автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.18, диссертация на тему:Разработка методов расчета параметров перегрузочных устройств поточно-транспортных систем солепредприятий

mih1ctepctbo осв1ти укрлгни

украГнський державний ушверситет харчових

технолог1й

РГБ ОД

На правах рукопису

1 7 '

ГОЛОПЕРОВ 1ГОР В1КТОРОВИЧ

РОЗРОБКА МЕТОД1В РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТР1В ПЕРЕВАНТАЖУВАЛЬНИХ ПРИСТР01В ПОТОКОВО-ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ СОЛЕШДПРИСМСТВ

Спещальшсть 05.13.18-"Машнни та агрегатн харчозоУ, HÍKpo6¡onorÍ4iioí та фармацевтичнси промисловостГ'

Автореферат дисертшш на здобуття паукового ступеня кандидата техшчних наук

KHÏB -1996

Дисертащ ею е рукопис.

Робота виконана в Укра'1нському державному ун1в£рситет1 харчових технолог ¡й.

Науков! кер1вники - доктор техшчних наук, професор

Кривопляс 0. П.

- кандидат техн1чних наук, доцент Гавва О. М.

0ф1Ц1ЙН1 опонент'и - доктор техшчних наук, професор Не коз О. I.

- кандидат техшчних наук, старший науковий сп1вроб1тник Сухий Л. О.

Пров ¡дна орган1защя - ВО "АРТЕМС1ЛЬ'.'

Захист В1дбудеться 18 вересня 1996р. на зас1данн1 спец1ал1зовано1 вчено! ради Д. 01.15. 04 Укра1Нського державного ушверситету харчових технолог¡й за адресою: м. КИ1В-33, вул. Володимирська, 68, ауд. А-311.

3 дисертащею можна ознайомитись у б^блютещ Укра1нського державного ушверситету харчових технолог ¿й.

Автореферат розюланий " JZ " се^ьлМХ 1996р.

Зав' ялов В. Л

\

Вчений секретар спещал1зовано1 вчено! ради к. т. н. , доцент

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность. До складу соляно! промисловост1 Укра1ни входять р!зн! шдприемства, як1 в1др1зняються як за характером технолоПй виробництва сол1, так 1 за структурою переробки вантаж1в.

На б1льшост1 п1дприемств основн1 технолог1чн1 процеси виробництва сол1 механ1зован1 та автоматазован1.

Порнд з цим, операцП фасування, перевантаження, складування 1 в1двантаження готово! продукт I мають ще дуже велику частину ручно! прац1, що не забезпечуе необх!дн1 економ1чн1 показники та показники якост1.

Виршення питань з комплексно! механ1зац1! заключних операц1й ускладнюеться через велику к1льк1сть транспортних вантажних поток1в штучних вантаж1в, як1 мають р1зн1 ф1зико-механ1чн1 властивост1, а також недостатн1стю необх1дного високоефективного обладнання.

Механ1зований комплекс обладнання, що зд1йснюе операцП транслор-тування, накопичення, ор1енгування, перевантаження, укрупнения вантажних одиниць, називаеться потоково-транспортною системою солен 1дприемств (ПТС).

Одним 1з елемент1в ус1х потокових л1н1й е транспортна система, яка забезпечуе об'еднання'окремих операЩй в единий безперервний процес. Транспорта1 системи вир1шують також завдання по з'еднанню та роз'еднанню вантажних поток1в.

В1д злагоджено! робоги транспортуючих 1 перевантажувальних пристро!в,у б1льшост! випадк!в,залежить забезпечення ритму роботи як технолог!чно! потоково! л1н11, так 1 потоково-транспортно! системи в ц1лому.

