2).

Из проведенных работ и анализа исследований (рисунки 1 и 2) видно, что увеличение углов наклона боковин молотка приводит к повышению его массы. Отсюда же видно, что значительное повышение массы молотка — на 15,5 % — наблюдается при изменении угла наклона боковин от 15 до 30°. Масса молотка при изменении угла наклона боковин от 30 до 45° увеличилась на 5,5 %, а при изменении угла наклона боковин от 45 до 60° — на 1 %.

При этом следует отметить, что вышеперечисленные молотки были спроектированы с двумя шарнирными отверстиями, что положительно сказывается на сроке службы молотков, а их более низкий вес — на металлоемкости. Для сравнительной характеристики и сопоставления произвели взвешивание молотков с одним шарнирным отверстием (рисунок 2). Здесь видно, что масса такого молотка с углом наклона боковин 15° составляет 101,30 г, молотка с углом наклона боковин 45° — 120,23 г, а серийного плоского прямоугольного молотка — 134,57 г. Тут же стоит отметить, что в дробилке две оси, на каждой из которых задействовано по 9 молотков, что заметно увеличивает массу серии молотков.

Рис. 1. Взвешивание молотков с различным углом наклона боковин: а) 15°; б) 30°; в) 45°; г) 60°

Рис. 2. Взвешивание молотков с одним шарнирным отверстием: а) угол наклона боковин 15°; б) угол наклона боковин 45°; в) серийный плоский прямоугольный молоток

На рисунке 3 представлены массы 18 молотков с углами наклона боковин 15°. При этом для демонстрации отличия по массе были взвешены 5 молотков с одним шарнирным отверстием и 13 — с двумя. Следует отметить, что массы всех 5 молотков с одним шарнирным отверстием различались ненамного: масса самого легкого молотка — 99,04 г, а самого тяжелого — 101,3 г, что составило разницу всего лишь 2,26 г. Масса самого легкого из 13 молотков с двумя шарнирными отверстиями — 89,92 г, а самого тяжелого — 91,26 г, что составило разницу всего лишь 1,34 г.

На рисунке 4 представлены массы 18 молотков с углами наклона боковин 30° и двумя шарнирными отверстиями. Масса самого легкого молотка — 103,85 г, а самого тяжелого — 105,85 г, что составило разницу всего лишь 2 г.

На рисунке 5 представлены массы 18 молотков с углами наклона боковин 45°. При этом для демонстрации отличия по массе были взвешены 17 молотков с двумя шарнирными отверстиями и 1 молоток — с одним. Масса самого легкого молотка с двумя шарнирными отверстиями — 109,03 г, а самого тяжелого — 110,79 г, что составило разницу всего лишь 1,76 г. Масса молотка с одним шарнирным отверстием — 120,23 г.

На рисунке 6 представлены массы 18 молотков с углами наклона боковин 60° и двумя шарнирными отверстиями. Масса самого легкого молотка — 110,73 г, а самого тяжелого — 112,33 г, что составило разницу всего лишь 1,6 г. Кроме того, для сопоставления результатов исследования произвели взвешивание 18 серийных прямоугольных молотков с одним шарнирным отверстием (рисунок 7). Здесь масса самого легкого молотка — 133,57 г, а самого тяжелого — 144,03 г, что составило разницу 10,46 г.

Рис. 7. Массы прямоугольных молотков с одним шарнирным отверстием

Конструктивное выполнение молотка с различными углами наклона боковин позволяет дополнительно разрушать частицы кормового сырья вследствие ударно-режущего воздействия наклонных граней молотка на измельчаемые частицы, тем самым повышая интенсивность измельчения. Результаты испытаний показали, что распределение частиц по размерам в результате измельчения молотками с меньшим углом наклона боковин было более стабильным, а производительность по распределению измельченных частиц была выше, чем у молотков с большими углами наклона [2].

Таким образом, сравнительные результаты по массе молотков различной конструкции позволяют констатировать, что наименьшую массу имеют молотки с углом наклона боковин 15°, далее следуют молотки с углом наклона боковин 30°, затем — молотки с углом наклона боковин 45° и более тяжелыми являются молотки с углом наклона боковин 60°. Здесь же следует отметить, что наличие двух шарнирных отверстий в молотке также снижает массу всего молотка. Касательно серийных прямоугольных молотков с одним отверстием и разработанных молотков с одним отверстием также можно отметить весомое отличие по массе. Разница в металлоемкости разработанных молотков составляет до 31 % по сравнению с серийными прямоугольными молотками. Полученные значения демонстрируют не только влияние геометрии на вес, но и подтверждают стабильность технологического процесса (лазерная резка и термообработка) при изготовлении молотков.

Литература:

1. Abilzhanuly T., Iskakov R., Abilzhanov D., Darkhan O. Determination of the Average Size of Preliminary Grinded Wet Feed Particles in Hammer Grinders // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. — 2023. — 1(121), Р. 34–43.
2. Iskakov R., Gulyarenko A., Kubentaeva G., Nurlankyzy Zh., Kakabayev N., Alaidarov M., Bembenek M. Development of small-sized articulated hammers for feed mill applications // Advances in Science and Technology Research Journal. — 2025. — 19(11), Р. 442–451.