Energy-efficient design of screw presses

Abstract

EN: Purpose. To improve the energy efficiency of screw presses by developing structures for the rational use of the flywheel kinetic energy, reducing losses on the return stroke and increasing the impact efficiency. This will reduce energy costs and improve productivity in forging, stamping and other technological operations. Research methods. Increasing the energy efficiency of screw presses is achieved by developing and implementing design solutions aimed at reducing the energy accumulated during the reverse stroke, as well as ensuring its efficient use during the forward stroke. The main emphasis is placed on optimising the press mechanisms to minimise energy losses, which will significantly increase the overall efficiency of the equipment. Results. As part of the study, a new design of the slider was proposed, which includes a kinematic disconnection of the nut. This reduces the energy usually accumulated by the flywheel during the reverse stroke and ensures more efficient use of energy during the forward stroke, which in turn reduces energy consumption and increases the efficiency of the press. Scientific novelty. For the first time, designs have been developed that provide kinematic disconnection of the slider nut during the reverse stroke. These designs allow to reduce the accumulated energy and ensure its more rational use during the forward stroke. In addition, the design of the flywheel has been improved to optimise its moment of inertia depending on different press operating modes, which makes it possible to significantly improve the performance of press equipment under variable operating conditions. Practical value. The results of the work make it possible to increase the energy efficiency of screw presses, which can be implemented in forging and stamping industries, especially in precision stamping technologies. The application of the developed structures increases the energy efficiency of screw presses, which reduces energy costs and ensures long-term and stable operation of the equipment. UK: Мета роботи. Підвищення енергоефективності гвинтових пресів через розробку конструкцій для раціо-нального використання кінетичної енергії маховика, зменшення втрат на зворотному ході та підвищення ефек-тивності удару. Це дозволить знизити енергетичні витрати та поліпшити продуктивність при виконанні ковки, штампування та інших технологічних операцій. Методи дослідження. Підвищення енергоефективності гвинтових пресів досягається шляхом розробки та впровадження конструктивних рішень, які спрямовані на зменшення енергії, накопичуваної під час зворотного ходу, а також на забезпечення її ефективного використання під час прямого ходу. Основний акцент зроблено на оптимізацію механізмів преса для мінімізації енергетичних втрат, що дозволить значно підвищити загальну ефективність обладнання. Отримані результати. У рамках дослідження було запропоновано нову конструкцію повзуна, що містить кінематичне відключення гайки. Це дозволяє зменшити енергію, яку зазвичай накопичує маховик під час зворотного ходу, і забезпечує більш ефективне використання енергії на прямому ходу, що в свою чергу знижує витрати електроенергії і підвищує ефективність роботи преса. Наукова новизна. Уперше розроблено конструкції, що забезпечують кінематичне відключення гайки повзуна в процесі зворотного ходу. Ці конструкції дозволяють зменшити накопичену енергію і забезпечити більш раціональне її використання на прямому ходу. Крім того, було вдосконалено конструкцію маховика, що дозволяє оптимізувати його момент інерції залежно від різних режимів роботи преса, що дає можливість значно покращити роботу пресового обладнання в умовах змінних робочих умов. Практична цінність. Результати роботи дозволяють підвищити енергоефективність гвинтових пресів, що може бути впроваджено в ковальсько-штампувальних виробництвах, особливо у технологіях точного штампування. Застосування розроблених конструкцій підвищує енергоефективність гвинтових пресів, що дозволяє зменшити витрати на енергію та забезпечити довготривалу та стабільну роботу обладнання.