Недосконал1сть, а в деяких випадках в1дсутн1сть сучасних метод^ розрахунку транспортних систем, приводить до необгрунтованого

вибору 1х конструктивна 1 кШематичних параметр! в, не дозволяв доетов1рно встановити тривал1сть транспортування, перевантаження, ор1ентування вантаж1в, продуктивн1сть пристро1в 1 потоково-транспортно! системи в ц1лому, встановити вплив р1зних параметра на як1сн1 показники процес1в перевантаження 1 ор1ентацП вантаж!в. '

Мета роботи. Розробка метод1в розрахунку 1 проектування пере-вантажувальних пристро!в потоково-транспортних систем со-леШдприемств з метою Шдвищення 1х техн1 много р1вня 1 над1йного функцЮнування.

0сновн1 завдання наукового досл1дження: встановити функцЮналь-ну залежн1сть м1ж продуктивною потоково-транспортно! системи, власними та залежними простоями машин, як1 входять у дану систему; розробити методику розрахунку рац1ональних параметра м1сткост1 конвейер^ - накопичувач1в вантаж1в потоково-транспортних систем; анал1тично провести досл!дження процес1в перем1щення вантаж1в з по-даючого на маг!стральний конвейер, який розташований п1д кутом до напрямку подач1 вантаж!в; на баз! математичного моделювання складного плоского руху вантаж1в розробити методику розрахунку операщ1 ор1ентування тарно-штучних вантаж1в на грав1тац1йних спусках; розробити методику 1нтенсиф1кацп процес1в ор!ентування тарно-штучнйх вантаж1в на грав1тац1йних спусках; встановити адекватн1сть розробле-них математичних моделей щодо реальних процес1в перем1щення вантаж1в у пристроях для 1х ор1ентування; розробити рекомендацП щодо застосування методик розрахунку та вибору рацюнальних параметр!в даних пристро1в.

Об'ект доел!джень.В якост1 об'ект1в досл!джень вибран1¡фасована у жорстку транспортну тару с1ль; операцП перемЩення вантаж!в у перевантажувальних 1 ор1ентуючих пристроях потоково-транспортних систем та механ!зми I пристро! для реал1зац11 даних операц!й.

Метода доел!джень.У робот1 виконано комплекс теоретичних 1- екс-лериментальних досл1джень. Теоретичн1 досл!дження проводились методами математачного моделювання з використанням оеновних положень динам!ки твердого т1ла, теорИ диференц1йованих р!внянь,знайдених р1внянь геометричних зв'язк!в. Одержан! нел1н1йн1 диференц1йован1 р1вняння розв'язувались чисельними методами- на ЕОМ.

Експериментальн! досл!дження проводились методом фотограмметрП на специально спроектованих 1 виготовлених у лаборатор1ях УкрНД1с1ль установках, як! були оснащен 1 сучасними вим1рювальними приладами.

Наукова новизна виконаних досл1джень полягае в отриманн!:функ-д1онально1 залежност1 м1ж продуктивн1стю потоково-транспортно! сис-теми, власними 1 залежними простоями машин, що входять у дану систему; методики визначення оптимальних параметр!в м1сткост1 конвейер! в м!жмашинних накопичувач1в потоково-транспортних систем; математичних моделей процес1в перемещения тарно-штучних вантаж1в у перевантажувальних 1 ор1ентуючих пристроях; метод1в 1нтенсиф1кад11 операцП ор]ентування вантаж1в на грав1тац1йних спусках.

Практична ц!нн!сть. За допомогою отриманих результат!в теоретичних та експериментальних досл1джень можна зд1йснювати комплекс роб1т по розрахунку, проектуванню 1 удосконаленню перевантажувальних потоково-транспортних систем. Тобто: проводити оц1нку продуктивност1 !снуючих потоково-транспортних систем 1 розкривати резерви И п1дви-щення; зд1йснювати обгрунтований виб1р геометричних параметра кон-вейер1в м1жмашинних накопичувач!в; проводити проекта! та перев1рков1 розрахунки оеновних конструктивних параметр!в перевантажувальних 1 ор1ентуючих пристро!в; знахбдити рацЮнальн! техн]чн! р!шення вузл1в перевантажувальних пристро!'в.

