Вісник СНУ ім. В.Даля № 2 (282) 2024
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item До питання визначення точності уявної густини вугілля для встановлення викидонебезпечності шахтопластів(СНУ ім. В. Даля, 2024) Руднєв, Є. С.; Філатьєва, Е. М.; Попович, В. А.; Антощенко, М. І.; Rudniev, Y. S.; Filatieva, E. M.; Popovych, V. A.; Antoshchenko, M. I.В статті розглянуто можливість визначення уявноїгустини для прогнозу схильності вугільних пластів допрояву раптових викидів з використанням емпіричноїзалежності, яка отримана на підставістатистичної обробки показників технічногоаналізу вугілля.Методика заснована на порівняльному аналізі длякожного шахтопласта відповідності розрахунковихзначень уявної густини вугілля зі значеннями, яківстановлені стандартним методом.За результатами досліджень спостерігаєтьсяпрактична відсутність кореляційноївзаємозалежності між розрахунковими значеннямиуявної густини та її величинами, якіекспериментально визначені за методикоюзагальноприйнятих стандартів. Це вказує на повнуневідповідність точності визначення уявної густинивугілля відповідно до емпіричної залежності їїзначенням, встановленим стандартним методом.Близькість отриманих розрахункових значень уявноїгустини вугілля відповідно до емпіричнихзалежностей, з використанням відповідно одногопоказника виходу летких речовин (Vdaf) і трьох(виходу летких, вологи та виходу золи) впливаючихфакторів, дає підставу аналізувати уявну густинувугілля тільки від Vdaf. В залежності від Vdaf, поліномступеня другого порядку досить з високоютіснотою кореляційного зв’язку характеризує уявнугустину вугілля визначену стандартним методом.Достовірне визначення уявної густини вугілляможливе тільки стандартними методами,виключивши використання емпіричних залежностейіз застосуванням показників технічного аналізу, щопідтверджується значним середньоквадратичнимвідхиленням, яке перевищує в 1,5 рази точністьвизначення.Вперше на підставі статистичної обробкиекспериментальних даних про уявну густину вугіллята показників технічного аналізу для 592шахтопластів Донбасу та Львівсько-Волинськогобасейнів доведена неприпустимість використаннярозрахункових значень відповідно до емпіричнихрівнянь для прогнозування схильності шахтопластівдо раптових викидів вугілля та газу при веденнігірничих робіт.Результати досліджень дозволяють розробитипропозиції щодо вдосконалення нормативної бази участині прогнозу викидонебезпечності вугільнихпластів.Item Втрати енергії в усталених режимах роботи електроприводів, енергетичні характеристики та їх підвищення(СНУ ім. В. Даля, 2024) Руднєв, Є. С.; Романченко, Ю. А.; Рибалка, Є. Л.; Rudniev, Y. S.; Romanchenko, J. A.; Rybalka, Y. L.В статті представлений аналіз втрат енергії вусталених режимах роботи електроприводів тапідвищення енергетичних характеристик. Показано,що задача правильного визначення/розрахункунеобхідної потужності електроприводу та виборудвигунів, які володіють достатньою потужністюта перевантажувальною здатністю, має виключноважливе практичне значення. Від правильностівибору двигунів при проектуванні істотно залежитьпродуктивність, надійність та економічністьмашин, що приводяться в рух. Авторами зазначено,що проходження потоку енергії від мережі доробочого органу механізму супроводжуєтьсявтратами енергії у всіх елементах електроприводу.Необхідність розрахунку втрат енергії припроектуванні та експлуатації обумовлена тим, щовизначення непродуктивних витрат енергії єнайважливішою характеристикою економічностіроботи механізму та їх аналіз – основа пошукушляхів енергозбереження. Зазначено, що втрати велектричних машинах поділяються на постійні тазмінні. Змінні втрати двигуна обумовленіпротіканням струмів по опорам силового ланцюга,отже, безпосередньо пов'язані з навантаженнямдвигуна. Проаналізовано втрати у трьох видахдвигунів. Показано, що для перевірки двигуна понагріванню, необхідно враховувати тільки втрати,що гріють, які виділяються безпосередньо у двигуні.