автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Процессы движения формуемой массы в винтовом канале шнекового пресса

004693519

На правах рукопи

Апачанов Антон Сергеевич

ПРОЦЕССЫ ДВИЖЕНИЯ ФОРМУЕМОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ШНЕКОВОГО ПРЕССА

Специальность: 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о июн 2010

Белгород 2010

004603519

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Южно-Российский Государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Евстратова Наталья Николаевна Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мартюченко Игорь Гаврилович, ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»; доктор технических наук, профессор Шарапов Рашид Ризаевич, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова.

Ведущая организация:

Московский государственный открытый университет

Защита состоится «18» июня 2010 г. в «_» часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.04 при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова (308012, г.Белгород, ул. Костюкова, 46, Главный корпус, ауд. 242)

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им В.Г. Шухова.

Автореферат разослан «17» мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время в нашей стране выпуск стеновых керамических материалов составляет более 8 млрд шт. условного кирпича в год. Подавляющее большинство производителей кирпича на территории России и СНГ работают по способу пластического формования сырца. Основной операцией при производстве глиняного кирпича является формование, которое осуществляется на ленточных шнековых прессах. Шнековые прессы, наряду с такими достоинствами, как простота конструкции, непрерывность формования, герметичность, возможность создания высокого давления в формуемой массе, имеют существенный недостаток -глиняная масса налипает на шнек и совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, не имея осевого перемещения в направлении головки пресса, что снижает производительность машины и повышает энергозатраты.

В значительной степени это связано с тем, что в настоящее время создание шнековых прессов для формования глиняного кирпича реализуется посредством процедур проектирования, построенных на основе теоретических положений, учитывающих процессы, происходящие на поверхностях контактов формуемой массы с рабочими органами прессов, но не учитывающих процессы в массиве глины и оказывающие существенное влияние на эффективность формования. Это приводит к созданию низкоэффективных прессов, структура и параметры рабочих органов которых отличны от оптимальных.

В этом контексте возникает задача повышения эффективности функционирования шнековых прессов путем расчета и выбора оптимальных значений конструктивных и режимных параметров их рабочих органов. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания физических процессов, протекающих в формуемой массе под воздействием рабочих органов пресса, как на поверхностях контактов с ними, так и внутри массива формуемой глиняной массы.

Цель работы. Повышение эффективности работы шнекового пресса путем выбора рациональных геометрических параметров лопастного вала посредством разработанного метода, учитывающего процессы движения формуемой массы при различных давлениях прессования и различных свойствах глиняных масс.

Задачи исследований.

1. Выполнить анализ состояния методов расчета и проектирования шнековых прессов.

2. Разработать аналитические выражения, описывающие процесс движения формуемой массы в винтовом канале пресса с учетом возможности появления поверхности скольжения в массе глины.

3. Определить форму поверхности скольжения в формуемой массе и установить влияние на форму этой поверхности свойств формуемой массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования.

4. Предложить пути повышения эффективности работы шнекового пресса путем расчета рациональных геометрических параметров вала пресса.

5. Провести теоретические и экспериментальные исследования движения глиняных масс различной влажности в винтовом канале шнекового пресса и установить влияние геометрических параметров шнекового вала на эффективность его функционирования.

6. Разработать метод, алгоритм и программу для определения оптимальных конструктивных параметров шнекового вала пресса из условия минимизации удельных энергозатрат.

7. Провести экспериментальные исследования и производственные испытания шнекового пресса с разработанными шнековьми валами на лабораторной установке и в заводских условиях для оценки эффективности их работы.

Научная новизна. Получена аналитическая зависимость, описывающая напряженно-деформируемое состояние глиняной массы в винтовом канале пресса, учитывающая возможность появления поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые и имеют максимальные значения; и позволяющая установить влияние на форму этой поверхности свойств керамической массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования. Установлена физическая картина движения глиняной массы в винтовом канале пресса, по которой относительное движение слоев формуемой массы происходит не в непосредственной близости от рабочих органов пресса, а по поверхности с максимальными касательными напряжениями. Разработан метод выбора геометрических параметров шнекового вала, отличающийся тем, что целевой функцией и установленной совокупностью функций-ограничений учитываются процессы, протекающие не только на поверхностях контактов формуемой массы со шнековым валом и корпусом пресса, но и в массиве глины.

Практическое значение работы заключается в том, что ее результаты, в частности метод определения геометрических параметров шнекового вала пресса, алгоритмы и программы, используемые при проектировании шнеко-вых прессов, создают основу для создания высокоэффективных прессов, широко применяющихся при производстве глиняного кирпича.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение: на научно-практических конференциях Шахтинского института ЮРГТУ (2007 - 2009 гг.); на научной конференции Донецкого национального технического университета (Украина, г. Донецк, 2007 г.); на III Международной научно-технической конференции (г. Пенза, 2007 г.); на Международной научной конференции студентов, аспирагнов и молодых ученых (г. Нальчик, 2009 г.)

Реализация работы.

Диссертационная работа выполнена в Шахтинском институте ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в рамках научного направления: «Теория и принципы создания робототехнических и мехатронных систем и комплексов», утвержденного Ученым советом ЮРГТУ (НПИ) 1.03.2006 г., по госбюджетной теме: ПЗ - 845 «Повышение эффективности технологических и транспортирующих машин промышленности строительных материалов». Результаты теоретических и экспериментальных исследований, методика расчета рациональных конструктивных параметров шнекового вала внедрены в промышленных условиях ОАО «РОСТОВНЕРУД» и ООО «Шахтинский кирпичный завод» (г. Шахты Ростовской области), а также в учебный процесс ШИ (Ф) ГОУ ВПО «ЮРГТУ (НПИ)» на кафедре «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 статей, в том числе 1 - в центральном издании, рекомендованном перечнем ВАК РФ.

Автор защищает

- математическое описание процесса движения глиняной массы в винтовом канале пресса, учитывающее процессы внутри глиняной массы; возможность появления поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые и имеют максимальные значения; и позволяющее установить влияние на форму этой поверхности свойств керамической массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования;

- физическую картину движения глиняной массы в винтовом канале пресса, по которой относительное движение слоев глиняной массы происходит не в непосредственной близости от рабочих органов пресса, а по поверхности с максимальными касательными напряжениями;

- метод выбора геометрических параметров шнекового вала пресса, отличающийся тем, что целевой функцией и установленной совокупностью функций-ограничений учитываются процессы, протекающие не только на поверхностях контактов формуемой массы с рабочими органами пресса, но и внутри глиняной массы;

- математическую модель, алгоритм и программу, позволяющую определить оптимальные геометрические параметры шнекового вала пресса из условия минимизации удельных энергозатрат прессования;

- возможность повышения эффективности работы шнекового пресса за счет реализации разработанного метода.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения по результатам работы, списка литературы из 80 наименований, приложений. Работа изложена на 132 страницах, в том числе содержит 39 рисунков, 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен анализ условий эксплуатации шнековых прессов и разнообразие их конструктивных особенностей. Приведен обзор литературных источников по исследованиям закономерностей движения глиняной массы в шнековом канале пресса. Общим для всех рассмотренных теоретических и экспериментальных исследований является то, что их авторы идентифицируют глиняную массу как среду Шведова-Бингама и рассматривают её движение в канале шнека как движение абсолютно твердого тела при условии того, что касательные напряжения не превышают предела прочности, т.е. не происходит расслоение материала.

