https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/50494 2026-06-06T06:26:49Z 2026-06-06T06:26:49Z Сивак, Р. І. Наляжний, В. С. Sivak, R. Naliazhnyi, V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51638 2026-05-22T11:48:01Z 2025-01-01T00:00:00Z

Мікромеханічні аспекти та шляхи підвищення ефективності процесу ущільнення дисперсних матеріалів Сивак, Р. І.; Наляжний, В. С.; Sivak, R.; Naliazhnyi, V. High-quality compaction of dispersed materials is a critically important stage for ensuring the durability and operational reliability of the final product. The purpose of this study is to synthesize and analyze modern scientific works devoted to micromechanical compaction mechanisms, based on the discrete element method (DEM) and confirmed by laboratory tests, to determine the key parameters for optimizing the process. The results show that compaction is a process of particle rearrangement and redistribution, which leads to the filling of pores and the formation of a stable force framework. The concept of "compaction blocking point" is considered, which corresponds to the moment of reaching the peak of dynamic stiffness of the material. At the micro level, this state is characterized by the achievement of a stable horizontal orientation of about 60% of large particles, which indicates the formation of a stable skeleton. The negative consequences of overcompaction, which occurs after reaching the peak of dynamic stiffness of the material, are investigated. Further impact leads not to improvement, but to degradation of the material due to grinding of the surface of large particles and destruction of the formed framework, which leads to a decrease in mechanical properties. The influence of key parameters, such as vibration frequency, compression pressure and particle size distribution, on the stress state and permanent deformation was analyzed. It was found that optimization of these parameters allows to maximize the useful compaction energy, in particular the sliding energy during rolling, which is the most effective for dissipation. The practical value of the study is to create a scientific basis for the development of optimized compaction technologies that allow to achieve the maximum bearing capacity of the material, avoiding its damage and ensuring long-term stability of the products. Thus, this work lays a fundamental micromechanical foundation for the development of advanced sealing technologies.; Якісне ущільнення дисперсних матеріалів є критично важливим етапом для забезпечення довговічності та експлуатаційної надійності кінцевого виробу. Метою даного дослідження є синтез та аналіз сучасних наукових праць, присвячених мікромеханічним механізмам ущільнення, що базуються на методі дискретних елементів (DEM) та підтверджені лабораторними випробуваннями, для визначення ключових параметрів оптимізації процесу. Результати показують, що ущільнення є процесом перегрупування та перерозподілу частинок, який призводить до заповнення пор та формування стабільного силового каркаса. Розглядається поняття "точки блокування ущільнення", яка відповідає моменту досягнення піку динамічної жорсткості матеріалу. На мікрорівні цей стан характеризується досягненням стабільної горизонтальної орієнтації близько 60% великих частинок, що свідчить про формування стійкого скелета. Досліджено негативні наслідки переущільнення, яке настає після досягнення піку динамічної жорсткості матеріалу. Подальший вплив призводить не до покращення, а до деградації матеріалу через шліфування поверхні великих частинок та руйнування сформованого каркасу, що веде до зниження механічних властивостей. Проаналізовано вплив ключових параметрів, таких як частота вібрації, тиск обтиснення та гранулометричний склад, на напружений стан і перманентну деформацію. Встановлено, що оптимізація цих параметрів дозволяє максимізувати корисну енергію ущільнення, зокрема енергію ковзання при коченні, яка є найефективнішою для дисипації. Практична цінність дослідження полягає у створенні наукової основи для розробки оптимізованих технологій ущільнення, що дозволяють досягти максимальної несучої здатності матеріалу, уникаючи його пошкодження та забезпечуючи довготривалу стабільність виробів. Таким чином, дана робота закладає фундаментальну мікромеханічну основу для розробки передових технологій ущільнення.