Наведено співвідношення, які дають можливістьрозраховувати втрати енергії у двигуні для перевіркийого умов роботи. Розглянуто приклад розрахункута наведено ряд рекомендацій, які дають змогудодатково спростити визначення втрат дляконкретних умов. В статті зазначено, щоекономічність роботи електромеханічної системивизначає ККД електроприводу, а також коефіцієнтпотужності, що враховує ефективністьвикористання активної енергії. Розглянуто основнізаходи щодо підвищення коефіцієнту потужностіасинхронних двигунів. Швидкодія асинхроннихелектроприводів з реостатним регулюваннямшвидкості може бути досягнута виборомоптимального ковзання під час пуску тагальмування. Оскільки механічні характеристикиасинхронного двигуна нелінійні, є оптимальнезначення критичного моменту, що забезпечуємінімум часу розгону і гальмування приводу.Item 2D-моделювання при багатоваріантних розрахунках магнітної індукції в матрицях поліградієнтних електромагнітних сепараторів(СНУ ім. В. Даля, 2024) Романченко, Ю. А.; Romanchenko, J. A.У статті обґрунтувано застосування 2D-моделювання при багатоваріантних розрахункахмагнітної індукції в матрицях поліградієнтнихелектромагнітних сепараторів. Показано, щовикористання двовимірних моделей базується напевних припущеннях щодо граничних умов тахарактеру розподілу магнітного поля в робочихпроміжках, не потребуючи значних обчислювальнихресурсів та часу розрахунку. Представленокомбінований підхід до проведеннябагатоваріантних розрахунків магнітної індукції вробочій зоні електромагнітного сепаратора,заснований на використанні переваг скінченно-елементного аналізу як у двовимірній, так й утривимірній постановці. Для визначення векторногомагнітного потенціалу на границях двовимірнихрозрахункових областей проведені дослідженняпросторового розподілу магнітного поля в робочихпроміжках матриці сепаратора. Для цього шляхомвипадкової вибірки обрано три варіантисепаратора, які відрізняються геометричнимипараметрами поліградієнтних матриць. Длямоделей з вибірки повітряний проміжок змінюєтьсяв достатньо широкому діапазоні. Інші вихідні даніпри моделюванні для трьох варіантів лишалисьнезмінними. Побудовані тривимірні комп’ютернімоделі та отримані числові значення векторногомагнітного потенціалу на границях розрахунковихобластей. Здійснено 2D-моделювання розрахунковихмоделей трьох варіантів з прийнятими граничнимиумовами. Порівняно результати розрахунку значеньмагнітної індукції, що отримані, відповідно, при 2D-та 3D-моделюванні, результати порівнянняпредставлено у вигляді таблиць та графіків.Знайдено відносну похибку розрахунку магнітногополя для трьох варіантів. Показано, що отриманіпри 3D-моделюванні значення векторногомагнітного потенціалу для прийнятих трьохваріантів електромагнітних систем, можуть бутивикористані для аналізу, обробки та обчисленьмагнітної індукції при 2D-моделюванні.Верифіковано обчислення магнітної індукції при 2D-моделюванні, що дозволило зменшити часовівитрати, пов’язані з 3D-моделюванням, тапідвищити, таким чином, обчислювальнуефективність розрахунків в цілому.Item Дослідження зносостійкості абразивних гранул(СНУ ім. В. Даля, 2024) Шумакова, Т. О.; Ніколаєнко, А. П.; Shumakova, T. O.; Nikolaenko, A. P.У статті були наведені результати аналізу формул,для визначення зносу абразивних гранул длявібраційної обробки деталей у середовищі вільнихабразивів. Наведено результати експериментальнихдосліджень зносу абразивних гранул різнихгеометричних форм. Проаналізовано, на прикладіобробки пласких та циліндричних сталевих зразківпротягом 240 хвилин зв’язок між продуктивністювібраційної обробки та їх зносом. При виконанніекспериментальних досліджень, використовувалисяабразивні гранулами в формі конусів, пірамід, якімають в основі квадрат, неопуклий шести- тавосьмикутник, а також пірамід, що мають в основінеопуклий шестикутник у формі «мальтійськогохреста». Було встановлено, що гранули, які маютьрізну форму (при однакових складових компонентахта масі), під впливом одних і тих самих коливаньзношуються по-різному. Найбільшого зношування звтратою своєї первинної геометричної формизазнають гранули у формі пірамід, які мають воснові неопуклий восьмикутник і гранули у форміпірамід, які мають в основі неопуклий восьмикутнику формі «мальтійського хреста», в порівнянні зконусами зношування вище на 10 і 24 % відповідно.