Ученые из Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета разрабатывают технологию улучшения производства сыпучих строительных материалов.

Вибрационные технологии (грохочение, дробление и вибротранспортирование) важны для производства сыпучих строительных материалов (высокомарочные бетоны, пено- и газобетоны, сухие строительные и асфальтобетоны) где в качестве мелкого заполнителя используется фракционированный строительный песок.

Повышение производительности виброустановок в значительной мере связано со стабильностью синхронного режима вращения неуравновешенных роторов. Теоретическая база по этому вопросу была заложена в работах известного петербургского механика, профессора Ильи Блехмана, который показал, что во многих случаях синхронизация в виброустановках достигается за счет эффекта механической самосинхронизации вращающихся роторов.

Эти разработки продолжила доцент кафедры электроэнергетики и электротехники факультета инженерной экологии и городского хозяйства СПбГАСУ, к. т. н. Ольга Томчина, которая предположила, что скорость вибрационного транспортирования можно увеличить.

«Дело в том, что иногда самосинхронизация роторов проявляется недостаточно устойчиво, например, при обеспечении заданных сдвигов фаз роторов вибровозбудителей», – рассказала она.

В таком случае для создания устойчивого сдвига фаз роторов, способствующего ускорению вибрационного транспортирования, необходимо создавать алгоритмы управления сдвигом фаз роторов. Это помогло бы достичь максимальной скорости вибротранспортирования, а значит, избегать заторов транспортируемого сыпучего материала на разгрузочном конце платформы.

Начиная с 2014 года, Ольга Томчина, совместно со своим учеником, доцентом той же кафедры Дмитрием Горлатовым, успешно защитившим по этой тематике кандидатскую диссертацию в 2016 году, разрабатывала алгоритмы управления сдвигом фаз (вибрационным полем) роторов для различных случаев.

Новые разработки представлены в статье «Control of vibrational field in a vibration unit: Influence of drive dynamics», опубликованной в международном журнале «Cybernetics and Physics».

В статье предложен инновационный ход: система управления вибрационной установкой разработана и проанализирована с учетом влияния динамики электропривода (до этого ученые рассматривали лишь механическую часть).

Исследование проведено с помощью моделирования в программной среде MATLAB для двухроторного вибростенда СВ-2М.

Стенд разработан совместно с учеными из Института проблем машиноведения РАН и ОАО «Механобр-техника». Механическая конструкция управляется электроприводами и соединена с компьютером, на экран которого выводятся графики работы виброустановки.

По словам Ольги Томчиной, разработка имеет большой прикладной потенциал: повысит общую эффективность производства строительных материалов и снизит затраты.