Індекс рубрикатора НБУВ: З965-049

Рубрики:

Автоматика

Шифр НБУВ: Ж28588 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - розробити математичну модель кульового барабанного млина (КБМ) для розмелювання вугілля на тепловій електростанції (ТЕС) на основі отриманих результатів експериментального дослідження. Аналізом енергетичних потоків встановлено взаємозв'язок між енергією вібрації корпусу млина та кількістю розмелюваного матеріалу в КБМ. Виконано експериментальне дослідження, а саме вимірювання основних технологічних параметрів (кількість матеріалу, температура аеросуміші на виході, перепад тиску) на діючому КБМ. Застосовано закони збереження маси та тепла, а також рівняння витрати та теплообміну для побудови математичної моделі КБМ у вигляді системи нелінійних диференціальних рівнянь. Виконано моделювання перехідних процесів у середовищі Simulink (Matlab), а також порівняння змодельованих процесів із експериментальними. Для оцінювання адекватності розробленої математичної моделі розраховано відносні наведені похибки для кожного параметра. Встановлено, що середньоквадратичний рівень вібропришвидшення вертикальної складової підшипника КБМ у діапазоні від 2 до 6 кГц для вугільного млина характеризує його відносну продуктивність. А за максимально можливої продуктивності млина цей рівень досягає мінімального значення та з подальшим збільшенням подачі матеріалу в млин - не змінюється. Розроблено математичну модель КБМ, порівняно результати моделювання з отриманими експериментальними даними та оцінено адекватність розробленої моделі. Вперше побудовано математичну модель КБМ у вигляді системи нелінійних диференціальних рівнянь, яка з достатньою точністю забезпечує можливість моделювання основних технологічних параметрів млина. Відносна наведена похибка змодельованого сигналу температури аеросуміші на виході КБМ відносно експериментальних значень становить 5,0 %. Для сигналу завантаженості млина ця похибка становить 7,4 %, а для перепаду тиску на млині - 11,2 %. Розроблену модель можна застосовувати на практиці для дослідження КБМ за різних режимів роботи, а також для розроблення алгоритмів керування процесом розмелювання вугілля на ТЕС за допомогою КБМ.

Мета роботи - розробити підхід до адекватної формалізації та обчислення надійності за допомогою динамічного дерева відмов (ДДВ) для системи з двох елементів як взірцевої, з врахуванням короткочасного режиму роботи (КЧРР) одного з елементів системи. Для формалізації надійності використано багатотермінальне ДДВ (БТДДВ). У такому дереві розділено структуру та поведінку системи. На базі дерева побудовано діаграму станів і переходів системи. Обчислення виконано за допомогою марковської моделі та методу Монте-Карло. На прикладі системи з двох елементів, які сполучено послідовно, побудовано БТДДВ. Таке дерево адекватно описує умову настання відмови системи, а також стани циклу КЧРР одного з елементів системи. У дереві задано динамічний зв'язок, який прив'язує параметри КЧРР до вказаного структурного елемента. Сформовано граф системи, який містить 6 станів і 6 переходів, і надано таблицю з описом параметрів станів і переходів. На діаграмі непрацездатні стани згруповано у множини за причинами відмови системи. Ймовірнісні характеристики математичної моделі обчислено двома способами. Якщо параметри короткочасного режиму мають ймовірнісний характер, то використано марковську модель. Для випадку детермінованих параметрів короткочасного режиму використано моделювання методом Монте-Карло. Показано, що функція густини розподілу відмов має чітко виражені піки у моменти підвищеного зношування для детермінованої тривалості фаз короткочасного режиму. Вдосконалено підхід на підставі застосування БТДДВ для моделювання надійності систем із послідовним сполученням елементів, які функціонують у КЧРР. Запропонований підхід може бути використаний для оцінювання надійності під час проектування систем з вузлами, які функціонують у КЧРР. Одержані результати є математичною основою для аналізу КЧРР у системах із складною структурою.