Гранули у формі конусів, пірамід, які мають в основіквадрат і пірамід, які мають в основі неопуклийшестикутник, в процесі роботи зберігають своюформу і зношуються менш інтенсивно: в порівнянніз конусами – на 2 і 7 % більше відповідно. Врезультаті проведених спостережень за процесомзношування та зміни форми досліджуванихабразивних гранул встановлено, що для забезпеченнявисокої зносостійкості необхідно, аби кути гранул,що утворюють внутрішні поверхні (грані гранули),були більшими за 47°і меншими за 135° (цей висновокбуло обумовлено геометрією досліджуваних гранул).Кути, що утворюють ребра гранули, мають бутигострими й їх величина має бути рівною 60°, оскількипри менших значеннях спостерігатиметьсяпідвищене зношування, а при більших – низькапродуктивність гранул (обумовлено результатамиекспериментальних досліджень, що проводилися вроботі). При цьому грані, що утворюють ці кути,мають бути доступними і мати достатній площуповерхні для ефективного взаємного контакту здеталями і іншими гранулами.Item Розрахунок параметрів та розробка елементів вібраційного обладнання фінішної обробки вільними абразивами(СНУ ім. В. Даля, 2024) Романченко, О. В.; Логунов, О. М.; Romanchenko, О. V.; Lohunov, О. M.У статті представлено розрахунок таобґрунтування основних параметрів обладнанняфінішної обробки, що застосовується на різнихпідприємствах промисловості. Обґрунтованозастосування обладнання без жорсткогокінематичного зв'язку інструменту таоброблюваних деталей на етапі оздоблювально-зачистних операцій. На основі аналізу методівобробки вільним абразивним інструментом якнайбільш ефективний обраний метод обробкидеталей у вібруючих резервуарах. Обраний методдозволяє проводити очищення, видалення задирок,заокруглення гострих кромок та зниженняшорсткості поверхні. Основною конкурентноюперевагою обробки вільним абразивнимінструментом у вібруючих резервуарах єможливість реалізувати одночасну обробку великоїкількості деталей при досягненні необхіднихпоказників якості поверхні. На основі аналізухарактеристик та габаритних розмірівоброблюваних деталей, обробляючого інструментута резервуару представлений класифікатордеталей. Розраховано внутрішні розміри резервуарувібраційного обладнання фінішної обробки.Здійснено розрахунок робочих режимів обладнання звибором амплітуди, частоти та сили коливаньстворюваних віброзбудником. У процесі синтезурезервуара як основного елемента вібраційногообладнання обґрунтовано застосування поліефірнихматеріалів як аналога. Застосування поліефірнихматеріалів, а саме поліетилентерефталата(PET пластику) дозволяє скоротититрудомісткість, підвищити економічнуефективність виробництва та забезпечитивиконання екологічних норм як у процесівиробництва, так і за подальшої переробки. Дляперевірки характеристик міцності резервуаравиготовленого з PET пластику моделюванняпроводилося в спеціально розробленому режимі, приякому амплітуда, частота і сила коливаньперевищували аналогічні максимальні показникиробочих режимів на 70%. На основі даних,отриманих в результаті моделювання проведенопорівняльний аналіз характеристик міцностірезервуарів спеціалізованого технологічногообладнання виготовлених зі сталі 3 іполіетилентерефталату (PET пластик). Встановлено можливість і доцільністьзастосування PET пластику як матеріала-аналогадля виготовлення резервуару при забезпеченнінеобхідних характеристик міцності.Item Дослідження та аналіз мікротвердості обробленої поверхні прокатних валів(СНУ ім. В. Даля, 2024) Мелконов, Г. Л.; Melkonov, H. L.В даній роботі наукові дослідження спрямовані навивчення мікротвердості поверхневого шару валка,як однієї з важливих проблем у машинобудуванні.