ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Патент на полезную модель №160708
Приложение 2
Исходный код программы
mass = 0.05; % масса шара
G = 9.8; % сила тяжести
m = 100; % количество шаров верхнего слоя
Rs = 30; % Радиус шара
Rb = 480; % Радиус барабана
omega = 50; % Угловая скорость барабана
alfa_cl = 0.5; % угол отрыва мелющего тела от стенки барабана по теории Де
виса
hst = 16; % Высота ступеньки
Lst = 12; % Количество ступенек
l = 1; % переход к нумерации
k = m;
syms Po Po_1 Po_2 Fi Fi_1 Fi_2
% Fi - угловая полярная коордианата центра масс i-го шара:
% Po - радиальная полярная коордианата центра масс i-го шара:
% Fi_1 - первая производная по углу
% Po_1 - первая производная по модулю
% Fi_2 - вторая производная по углу
% Po_2 - вторая производная по модулю
PPo = []; % массивы, используемые для построения графиков
FFi = []; % движения шаров по вычисленным данным
% угол,характеризующий направление силы нормального давления со стороны
i+1 шара:
Dzeta_plus = [];
% угол,характеризующий направление силы нормального давления со стороны i-1 шара:
Dzeta_minus = [];
% Вводимые обозначения
Po_ = Po/G;
Po_o = readcondit(0); % считываение начальных условий
Fi_o = readcondit(1); % с xls-файла
% Посчитаем синусы и косинусы углов Дзета + и -
% Для этого необходимо ввести угол каппа:
Kappa = [];
Kappa(1) = Fi(2) - Fi(1);
Kappa0 = 1.11;
Po0 = 1.11;
sin_Dzeta_plus = []; cos_Dzeta_plus = []; sin_Dzeta_minus = []; cos_Dzeta_minus = [];
ITER = 30; % Количество итераций для получения координат шаров
for ik=1:1:ITER
sin_Dzeta_plus(1) = Po(2)/(2*Rs)*sin(Kappa(1));
cos_Dzeta_plus(1) = (Po(2)*Po(2) - 4*Rs*Rs - Po(1)*Po(1))/(4*Rs*Rs*Po(1))* sin(Kappa(1));
sin_Dzeta_minus(1) = Po0/(2*Rs)*sin(Kappa0);
cos_Dzeta_minus(1) = (Po(1)*Po(1) + 4*Rs*Rs - Po0*Po0)/(4*Rs*Rs*Po(1))* sin(Kappa(1));
for i=2:1:m
Kappa = Fi(i+1) - Fi(i);
sin_Dzeta_plus(i) = Po(i+1)/(2*Rs)*sin(Kappa(i));
cos_Dzeta_plus(i) = (Po(i+1)*Po(i+1) - 4*Rs*Rs - Po(i)*Po(i))/(4*Rs*Rs*Po(i))* sin(Kappa(i));
sin_Dzeta_minus(i) = Po(i-1)/(2*Rs)*sin(Kappa(i-1));
cos_Dzeta_minus(i) = (Po(i)*Po(i) + 4*Rs*Rs - Po(i-1)*Po(i-1))/(4*Rs*Rs*Po(i))* sin(Kappa(i));
end
% По рекуррентным формулам
for i=1:1:m-1
Kappa(i) = arccos( (Po(i+1)*Po(i+1) + Po(i)*Po(i) - 4*Rs*Rs)/( 2*Po(i)*Po(i+1) ) );
end
Po_k_plus_1 = Rb-Rs;
Fi_k_plus_1 = alfa_cl + mass*delta_alfa - omega*t;
Kappa(m) = arccos( (Po_k_plus_1*Po_k_plus_1 + Po(m)*Po(m) - 4*Rs*Rs)/(
2*Po(m)*Po_k_plus_1 ) );
Fi(m) = Fi_k_plus_1 - Kappa(m);
for i=1:1:m-1
Fi(i) = Fi(i+1) - Kappa(i);
end
% По рекуррентным формулам
% Po_1_ - приведенная первая производная по модулю
for i=1:1:m-1
Kappa_1(i) = arccos( ( (Po_1(i+1)*Po(i) + Po_1(i)*Po(i+1))*cos(Kappa(i)) - Po_1(i+1)*Po(i+1) - Po(i)*Po_1(i))/( Po(i)*Po(i+1)*sin(Kappa(i)) ) );
end
Po_1_k_plus_1 = 0;
Fi_1_k_plus_1 = -omega;
Kappa_1(m) = arccos( ( (Po_1(i+1)*Po(i) + Po_1(i)*Po(i+1))*cos(Kappa(i)) - Po_1(i+1)*Po(i+1) - Po(i)*Po_1(i))/( Po(i)*Po(i+1)*sin(Kappa(i)) ) );
Fi_1(m) = Fi_1_k_plus_1 - Kappa_1(m);
for i=1:1:m-1
Fi_1(i) = Fi_1(i+1) - Kappa_1(i);
end
% По формулам
% подключение файла для пересчёта матриц A-D, E с помощью символьного вычисления
Tstart = 0;
Tfinal = 1;
% Получение решения неявным методом Рунге-Кутты ode23tb
[T,Po] = ode23tb(@funct_Eij_Po_2 - Ei, [Tstart, Tfinal], Po_o);
% Проверка условий отрыва шаров от стенки и от слоя
% Если одно из условий выполняется, то система уравнений видоизменяется
% Сохранение вычисленных данных для последующего построения
for i=1:1:m-1
PPo(i,ik) = Po(i, length(Po(i)) );
FFi(i,ik) = Fi(i, length(Fi(i)) );
end
end
% Построение
syms x y
xc=0;
yc=0;
R=Rb;
Yo=(x-xc)A2+(y-yc)A2-RA2; %уравнение окружности
plotShar = @(xc, yc, R) plot(xc + R * cos(0:0.001:2*pi), yc + R * sin(0:0.001:2*pi)); % функция построения
for i=1:1:m-1
figure(i); % График движения i-го шара
plotShar(0, 0, Rb) % Рисование барабана
hold on
for j=1:1 :length(Po(i))
hold on
plotShar(PPo(ij)*cos(FFi(ij)), PPo(i,j)*sin(FFi(i,j)), Rs) % Рисование i-го шара на j-ом шаге
hold on
axis equal
end
end
Повес і ка работы совета:
4.