Мета роботи - аналіз енергетичної ефективності одно-, дво- та тримасових коливальних систем. Вібраційне технологічне обладнання широко використовується майже у всіх галузях промисловості. Найчастіше використовуються прості одно- та двомасові коливальні системи, оскільки існують певні труднощі під час розроблення та виготовленні тримасових вібраційних машин. Серед них складність проходу через резонансні піки коливань під час входу та виходу з робочих міжрезонансних режимів роботи внаслідок ефекту Зоммерфельда, складність розрахунку та проектування реактивної маси, яка повинна бути доволі легкою. Проте, тримасові вібраційні машини у разі роботи у міжрезонансній зоні володіють значним динамічним потенціалом, що на пряму впливає на енергоефективність. Існує необхідність вкотре продемонструвати переваги тримасових систем, що надасть поштовх до активних досліджень у цьому напрямі. За поставленим технічним завданням проектують одно-, дво- та тримасову механічні коливальні системи з інерційним приводом на основі дебалансних віброзбудників. Проведено розрахунок необхідної потужності приводу для кожної з них. Проаналізовано отримані результати. Визначено, що внаслідок міжрезонансних режимів роботи з великим динамічним потенціалом, тримасові коливальні системи є значно енергоефективнішими у порівнянні з одно- та двомасовими. Це підтверджує необхідність подальших досліджень таких коливальних систем з метою їх широкого впровадження у виробництві. Підтверджено енергетичну ефективність тримасових міжрезонансних коливальних систем з інерційним приводом у порівнянні з одно- та двомасовими. Отримані результати надають поштовх до активних досліджень, розрахунку, проектування та впровадження тримасових вібраційних машин як технологічного обладнання на підприємствах різних галузей промисловості.

Мета роботи - обгрунтування оптимального значення величини тиску підпірного газового середовища, що забезпечить мінімальні витоки рідинного середовища через стик клапанного ущільнення. За об'єкт досліджень обрано електрогідропневмоклапан двосторонній (ЕГКД). Визначено силові фактори, викликані діями підклапанного тиску, надклапанного тиску та зусиллям привідної пружини. Враховуючи складність розрахункового визначення цих силових впливів середовищ, розроблено методику експериментального визначення сумарного зусилля герметизації клапанного ущільнення. Розроблено цю методику як для в'язкісного, так і для молекулярного режимів витоків герметизованого середовища. Використовуючи визначені зусилля герметизації клапанного ущільнення, проведено серії експериментальних випробувань ЕГКД на здатність герметизувати рідинне середовище за змінними значеннями тисків підпірного газового середовища. Визначено залежність оптимального значення протитиску газового середовища від комплексу конструктивних параметрів клапанного ущільнення, а також від напружено деформованого стану контактуючих елементів ущільнення. Отримано вираз, за яким визначається оптимальне значення протитиску газового середовища. Аналіз збіжності результатів експериментальних і розрахункових досліджень значень еквівалентного гідравлічного діаметра мікроканалу вказує на можливість застосування запропонованої моделі процесу герметизації металополімерних клапанних ущільнень для забезпечення їх працездатності в експлуатаційних умовах. Запропонована модель процесу герметизації клапанного ущільнення та методика випробувань на герметичність із високою ймовірністю гарантує мінімальні витоки через подібні ущільнення. Результати досліджень надають можливість визначати капілярний тиск у стику герметизуючих поверхонь ущільнення, а також визначати еквівалентний гідравлічний діаметр мікроканалу, через який відбуваються витоки герметизованого середовища.

Мета роботи - обгрунтування параметрів тримасових коливальних систем з інерційним приводом, що забезпечують їх роботу міжрезонансній зоні. Тримасові міжрезонансні вібраційні машини (ТММРВМ) рідко застосовуються у виробництві, оскільки вони є складними у розрахунку, проектуванні, виготовленні, експлуатації та переналагодженні. Якісно нові підходи до розрахунку і проектування ТММРВМ надало б змогу широко впроваджувати їх як технологічне обладнання на підприємствах різних галузей промисловості. Уточнено аналітичні вирази за класичними підходами до лінійних коливальних систем із гармонійним збуренням. Для цього розглянуто фізичну модель тримасової міжрезонансної коливальної системи та складено її математичну модель у вигляді системи лінійних диференціальних рівнянь. На основі цього сформовано розв'язок (значення амплітуд коливань). Використовуючи детермінант матриці коефіцієнтів за невідомих, проведено необхідні математичні операції, що задовольняють накладені умови зі встановлення невідомих жорсткісних параметрів. Наведені аналітичні залежності надають змогу проектувати ТММРВМ, що володіють значним динамічним потенціалом, внаслідок чого вони є енергоефективнішими у порівнянні з одно- та двомасовими. Запропоновано нові аналітичні залежності для розрахунку тримасових коливальних систем із інерційним приводом, що забезпечують їх роботу в міжрезонансній зоні. Встановлені аналітичні вирази можуть широко застосовуватись під час проектування вібраційного технологічного обладнання. Достатня точність і простота запропонованих аналітичних виразів сприяє їх широкому використанню на практиці.

