Баюл Костянтин Васильович, д.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0003-1426-7956. Е-mail: baiulkonstantin@gmail.com

Ващенко Сергій Володимирович, к.т.н., ст.д., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-8344-961X

Худяков Олександр Юрійович, к.т.н., ст.д., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-6507-1120

Солодка Наталія Олександрівна, к.т.н., доц., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-7545-4969

Прокудіна Ельвіра Борисівна, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107

БАЗОВІ ПІДХОДИ ДО СИСТЕМНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ВАЛКОВИХ ПРЕСІВ ЗА МОДУЛЬНИМ ПРИНЦИПОМ

Анотація. Метою роботи є формування базових підходів до системного проектування валкових пресів за модульним принципом. Для проектування сучасних валкових пресів в багатьох галузях промисловості активно застосовується агрегатно-модульний принцип створення обладнання і знаходять розвиток методи структурно-параметричного синтезу та аналізу. У зв’язку з цим актуальним є необхідність подальшого розвитку методів аналізу та проектування валкових пресів. Особливо актуальними стають питання розвитку наукової бази для синтезу раціональних компонувальних і конструктивних рішень валкових пресів з урахуванням вимог щодо здійснення технологічного процесу пресування. В роботі показано, що незважаючи на велику кількість робіт, присвячених дослідженню процесу брикетування в валкових пресах, процес створення конструкції преса носить ітеративний характер проб та помилок. Це обумовлено багатофакторністю процесу і технології брикетування. Виділені основні взаємопов’язані фактори, що впливають на процес брикетування. Сформульовано основні складові системного проектування валкових пресів та системний підхід до моделювання раціональної конструкції даних машин з використанням методів структурно-параметричного синтезу та аналізу. Результат структурно-параметричного синтезу раціональної конструкції валкового преса представляється у вигляді таблиць, графіків і текстових файлів, які містять достатній набір інформації для розробки в системах автоматизованого проектування пакета конструкторської документації на виготовлення валкового преса. Сформульований підхід до проектування валкових пресів за модульним принципом. Наведено приклад узагальненої декомпозиції валкового преса конструкції ІЧМ з базових модулів.  Створено масив даних базових елементів валкових пресів конструкції ІЧМ, які можуть бути використані при створенні нових модифікацій пресів за модульним принципом. Сформульовано параметри, цільові функції та алгоритми для проектування валкових пресів.

Ключові слова: валкові преси, брикетування, системне проектування, модульний принцип.

Посилання для цитування: Баюл К. В., Ващенко С. В., Худяков О. Ю., Солодка Н. О., Прокудіна Е. Б. Базові підходи до системного проектування валкових пресів за модульним принципом. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 159-185. (In Ukrainian).

DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-159-185

Перелік посилань

  1. Худяков А. Ю., Ващенко С. В., Баюл К. В., Семенов Ю. С. Опытная верификация новых уравнений прессования мелкофракционных материалов горно-металлургического комплекса. Часть Стадийное уравнение. Новые огнеупоры. 2021. № 2. С. 7-13. https://doi.org/10.1007/s11148-021-00555-y
  2. Худяков А. Ю., Ващенко С. В., Баюл К. В., Семенов Ю. С., Горупаха В. В. Новый метод прогнозирования уплотняемости шихт из мелкофракционных материалов горно-металлургического комплекса. Металлург. № 9. С. 15-22. https://doi.org/10.52351/00260827_2021_09_15
  3. Vashchenko V., Khudyakov A. Yu., Baiul K. V. et al. Method for predicting the strength of pellets produced from dry fine-grained materials. Powder Metall. Met Ceram. 2021. Vol. 60, No. 3-4 (538). p. 148-159. https://doi.org/10.1007/s11106-021-00233-1
  4. Ващенко С. В., Худяков О. Ю., Баюл К. В., Семенов Ю. С. Метод прогнозирования прочностных характеристик брикетов, полученных из сухих мелкофракционных материалов. Черные металлы. 2021. № С. 59-64. https://doi.org/10.17580/chm.2021.06.11
  5. Bayul K. V. Effect of the geometrical parameters of roll press forming elements on the briquetting process: analytical Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2012. Vol. 51. p. 157-164. https://doi.org/10.1007/s11106-012-9411-8.
  6. Baiul , Solodka N., Khudyakov A. et al. Selection of rational surface configuration for roller press tires. Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2020. Vol. 59. № 1-2. p. 9-20. https://doi.org/10.1007/s11106-020-00133-w.
  7. Baiul , Vashchenko S., Khudyakov A. et al. Optimization of wastes compaction parameters in case of gradual wear of briquetting press rolls. Proceedings of the first virtual conference on mechanical fatigue (VCMF2020). 2020. p. 53-54
  8. Большаков В. И., Баюл К. В. Анализ современных машин для брикетирования мелкофракционных сырьевых материалов. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2013. № С. 92-96.
  9. Bembenek Badania i perspektywy nowych obszarуw stosowania pras walcowych. Przemysł Chemiczny, 2017, t. 96 nr. 9, 1845-1847. https://doi.org/10.15199/62.2017.9.3
  10. Hryniewicz , Janewicz A. Badania i rozwój konstrukcji prasy walcowej. Problemy Eksploatacji, 2008. no. 3. p. 143-151.
  11. Hryniewicz , Kosturkiewicz B., Janewicz A. Selected problems of development of construction and exploitation of roll presses. Problemy Eksploatacji. 2004. Vol. 4. p. 63-70.
  12. Hryniewicz , Bembenek M., Gara P. Problem of roll press compacting unit selection to consolidate material in two-stage granulation process, Chemik: nauka – technika – rynek. 2008. Y. 61, Vol. 9, p. 425-428.
  13. Wennerstrum Ten things you need to consider whenchoosing and installing a roller press system. Powder and bulk engineering, 2000, p. 37-47.
  14. Dec T., Komarek R. K. Computer aided design of roll type briquetters and compactors. IBA Proceedings, Vol. 21, November, 1989, 21st. Biennial Conference, New Orleans, LA, pp. 35-38.
  15. Dec T., Komarek R. K. Roll press design for powder and bulk solids. 15th Powder and Bulk Solids Conference/Exhibition, Proceedings of the Technical Program, June, 4-7, 1990, O’Hare Exposition Center, Rosemont, IL, pp. 125-136.
  16. Dec T., Zavaliangos A., Cunningham J. C., Comparison of various modeling methods for analysis of powder compaction in roller press. Powder Technology, 2003, vol. 130, no. 1-3, pp. 265–271. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-5910(02)00203-6.
  17. Равич Б. М. Брикетирование в цветной и черной металлургии. Москва : Металлургия, 1975. 232 с.
  18. Маймур Б. Н., Худяков А. Ю., Петренко В. И., Ващенко С. В., Баюл К. В. Брикетирование Металлургического сырья. Актуальность и пути развития метода. Бюл. научно-технической и экономической информации. Черная металлургия. Вып. 1. С. 74-81.
  19. Barnett Roll-press briquetting: Compacting fines to reduce waste-handling costs. Powder and bulk engineering. 2010, vol. 24. no. 10, pp.1-6.
  20. Srikant Pimple, Akash , Mahesh D., Astik S. Roller Compaction Design and Critical Parameters in Drug Formulation and Development: Review. International Journal of Pharm Tech Research, 2015, vol. 7, No. 1, pp. 90-98.
  21. Хорошев А. Н. Введение в управление проектированием механических систем: учебное пособие. Белгород, 372 с. ISBN 5-217-00016-3.
  22. Sharma C., Aggarwal D. K. Machine Design. S. K. Kataria & Sons, 2010. 1100 p.
  23. Bhandari B. Design of Machine Elements. New Delhi : Tata McGraw-Hill, 2007. Print.
  24. Budynas R. G, Nisbett K., Shigley J. E. Shigley’s Mechanical Engineering Design. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 2011. 1120 p.
  25. Golenko Fundamentals of machine design: a coursebook for Polish and foreign students. Wrocław : Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2010. 175 p.
  26. Rao S. Engineering Optimization: Theory and Practice. Fourth Edition. John Wiley and Sons, 2009. 813 p. https://doi.org/10.1002/9780470549124
  27. Saaty L., Vargas L. G. Decision Making with the Analytic Network Process: Economic, Political, Social and Technological Applications with Benefits, Opportunities, Costs and Risks. New York : Springer, 2013. 370 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7279-7