Достов!рн!сть робота. Достов1рн!сть отриманих результат!в, виеновклв 1 рекомендации забезпечуеться використанням сучасних

метод!в 'теоретичних та експериментальних досл!дженъ, метод1в планування эксперимент! в, ЕОМ та вим! рювальних лри.лад!в ! п!дтверджуеться позитивною в!дпов!дн1стю результат!в, отриманих за рекомендованный розрахунковими формулами 1 експериментально, а також за результатами випробувань 1 експлуатац!1 потоково-транспортних систем на п!дприемствах соляно! промисловост].

Реал1зац1я результат!в роботи. Результата теоретичних 1 експериментальних досл1джень використан1 в УкрНД1с1ль, на етапах виконання науково-досл1дних роб1т по створенню обладнання для ' перемЩення, ор1ентування та перевантаження тарно-штучних вантшив у потоково-транспортних системах, за безпосередньою участю автора як в1дпов1дального виконавця;тема 0221. "Створення устаткування для групового пакування та безп1ддонного пакетування фасовано! сол1 з використанням термоусадно! лл1вки"; тема 0225. "Розробка та впро-вадження л!нП скр1плення безШддонних пакет1в фасовано! сол! тер-моусадною пл1вкою"; тема 0480."Розробка та виготовлення автоматизо-•вано! л1н11 безп1ддоного пакетування тарно-штучно! продукт! та пакування в оболонку з термоусадно! пл1вки".

Результата доел!джень використан! УкрВД1с!ль при розробц1 конструкторсько! документац1! та виготовленн! потоково-транспортних систем шдприемств соляно! промисловосИ .

Загальний розрахунковий економ1чний ефект в!д впровадження потокових л1н1й безшддонного пакетування тарно-штучних вантажав на рудниках N"3 1 №7 ВО "АРТЕМС1ЛЬ" складае 406 840 крб. (Розрахунки ви-конан1 в ц1нах 1990р.).

Апробац!я роботи. Дисертац1йна робота викладена 1 схвалена на зас!данн1 кафедри "Техн1чна мехашка 1 пакувальна техн1ка" Укра!нсь-! кого державного ун1верситету харчових технолог1й, науков!й рад! УкрНВ0С1ль.

ОсноиШ положения роОоти були г.иклндии й обговорен} иа-.Укр'Пн-ськЛЧ республ1кйнськ)й наукою •технишй конференцИ, м.Ки) в, 1991р.; м 1 жнародн 1й иауксчго-тсхмчтй ксн'У.-м-нщ 1. м.Кши, 1993р. ;ва Бсс-укра!нськ1й науково-техн1чн!й конференцп , м.КШв, 1995р.

■ ПубЛкац! 1 ■ За матер)алами дисертац1 йно! роботи опубл!ковано п'ять друкоьаних праць.

Структура та обсяг роботи. Робота складасться 1з Бступу,6 роз-д1л1в, ВИСН0ВК1В, списку використано! л1тератури,який мЮтить 87 вайменувань. Викладена на 198 стор1нках машинописного тексту, мае 13 ТП« »!*•!,• , ЯП р!!''-у1!1"1 Г:

Особистий внесок автора полягае у конкретному визначенн1 завдань, постанови! та проведенн1 анал1тичних 1 експериментальних досл1джень, обробц! IX результата, а також практичн1й реал1зац11 результата роботи.

Короткий зм!ст роботи. У вступ! обгрунтована тема диеер-тац1йно1 роботи. Показана актуальн1сть проблеми створення удоскона-лених • потоково-транспортних систем на шдприемствах соляно! промис-ловост1 з метою комплексно! механ!зацИ заключних операидй.

Розглянут! також питания специфики компоновочних р1шень для потоково-транспортних систем еолешдприемств.

В1дм1чена вамив1сть перевантажувальних пристро!в в потоково-транспортних системах, а також ,недостатн1сть метод1в 1х розрахун-к1в.