Конструктивные особенности шнековых прессов зависят от свойств глины, назначения машины и условий ее эксплуатации. Во многих конструкциях прессов с целью разрушения структуры глиняной массы предпринимались попытки применения различных технических решений, но все они направлены лишь на ликвидацию последствий налипания вязкопластичной массы на вал шнека, а не на предупреждение этого явления.

Физико-механические свойства глин, формуемых шнековыми прессами, весьма разнообразны, но основным свойством, затрудняющим их поступательное движение в прессе является липкость - способность глиняной массы при определенных условиях налипать на поверхности рабочих органов. Липкость обусловлена наличием между контактирующими поверхностями глиняной массы и рабочих органов машин адгезионных связей, величина которых зависит от многих факторов, среди которых можно выделить влажность, дисперсность, химический состав глины, качество и свойства поверхности рабочего органа машины, величину давления в глиняной массе в винтовом канале пресса.

Анализ свойств глиняных масс, формуемых шнековыми прессами, показал, что все они в той или иной степени обладают упругостью, вязкостью и пластичностью одновременно.

Течение упруго-вязкопластичного материала наступает только после достижения касательных напряжений предела прочности при сдвиге [г], а характер его движения описывается'уравнением Шведова - Бингама

о)

где г - касательное напряжение на элементарной площадке, лежащей на поверхности соприкасающихся слоев материала; [г]- предел прочности Ма-гЛ-

териала при сдвиге; — - производная скорости V по нормали т к рассмат-оЬ

риваемым слоям материала (градиент скорости).

При касательных напряжениях г < [г] эти материалы ведут себя как упругие твердые тела. При г > [г] в материале возникает поверхность сколь-

жения и сопротивление движению слоев материала на этой поверхности определяется динамической вязкостью материала и скоростью относительного движения слоев материала.

При объемном напряженном состоянии прочностные свойства большинства влажных, сыпучих, пластичных и пылевидных материалов, идентифицируемых как среда Бингама, наиболее точно характеризуются теорией прочности О. Мора, согласно которой условие прочности можно записать в следующем виде:

£с + г]сг = [т], (2)

где тт - максимальные касательные напряжения на элементарной площадке материала в плоскости сдвига; а - нормальные напряжения к плоскости сдвига; с - величина касательного напряжения, воспринимаемого материалом при нулевом нормальном напряжении и называемая сцеплением.

При выполнении условия (2) материал находится в равновесии и относительное движение слоев материала отсутствует. При т^ > с+г/а предельное состояние материала нарушается и начинается относительное движение его слоев (сдвиг).

При объемном напряженном состоянии материала вместо разрушения по площадке, в которой касательные напряжения впервые достигают величины с (сцепления), предполагается, что предел прочности при сдвиге возрастает на величину, составляющую т\ -ую долю от нормального давления по площадке. Эта величина аналогична обычной силе трения и поэтому величину г} называют коэффициентом внутреннего трения.

л = (3)

В случае трения материала по твердой поверхности величина с характеризует прочность адгезионных связей, а величина ц - коэффициент внешнего трения материала о твердую поверхность.

Эффективные коэффициенты внутреннего и внешнего трения определяются по формуле

с+пР

4/, (4)

Ввиду того, что глиняная масс, подаваемая шнековым прессом, не является ни Ньютоновской жидкостью, ни абсолютно твердым телом, при установлении закономерностей движения глиняной массы в шнековом прессе нельзя ограничиваться рассмотрением процессов, происходящих на поверхностях контактов формуемой массы с рабочими органами пресса. Необходимо учитывать процессы, протекающие внутри глиняной массы, которые во многом определяют качественный и количественный характер ее движения.

Несмотря на значительный рост объёма переработки пластических материалов в различных отраслях промышленности, процессы подачи их шнеком до настоящего времени недостаточно изучены. Из опубликованных в

этой области работ можно отметить труды A.B. Туренко, В.Д. Мартынова,

A.П. Ильевича, А.Д. Морозова, K.M. Королева, Е.А. Элера, М.Д. Герасимова,

B.C. Фадеевой, Ю.И. Густова.

Во второй главе проведен анализ факторов, оказывающих влияние на процесс движения глиняной массы в шнековом прессе, и на его основании разработаны основные теоретические положения диссертационной работы.

Согласно существующих в настоящее время теории и математического описания закономерности движения глиняной массы в винтовом канале пресса формируются под влиянием процессов, происходящих на поверхностях её контактов с рабочими органами машины. Рассматривается равновесие объема шины, вырезанного из канала, образованного внутренней поверхностью корпуса пресса, валом и лопастью шнека (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема сил, действующих на объем формуемой массы глины

Решение уравнений статики позволяет получить условие для определения угла р между направлением движения глиняной массы и направлением оси шнекового вала при условии, что она движется подобно абсолютно твердому телу.

R(R-r)

In

2лпа + R

+ 2mfR2sm(ß-a)-

(5)

-2miR2ff cos(ß-a)-2mfmRr-

пЩ-r1) sin а

= 0,

ще а - угол подъема винтовой линии шнековой лопасти; Я - радиус лопасти шнека; г - радиус вала шнека; ц - коэффициент бокового давления (распора); ^ - коэффициент трения материала о внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса пресса; коэффициент трения материала о поверхность шнека; Р0- давление в массе на входе в винтовой канал пресса; а - коэффици-

ент пропорциональности; п - число витков шнека; 2ша + Ри = Рт - давление в массе на выходе из винтового канала пресса.

При этом не учитываются процессы, происходящие в массиве глины и оказывающие существенное влияние на эффективность функционирования шнекового пресса.

Рассмотрено напряженно-деформируемое состояние элемента массы глины, вырезанного из канала шнека. Характер приложения нагрузок к рассматриваемому элементу, представляющего собой пластинку переменной толщины, а также небольшое различие между коэффициентами внешнего и внутреннего трения глиняной массы, позволяют предположить возможность появления в нем криволинейной поверхности скольжения (сдвига), соединяющей края шнековой лопасти (рис.2). Максимальная поперечная сила действует на цилиндрической поверхности контакта глиняной массы с корпусом пресса. Однако существует ряд вогнутых криволинейных поверхностей, соединяющих края шнековой лопасти, площадь которых меньше, чем площадь соответствующей цилиндрической поверхности. Если на какой- либо из этих поверхностей касательные напряжения в глиняной массе в направлении оси У1 превысят предельно допустимые, то произойдет относительное скольжение (сдвиг) слоев массы шины, и вся масса разделится на две части.

