Чижик Сергей Антонович – академик, д-р техн. наук, профессор, первый заместитель Председателя
пр. Независимости, 66, 220072, Минск, Республика Беларусь
Chizhik Sergey A. – Academician, D. Sc. (Engineering), Professor, First Deputy Chairman
66, Nezavisimosti Ave., 220072, Minsk, Republic of Belarus
Волчек Ольга Михайловна – старший преподаватель
ул. Войкова, 21, 225404, Барановичи, Республика Беларусь
Volchek Olga М. – Senior lecturer
21, Voikov Str., 225404, Baranovichi, Republic of Belarus
Прушак Виктор Яковлевич – член-корреспондент, д-р техн. наук, профессор, технический директор
ул. Козлова, 69, 223710, Солигорск, Республика Беларусь
Prushak Viktor Y. – Corresponding Member, D. Sc. (Engineering), Professor, Technical Director
69, Kozlov Str., 223710, Soligorsk, Republic of Belarus
Выполнено моделирование колебаний подпружиненного валка вальц-пресса при взаимодействии прессуемого порошка с валками. С учетом выделения в области контакта валка с прессуемым материалом зон подачи и прессования, получена зависимость силы, действующей на валок, от величины зазора между валками. Показано, что эта зависимость имеет нелинейный характер, причем в рабочем диапазоне с достаточно высокой степенью точности может быть описана степенной функцией с отрицательным показателем степени. Приведено численное решение уравнения свободных нелинейных колебаний подпружиненного валка, которое продемонстрировало, что учет деформирования сжимаемого материала приводит к снижению частот собственных колебаний системы на 20–25 % по сравнению со случаем, при котором сила давления порошка на валок принимается не зависящей от величины зазора. Нелинейность зависимости силы давления от зазора приводит также к увеличению на 10 % расчетных значений максимальных смещений. Разработанный подход к расчету колебаний подрессоренного валка вальц-пресса позволяет учесть особенности деформирования прессуемого порошка при его взаимодействии с валками, а также позволяет, наряду с оценкой частот и амплитуд колебаний, установить оптимальный диапазон значений коэффициента жесткости пружины, при котором появление резонанса в машине будет невозможно.
Carried out simulation of oscillations of a spring-loaded roll in a roll compactor when interacting the powder being compacted with the rolls. Considering the separation of the feed and compaction areas in the contact area of the roll with the material being compacted, we obtain the dependence of the force acting on the roll on the gap size between the rolls. It is shown that this dependence is non-linear, and it can be described with a sufficiently high accuracy degree by an exponential function with a negative exponent in the working range. The given numerical solution of the equation of free nonlinear oscillations of the spring-loaded roll has shown that considering the deformation of the material being compacted leads to a reduction of the natural frequency of the system by 20–25 % compared to the case, where the pressure force of the powder on the roll is assumed to be independent of the gap size. The nonlinearity of the dependence of the pressure force on the gap also leads to the increase by 10 % in the calculated values of the maximum displacements. The developed approach to the calculation of oscillations of the spring-loaded roll in the roll compactor enables to take into account the peculiarities of deformation of the powder being compacted during its interaction with the rolls. In addition, it allows estimating the frequencies and oscillation amplitudes and setting the optimum range of spring rate values, at which the occurrence of resonance in the machine is not possible.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.