Мета роботи - формування узагальненого показника ефективності функціонування та аналіз резонансних вібраційних машин із урахуванням їхніх визначальних енергетичних, динамічних і технологічних характеристик. Для оцінювання ефективності функціонування вібраційних систем використано 3 базових параметри - відношення максимуму пришвидшення робочої маси до споживаної потужності, коефіцієнт асиметрії пришвидшення та ширина резонансної зони. На наступному етапі ці показники приведені до безрозмірного виду, де визначальним вибрано перший. Сформовано узагальнений показник, що має вигляд різниці представлених показників і є функцією мети оптимізаційної задачі. Отриманий показник надано у функціональному вигляді, що враховує коефіцієнти жорсткості для синтезу різного класу резонансних систем - гармонійних і віброударних. Оптимізаційний синтез здійснюється на базі системи нелінійних диференціальних рівнянь, що описує динамічні процеси у вібраційній системі з урахуванням рівняння стану електромагнітного приводу. Використовуючи незалежні коефіцієнти синтезу пружних параметрів отримано функціональну залежність критерію якості, що визначається екстремальною характеристикою. У цьому випадку отримано характеристику, що описує 3 стани вібраційних систем. Встановлено, що за цим критерієм класичні віброударні системи поступаються за ефективністю функціонування традиційним гармонійним системам. Отримано нові параметри, що описують нові віброударні системи, що суттєво переважають існуючі методи їхніх розрахунків. Отримані залежності надають змогу оцінити вплив параметрів синтезу на ефективність функціонування з урахуванням відповідних технологічних і динамічних вимог. Вперше отримано критерій ефективності різного класу резонансних вібраційних систем, що враховує їхні визначальні енергетичні, технологічні та динамічні характеристики. Вперше підтверджено, що формування віброударних систем за класичним принципом є нераціональним, оскільки такі поступаються традиційним гармонійним системам. Встановлено причину такої неефективності, що криється у необхідності коригувати два коефіцієнти жорсткості для реалізації заданих резонансних режимів роботи. Розглянута задача надає змогу реалізовувати на розрахунковому рівні вібраційні системи з закладеними технологічними та динамічними характеристиками. У цьому випадку, енергетичні характеристики формуються за умови досягнення їхніх максимальних значень. Методика надає можливість реалізовувати як традиційні віброударні та гармонійні системи, так і нові, що є суттєво енергетично ефективнішими. За результатами синтезу розраховуються значення коефіцієнтів жорсткості, а також визначальні кінематичні та динамічні параметри.

Мета роботи - моделювання процесу формоутворення бокових поверхонь зубців черв'ячних коліс (ЧК) глобоїдних черв'ячних передач (ГЧП) способом безперервного формоутворення дисковими фрезами для розроблення науково обгрунтованих рекомендацій щодо технологічного забезпечення виготовлення глобоїдних ЧК (ГЧК). Дослідження базуються на методах кінематичного аналізу теоретичної механіки, диференціальної та аналітичної геометрії, теорії зубчастих зачеплень, теорії формоутворення поверхонь деталей різанням. Здійснено моделювання процесу формування бокових поверхонь зубців ЧК ГЧП способом безперервного формоутворення дисковими фрезами. Рекомендовано виконувати нарізання ГЧК у разі колового руху або зворотно-поступальному русі дискової фрези, що встановлюється під кутом нахилу зубців, який дорівнює максимальному куту підйому витка глобоїдного черв'яка. Запропоновано визначати кут нахилу дискової фрези, враховуючи величину модифікації глобоїдного черв'яка. Рекомендовано використовувати дискові фрези з головним різальним ребром зубця фрези малої довжини, враховуючи технологічні чинники та механічні властивості матеріалів ГЧК. Отримано системи рівнянь, що описують просторові поверхні зубців , які утворені при коловому русі чи зворотно-поступальному русі дискової фрези. Запропоновано використовувати визначений профіль зубців у середній площині глобоїдного колеса як виробничий профіль для нарізання витків модифікованого глобоїдного черв'яка. Розроблено основи формоутворення поверхонь зубців ГЧК дисковими інструментами обмеженої товщини у разі безперервного обертання заготовки зубчастого колеса. Запропоновано використовувати властивості виробничих ліній, створюваних дисковим інструментом, для спрощеного визначення ліній контакту та бокових поверхонь зубців на базі методики матричних перетворень між рухомими системами координат. Запропоновано використовувати множину січних профілів бокових поверхонь зубців, що визначаються за встановленими залежностями у площинах паралельних середній площині глобоїдного колеса, для аналізу їх просторового поля контакту з витками глобоїдного черв'яка. Встановлено характер формування поверхонь зубців глобоїдного колеса твірними просторовими лініями, що відмінний від традиційних. Встановлено якісний вплив діаметра дискової фрези на повздовжню кривизну всієї бокової поверхні зубця глобоїдного колеса, що визначає форму зубця, близьку до спряженої з боковою поверхнею витка глобоїдного черв'яка. Отримані теоретичні співвідношення доповнюють теорію формоутворення поверхонь деталей і теоретичні основи технологічного її забезпечення. Моделювання процесів профілювання поверхонь зубців ГЧК способом безперервного формоутворення дисковими фрезами надає можливість встановити науково-обгрунтовані рекомендації для технологічного забезпечення функціональних характеристик ГЧП на стадії виготовлення та технологічної підготовки виробництва.