Сдвиг произойдет по поверхности, касательные напряжения на которой, будут максимальными

Величина касательных напряжений на любой криволинейной поперечной поверхности элемента формуемой массы зависит от площади этой поверхности и от поперечной силы, действующей на этой поверхности в направлении оси У1 (рисунок 2).

(6)

/

Рисунок 2. Криволинейная поверхность скольжения в глиняной массе

Величина силы Q, действующей на любой криволинейной поверхности глиняной массы, соединяющей края шнековой лопасти в направлении оси 71, зависит от формы этой поверхности (рисунок 3) и может быть определена из уравнения

(7)

где - площадь части винтового канала пресса, ограниченная линией пересечения рассматриваемой поверхности формуемой массы с плоскостью (кривые 1, 2 и 3, рисунок 3) и отрезками прямых Zl = r, XI = -//2 и XI = //2.

Так как площадь поперечного сечения канала шнека равна (рис.2)

1/2

= КЯ-г)&, (8)

-|\2

ТО

чг

51= К/(х)-г)с!х, (9)

-г\2

где /(*) - функция, график которой является линией пересечения рассматриваемой поверхности с плоскостью Х\2\ (¡сривые 1,2 и 3, рисунок 3).

Рисунок 3. Возможные формы проекций поверхности скольжения в глиняной массе на плоскость Х121

Рассматриваемая поверхность образуется в результате движения некоторой кривой :(х) по спиральной направляющей таким образом, что за один оборот вокруг оси X приходится ее„смещение вдоль оси X на шаг /. Площадь этой поверхности можно определить по формуле

= 2л- ? V/2 (х) + Г VI + Г (х)сЬ, (10)

-чг

ще /,2(х) - квадрат первой производной функции /(х);

Т = //2 л-.

С учетом симметрии рассматриваемого элемента массы глины относительно оси и уравнения равновесия (5) условие (6) можно записать в следующем виде

г

2mfmRr + "fJR2 Г1) + 2mR2fJ„ cos(fi - a)

sing_______

P 4m i 4f2(x) + rj\ + f4x)dx

0

2 ma + Pn

4л/J 4fr(x) + T1^\ + f2(x)dx

J (f(x)-r)dx

0

= max. (11)

Полученное уравнение позволяет определить форму поверхности скольжения в формуемой массе -/(*)• Анализ величин, входящих в (11) показывает, что /(*) в общем случае зависит от коэффициентов трения глиняной массы о шнек и внутреннюю поверхность корпуса пресса, геометрических параметров шнека и отношения запирающего давления на выходе из шнекового пресса к давлению на входе в пресс.

Исследование уравнения (11) проводилось с использованием математической системы MathCAD 9. Задавалась функция вида : = с + тх", где и, тис- положительные действительные числа. Это позволило установить влияние на форму поверхности сдвига в массе глины в канале шнекового пресса запирающего давления на выходе из шнека, свойств формуемой массы и геометрических параметров рабочих органов шнекового пресса.

На рисунке 4 представлены профили поверхностей сдвига материала в канале шнека при различных значениях запирающего давления на выходе из шнека и при следующих значениях геометрических параметров рабочих органов: радиус лопасти шнека R = 0,2лг; радиус вала шнека г = 0,05.и; угол подъема винтовой линии шнека а- 20'; число витков шнека п = 4. Анализ полученных результатов показывает, что форма поверхности сдвига формуемой массы глины в канале шнека зависит от отношения величин давлений на выходе и входе в винтовой канал пресса. При Р0 = Рт (кривая а = 0, рисунок 4) поверхность сдвига материала совпадает с поверхностью, имеющей минимальную площадь, линия пересечения которой с плоскостью XZ соединяет края лопасти и имеет общую точку с прямой Z = г. В этом случае площадь части канала шнека, в которой глиняная масса имеет поступательное перемещение, максимальна. На рисунке 4 это площадь фигуры, ограниченной линиями а = 0 и Z = R.

С увеличением запирающего давления линии пересечения поверхностей скольжения глиняной массы с плоскостью XZ имеют более пологую форму, и пассивная область в канале шнека, заполненная массой, не имеющей осевого перемещения в направлении формующих органов пресса, увеличивается.

/

пресса от величины запирающего давления на выходе из пресса

Анализ результатов, полученных при исследовании влияния количества витков шнековой лопасти на форму поверхности скольжения в массе глины показал, что с увеличением количества витков шнековой лопасти площадь части канала шнека, в которой формуемая масса имеет поступательное перемещение, увеличивается.

Установление закономерностей движения формуемой массы в винтовом канале пресса с учетом возможности возникновения в ней поверхности скольжения имеет важное практическое значение, так как позволяет при проектировании шнековых прессов более обоснованно выбирать геометрические параметры рабочих органов и использовать различные конструктивные решения, обеспечивающие максимальную эффективность функционирования пресса с учетом свойств формуемой массы и запирающего давления на выходе из пресса.

Производительность шнековых прессов определяется как произведение площади сечения винтового канала пресса на проекцию скорости массы глины на ось шнека

0 = ж(Д2-г2К. (12)

Максимально возможная (теоретическая) производительность будет иметь место, если абсолютная скорость движения массы будет направлена вдоль оси шнека

= *(*'-»■>.„,., (13)

где у1еор = й)0Я/£а - максимально возможная (теоретическая) скорость движения массы.

Отношение фактической производительности 0 к теоретической 0теор характеризует эффективность работы шнекового пресса и называется коэффициентом подачи шнека

к = <2 = = сжасскр = 1 ^

' ^ со ! +

где р - угол между направлением движения массы глины и осью шнека.

В шнековых прессах, формующих глиняную массу, угол отклонения движения массы от оси шнека составляет 75 - 80 градусов, вследствие чего коэффициент подачи шнека низок ^ =0,33 + 0,42.

Как было установлено, часть шиняной массы, расположенная ближе к шнеку, налипает на него и не совершает поступательного движения в направлении подачи. Другая часть, расположенная ближе к периферии, совершает движение со значительным отклонением от оси шнека. Рассмотрено равновесие элементарного объема этой части материала.

После определения значения всех сил, действующих на элементарный объем формуемой массы, автором получено уравнение для определения направления движения массы глины в следующем виде

1тта4- Р чг

КЯ - /(*))& + -т/Л 31П(/? - а) -

¡та о , (15)

-2я77/ч/^2со5(/?-а) = 0

1/2

где 2¡(Я-/(х))ск - площадь сечения рассматриваемой части шиняной

о

массы; /м - коэффициент внутреннего трения глины.

Уравнение (15) позволяет определить угол р между направлением движения глиняной массы и продольной осью шнека при условии, что крутящий момент от шнекового вала передается на него через другую часть глиняной массы, вращающуюся вместе со шнеком и не имеющую поступательного перемещения в направлении формующих органов.