2025-01-01T00:00:00Z Придальний, Б. І. Янюк, Д. В. Prydalnyi, B. I. Yaniuk, D. V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51637 2026-05-22T11:48:35Z 2025-01-01T00:00:00Z

Вплив упорного обмеження автоматичної подачі довгомірної заготовки на точність її осьового позиціювання в токарному верстаті Придальний, Б. І.; Янюк, Д. В.; Prydalnyi, B. I.; Yaniuk, D. V. The influence of a rigid restriction of the automatic feed of a long bar on the accuracy of its axial positioning in a lathe is presented. It is shown that a rigid stop forms a non-stationary mode the impact changes the boundary condition at the free end of the bar, excites longitudinal stress waves, and causes phase-dependent compression, which is accidentally captured by the clamping chuck. A criterion for a non-rebound mode and an equivalent limit for the bar approach speed are derived, which serve as tools for ing feed modes, taking into account its length, stiffness, and friction forces. An expression has been obtained for finding the residual dynamic error, which determines the minimum time required to reduce the amplitude of oscillations. A non-monotonic dependence of the parameters of the axial positioning process on the actual length of the fed rod has been analytically demonstrated. It is shown that it is fundamentally impossible to ensure a constant “zero” base with a passive stop throughout the rod consumption cycle due to changes in its mass and stiffness, changes in friction, and degradation of contact with the stop. The practical value of the results obtained also lies in the ability to: calculate the speed of the bar&039;s approach to the stop, the required amount of force to push the bar for given values of its actual length; determine the time delay of vibration damping; evaluate the effect of the stop stiffness on the reduction of bar compression; justify the transition to an active axial positioning scheme.The novelty of the results obtained lies in interpreting the interaction of the elements of the “pusher-rod-stop” system as a problem of matching wave impedances with an explicit non-rebound criterion and in introducing the envelope of the maximum rod displacements during rebounds as an engineering metric of the guaranteed error at the moment of clamping. The proposed approach forms the theoretical basis for the synthesis of feed modes and design parameters of the stop and opens up the possibility of constructing closed-loop control systems.; Представлено вплив упорного обмеження автоматичної подачі довгомірного прутка на точність його осьового позиціювання в токарному верстаті. Показано, що жорсткий упор формує нестаціонарний режим де удар змінює граничну умову на вільному кінці прутка, збуджує поздовжні хвилі напружень та спричиняє фазозалежну компресію, яка випадково захоплюється затискним патроном. Виведено критерій безвідскокового режиму та еквівалентну межу швидкості наближення прутка, що слугують інструментами добору режимів подачі з урахуванням його довжини, жорсткості та сил тертя. Отримано вираз для знаходження залишкової динамічної похибки, яка визначає потребу у мінімальній витримці часу для зменшення амплітуди коливань. Аналітично показано немонотонну залежність параметрів процесу осьового позиціювання від фактичної довжини прутка, що подається. Показано принципову неможливість забезпечити сталу «нульову» базу пасивним упором упродовж циклу витрати прутка через зміну його маси та жорсткості, зміну тертя та деградацію контакту з упором. Практична цінність отриманих результатів полягає також у можливостях: обчислювати швидкість підходу прутка до упору, необхідну величину зусилля проштовхування прутка для заданих значень його фактичної довжини; визначати часову витримку затухання коливань; оцінювати вплив жорсткості упора на зменшення компресії прутка; обґрунтувати перехід до активної схеми осьового позиціювання.Новизна отриманих результатів полягає у трактуванні взаємодії елементів системи «штовхач-пруток-упор» як задачі узгодження хвильових імпедансів із явним критерієм безвідскоковості та у введенні огинаючої максимальних зміщень прутка при відскоках як інженерної метрики гарантованої похибки на момент затиску. Запропонований підхід формує теоретичну основу для синтезу режимів подачі та конструктивних параметрів упора і відкриває можливість побудови замкнених систем керування.Keywords: machine tool, optimization of cutting, modeling of part dimensional errors; system regularities, feed reliability, precision machining of rotating bodies, automation of the control system, stability of the dynamic system, surface accuracy, vibration prediction, stability and failure analysis, cutting edge position.

