Введение. На сегодня строительная отрасль страны испытывает огромный дефицит в щебеночных материалах.  Частичным решением этой проблемы может стать получение кубовидного щебня из горных пород со сланцевой текстурой, которые в больших объемах находятся как на территории России, так и в странах ближнего и дальнего зарубежья.Для производства щебня широко используются конусные, щековые, роторные дробилки, позволяющие получать щебень различных фракций, в том числе и кубовидный из горных пород, имеющих изотропную текстуру. Однако, анализ отечественных и зарубежных конструкций проектируемого и эксплуатируемого дробильного оборудования показал, что они не приспособлены к учету текстуры дробимых материалов, что не позволяет получать щебень кубовидной формы из горных пород, имеющих сланцевую текстуру [1-4].Материалы и методы. При измельчении сланцевых пород в данных агрегатах на выходе продукт имеет низкое процентное содержание кубовидного щебня и большой процент отсева. Кроме того, они характеризуются высокой энергоемкостью и большим удельным расходом породы при производстве тонны кубовидного щебня [5–6].Анализ свойств горных пород со сланцевой текстурой показал, что  они имеют неоднородную плотность и прочность и при их измельчении, с целью получения кубовидного щебня, необходимо прикладывать силы таким образом, чтобы создаваемое давление воздействовало на кусок поперек продольных слоев с определенным шагом [7].Основная часть. Учеными БГТУ им. В.Г. Шухова разработан пресс-валковый агрегат с устройством для направленной подачи, который  позволяет создавать направленное движение кусков горных пород вдоль своей большей оси к рабочим органам и создавать силовое воздействие в требуемом направлении, что приводит к получению на выходе щебеня кубовидной формы.Пресс-валковый агрегат (рис. 1) состоит из корпуса 7, в котором расположены два вращающиеся навстречу друг другу валки 1 и 8, на которых имеются выступающие клиновидные зубья. По бокам валков имеются реборды 10, предназначенные для удержания материала в рабочей зоне вальцов при его подаче и измельчении [8]. Для создания направленной подачи горных пород со сланцевой текстурой в бункере 4 расположено устройство, состоящее из двух подвижных щек 5 и подпружиненных роликов 6 [9–10].Сами зубья (рис. 2) состоят из держателя 3, на одном конце которого имеется крепление к бандажу по принципу «ласточкин хвост», а на другом – паз для установки наконечника 2. Быстросъемный наконечник 2 выполнен в виде клиновидного зуба с односторонним срезом под углом 35–45°, это необходимо для снижение площади его контакта с измельчаемым материалом, а следовательно снижения  изгибающих нагрузок, действующих на зуб.Такая конструкция зуба позволить значительно сократить время замены износившихся элементов без снятия бандажа, повысит надежность конструкции и снизит металлоемкость проведения ремонта.  Рис. 1. Пресс-валковый агрегат с устройством для направленной подачи горных пород со сланцевой текстурой:1 – ведущий валок; 2 – зубья; 3 – держатель; 4 – бункер; 5 – подвижные щеки; 6 – подпружиненные ролики;7–  корпус; 8 – ведомый валок Рис. 2. Форма клиновидного зуба:1 – валок; 2 – съемный наконечник; 3 – основная часть зуба  Однако для создания направленного движения сланцевых материалов к рабочим органам агрегата необходимо затрачивать усилия, отсутствие выражения для расчета которого тормозит внедрение предложенной конструкции в производство.  Рассмотрим схему, позволяющую произвести расчет величины усилия необходимого для создания направленного движения сланцевых материалов (рис. 3). Исходными данными служат: радиус ролика r, величина его смещения по горизонтали – L и вертикали – l. Величина угла уклона стенки бункера , а угол, захвата материала  [11-12].           Рис. 3. Схема для определения величины усилия: 1 – ролик; 2 – стенка бункера Согласно рисунку 3 определим величину угла уклона линии АОВ к горизонтали  по следующему выражению: ,                         (1)Толщина слоя горной породы h   вдоль луча OD, равна:                      (2)и .      (3)Выразим из выражения (3) величину h, получим: .    (4)Величина уплотнения материала изменяется с момента попадания его кусков на линию OE, ограниченную углом захвата ролика. Сделав предположения, что усилия, создаваемые роликом, пропорциональны величине деформации слоя, определим эту величину по мере перемещения [13-14].