Анализ численных результатов, полученных при решении уравнения (18) с применением вычислительной техники, позволяет установить влияние различных факторов, в частности, коэффициента трения материала о материал, на направление движения массы глины в канале шнека. Чем выше коэф-

фициент внутреннего трения материала, тем больше угол между направлением движения материала и продольной осью шнека и, следовательно, меньше коэффициент подачи шнека и ниже производительность пресса.

Так как коэффициент трения глиняной массы о металлическую поверхность меньше, чем коэффициент трения материала о материал, то целесообразно использовать шнековый вал, профиль которого имеет криволинейную поверхность, идентичную поверхности скольжения в формуемой массе глины. В этом случае в уравнении (15) коэффициент трения материала о материал /„ заменяется коэффициентом трения материала о металл шнека /ш.

Анализ результатов, полученных при исследовании зависимости (15) с применением вычислительной техники показывает, что коэффициент подачи шнека с криволинейным профилем, идентичным поверхности скольжения в формуемой массе, выше на 15 - 30% по сравнению со шнеком традиционной формы для глиняных масс с различными отношениями коэффициентов внешнего и внутреннего трения за счет снижения крутящего момента, передаваемого шнеком формуемой массе.

В третьей главе разработан метод и математическая модель определения рациональных параметров шнекового вала с учетом процессов в массиве формуемой глины в винтовом канале шнекового пресса, обеспечивающих максимальную производительность и минимальные удельные энергозатраты с учетом величины давления прессования и свойств глиняной массы.

В качестве глобального критерия эффективности при нахождении оптимальных параметров выступают удельные энергозатраты прессования. Минимизация удельных энергозатрат способствует решению общей задачи повышения эффективности работы шнекового пресса, поскольку вызывает снижение расхода электроэнергии, установленной мощности, и, тем самым снижение стоимости единицы продукции и удельных энергозатрат. Так как величина удельных затрат энергии зависит от многих факторов (параметров), целевая функция имеет вид:

Л = /<*), (16)

где х = Iх1\х1-,хг\...\х1-,...\хп/- вектор факторов, влияющих на величину удельных энергозатрат прессования. Оптимизируемыми параметрами являются: угол нарезки винтовой линии шнека; количество витков шнековой лопасти; форма криволинейной поверхности шнекового вала.

Для решения задачи оптимизации параметров шнекового пресса разработаны алгоритм и программа расчета и выбора параметров методом равномерного поиска, ориентированные на использование персонального компьютера.

В четвертой главе изложена методика проведения и представлены результаты экспериментальных исследований лабораторной модели и про-

изводственных испытаний промышленных образцов шнековых прессов в условиях формовочных отделений ОАО «Ростовнеруд» и ООО «ШКЗ».

Экспериментальные исследования имели целью проверку правильности основных теоретических положений данной работы и полученных на их основе количественных результатов. Цель производственных испытаний -проверка работоспособности разработанных шнековых прессов в промышленных условиях в течение длительного периода времени и оценка их эффективности по сравнению с базовыми машинами, а также проверка соответствия основных количественных показателей процесса экструзии глиняного бруса проектным показателям.

Экспериментальные исследования проводились на лабораторной модели шнекового пресса (рисунок 5). На выходном конце цилиндра был установлен мундштук, конструкция которого позволяла регулировать давление в формуемой массе на выходе из шнековой полости пресса.

Установка имела четыре сменных шнековых вала, один из которых имел традиционную форму (рисунок 6а), а три других (рисунок 66 - 6г) -криволинейные профили, параметры которых были приняты на основании результатов, полученных при реализации математической модели на ПЭВМ.

Испытания проводились: при формовании глиняных паст влажностью 15%, 18% и 21%; при трех значениях давления на выходе из шнековой полости Р, =0,ЗМПа, Р, = 0,6 МП а и Р. = 0,9МПа; на машине с базовым шне-ковым валом и с валами, имеющими криволинейные профили поверхности. В каждом опыте измерялись производительность машины и потребляемая мощность.

Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний показывают, что производительность шнекового пресса с криволинейной поверхностью, форма которой определялась на основании результатов компьютерного моделирования с учетом свойств формуемой массы и ве-

Рисунок 5. Экспериментальная установка

личины запирающего давления на выходе из пресса, выше, чем у пресса со шнековым валом традиционной формы на 20%. Удельный расход энергии на формование единицы объема массы у машины с валом, имеющим криволинейный профиль поверхности, ниже, чем у машины со шнековым валом традиционной формы на 16 %.

в) г)

Рисунок 6. Шнековые валы с различными профилями: а - базовый вал; б,в,г - валы с криволинейной поверхностью

Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 10 %), что подтверждает основные теоретические положения данной работы о возможности повышения производительности шнековых прессов за счет устранения возникновения поверхности скольжения в формуемой массе.

Результаты замеров производительности и мощности, потребляемой шнековыми прессами, проводимых ежедневно в течение 15 суток непрерывной работы прессов при производственных испытаниях, показали отсутствие дрейфа основных количественных показателей процесса экструзии глиняного бруса. Производительность и потребляемая мощность в течение всего

срока испытаний оставались постоянными и соответствовали проектным показателям, определенным при компьютерном моделировании.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе осуществлено решение важной научно-технической задачи снижения энергоемкости шнековых прессов за счет параметрической оптимизации шнековых валов, основанной на разработанном методе определения конструктивных параметров шнековых валов, учитывающем процессы, происходящие в массиве формуемой массы и на поверхностях ее контактов с рабочими органами пресса, и подтвержденном результатами экспериментальных исследований и производственных испытаний.

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Выполненный анализ современного уровня методов расчета и проектирования шнековых прессов показал, что в существующих теоретических положениях и разработанных на их основе методиках расчета формуемая масса рассматривается либо как ньютоновская жидкость, либо как абсолютно твердое тело. В настоящее время нет математического описания процесса движения формуемой массы в винтовом канале пресса, учитывающего процессы, происходящие в массиве глины. Игнорирование реальных свойств формуемых масс влечет за собой необоснованный выбор геометрических параметров рабочих органов шнековых прессов при проектировании и созданию малоэффективного технологического оборудования.

2. Разработанное математическое описание процесса движения глиняной массы в винтовом канале пресса учитывает процессы, происходящие на поверхностях контактов массы с рабочими органами пресса, и возможность возникновения в формуемой массе криволинейной поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые напряжения и имеют максимальные значения. При этом часть глины, расположенная ближе к оси шнека, не имеет поступательного перемещения в направлении формующих органов, что отрицательно сказывается на эффективности функционирования шнекового пресса.

3. Получена аналитическая зависимость, определяющая поверхность скольжения в формуемой массе и позволяющая установить влияние на форму этой поверхности свойств формуемой массы, геометрических параметров рабочих органов шнекового пресса и давления прессования.

4. Выбор профиля шнекового вала пресса, основанный на применении разработанного метода, позволяет повысить эффективность функционирования шнекового пресса за счет замены трения между движущейся массой и массой, налипшей на шнек, на трение между массой и металлической поверхностью шнека.