О промышленном внедрении методики автоматизированною проектирования футеровок шаровых мельниц.Слушали:
от разработчика методики автоматизированного проектирования футеровок аспиранта БГТУ им. В.Г. Шухова Хахалева П.А.;
от АО «ТД «Кварц»
главный инженер Мухин М.М., инженер Хичев Б.К.
Установ, ієно:
при выполнении диссертационной работы Хахалева П.А. разработана методика автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц, которая позволяет рассчитывать с учетом переменного профиля футеровки кинематику движения мелющих тел. их скорости, энергии и положение центра масс, а также оценить величину малоподвижного ядра шаровой загр)зки,
В ходе проведенных исследований подтверждена эффективность предлагаемого решения. По методике для предприятия были выполнены расчеты и проектирование лифтеров для барабанных мельниц диаметров 2,6. 3 и 3.2 м.
Постановили:
рекомендовать к широкому внедрению методику автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц, а также к последующему изготовлению конусно-волнистой футеровки цементной мельницы.
ВЫПИСКА
из протокола технического совета ЗАО «Белгородский цемент» от ∕Y Лр/А
Повестка рабоїьі совета:
з. О промышленном внедрении методики автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц.
Слушали:
от разработчика методики автоматизированного проектирования футеровок аспиранта БГТУ им. В.Г. Шухова Хахалсва П.А.;
от ЗАО «Белгородский цемент»
и. о. главного механика Щеголькова Д.М., инженера-механика Ьобохина С.В.
Установлено:
при выполнении диссертационной работы Хахалсва П.А. с помощью разработанной методики автоматизированного проектирования была спроектирована футеровка первой камеры мельницы 3,2x15 м с переменным коэффициентом сцепления (защищена патентом на полезную модель 160708 Конусно-волнистая футеровка каблучковая футеровка барабанной шаровой мельницы МПК В02С 17/22.; заявитель и патентообладатель БГТУ им.
В.Г. Шухова. - №2015137329/13; заявл. 01.09.2015; опубл. 27.03.2016. Бюл. №9).В ходе проведенных промышленных испытаний подтверждены результаты лабораторных исследований. Представленная конструкторская документация на футеровку первой камеры мельницы удовлетворяет требованиям ЕСКД.
Постановили:
рекомендовать к внедрению методику автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц, а также к последующему изготовлению конусноволнистой футеровки цементной мельницы.
Акт внедрения результатов работы
Приложение 5
187
Повестка работы совета:
О промышленном внедрении методики автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц.
Слушали:
от разработчика методики автоматизированного проектирования футеровок; аспиранта БГТУ им. В.Г. Шухова Хахалева П.А.;
от АО «Мальцовский портландцемент»:
Директора по эксплуатации и ремонтам Смирнова А.В. , инженера-механика Лисичкина Б.А.
Установлено:
При выполнении диссертационной работы Хахалева 11.A. с помощью разработанной методики автоматизированного проектирования была спроектирована футеровка первой камеры мельницы 3,2x15 м с переменным коэффициентом сцепления (защищена патентом на полезную модель 160708 Конусно-волнистая футеровка каблучковая футеровка барабанной шаровой мельницы МПК В02С 17/22.; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. - №2015137329/13; заявл. 01.09.2015; опубл. 27.03.2016, Бюл. №9).
В ходе проведенных промышленных испытаний подтверждены результаты лабораторных исследований. Представленная конструкторская документация на футеровку первой камеры мельницы удовлетворяет требованиям ЕСКД.
Постановили:
Рекомендовать к внедрению методику автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц, а также к последующему изготовлению конусноволнистой футеровки цементной мельницы.