Проаналізовано конструктивні та функціональні особливості тримасового вібротранспортера (ВТ) із напрямленими коливаннями та розглянуто можливі сфери його використання. Проаналізовано основні навантаження на елементи механічної коливальної системи (МКС) ВТ і на базі диференціальних рівнянь Лагранжа II роду розроблено її математичну модель, яка описує рух системи за прикладання синусоїдальної збурювальної сили між проміжною та реактивною масами системи. Використовуючи загальні методи розв'язування систем лінійних неоднорідних диференціальних рівнянь зі сталими коефіцієнтами, отримано вирази для знаходження амплітуд коливань усіх мас системи за усталених режимів роботи. Наведено алгоритм розрахунку інерційно-жорсткісних параметрів МКС ВТ із напрямленими коливаннями. Відповідно до заданих мас робочого органу та рами транспортера визначено жорсткості відповідних пружних елементів і віброізоляторів, величину реактивної (збурювальної) маси та підібрано характеристики електромагнітного віброзбуджувача. На базі виведених залежностей амплітуд коливань робочих мас в усталених режимах роботи та з урахуванням розрахованих інерційних, жорсткісних і силових параметрів коливної системи ВТ побудовано відповідні амплітудно-частотні характеристики та часові залежності переміщень коливальних мас. Встановлено, що номінальна амплітуда коливань робочих тіл ВТ в усталеному режимі роботи досягає 3 мм. За розрахованими параметрами коливної системи та параметрами збурення за допомогою побудованої математичної моделі тримасової коливної системи ВТ змодельовано її рух. За результатами імітаційного моделювання зроблено висновки про збіжність результатів аналітичних досліджень і віртуального експерименту. Обгрунтовано наявність синфазного руху проміжної та реактивної мас, зумовленого реалізацією ефекту "нульової жорсткості" з метою забезпечення високоефективного резонансного режиму роботи. З метою оцінювання адекватності запропонованої математичної моделі механічної системи ВТ проаналізовано вплив частоти та амплітуди збурювального зусилля на характеристики руху коливних мас. Зокрема, проаналізовано випадки збільшення та зменшення збурювальної частоти вдвічі та збільшення амплітуди в 1,5 разу та її зменшення вдвічі. Обгрунтовано, що зміна амплітуди збурювального зусилля зумовлює пропорційну зміну амплітуди відхилень робочих мас від їх положень рівноваги, тоді як зміна частоти збурення зумовлює суттєве зменшення амплітуди коливань проміжної та активної мас, оскільки має місце "зсув" системи від резонансного режиму роботи.

Поставлену проблему можна вирішити за допомогою комп'ютерного моделювання руху газопилових потоків у робочій зоні циклону за допомогою CFD-програм. Знання можливість оцінити ефективність його роботи й оптимізувати його конструкції. Актуальність роботи полягає у визначенні ефективності роботи пиловловлювальних апаратів (ПВА) за допомогою CFD-програм. Експерименти, які проведено за допомогою CFD-програм, значно пришвидшують процес досліджень і є набагато дешевшими. Методика полягає в тому, що на основі обчисленої структури газового потоку досліджуваного апарату, визначається траєкторія руху певної кількості частинок однієї фракції залежно від умов входу в апарат. Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягла стінок циліндричної або конічної частини корпусу апарату вважаються "вловленими". Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягає верхнього торця випускної труби, вважають "винесеними". По співвідношенню "вловлених" і "винесених" частинок визначають фракційну ефективність апарату. Оптимізовано конструкцію циклону зі спіральним направляючим апаратом і визначено ефективність його роботи. Вперше запропоновано визначати ефективність роботи ПВА за обчисленими за допомогою CFD-програм траєкторіями руху частинок залежно від умов входу в апарат. За допомогою CFD-програм, знаючи вид пилу, який надходитиме в ПВА і його гранулометричний склад, можна прогнозувати ефективність очищення і, відповідно, оптимізувати конструкцію ПВА сухого очищення. Результати досліджень можна широко застосовувати для створення високоефективного пиловловлюваного обладнання.