Уравнение прямой в полярных координатах, можно записать в следующем виде: ,                     (5)где  – полярные координаты;  – параметры.В данном случае, когда величина угла  берет свое начало от линии OA, то, его величина на этой линии равна , тогда имеем: ,                   (6)при , получим .   (7)С целью определения величины значений  выражение (4) представим в виде следующей системы: (8)                  Приравняв обе части уравнений и решая численно данную систему, сначала определяем значение : ,  (9)или ,   (10)Параметр  определим из первого выражения системы уравнений (8).Наименьшее расстояние   от оси координат до стенки бункера равно , тогда имеем: .                           (11)Определим значение параметра , из выражения (9): .                  (12)Тогда согласно выражению (11), получим: .                (13)Согласно рисунка 3 получаем, что     (14)и ,                   (15)отсюда, .                   (16) В нашем случае уменьшение толщины слоя материала при его продвижении осуществляется от  – а, по ширине ролика изменение размера  слоя не происходит [15]. Изменение  от угла  определяем по следующей зависимости: ,            (17)где .    Из уравнения (4) получаем, ,                    (18) а, с учетом уравнений (7) и (12), получим: ,  (19)отсюда            (20) Полученное уравнение (20) позволяет рассчитать величину деформации слоя, осуществляемую при создании направленного движения сланцевых материалов к рабочим органам агрегата [16]. С целью изучения влияния величины угла  и смещения ролика по горизонтали L и вертикали l на величину деформации  построим графическую зависимость   от высоты l, , L  рис.4 - 6.Исходные данные для расчета: , , L = 55 см, = 20 см. Приняв коэффициент деформации, равный 1,19; 1,24; 1,29 и 1,35.   Рис. 4. Зависимость величины деформации материала от угла : 1 – l=10 см; 2 – l=13 см; 3 – l=16 см; 4 – l=19 см  Графическая зависимость  от угла наклона  стенки бункера представлена на рис. 3. Исходные данные для расчета: , l= 13 см, L= 55 см, r= 20 см. Величину распределенного усилия, приложенного к ролику, определим по следующему выражению: ,                   (21) где S – площадка, на которую действуют усилия.В процессе деформации без разрушения частиц материала, изменение усилия происходит пропорционально уменьшению толщины слоя  (рис. 3). Тогда величину изменения усилия  представим в виде выражения: ,                               (22)где  – коэффициент, зависящий от свойств уплотняемого материала, Н/м3.   Рис. 5. Зависимость величины деформации материала с анизотропной текстурой от : 1 – ; 2 – ; 3 – ; 4 –  Выводы. Таким образом, по уравнению 21 исходя из свойств материала можно определить усилие, необходимое для создания направленного движения сланцевых материалов к рабочим органам пресс-валкового агрегата [17].В результате анализа свойств горных пород со сланцевой текстурой, обоснована необходимость, с целью получения щебня кубовидной формы, приложения усилия в заданном направлении.  Проведенный анализ конструкций проектируемого и эксплуатируемого дробильного оборудования позволил установить, что эти агрегаты, применяемые в производстве щебеночных материалов не приспособлены к учету специфической текстуры дробимых пород и это не позволяет получать кубовидный щебень из сланцевых материалов [18].Разработанная конструкции пресс-валкового агрегата  включает в себя устройство для направленной подачи сланцевых материалов к его рабочим органам, которые создают направленное силовое воздействие на подаваемые куски, что позволяет получать кубовидный щебень из горных пород, имеющих  сланцевую текстуру. Предложенная конструкция зуба рабочего органа, позволяет снизить действующие в процессе разрушения изгибающие нагрузки, что позволяет повысить надежность конструкции и снизить металлоемкость ремонта. Разработана математическая модель, описывающая движение сланцевых материалов в валковом устройстве и получено уравнение для расчета усилия, необходимого для создания направленного движения материалов к рабочим органам пресс-валкового агрегата. Изучено влияние величины угла установки ролика и его смещения   по горизонтали и вертикали на величину деформации слоя подаваемого материала, а следовательно, и величину энергозатрат [19–20].