Multi-Objective Optimization of the Grinding Process in a Spring-Rotor Mill Using Regression-Based Modeling

Machines, 2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/machines14030356
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This study addresses the problem of improving the efficiency of fine grinding of bulk materials in a spring-rotor mill. The objective is to determine technologically sound operating parameters based on mathematical modeling, design of experiments, and multi-objective optimization. The methodology relies on a full-factorial experimental design according to the Hartley plan, with five control factors: rotor rotational speed, material loading ratio, overlap of the working zones, grinding chamber clearance, and grinding duration. The analyzed responses include grinding fineness, throughput, power consumption, specific energy consumption, and specific metal intensity. Based on experimental data, adequate second-order polynomial regression models were obtained for all response variables using the least-squares method. Statistical analysis showed that grinding time and rotational speed had the most significant influence on the process. Multi-objective optimization using the weighted-sum method enabled the identification of optimal operating conditions that balance product quality, throughput, and energy consumption. Verification experiments confirmed the adequacy of the developed models. Practical implementation of the optimized regimes increases throughput by 15–20% while simultaneously reducing energy consumption by 8–12% compared with empirically selected operating conditions. The proposed models and recommendations provide a quantitative basis for tuning and controlling grinding equipment in processing industries.