Індекс рубрикатора НБУВ: З965-049

Рубрики:

Автоматика

Шифр НБУВ: Ж28588 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - розробити математичну модель кульового барабанного млина (КБМ) для розмелювання вугілля на тепловій електростанції (ТЕС) на основі отриманих результатів експериментального дослідження. Аналізом енергетичних потоків встановлено взаємозв'язок між енергією вібрації корпусу млина та кількістю розмелюваного матеріалу в КБМ. Виконано експериментальне дослідження, а саме вимірювання основних технологічних параметрів (кількість матеріалу, температура аеросуміші на виході, перепад тиску) на діючому КБМ. Застосовано закони збереження маси та тепла, а також рівняння витрати та теплообміну для побудови математичної моделі КБМ у вигляді системи нелінійних диференціальних рівнянь. Виконано моделювання перехідних процесів у середовищі Simulink (Matlab), а також порівняння змодельованих процесів із експериментальними. Для оцінювання адекватності розробленої математичної моделі розраховано відносні наведені похибки для кожного параметра. Встановлено, що середньоквадратичний рівень вібропришвидшення вертикальної складової підшипника КБМ у діапазоні від 2 до 6 кГц для вугільного млина характеризує його відносну продуктивність. А за максимально можливої продуктивності млина цей рівень досягає мінімального значення та з подальшим збільшенням подачі матеріалу в млин - не змінюється. Розроблено математичну модель КБМ, порівняно результати моделювання з отриманими експериментальними даними та оцінено адекватність розробленої моделі. Вперше побудовано математичну модель КБМ у вигляді системи нелінійних диференціальних рівнянь, яка з достатньою точністю забезпечує можливість моделювання основних технологічних параметрів млина. Відносна наведена похибка змодельованого сигналу температури аеросуміші на виході КБМ відносно експериментальних значень становить 5,0 %. Для сигналу завантаженості млина ця похибка становить 7,4 %, а для перепаду тиску на млині - 11,2 %. Розроблену модель можна застосовувати на практиці для дослідження КБМ за різних режимів роботи, а також для розроблення алгоритмів керування процесом розмелювання вугілля на ТЕС за допомогою КБМ.

Мета роботи - розробити підхід до адекватної формалізації та обчислення надійності за допомогою динамічного дерева відмов (ДДВ) для системи з двох елементів як взірцевої, з врахуванням короткочасного режиму роботи (КЧРР) одного з елементів системи. Для формалізації надійності використано багатотермінальне ДДВ (БТДДВ). У такому дереві розділено структуру та поведінку системи. На базі дерева побудовано діаграму станів і переходів системи. Обчислення виконано за допомогою марковської моделі та методу Монте-Карло. На прикладі системи з двох елементів, які сполучено послідовно, побудовано БТДДВ. Таке дерево адекватно описує умову настання відмови системи, а також стани циклу КЧРР одного з елементів системи. У дереві задано динамічний зв'язок, який прив'язує параметри КЧРР до вказаного структурного елемента. Сформовано граф системи, який містить 6 станів і 6 переходів, і надано таблицю з описом параметрів станів і переходів. На діаграмі непрацездатні стани згруповано у множини за причинами відмови системи. Ймовірнісні характеристики математичної моделі обчислено двома способами. Якщо параметри короткочасного режиму мають ймовірнісний характер, то використано марковську модель. Для випадку детермінованих параметрів короткочасного режиму використано моделювання методом Монте-Карло. Показано, що функція густини розподілу відмов має чітко виражені піки у моменти підвищеного зношування для детермінованої тривалості фаз короткочасного режиму. Вдосконалено підхід на підставі застосування БТДДВ для моделювання надійності систем із послідовним сполученням елементів, які функціонують у КЧРР. Запропонований підхід може бути використаний для оцінювання надійності під час проектування систем з вузлами, які функціонують у КЧРР. Одержані результати є математичною основою для аналізу КЧРР у системах із складною структурою.