5. Разработанные метод, алгоритмы и программы процесса функционирования шнекового пресса, учитывающие процессы, происходящие в формуемой массе и на поверхностях её контактов с рабочими органами пресса, позволяют установить влияние геометрических параметров шнекового вала пресса на основные количественные показатели процесса формования глиняного бруса и определить оптимальные значения этих параметров из условий максимальной производительности пресса и минимальных энергозатрат прессования.

6. На основе решения оптимизационной задачи определена рациональная форма шнекового вала пресса, исключающая возможность возникновения поверхности скольжения в формуемой массе, что повышает эффективность функционирования шнекового пресса;

7. Испытания лабораторной модели и промышленных образцов показали работоспособность и вьюокую эффективность шнековых прессов, геометрические параметры шнековых валов которых определялись с учетом процессов, происходящих в массиве формуемой массы и на поверхностях ее контактов с рабочими органами пресса, их способность длительное время сохранять на постоянном уровне основные количественные показатели процесса формования и возможность промышленной реализации.

8. Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 10 %), что подтверждает основные теоретические положения данной работы о возможности повышения производительности пресса за счет параметрической оптимизации его шнекового вала, исключающей налипание формуемой массы на шнеко-вый вал, а также адекватность математической модели реальному процессу движения глиняной массы в винтовом канале пресса.

9. Полученные количественные результаты показывают, что шнековые пресса, выбор геометрических параметров рабочих органов которых проведен с учетом процессов, происходящих в массиве глины и на поверхностях её контактов с рабочими органами, свойств формуемых масс и условий эксплуатации пресса, целесообразно применять на предприятиях, выпускающих глиняный кирпич пластическим способом формования, так как это приводит к увеличению производительности пресса на 25 - 30% и снижению удельных затрат энергии на 11 -19 %.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих публикациях автора:

1. Апачанов A.C. Минимизация площади контакта шнекового вала с формуемой массой в шнековом прессе // Изв. вузов. Сев. Кав. регион «Технические науки»: 2009.- № 4. С. 96 - 99.

2. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Математическая модель процесса движения глиняной массы в винтовом канале шнекового

пресса при производстве керамического кирпича // Изв. вузов. Сев. Кав. регион «Технические науки»: 2009,- № 5. С. 85 - 88

3. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H., Сухарников A.B. Моделирование процесса движения глиняной массы в винтовом канале шне-кового пресса // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч. тр. / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 129-134

4. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Влияние формы внутренней поверхности корпуса шнекового пресса на направление движения формуемой массы глины // Науков1 пращ Донецького нацюнального техшчного ушверситету. Випуск 14(127), сер1я прничо-електромехашчна. -Донецьк ДВНЗ «ДонНТУ», 2007. - С. 128-132

5. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Математическое описание процесса движения формуемой массы глины о поверхность корпуса шнекового пресса // Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сборник статей III Международной научно-технической конференции: Пенза, 2007. - С. 56-60

6. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Влияние внутренней поверхности корпуса шнекового пресса на направление движения формуемой массы глины // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 173-177

7. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Цыбизова A.A. Развитие шнекового транспортирования вязкопластичных материалов // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. -С. 160-165

8. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Минимизация площади поверхности скольжения в материале в шнековом прессе // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008.-С. 165-173

9. Апачанов A.C., Григорьев В.И. Расчет оптимальных конструктивных параметров корпуса шнекового пресса // Перспектива - 2009: Материалы Международной научной конференции студентов, аспиратнов и молодых ученых. - Т. IV. - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т., 2009. - С. 6-10

10. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Математическая модель процесса движения глиняной массы в винтовом канале шнекового пресса // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч.тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 130-137

11. Цыбизова A.A., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Влияние рифлёной поверхности корпуса шнекового пресса на движение формуемой массы глины при производстве глиняного кирпича // Перспективы развития Восточно-

го Донбасса: сб. науч.тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 143-149

12. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Минимизация площади поверхности контакта глиняной массы с рабочим органом в шнеко-вом прессе // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 149-156

13. Апачанов A.C., Евстратов В.А. Выбор профиля шнекового вала из условия минимума площади поверхности контакта глиняной массы с шнеко-вым валом в шнековом прессе // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: 2010.- № 1. С. 114-118

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Апачанов Антон Сергеевич

ПРОЦЕССЫ ДВИЖЕНИЯ ФОРМУЕМОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ШНЕКОВОГО ПРЕССА

Подписано в печать 14.05.10. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,3- Уч.-изд. л. 1,2.

Тираж 100 экз. Заказ //Я,ОХ • Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В. Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШНЕКОВЫХ ПРЕССОВ

1.1. Анализ условий работы и конструкций шнековых прессов

1.2. Анализ физических свойств глиняных масс, формуемых 19 шнековыми прессами

1.3. Обзор литературных источников по теории проектирования 35 шнековых машин

1.4. Задачи исследования 37 Выводы

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ГЛИНЯНОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ШНЕКОВОГО ПРЕССА

2.1. Закономерности движения глиняной массы в винтовом канале 42 пресса

2.2. Обоснование возможности появления в материале поверхности 48 скольжения

2.3. Поверхность скольжения в глиняной массе в винтовом канале 57 пресса

2.4. Минимизация площади вогнутой поверхности

2.5. Исследование влияния давления прессования и количества 67 витков шнековой лопасти на форму поверхности скольжения в формуемой массе

2.6. Исследование влияния профиля лопастного вала на 71 эффективность работы шнекового пресса

Выводы

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ГЛИНЯНОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ПРЕССА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ШНЕКОВЫХ ПРЕССОВ

3.1. Критериальный анализ и составление целевой функции

3.2. Факторный анализ, обоснование и построение модели процесса 78 подачи материала напорным шнековым модулем

3.3. Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Задачи экспериментальных исследований и производственных 87 испытаний

4.2. Методика проведения экспериментальных исследований

4.3. Описание экспериментальной установки, применяемого 91 оборудования и средств контроля

4.4. План проведения эксперимента

4.5. Экспериментальное исследование зависимости потребляемой 99 мощности, производительности и удельных энергозатрат от частоты вращения шнека, величины запирающего давления и формы шнековой лопасти

4.6. Промышленное внедрение результатов работы 105 Выводы

Актуальность проблемы. Керамический кирпич - древнейший и всегда востребованный строительный материал, созданный человеком -широко распространён и сегодня. По данным статистики [1] в Российской Федерации в 2007 году произведено 5 580 млн. условных кирпичей глиняного (керамического) кирпича, отгрузка составила 4 677 млн. условных кирпичей. До 80% от общего числа предприятий-производителей керамического кирпича работает по способу пластического формования с использованием природного сырья, при котором основной операцией является формование, осуществляемое на ленточных шнековых прессах. Шнековые прессы наряду с такими достоинствами, как простота конструкции, непрерывность формования, герметичность, возможность создания высокого давления в формуемой массе, имеют существенный недостаток — глиняная масса налипает на шнек и совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, не имея осевого перемещения в направлении головки пресса, что снижает производительность машины и повышает энергозатраты.

