<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Kazan State Agrarian University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Kazan State Agrarian University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Казанского государственного аграрного университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2073-0462</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">33455</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/article_5db96af691a218.85333594</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject></subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">IMPROVEMENT OF “TURBULA” MIXER</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ  СМЕСИТЕЛЯ  «ТУРБУЛА»</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мудров </surname>
       <given-names>Александр  Григорьевич </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mudrov </surname>
       <given-names>Aleksandr  Григорьевич </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>oidkgau@mail.ru </email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский государственный аграрный университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Kazan State Agrarian University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>14</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>108</fpage>
   <lpage>111</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/33455/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/33455/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Одним из самых распространенных смесителей в мире является конструкция «Турбула» швейцарской фирмы Вилли А. Баховен.  В смесителе использована структурная схема шестизвенного пространственного механизма с вращательными шарнирами, одно из звеньев которого является емкость, совершающая сложное движение и который  начал использоваться для перемешивания материалов с 1984 г. В нашей стране многие предприятия выпускают аналогичную конструкцию под названием лабораторный смеситель С 2 Турбула, например, фирма «Вибротехник». Однако за 35-летний срок  использования конструкция смесителя ни за рубежом, ни у нас в стране не претерпела никаких серьезных усовершенствований,  улучшающих эксплуатационные и производственные свойства смесителя. Данная статья посвящена разработкам  конструкции в трех вариантах,  значительно расширяющим и улучшающим функциональные возможности смесителя. Для устранения недостатков смесителя  Турбула нами предложена конструктивная схема смесителя «Турбула-КСХА», в котором опора второй  вилки сделана подвижной и регулируемой по высоте. Используя базу смесителя Турбула, нами разработаны три новых более совершенных конструкций смесителей «Турбула-КСХА» на базе семизвенного пространственного механизма с вращательными шарнирами, у которых из двух стоек - одна подвижная. Смесители могут иметь емкости различного объема, работать в непрерывном режиме, изготавливаться и проводить сборку с меньшей точностью, существенно интенсифицировать процесс перемешивании материалов как в сменных контейнерах, так и непрерывно. Можно надеяться, что это только начальный этап практического использования механизма в технике.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>One of the most widespread mixer in the world is &quot;Turbula&quot; design of the Swiss company of Willy A.Bachoven. The mixer uses a block diagram of a six-link spatial mechanism with rotary joints, one of the links of which is a container that makes complex movement and which has been used to mix materials since 1984. In our country, many enterprises produce a similar design called a laboratory mixer C 2 Turbula, for example, “Vibrotekhnik” company. However, over the 35 year period of use, the design of the mixer, neither abroad, nor in our country, has undergone any major improvements that improve the operational and production properties of the mixer. This article is devoted to the development of designs in three versions, significantly expanding and improving the functionality of the mixer. To eliminate the disadvantages of the Turbula mixer, we proposed a design scheme for “Turbula-KShA” mixer, in which the support of the second fork is made movable and height-adjustable. Using the base of Turbula mixer, we have developed three new, more advanced designs of “Turbula-KShA” mixers based on a seven-link spatial mechanism with rotary joints, of which one of the two racks has one movable. Mixers can have containers of various volumes, operate continuously, fabricate and assemble with less accuracy, significantly intensify the process of mixing materials both in removable containers and continuously. We can hope that this is only the initial stage of the practical use of the mechanism in technology.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>смеситель Турбула</kwd>
    <kwd>сложное пространственное движение емкости</kwd>
    <kwd>вращательные шарниры</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Turbula mixer</kwd>
    <kwd>complex spatial movement of a container</kwd>
    <kwd>rotary joints</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Пространственные механизмы используются  в самых различных  разделах техники: приборах, счетно-решающих устройствах, сельскохозяйственных машинах, автомобилях и др. В состав кинематических пар механизмов, как правило,  входят различные их комбинации: вращательные, поступательные, шаровые (сферические), шаровые с пальцем и др.[1,2]. Однако наличие шаровых пар не только снижает силовые возможности передачи, усложняет технологию изготовления и конструктивное оформление механизмов, но и значительно сокращает срок  службы и ограничивает сферу их применения. Предпочтительнее в пространственных механизмах использовать только вращательные шарниры, оформляемые стандартными подшипниками качения или скольжения, которые имеют высокий КПД и другие преимущества перед другими типами кинематических пар. Такие механизмы были известны в небольшом количестве и имеют сложную и трудную историю исследования и особенно практического применения в технике.