Мікротвердість і глибина наклепу поверхневогошару є одними з основних показників якості поверхні,що грають одну з найважливіших ролей приостаточній обробці готового виробу. Виходячи зцього питання дослідження та вивченнямікротвердості обробленої поверхні токарних валівпри чистовому точенні чашковими рецесії, щопримусово обертаються, є актуальним ізатребуваним в сучасному виробництві, а особливо вмашинобудуванні. Проведені в роботі дослідженнядали можливість для визначення ступеня та глибининаклепаного шару в залежності від режимів різаннята кута схрещування осей інструменту тазаготівлі. Так само в роботі зроблено тапредставлено аналіз отриманих результатів урезультаті дослідження. У роботі показано при якихпараметрах режимів різання та кута схрещуванняотримано значення глибини наклепаного шару таступеня наклепу. Також у роботі виведена емпіричнаформула залежності ступеня наклепаного шару відрежимів різання та кута схрещування, що даєможливість вирішення поставленої мети роботи.Так як при постачанні обладнання сортових станівмашинобудівні компанії та підприємствапередають клієнту калібрування валків дляпередбачуваного профільного сортаменту,розроблені власними калібрувальними бюро, вони незаймаються питанням даних калібрування та далеконе завжди мають такі властивості, якуніверсальність, економічність і гнучкість, що єважливим при кінцевому завершенні технологічногопроцесу. Тому головне завдання інженерів в галузімашинобудування – є забезпечення клієнтаобладнанням для стабільного випуску кінцевоїпродукції, але при цьому максимально скоротившитерміни введення в дію. Тож приділена увагадослідженню та вивченню мікротвердостіобробленої поверхні прокатних валів у разівикористання для чистової обробки чашечних різців,що примусово обертаються є актуальнимпитанням. Вивчення мікротвердості проводилосязалежно від режимів різання та кута схрещуванняосей валу та інструменту.Item Змінні шпиндельні головки обробних центрів із модернізованими сполучними елементам(СНУ ім. В. Даля, 2024) Кроль, О. С.; Цанков, П.; Krol, O. S.; Tsankov, P.Розглянуто процес 3D моделювання приводу головного руху обробного центру (ОЦ) зі змінними формоутворюючими шпиндельними головками та модифікованими зубчастими муфтами. Представлені тривимірні моделі формотворчих вузлів ОЦ, призначених для різних технологічних операцій методами свердління, фрезерування та розточування складних корпусних деталей. Показано ефективність використання нових функціоналів: граничного представлення геометрії B-rep та тривимірної операції «Вирізання», адаптованих для побудови 3D моделей корпусних деталей приводу та шпиндельних головок. Використано модуль розрахунків механічних передач Компас Gears, в якому реалізуються геометричне моделювання та розрахунки на міцність циліндричних і конічних зубчастих передач та зубчастих муфт в процесі 3D моделювання. Зазначено, що при застосуванні тривимірної операції побудови зубчастих вінців методом імітації зубофрезерування досягається підвищення швидкості профілювання робочих поверхонь зубчастого зачеплення. Висунуто ідею вдосконалення конструкції зубчастих муфт за критерієм мінімізації навантажувальної здатності, які використовуються для з’єднання валів приводу оброблювального центру з валами вертикальної, довбальної та кутової шпиндельними головками. Запропоновано заміну класичного циліндричного профілю робочої поверхні зуба внутрішнім конічним зачепленням зубів з круговим профілем. Зроблено аналітичний розрахунок основних геометричних характеристик модифікованого профілю зачеплення зубів зубчастих муфт. Введений коефіцієнт довжини зубів стосовно стандартної та модифікованої конструкцій, як критерій оцінки рівня згинальних напруг у зоні контакту. Обґрунтовано припущення, що отримані розрахункові значення коефіцієнта форми зуба для випадку евольвентного зачеплення мало відрізняються при розгляді кругового профілю модифікованої муфти в межах робочої висоти витка на ділильному діаметрі. Відзначено вплив коефіцієнта форми зубів на зниження рівня контактної напруги. Реалізовано експериментальний розрахунок комплексного коефіцієнта зниження напруги для модифікованої конструкції зубчастої муфти.