Мета роботи - аналіз енергетичної ефективності одно-, дво- та тримасових коливальних систем. Вібраційне технологічне обладнання широко використовується майже у всіх галузях промисловості. Найчастіше використовуються прості одно- та двомасові коливальні системи, оскільки існують певні труднощі під час розроблення та виготовленні тримасових вібраційних машин. Серед них складність проходу через резонансні піки коливань під час входу та виходу з робочих міжрезонансних режимів роботи внаслідок ефекту Зоммерфельда, складність розрахунку та проектування реактивної маси, яка повинна бути доволі легкою. Проте, тримасові вібраційні машини у разі роботи у міжрезонансній зоні володіють значним динамічним потенціалом, що на пряму впливає на енергоефективність. Існує необхідність вкотре продемонструвати переваги тримасових систем, що надасть поштовх до активних досліджень у цьому напрямі. За поставленим технічним завданням проектують одно-, дво- та тримасову механічні коливальні системи з інерційним приводом на основі дебалансних віброзбудників. Проведено розрахунок необхідної потужності приводу для кожної з них. Проаналізовано отримані результати. Визначено, що внаслідок міжрезонансних режимів роботи з великим динамічним потенціалом, тримасові коливальні системи є значно енергоефективнішими у порівнянні з одно- та двомасовими. Це підтверджує необхідність подальших досліджень таких коливальних систем з метою їх широкого впровадження у виробництві. Підтверджено енергетичну ефективність тримасових міжрезонансних коливальних систем з інерційним приводом у порівнянні з одно- та двомасовими. Отримані результати надають поштовх до активних досліджень, розрахунку, проектування та впровадження тримасових вібраційних машин як технологічного обладнання на підприємствах різних галузей промисловості.

Мета роботи - обгрунтування оптимального значення величини тиску підпірного газового середовища, що забезпечить мінімальні витоки рідинного середовища через стик клапанного ущільнення. За об'єкт досліджень обрано електрогідропневмоклапан двосторонній (ЕГКД). Визначено силові фактори, викликані діями підклапанного тиску, надклапанного тиску та зусиллям привідної пружини. Враховуючи складність розрахункового визначення цих силових впливів середовищ, розроблено методику експериментального визначення сумарного зусилля герметизації клапанного ущільнення. Розроблено цю методику як для в'язкісного, так і для молекулярного режимів витоків герметизованого середовища. Використовуючи визначені зусилля герметизації клапанного ущільнення, проведено серії експериментальних випробувань ЕГКД на здатність герметизувати рідинне середовище за змінними значеннями тисків підпірного газового середовища. Визначено залежність оптимального значення протитиску газового середовища від комплексу конструктивних параметрів клапанного ущільнення, а також від напружено деформованого стану контактуючих елементів ущільнення. Отримано вираз, за яким визначається оптимальне значення протитиску газового середовища. Аналіз збіжності результатів експериментальних і розрахункових досліджень значень еквівалентного гідравлічного діаметра мікроканалу вказує на можливість застосування запропонованої моделі процесу герметизації металополімерних клапанних ущільнень для забезпечення їх працездатності в експлуатаційних умовах. Запропонована модель процесу герметизації клапанного ущільнення та методика випробувань на герметичність із високою ймовірністю гарантує мінімальні витоки через подібні ущільнення. Результати досліджень надають можливість визначати капілярний тиск у стику герметизуючих поверхонь ущільнення, а також визначати еквівалентний гідравлічний діаметр мікроканалу, через який відбуваються витоки герметизованого середовища.

Мета роботи - обгрунтування параметрів тримасових коливальних систем з інерційним приводом, що забезпечують їх роботу міжрезонансній зоні. Тримасові міжрезонансні вібраційні машини (ТММРВМ) рідко застосовуються у виробництві, оскільки вони є складними у розрахунку, проектуванні, виготовленні, експлуатації та переналагодженні. Якісно нові підходи до розрахунку і проектування ТММРВМ надало б змогу широко впроваджувати їх як технологічне обладнання на підприємствах різних галузей промисловості. Уточнено аналітичні вирази за класичними підходами до лінійних коливальних систем із гармонійним збуренням. Для цього розглянуто фізичну модель тримасової міжрезонансної коливальної системи та складено її математичну модель у вигляді системи лінійних диференціальних рівнянь. На основі цього сформовано розв'язок (значення амплітуд коливань). Використовуючи детермінант матриці коефіцієнтів за невідомих, проведено необхідні математичні операції, що задовольняють накладені умови зі встановлення невідомих жорсткісних параметрів. Наведені аналітичні залежності надають змогу проектувати ТММРВМ, що володіють значним динамічним потенціалом, внаслідок чого вони є енергоефективнішими у порівнянні з одно- та двомасовими. Запропоновано нові аналітичні залежності для розрахунку тримасових коливальних систем із інерційним приводом, що забезпечують їх роботу в міжрезонансній зоні. Встановлені аналітичні вирази можуть широко застосовуватись під час проектування вібраційного технологічного обладнання. Достатня точність і простота запропонованих аналітичних виразів сприяє їх широкому використанню на практиці.