2025-01-01T00:00:00Z Поліщук, Л. К. Свєтлов, А. В. Polishchuk, L. Svietlov, A. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51636 2026-05-22T11:49:08Z 2025-01-01T00:00:00Z

Тенденції розвитку систем керування адаптивного вмонтованого гідроприводу стрічкового конвеєра Поліщук, Л. К.; Свєтлов, А. В.; Polishchuk, L.; Svietlov, A. Belt conveyors used in construction, food and mining industries, mechanical engineering, logistics, agriculture, in particular in agricultural mobile machinery, operate under conditions of non-constant and variable loads. The working load on the work-ing link is characterized by high unevenness and can exceed more than twice the nominal. Such load modes, perceived by the drive, cause the operation of safety valves in hydraulic drives and emergency stop of the conveyor, and in electric drives that are not equipped with a limit torque clutch, breakage of its structural elements. The paper presents trends in the development of control systems for an adaptive built-in hydraulic drive of a belt conveyor, which is designed according to a scheme with torque redundancy, in the context of solving technical problems that arise during the operation of these vehicles. The structural diagrams of control systems for adaptive hydraulic drives based on direct and indirect valves are presented, which automatical-ly turn on an additional hydraulic motor when the pressure exceeds the set value, and turn it off when it drops to the sensor setting value. The main results of theoretical studies of such mechanical systems are presented, which show the effectiveness of their application in the corresponding operating modes of vehicles, in particular on such mobile machines as a paver. A new hydrokinematic drive diagram has been developed for the control system for stabilizing the speed of the conveyor belt, the shut-off and distribution device of which is equipped with a special reed switch type sensor, which provides control of the sup-ply of working fluid the additional pump to the injection hydraulic line of the hydraulic system when the load increases to the value for which the control device sensor is set. Thus, in overload conditions, continuous operation of the conveyor is en-sured and a stable speed of the belt is maintained by regulating the flow rate of the working fluid, which contributes to increas-ing its performance.; Стрічкові конвеєри, які використовуються у будівництві, харчовій та гірничо-видобувній промисловості, машинобудуванні, логістиці, сільському господарстві, зокрема в сільськогосподарських мобільних машинах, функціонують в умовах непостійних та змінних навантажень. Робоче навантаження на робочій ланці характеризуються високою нерівномірністю і може перевищувати більш ніж вдвічі номінальне. Такі режими навантаження, які сприймаються приводом, спричиняють спрацювання запобіжних клапанів у гідравлічних приводах та аварійну зупинку конвеєра, а в електричних приводах, які не оснащені муфтою межового моменту, поламку його конструктивних елементів. В роботі наведено тенденції розвитку систем керування адаптивного вмонтованого гідравлічного приводу стрічкового конвеєра, який спроєктовано за схемою з резервуванням за крутним моментом, в контексті розв’язку технічних задач, що виникають під час експлуатації цих транспортних засобів. Подано конструктивні схеми систем керування адаптивних гідроприводів на основі клапанів прямої і непрямої дії, які за перевищення тиску до величини налаштування автоматично вмикають, а за його пониження до величини налаштування сенсора, вимикають додатковий гідромотор. Наведено основні результати теорети-чних досліджень таких механічних систем, які показують ефективність їх застосування у відповідних режимах експлуатації транспортних засобів, зокрема на таких мобільних машинах як буртоукладник. Для системи керування стабілізації швидкості руху стрічки конвеєра розроблено нову гідрокінематичну схему приводу, запірно-розподільний пристрій якого оснащено спеціальним датчиком типу геркон, який забезпечує керування подачею робочої рідини від додаткового насоса у нагнітальну гідролінію гідравлічної системи під час зростання навантаження до величини, на яку налаштований сенсор пристрою керування. Таким чином, в умовах перевантаження забезпечується безупинна робота конвеєра і регулюванням витратами робочої рідини підтримується стабільна швидкість руху стрічки, що сприяє підвищенню продуктивності його роботи.

2025-01-01T00:00:00Z Петров, О. В. Коломієць, В. С. Мельник, С. В. Petrov, O. Kolomiiets, V. Melnyk, S. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51635 2026-05-22T11:49:42Z 2025-01-01T00:00:00Z