В этом контексте возникает задача повышения эффективности работы шнековых прессов путем расчета и выбора оптимальных значений конструктивных и режимных параметров их рабочих органов. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания физических процессов, протекающих в формуемой массе под воздействием рабочих органов пресса как на поверхностях контактов с ними, так и внутри формуемой глиняной массы.

Цель работы. Повышение эффективности работы шнекового пресса путем выбора рациональных геометрических параметров лопастного вала посредством разработанного метода, учитывающего процессы движения формуемой массы при различных давлениях прессования и различных свойствах глиняных масс.

Задачи исследований.

1. Выполнить анализ состояния методов расчета и проектирования шнековых прессов.

2. Разработать аналитические выражения, описывающие процесс движения формуемой массы в винтовом канале пресса с учетом возможности появления поверхности скольжения в массе глины.

3. Определить форму поверхности скольжения в формуемой массе и установить влияние на форму этой поверхности свойств формуемой массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования.

4. Предложить пути повышения эффективности работы шнекового пресса путем расчета рациональных геометрических параметров вала пресса.

5. Провести теоретические и экспериментальные исследования движения глиняных масс различной влажности в винтовом канале шнекового пресса и установить влияние геометрических параметров шнекового вала на эффективность его функционирования.

6. Разработать метод, алгоритм и программу для определения оптимальных конструктивных параметров шнекового вала пресса из условия минимизации удельных энергозатрат.

7. Провести экспериментальные исследования и производственные испытания шнекового пресса с разработанными шнековыми валами на лабораторной установке и в заводских условиях для оценки эффективности их работы.

Научная новизна. Получена аналитическая зависимость, описывающая напряженно-деформируемое состояние глиняной массы в винтовом канале пресса, учитывающая возможность появления поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые и имеют максимальные значения; и позволяющая установить влияние на форму этой поверхности свойств керамической массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования. Установлена физическая картина движения глиняной массы в винтовом канале пресса, по которой относительное движение слоев формуемой массы происходит не в непосредственной близости от рабочих органов пресса, а по поверхности с максимальными касательными напряжениями. Разработан метод выбора геометрических параметров шнекового вала, отличающийся тем, что целевой функцией и установленной совокупностью функций-ограничений учитываются процессы, протекающие не только на поверхностях контактов формуемой массы со шнековым валом и корпусом пресса, но и в массиве глины.

Практическое значение работы заключается в том, что ее результаты, в частности метод определения геометрических параметров шнекового вала пресса, алгоритмы и программы, используемые при проектировании шнековых прессов, создают основу для создания высокоэффективных прессов, широко применяющихся при производстве глиняного кирпича.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение: на научно-практических конференциях Шахтинского института ЮРГТУ (2007 - 2009 гг.); на научной конференции Донецкого национального технического университета (Украина, г. Донецк, 2007 г.); на III Международной научно-технической конференции (г. Пенза, 2007 г.); на Международной научной конференции студентов, аспиратнов и молодых ученых (г. Нальчик, 2009 г.)

Реализация работы.

Диссертационная работа выполнена в Шахтинском институте ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в рамках научного направления: «Теория и принципы создания робототехнических и мехатронных систем и комплексов», утвержденного Ученым советом ЮРГТУ (НПИ) 1.03.2006 г., по госбюджетной теме: ПЗ - 845 «Повышение эффективности технологических и транспортирующих машин промышленности строительных материалов». Результаты теоретических и экспериментальных исследований, методика расчета рациональных конструктивных параметров шнекового вала внедрены в промышленных условиях ОАО «РОСТОВНЕРУД» и ООО «Шахтинский кирпичный завод» (г. Шахты Ростовской области), а также в учебный процесс ШИ (Ф) ГОУ ВПО «ЮРГТУ (НПИ)» на кафедре «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 статей, в том числе 1 - в центральном издании, рекомендованном перечнем ВАК РФ.

Автор защищает. математическое описание процесса движения глиняной массы в винтовом канале пресса, учитывающее процессы внутри глиняной массы; возможность появления поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые и имеют максимальные значения; и позволяющее установить влияние на форму этой поверхности свойств керамической массы, геометрических параметров шнекового вала пресса и давления прессования;

- физическую картину движения глиняной массы в винтовом канале пресса, по которой относительное движение слоев глиняной массы происходит не в непосредственной близости от рабочих органов пресса, а по поверхности с максимальными касательными напряжениями;

- метод выбора геометрических параметров шнекового вала пресса, отличающийся тем, что целевой функцией и установленной совокупностью функций-ограничений учитываются процессы, протекающие не только на поверхностях контактов формуемой массы с рабочими органами пресса, но и внутри глиняной массы;

- математическую модель, алгоритм и программу, позволяющую определить оптимальные геометрические параметры шнекового вала пресса из условия минимизации удельных энергозатрат прессования;

- возможность повышения эффективности работы шнекового пресса за счет реализации разработанного метода.

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШНЕКОВЫХ

ПРЕССОВ

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Выполненный анализ современного уровня методов расчета и проектирования шнековых прессов показал, что в существующих теоретических положениях и разработанных на их основе методиках расчета формуемая масса рассматривается либо как ньютоновская жидкость, либо как абсолютно твердое тело. В настоящее время нет математического описания процесса движения формуемой массы в винтовом канале пресса, учитывающего процессы, происходящие в массиве глины. Игнорирование реальных свойств формуемых масс влечет за собой необоснованный выбор геометрических параметров рабочих органов шнековых прессов при проектировании и созданию малоэффективного технологического оборудования.

2. Разработанное математическое описание процесса движения глиняной массы в винтовом канале пресса учитывает процессы, происходящие на поверхностях контактов массы с рабочими органами пресса, и возможность возникновения в формуемой массе криволинейной поверхности скольжения, касательные напряжения на которой превышают предельно допустимые напряжения и имеют максимальные значения. При этом часть глины, расположенная ближе к оси шнека, не имеет поступательного перемещения в направлении формующих органов, что отрицательно сказывается на эффективности функционирования шнекового пресса.

3. Получена аналитическая зависимость, определяющая поверхность скольжения в формуемой массе и позволяющая установить влияние на форму этой поверхности свойств формуемой массы, геометрических параметров рабочих органов шнекового пресса и давления прессования.

4. Выбор профиля шнекового вала пресса, основанный на применении разработанного метода, позволяет повысить эффективность функционирования шнекового пресса за счет замены трения между движущейся массой и массой, налипшей на шнек, на трение между массой и металлической поверхностью шнека.

5. Разработанные метод, алгоритмы и программы процесса функционирования шнекового пресса, учитывающие процессы, происходящие в формуемой массе и на поверхностях её контактов с рабочими органами пресса, позволяют установить влияние геометрических параметров шнекового вала пресса на основные количественные показатели процесса формования глиняного бруса и определить оптимальные значения этих параметров из условий максимальной производительности пресса и минимальных энергозатрат прессования.