Мета роботи - формування узагальненого показника ефективності функціонування та аналіз резонансних вібраційних машин із урахуванням їхніх визначальних енергетичних, динамічних і технологічних характеристик. Для оцінювання ефективності функціонування вібраційних систем використано 3 базових параметри - відношення максимуму пришвидшення робочої маси до споживаної потужності, коефіцієнт асиметрії пришвидшення та ширина резонансної зони. На наступному етапі ці показники приведені до безрозмірного виду, де визначальним вибрано перший. Сформовано узагальнений показник, що має вигляд різниці представлених показників і є функцією мети оптимізаційної задачі. Отриманий показник надано у функціональному вигляді, що враховує коефіцієнти жорсткості для синтезу різного класу резонансних систем - гармонійних і віброударних. Оптимізаційний синтез здійснюється на базі системи нелінійних диференціальних рівнянь, що описує динамічні процеси у вібраційній системі з урахуванням рівняння стану електромагнітного приводу. Використовуючи незалежні коефіцієнти синтезу пружних параметрів отримано функціональну залежність критерію якості, що визначається екстремальною характеристикою. У цьому випадку отримано характеристику, що описує 3 стани вібраційних систем. Встановлено, що за цим критерієм класичні віброударні системи поступаються за ефективністю функціонування традиційним гармонійним системам. Отримано нові параметри, що описують нові віброударні системи, що суттєво переважають існуючі методи їхніх розрахунків. Отримані залежності надають змогу оцінити вплив параметрів синтезу на ефективність функціонування з урахуванням відповідних технологічних і динамічних вимог. Вперше отримано критерій ефективності різного класу резонансних вібраційних систем, що враховує їхні визначальні енергетичні, технологічні та динамічні характеристики. Вперше підтверджено, що формування віброударних систем за класичним принципом є нераціональним, оскільки такі поступаються традиційним гармонійним системам. Встановлено причину такої неефективності, що криється у необхідності коригувати два коефіцієнти жорсткості для реалізації заданих резонансних режимів роботи. Розглянута задача надає змогу реалізовувати на розрахунковому рівні вібраційні системи з закладеними технологічними та динамічними характеристиками. У цьому випадку, енергетичні характеристики формуються за умови досягнення їхніх максимальних значень. Методика надає можливість реалізовувати як традиційні віброударні та гармонійні системи, так і нові, що є суттєво енергетично ефективнішими. За результатами синтезу розраховуються значення коефіцієнтів жорсткості, а також визначальні кінематичні та динамічні параметри.

Мета роботи - моделювання процесу формоутворення бокових поверхонь зубців черв'ячних коліс (ЧК) глобоїдних черв'ячних передач (ГЧП) способом безперервного формоутворення дисковими фрезами для розроблення науково обгрунтованих рекомендацій щодо технологічного забезпечення виготовлення глобоїдних ЧК (ГЧК). Дослідження базуються на методах кінематичного аналізу теоретичної механіки, диференціальної та аналітичної геометрії, теорії зубчастих зачеплень, теорії формоутворення поверхонь деталей різанням. Здійснено моделювання процесу формування бокових поверхонь зубців ЧК ГЧП способом безперервного формоутворення дисковими фрезами. Рекомендовано виконувати нарізання ГЧК у разі колового руху або зворотно-поступальному русі дискової фрези, що встановлюється під кутом нахилу зубців, який дорівнює максимальному куту підйому витка глобоїдного черв'яка. Запропоновано визначати кут нахилу дискової фрези, враховуючи величину модифікації глобоїдного черв'яка. Рекомендовано використовувати дискові фрези з головним різальним ребром зубця фрези малої довжини, враховуючи технологічні чинники та механічні властивості матеріалів ГЧК. Отримано системи рівнянь, що описують просторові поверхні зубців , які утворені при коловому русі чи зворотно-поступальному русі дискової фрези. Запропоновано використовувати визначений профіль зубців у середній площині глобоїдного колеса як виробничий профіль для нарізання витків модифікованого глобоїдного черв'яка. Розроблено основи формоутворення поверхонь зубців ГЧК дисковими інструментами обмеженої товщини у разі безперервного обертання заготовки зубчастого колеса. Запропоновано використовувати властивості виробничих ліній, створюваних дисковим інструментом, для спрощеного визначення ліній контакту та бокових поверхонь зубців на базі методики матричних перетворень між рухомими системами координат. Запропоновано використовувати множину січних профілів бокових поверхонь зубців, що визначаються за встановленими залежностями у площинах паралельних середній площині глобоїдного колеса, для аналізу їх просторового поля контакту з витками глобоїдного черв'яка. Встановлено характер формування поверхонь зубців глобоїдного колеса твірними просторовими лініями, що відмінний від традиційних. Встановлено якісний вплив діаметра дискової фрези на повздовжню кривизну всієї бокової поверхні зубця глобоїдного колеса, що визначає форму зубця, близьку до спряженої з боковою поверхнею витка глобоїдного черв'яка. Отримані теоретичні співвідношення доповнюють теорію формоутворення поверхонь деталей і теоретичні основи технологічного її забезпечення. Моделювання процесів профілювання поверхонь зубців ГЧК способом безперервного формоутворення дисковими фрезами надає можливість встановити науково-обгрунтовані рекомендації для технологічного забезпечення функціональних характеристик ГЧП на стадії виготовлення та технологічної підготовки виробництва.