Аналіз ефективності гідравлічних схем механізму повороту машини маніпуляторного типу за характеристиками швидкодії та навантаженості виконавчих елементів Петров, О. В.; Коломієць, В. С.; Мельник, С. В.; Petrov, O.; Kolomiiets, V.; Melnyk, S. The article investigates the influence of different hydraulic circuit configurations on the dynamic characteristics of the slewing mechanism of manipulator-type machines, including crane-manipulators, excavators, and loaders. The slewing mechanism is one of the most loaded assemblies of such machines, determining their productivity and reliability. Five variants of hydraulic circuits are analyzed: with throttles in pressure and drain lines with diameters of 2.5 mm and 3 mm; with throttles equipped with check valves of 2.5 mm and 3 mm diameters; without throttling devices; with a 2.5 mm diameter throttle connecting the hydraulic cylinder chambers. A mathematical model based on a system of differential equations describing column rotation and working fluid flow in the slewing cylinder chambers has been developed. The model accounts for working fluid compressibility, hydraulic system element compliance, leakages, and characteristics of hydraulic distributors and relief valves. Numerical simulation of transient processes was conducted at nominal pump delivery of 80 l/min, load moment of 90 kN·m, and rotation angle of 180°. Dependencies of pressure changes in pressure and drain chambers of the hydraulic cylinder, as well as angular velocity of column rotation versus time, were obtained for different throttle orifice diameters. It was established that the use of throttles with check valves of 3 mm diameter ensures reduction of dynamic loads by an average of 1.2 times compared to circuits with throttles without check valves of the same diameter, by 1.2-1.4 times compared to circuits without throttles during rotation and braking respectively, and by 1.3-1.55 times compared to circuits with a throttle connecting the cylinder chambers. Pressure peaks during braking decrease by 2-6 MPa in the pressure chamber and 1-2 MPa in the drain chamber. Column rotation time is reduced by 1.2-1.3 times compared to circuits with throttles without check valves, indicating increased mechanism speed performance. Check valves ensure free passage of working fluid during column acceleration and limit flow during braking, reducing pressure peaks. The research results allow for substantiated ion of hydraulic circuit configurations for slewing mechanisms to ensure optimal balance between speed performance and dynamic load levels on hydraulic drive elements.; У статті досліджено вплив різних конфігурацій гідравлічних схем на динамічні характеристики механізму повороту колони машин маніпуляторного типу, зокрема кранів-маніпуляторів, екскаваторів та навантажувачів. Механізм повороту є одним із найбільш навантажених вузлів таких машин, що визначає їх продуктивність та надійність. Проаналізовано п'ять варіантів гідравлічних схем: з дроселями у напірній та зливній магістралях діаметрами 2,5 мм та 3 мм; з дроселями, обладнаними зворотними клапанами діаметрами 2,5 мм та 3 мм; без дросельних пристроїв; з дроселем діаметром 2,5 мм, що з'єднує порожнини гідроциліндра. Розроблено математичну модель на основі системи диференціальних рівнянь, яка описує обертання колони та витрату робочої рідини в порожнинах гідроциліндра повороту. Модель враховує стисливість робочої рідини, податливість елементів гідросистеми, витоки, характеристики гідророзподільника та запобіжних клапанів. Проведено чисельне моделювання перехідних процесів при номінальній подачі насоса 80 л/хв, моменті навантаження 90 кН·м та куті повороту 180°. Отримано залежності зміни тиску в напірній та зливній порожнинах гідроциліндра, а також кутової швидкості повороту колони від часу для різних діаметрів дросельних отворів. Встановлено, що застосування дроселів зі зворотними клапанами діаметром 3 мм забезпечує зниження динамічних навантажень у середньому в 1,2 рази порівняно зі схемою з дроселями без зворотних клапанів того ж діаметра, в 1,2-1,4 рази порівняно зі схемою без дроселів при обертанні та гальмуванні відповідно, та в 1,3-1,55 разів порівняно зі схемою з дроселем, що з'єднує порожнини гідроциліндра. Піки тиску при гальмуванні зменшуються на 2-6 МПа в напірній та 1-2 МПа в зливній порожнинах. Час повороту колони скорочується в 1,2-1,3 рази порівняно зі схемами з дроселями без зворотних клапанів, що свідчить про підвищення швидкодії механізму. Зворотні клапани забезпечують вільний прохід робочої рідини при розгоні колони та обмежують витрату при гальмуванні, що знижує піки тиску. Результати дослідження дозволяють обґрунтовано вибирати конфігурацію гідравлічних схем механізмів повороту для забезпечення оптимального співвідношення між швидкодією та рівнем динамічних навантажень на елементи гідроприводу.

2025-01-01T00:00:00Z