Расчет капитальных вложений.
Расчет капитальных вложений Квыполним по формуле:
где Ц —оптовая цена единицы техники {комплект футеровок в количестве 330 шт. для мельницы 3,2x15 м), тыс. руб.;
‰ - коэффициент, учитывающий затраты па доставку и монтаж техники, λ~w- затраты на НИР, руб.
Расчет капитальных вложении на НИР определим по формуле:
где C,w- производственные затраты на выполнение НИР, руб.;
Kuc—затраты, обусловленные применением определенных материальнотехнических, трудовых и финансовых ресурсов, в гом числе капитальных вложении, руб.
Производственные (текущие) затраты на выполнение ШЕР:
где C‰ - затраты на основные материалы, покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты, необходимые для выполнения НИР, руб.:
Cstl-заработная плата (основная и дополнительная) научно-технического персонала, руб.;
Сэкс- затраты на эксплуатацию оборудования, установок, стендов приборов, прпспособлешпі п инструментов для выполнения НИР, руб.
Затраты на основные материалы, покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты, необходимые для выполнения НИР, п ценам, руб. определим по группам п видам, исходя из расчета потребности в них:
где 3.vam-потребность в материале для выполняющих НИР. ед.;
¾mnцена материала, руб./ед.
Заработную плату (основную и дополнительную) научно-технического персонала, руб.
вычислим по формуле:
189
где ¾jm- списочная численность работников, выполняющих НИР. чел.;
‰- оклад (тарифная ставка) работника НИР. руб./ч;
¾⅛w-период выполнения НИР. чел./ч.:
X— средний процент доплат к тарифному фонду. 70%.
Отчисления на социальные нужды составили:
где V- процент отчисления на социальные нужды. 30%
Затраты на эксплуатацию оборудования (компьютерной техники) для выполнения НИР, руб. определим по формуле:
где Сл- затраты на амортизацию оборудования, руб.;
СЭЙ- затраты на энергию, необходимую для проведения НИР. руб.;
Cmv-затраты на использование вычислительной техники, руб.
Затраты на энергию, необходимую для проведения HILP. вычислим следующим образом:
где jV- мощность, потребляемая оборудованием (компьютерной техникой), кВт;
Тэф..м- фактический фонд времени работы оборудования по НИР, маш-ч.;
Дз» - тариф (цена) на 1 квт-ч энергии, руб.
Затраты на использование вычислительной техники, руб. определим по фор
муле:
где J⅛jf- фактический фонд времени работы ЭВМ, маш-ч;
Дэши— стоимость 1 ч работы ЭВМ, руб.
Расчет оптовой цены единицы техники.
Себестоимость создания нового комплекта футеровок CS определим укруп- ненно с использованием основных показателей:
где СІ - себестоимость базового комплекта футеровок мельницы 3x14 м, тыс. руб.:
61, &- значение производительности до и после внедрения методики проектирования футеровок, г. ч;
⅛epι, l√cep2 - коэффициенты серийности [40];
Аусл - коэффициент, учитывающий усложнения изготовления нового комплекта футеровок по сравнению с прежним.
Цена нового комплекта футеровок для мельницы 3,2x15 м:
где Ре-рентабельной продукции, %.
Срок окупаемости капитальных вложений.
Срок окупаемости капитальных вложений (период возврата капитальных вложений) определим по формуле:
191
где ЛІТ/- прирост чистой прибыли, тьтс. руб.
Результаты расчета экономической целесообразности использования методики проектирования футеровок шаровых барабанных мельниц представлены в таблице 5.1.
Таблица5.1 Основные технико-экономические показатели проекта
Наименование показателей | Обозначение | Значение |
Производственные затраты на выполнение НИР, руб. | Снир | 358 443,2 |
Затраты на использование вычислительной техники, руб. | Сэем | 3 600 |
Затраты на приобретение программного обеспечения, руб. | С мат | 300 000 |
Прирост чистой прибыли, руб. | Δ∏t | 795 159,57 |
Срок окупаемости проекта, лет | Ток | 3,6 |
Приложение 7
Акт внедрения в учебный процесс
Комиссия в составе заместителя заведующего кафедрой «Механическое оборудование», д.т.н., профессора Ханина С.И., к.т.н., профессора
Фадина Ю.М., ассистента Хахалева П.А. составила настоящий акт в том, что на кафедре «Механическое оборудование» разработана и внедрена методика автоматизированного проектирования футеровок шаровых мельниц, которая будет использоваться на аудиторных занятиях для закрепления материала в учебном процессе подготовки:
• бакалавров по направлению 15.03.02 — «Технологические машины и оборудование» по дисциплине «Механическое оборудование (общий курс)»,
• специалистов по специальности 15.05.01 — «Проектирование
технологических машин и комплексов» по дисциплине «Проектирование машин общего назначения»,
• магистров по направлению 15.04.02 - «Технологические машины и оборудование» по дисциплине «Численные методы анализа машин и механизмов»,