Проаналізовано конструктивні та функціональні особливості тримасового вібротранспортера (ВТ) із напрямленими коливаннями та розглянуто можливі сфери його використання. Проаналізовано основні навантаження на елементи механічної коливальної системи (МКС) ВТ і на базі диференціальних рівнянь Лагранжа II роду розроблено її математичну модель, яка описує рух системи за прикладання синусоїдальної збурювальної сили між проміжною та реактивною масами системи. Використовуючи загальні методи розв'язування систем лінійних неоднорідних диференціальних рівнянь зі сталими коефіцієнтами, отримано вирази для знаходження амплітуд коливань усіх мас системи за усталених режимів роботи. Наведено алгоритм розрахунку інерційно-жорсткісних параметрів МКС ВТ із напрямленими коливаннями. Відповідно до заданих мас робочого органу та рами транспортера визначено жорсткості відповідних пружних елементів і віброізоляторів, величину реактивної (збурювальної) маси та підібрано характеристики електромагнітного віброзбуджувача. На базі виведених залежностей амплітуд коливань робочих мас в усталених режимах роботи та з урахуванням розрахованих інерційних, жорсткісних і силових параметрів коливної системи ВТ побудовано відповідні амплітудно-частотні характеристики та часові залежності переміщень коливальних мас. Встановлено, що номінальна амплітуда коливань робочих тіл ВТ в усталеному режимі роботи досягає 3 мм. За розрахованими параметрами коливної системи та параметрами збурення за допомогою побудованої математичної моделі тримасової коливної системи ВТ змодельовано її рух. За результатами імітаційного моделювання зроблено висновки про збіжність результатів аналітичних досліджень і віртуального експерименту. Обгрунтовано наявність синфазного руху проміжної та реактивної мас, зумовленого реалізацією ефекту "нульової жорсткості" з метою забезпечення високоефективного резонансного режиму роботи. З метою оцінювання адекватності запропонованої математичної моделі механічної системи ВТ проаналізовано вплив частоти та амплітуди збурювального зусилля на характеристики руху коливних мас. Зокрема, проаналізовано випадки збільшення та зменшення збурювальної частоти вдвічі та збільшення амплітуди в 1,5 разу та її зменшення вдвічі. Обгрунтовано, що зміна амплітуди збурювального зусилля зумовлює пропорційну зміну амплітуди відхилень робочих мас від їх положень рівноваги, тоді як зміна частоти збурення зумовлює суттєве зменшення амплітуди коливань проміжної та активної мас, оскільки має місце "зсув" системи від резонансного режиму роботи.

Поставлену проблему можна вирішити за допомогою комп'ютерного моделювання руху газопилових потоків у робочій зоні циклону за допомогою CFD-програм. Знання можливість оцінити ефективність його роботи й оптимізувати його конструкції. Актуальність роботи полягає у визначенні ефективності роботи пиловловлювальних апаратів (ПВА) за допомогою CFD-програм. Експерименти, які проведено за допомогою CFD-програм, значно пришвидшують процес досліджень і є набагато дешевшими. Методика полягає в тому, що на основі обчисленої структури газового потоку досліджуваного апарату, визначається траєкторія руху певної кількості частинок однієї фракції залежно від умов входу в апарат. Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягла стінок циліндричної або конічної частини корпусу апарату вважаються "вловленими". Частинки, траєкторія яких за розрахунками досягає верхнього торця випускної труби, вважають "винесеними". По співвідношенню "вловлених" і "винесених" частинок визначають фракційну ефективність апарату. Оптимізовано конструкцію циклону зі спіральним направляючим апаратом і визначено ефективність його роботи. Вперше запропоновано визначати ефективність роботи ПВА за обчисленими за допомогою CFD-програм траєкторіями руху частинок залежно від умов входу в апарат. За допомогою CFD-програм, знаючи вид пилу, який надходитиме в ПВА і його гранулометричний склад, можна прогнозувати ефективність очищення і, відповідно, оптимізувати конструкцію ПВА сухого очищення. Результати досліджень можна широко застосовувати для створення високоефективного пиловловлюваного обладнання.