6. На основе решения оптимизационной задачи определена рациональная форма шнекового вала пресса, исключающая возможность возникновения поверхности скольжения в формуемой массе, что повышает эффективность функционирования шнекового пресса.

7. Испытания лабораторной модели и промышленных образцов показали работоспособность и высокую эффективность шнековых прессов, геометрические параметры шнековых валов которых определялись с учетом процессов, происходящих в массиве формуемой массы и на поверхностях ее контактов с рабочими органами пресса, их способность длительное время сохранять на постоянном уровне основные количественные показатели процесса формования и возможность промышленной реализации.

8. Результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний удовлетворительно совпадают с соответствующими результатами компьютерного моделирования (расхождение в пределах 10 %), что подтверждает основные теоретические положения данной работы о возможности повышения производительности пресса за счет параметрической оптимизации его шнекового вала, исключающей налипание формуемой массы на шнековый вал, а также адекватность математической модели реальному процессу движения глиняной массы в винтовом канале пресса.

9. Полученные количественные результаты показывают, что шнековые пресса, выбор геометрических параметров рабочих органов которых проведен с учетом процессов, происходящих в массиве глины и на поверхностях её контактов с рабочими органами, свойств формуемых масс и условий эксплуатации пресса, целесообразно применять на предприятиях, выпускающих глиняный кирпич пластическим способом формования, так как это приводит к увеличению производительности пресса на 25 — 30% и снижению удельных затрат энергии на 11 — 19 %.

Разработанный шнековый пресс внедрен: в формовочном отделении ОАО «Ростовнеруд»; в формовочном отделении ООО «Шахтинский кирпичный завод».

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих публикациях автора:

1. Апачанов A.C. Минимизация площади контакта шнекового вала с формуемой массой в шнековом прессе. // Изв. вузов. Сев. Кав. регион «Технические науки» 2009.- № 4. С. 96 - 99.

2. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Математическая модель процесса движения глиняной массы в винтовом канале шнекового пресса при производстве керамического кирпича. // Изв. вузов. Сев. Кав. регион «Технические науки» 2009.- № 5. С. 85 - 88.

3. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H., Сухарников A.B. Моделирование процесса движения глиняной массы в винтовом канале шнекового пресса // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч. тр. / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 129134.

4. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Влияние формы внутренней поверхности корпуса шнекового пресса на направление движения формуемой массы глины // Науков1 пращ Донецького нацюнального техшчного ушверситету. Випуск 14(127), сер!я прничо-електромехашчна. -Донецьк ДВНЗ «ДонНТУ», 2007. - С. 128-132.

5. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Математическое описание процесса движения формуемой массы глины о поверхность корпуса шнекового пресса // Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сборник статей III Международной научно-технической конференции. Пенза, 2007. - С. 56-60.

6. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Влияние внутренней поверхности корпуса шнекового пресса на направление движения формуемой массы глины // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 173-177.

7. Апачанов А.С.,Григорьев В.И.,Цыбизова A.A. Развитие шнекового транспортирования вязкопластичных материалов // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. -С. 160-165.

8. Апачанов A.C., Григорьев В.И., Евстратова H.H. Минимизация площади поверхности скольжения в материале в шнековом прессе // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть 2: сб. науч.тр./ Шахтин-ский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 165-173.

9. Апачанов A.C., Григорьев В.И. Расчет оптимальных конструктивных параметров корпуса шнекового пресса // Перспектива - 2009: Материалы Международной научной конференции студентов, аспиратнов и молодых ученых. - Т. IV. — Нальчик: Каб.-Балк. ун-т., 2009. - С. 6-10.

10. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Математическая модель процесса движения глиняной массы в винтовом канале шнекового пресса // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч.тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 130-137.

П.Цыбизова A.A., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Влияние рифлёной поверхности корпуса шнекового пресса на движение формуемой массы глины при производстве глиняного кирпича // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч.тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 143149.

12. Евстратова H.H., Апачанов A.C., Григорьев В.И. Минимизация площади поверхности контакта глиняной массы с рабочим органом в шнековом прессе // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч.тр. 4.2 / Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (ВОПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 149-156.

13. Апачанов A.C., Евстратов В.А. Выбор профиля шнекового вала из условия минимума площади поверхности контакта глиняной массы с шне-ковым валом в шнековом прессе // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: 2010.-№ 1.С. 114-118

1. Обзор рынка строительного кирпича / План работ ФАС. Анализ рынков металлургия, машиностроение, производство стройматериалов. -М., 2007. С.1-3.

2. Шлегель И.Ф. Установка «Каскад» для кирпичной промышленности/ И.Ф. Шлегель, Г.Я. Шаевич, В.А. Астафьев, Л.А. Карабут // Научно-технический и производственный журнал. Москва, 2005. - №2. -С.20-23.

3. Орлова В. Ш. Повышение эксплуатационной эффективности рабочих органов шнековых прессов: автореф. дис. канд. техн.наук: автореферат / В.Ш. Орлова. Москва, 1976. - 19 с.

4. Электронное издание http://www.aweld.net

5. Юмашева Е.И. CERAMITEC 2009 // Строительные материалы. -Москва, 2009. №12. - С.34 - 39.

6. Электронное издание http://www.fkcscrewpress.com

7. Электронное издание http://www.dupps.com

8. Бедески Г. XXI Международная выставка технологий и оборудования для керамической промышленности // Строительные материалы.- Москва, 2008. №12. - С.54-56.

9. Электронное издание http://www.ceramgzhel.ru/

10. Электронное издание http://www.bratya.com.ua/

11. Пат. № 2186677 РФ, В 28 ВЗ/22. Ленточный пресс / Туренко A.B.; Мартынов В.Д. -Заявл. 23.10.2000; опубл. 10.08.2002, Бюл. №21.

12. Пат. № 2118929 РФ, В 28 В 3/26. Головка шнекового пресса/ Герасимов М.Д., Герасимов Д.М., Дубинин H.H. Заявл. 31.07.1996; опубл. 20.09.1998, Бюл. №29.

13. Патент № 2193482 РФ, В 28 В 3/26. Ленточный пресс для изготовления кирпича/ Головин А.Г., Житушкин В.Г., Житушкина C.B., Кучеров В.Н., Мансуров Ю.В., Токарев В.И. Заявл. 27.06.2000; опубл. 27.11.2002, Бюл. №45.

14. Патент SU 1201168 «Самоочищающийся ленточный шнековый пресс» (СССР)

15. Патент № 93033777/33, В28ВЗ/26, Способ пластического формования керамических изделий и устройство для его осуществления/ Кузнецов А. Н., Народницкий Д. Б. Заявл. 01.07.1993; опубл. 27.07.1996, Бюл. №18.

16. В.А. Кондратенко Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технических свойств и технологических параметров производства. -М.: Композит, 2005. 512 е.: ил.

17. Элер Е.А., Силенок С.Г., Туренко A.B. Определение реологических свойств пластичных керамических масс. Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей. М., ВНИИЭСМ, 1978. -№3.