Первый механизм с вращательными шарнирами был описан еще древнеегипетским ученым Филоном в его «Механике», написанной приблизительно в 250  г. до новой эры, но не изготовил ни в модели, ни в металле [3].Спустя 1800 лет (1550 г.) итальянский математик Джероламо Кардано применил этот механизм для подвеса морских компасов, еще через 150 лет  английский ученый Роберт Гук применил этот механизм для передачи движения. Теперь этот механизм широко используется в технике.Поскольку преимущества вращательных шарниров в пространственных механизмах не вызывали сомнения, ученые и практики многократно пытались образовать другие пространственные механизмы этого типа. Но, увы, обычной комбинацией звеньев никому создать другие механизмы не удавалось.Удачнее получилось с использованием структурной схемы механизма Кардана-Гука в оригинальном устройстве, созданном швейцарскими конструкторами фирмы Вилли А. Баховен  на базе этого механизма, известным  во всем мире под названием смеситель Турбула [4]. Кинематическая схема смесителя показана на рисунке 1. Он включает источник привода 1, установленный на станине 2 и соединенный с валом 3. Вал 3 шарнирно соединен с вилкой 4, которая охватывает смесительную емкость 5. Другая вилка 6 охватывает емкость с другого конца и соединена шарнирно с валом 7, последний соединен со стойкой 2  Вилка 4, барабан 5 и вилка 6 имеют перпендикулярно расположенные на одинаковом расстоянии ℓ оси шарниров, а валы 3 и 7 параллельны и отстоят друг от  друга на расстоянии,  равном произведению длин рычагов  на  корень из трех (ℓ                В смесителе размеры вилок зависят от      габаритов барабана, что сдерживает конструирование смесителей с большей по   объему емкостью.При включении источника привода 1, вращение передается валу 3,  вилке 4, емкости 5, второй вилке 6 и валу 7. В результате емкость 5 имеет сложный пространственный характер движения, что способствует активному смешению компонентов,  а также безразмерной обработке деталей, полировке поверхностей деталей и т.п.Конструкция этого смесителя основана на базе шестизвенного пространственного механизма с одной избыточной связью и имеет ряд существенных недостатков. Смеситель требует высокой точности изготовления кратчайших расстояний ℓ между осями шарниров  звеньев и прямых углов, которые находятся в прямой зависимости от размера емкости, несоблюдение которых ведет к появлению «мертвых» положений, либо к заклиниванию, либо к затратам большой мощности  на выход из «мертвых» положений.Вместимость емкости ограничена объемом не более  2-3 дм3, поэтому он используется только в лабораторных исследованиях. Закон движения емкости не регулируется, следовательно, не регулируется интенсивность процесса смешения или обработки поверхностей деталей. </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Теория механизмов  и машин: учеб. для вузов /К.В. Фролов и др.-М.: Высшая школа, 2005.-496 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Teoriya mekhanizmov i mashin: ucheb. dlya vuzov. [Theory of mechanisms and machines: textbook. for universities]. / K.V. Frolov and others. - M.: Vysshaya shkola, 2005. - P. 496.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коровин Ю.В. Теория механизмов и машин. - Казань: Издательство Фэн, 2003. -396 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korovin Yu.V. Teoriya mekhanizmov i mashin. [Theory of mechanisms and machines]. Kazan: Izdatelstvo Fen, 2003. - P. 396.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шуваев Д.Н. История и методология механики.- Нижний  Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2017.  -59 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shuvaev D.N. Istoriya i metodologiya mekhaniki. [History and methodology of mechanics]. Nizhniy Novgorod: Nizhegorodskiy gosuniversitet, 2017. - P 59.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вилли А. Бахофен. Турбула - смеситель. Рекламный проспект, Швейцария, Базель, 1965.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Villi A. Bakhofen. Turbula - smesitel. Reklamnyy prospekt. [Turbula is a mixer. Flyer]. Shveytsariya, Bazel, 1965.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт.св. СССР № 297797 Смеситель, М. кл. В 28С  5/18, заявл. 17.11.1969, опубл. 15.01.1971, Бюл. № 5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt.sv. SSSR № 297797 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 28S 5/18, applied 17.11.1969, published 15.01.1971, Bul. №5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт. св. СССР № 505430 Смеситель, М. кл. В 01 F 11/00, В 28 С 5/04, заявл.01.06.72, опубл.05.03.76, Бюл. №9.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt. sv. SSSR № 505430 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 01 F 11/00, V 28 S 5/04, applied 01.06.72, published 05.03.76, Bul. №9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт. св. СССР № 341513  Смеситель,  М. кл. В 01 F 11/00, заявл. 26.10.1970, опубл. 14.06.1972, Бюл. №19.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt. sv. SSSR № 341513 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 01 F 11/00, applied 26.10.1970, published 14.06.1972, Bul. №19.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт. св. СССР № 795958 Смеситель, М. кл. В 28 С 5/18, заявл. 26.03.1979,  опубл. 15.01.1981, Бюл. №2.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt. sv. SSSR № 795958 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 28 S 5/18, applied 26.03.1979, published 15.01.1981, Bul. №2.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт. св. СССР № 1701556 Смеситель, М. кл. В 28 С 5/18, заявл. 18.05.1989,  опубл. 30.12.1991, Бюл. №48.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt. sv. SSSR № 1701556 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 28 S 5/18, applied 18.05.1989, published 30.12.1991, Bul. №48.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авт.св. СССР № 1611431  Смеситель М. кл. В 01 F 9/06, заявл. 18/03/1988,   опубл. 07.12.1990, Бюл. №45.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avt.sv. SSSR № 1611431 Smesitel. [Mixer]. M. kl. V 01 F 9/06, applied 18/03/1988, published 07.12.1990, Bul. №45.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