18. Элер Е.А., Силенок С.Г., Туренко A.B. Расчет давления в головках шнековых прессов при формовании керамических изделий. Механизация технологических процессов в промышленности строительных материалов: сб. трудов МИСИ и БТИСМ. М., 1979г.

19. Элер Е.А., Силенок С.Г. Мундштук для формования керамических изделий. A.C. № 992187, Бюллетень № 1983г.

20. Элер Е.А., Силенок С.Г. Влияние динамики процесса экструдирования в шнековых прессах на качество изделий. Строительные и дорожные машины. М., 1982, - № 6.

21. Элер Е.А., Гёмзе Л. Устройство для оценки формовочных свойств пластических материалов. А. С. № 1038879.

22. Элер Е.А., Гёмзе Л. Методика Определения фрикционных и реологических характеристик пластических дисперсных масс. Совершенствование оборудования предприятий по производству строительных материалов: сб. трудов МИСИ и БТИСМ, 1983.

23. Элер Е.А., Силенок С.Г., Фам Зу. Определение оптимальных параметров процесса экструзинного формования дисперсных материалов: сб. трудов МИСИ и БТИСМ. М., 1985.

24. Туренко A.B. Расчет глиноперерабатывающего оборудования и прессов пластического формования для производства керамических строительных изделий. М., МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1985. - С.20-21.

25. Ребиндер П.А. Физико-механическая механика новая область науки. - М.: Знание, 1961. - 240 с.

26. Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Минск: Вышейн. Шк., 1970. - 452 с.

27. Справочник по технической механике / Под ред. акад. А.Н. Динника.- М. Л.: Гостехиздат, 1949. - 734 с.

28. Писаренко Г.С., Лебедев A.A. Сопротивление материалов деформированию и разрушению при сложном напряженном состоянии. -Киев: Наук. Думка, 1969. — 212 с.

29. Мартынов В.Д., Туренко A.B. Расчет глиноперерабатывающего оборудования: учебное пособие. М.: МИСИ, 1979. - 64 с.

30. Думанский A.B. Лиофильность дисперсных систем. Воронеж: Воронежский госуниверситет, 1940. - 168 с.

31. Серб-Сербина H.H., Ребиндер П.А. Физико-химические основы управления структурными и механическими свойствами глин и глинистых пород. //Докл. на международном совещании в Брюсселе в 1958 г. М.: Изд. АН СССР, 1958.-55 с.

32. Фадеева B.C. Формуемость пластичных дисперсных масс. М.: Стройиздат, 1961. - 434 с.

33. Круглицкий H.H., Ничипоренко С.П. Ультразвуковая обработка дисперсных глинистых минералов. Киев: Наукова Думка, 1971. - 186 с.

34. Галабутская Е.А. Система глина-вода. Львов, 1962. - 232 с.

35. Kuch P.W. Erweiterte Rohstoffpersperktive zur Optimierung von Ziegelmassen/ Ziegelindustrie International. Wiesbaden : Bauverlag GmbH, 2008. Ns 4

36. Firmennachrichten. biqndle-Qualitflt fer hu,chste Ansprbche und Sicherheit// Ziegelindustrie International. Wiesbaden : Bauverlag GmbH, 2010. -Ns 4

37. Klaus Duschek. Optimierung der Produktion in einem bolivianischen Ziegelwerk/ Ziegelindustrie International. Wiesbaden : Bauverlag GmbH, 2009. -Ns 4

38. Böttcher S. Eine allgemeine Analyse der Aufwärts forderung eines Einzelkorpers in Schneckenförderern beliebiger Neigang. "VDJ Zeitschrift", 1963. - № 14, 16 und "VDJ-Zeitschrift", 1964. - № 18.

39. Электронное издание http://www.fluent.com

40. Густов Ю.И., Туренко A.B. Повышение износостойкости механического оборудования для производства керамических строительных материалов. МГСУ 2004. Электронное издание http://www.stroi.ru

41. Туренко A.B., Борщевский A.A. Создание и исследование малогабаритного экструзионного агрегата для производства армированных стеновых керамических безобжиговых изделий из местных материалов. МГСУ— 2004. Электронное издание http://www.stroinauka.ru

42. Туренко A.B. Малогабаритные комплексы для производства керамических строительных изделий. МГСУ — 2004. Электронное издание http://www.stroinauka.ru

43. Коротеев В. В. Повышение работоспособности шнековых прессов для керамических изделий: дис. . на соиск.уч.степ.канд.техн.наук: 05.02.16 / В.В. Коротеев. Гатчина, 1985. - 192 с.

44. Королев K.M. Исследование ленточных шнековых прессов для пластического формирования керамических изделий: дис. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук / K.M. Королев. М., 1960. - 155 с.

45. Гемзе A. JI. Выбор основных параметров шнековых прессов для формования строительных изделий из асбестоцементных масс: дис. . на соиск. уч. степ. канд. техн. наук : 05.02.16 / A. JI. Гемзе. М., 1984. - 240 с.

46. Электронное издание www.keramp.ru

47. Тарасов В.Н. Обоснование параметров математической модели силового расчёта процесса прессования керамических изделий // Строительные и дорожные машины. 2005. - № 3. - С. 18-21.

48. Апачанов A.C. Минимизация площади контакта шнекового вала с формуемой массой в шнековом прессе. // Изв. вузов. Сев. Кав. регион «Технические науки» 2009. № 4. - С. 96 - 99.

49. Апачанов A.C., Евстратов В.А. Выбор профиля шнекового вала из условия минимума площади поверхности контакта глиняной массы с шнековым валом в шнековом прессе // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2010.- № 1.-С. 114-118.

50. Катанов Б.А. Определение производительности вертикального шнекового конвейера//Вестник машиностроения. 1958. - №12. - С.41 - 50.

51. Катанов Б.А., Кузнецов В.И. Определение закономерностей движения одиночной частицы по шнеку// Изв. вузов «Горный журнал», 1972. -№11.

52. Алексеев Б.А., Берштейн Г.Н. Вопросы технологии механизированного сельскохозяйственного производства. М.: Урожай, 1964.-377 с.

53. Жемочкин Б.Н. Теория упругости. — М.: Госстройиздат, 1957. 256с.

54. Яблонский A.A. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1964.-375 с.

55. Резниченко С.С. Математическое моделирование в горной промышленности. — М.: Недра, 1981. -216 с.

56. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация; пер с англ. М.: Мир, 1985. - 509 е., ил.

57. Силенок С.Г., Борщевский A.A., Горбовец М.Н. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. - 388 с.

58. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. - 488 с.

59. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М: Высш. шк., 1985.-271 с.

60. ЛевшинаЕ.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи). — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983.-320 с.

61. Егер Дж. К. Упругость, прочность и текучесть. М.: Машгиз, 1961. -172 с.

62. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. — М.: Госстройиздат, 1956. С. 116 - 132.

63. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов. М: Металлургия, 1974. - 264 с.