У першому роздш приведена характеристике! тарно-штучних ван-таж1в Шдприемств соляно! промисловост1; запропонован! класиф1кац!I. потоково-транспортних систем 1 перевантажувальних пристро!в. ;

Виконаний л1тературний огляд наукових роб1т з теоретичних основ розрахунку технолоПчних операц1й, як! виконуються в переван-тажувалъши 1 ор1ентуючих прнстроях, 'зроблен! виснор.ки i (гформудт.о-

p.ani завдання наукових дос.(п длень.

На основ! lipoiswmoro огляду. нормативно! та те-хн!чно)-л1тсра-' тури встановлено, що значку частицу фасовано! иродукц!) соляно! про-мисловост! складанэть тарно штучш иантаж! в жорсткчй тар!.

Аная!з Юнуючих погокоио-транепортних систем п!дприемств соля-но) промислошот! показав, oio под&льший 1х розвиток повинен основу-ватися на використашп 1 ндустртльних технологий персробки вантах-них поток!в. Так! технолог!i передбачнють етворення укрулнених ван-тажних одиниць (транспорта! пакета, контейнери), як! забезпечують ефективн1сть трчнгпортуряння,збер!гания 1 виконання НРТС роб1т. .

Питаниям компоновки типових схем потокових л!н1й i анал1зу ix продуктивное?1 присБЯчен1 роботи В Л.Шувалова, Г.Л.Шаумяна, О.Г.ЛунПга, А.].Соколенка та ¡нших.

Teopi I та розр£1хункам перевантажувальних пристро!'в у б1лъшШ або менш!й м!pi присвячен! роботи В.П.Боброва, Е.А.Бронштейна, Ю.В.Бурляя, Е.А.Буланова, О.М.Гавви, Е.Б.Конторовича, С).Г'..Лун!на, Г.Я.Масова, А.Н.Рубашова, Л.О.Сухого, В.А.Турковського, В.З.Шапрана та 1нших.

Найб1лыи повно теоретачн1 основи перемщення штучних вантажИ; у перевантажувальних нристроях осв]тлен) в роботах К.ЕЛвановського, В.М.Любимова, О.П.Кривопляса.

Але залишаеться багаго невир1шених питань.як] стосуютъся:визна-чення олтимальних значень mictkoctI конвейер1в м1жмашинних накопичу-вач1в; розрахунку рацюнальних параметр!в перевантажувальних прис-тро!в, у яких вантаж зд1йснюе складний плоский рух.

Другий розд!л присвячений досл!дженню функщоналъно! залежност! продуктивност1 TITC р,1д в.лаоних i залежних просто!в обладнання, яке входить у дану систему, а також розробц1 методики розрахунку олти-мальних значень mIctkoct! конвейер!в-накопичувач!в.

- V - ... . ' » '

Поряд з 1снуючими теоретичними'досл1дженнями продуктивноет1 по-, токових л1н1й поза увагою досл1джень залишилися питания щодо особли- '. востей розрахунку продуктивност1 ПТС. -

0дн1ею з характерних особливостей при визначенн1 продуктивност!

ПТС солеШдприемств е урахування трансформацП вантажних по» •

ток1в.Особливо це характерно при застосуванн1 1ндустр1альних технолог 1й переробки вантаж1в.

Для погодженост1 ритм1в роботи обладнання в-ПТС вводиться ко-еф1ц1ент трансформацП вантажного потоку

~ "г, ~ гь / (1)

де/я,,/»д-маси вантажних одинидь до 1 Шсля процесу укрупнения; г, ,гл-к1льк1сть одиниць вантаж1в до 1 п1сля укрупнения.

При багатоетапному укрупненн1 вантажних"одиниць, загальний ко-еф1Щёнт трансформацП вантажного потоку можйа визначити;

де ■■ - ^г ~ коеф1ц1енти трансформацП вантажних поток1в, в1д-

пов1дно на першому, другому та 1нших этапах укрупнения вантажних одиниць.

Для оц1нки конструктивного удосконалення ПТС необх1дно визнача- ' ти техн1чну продуктивн1сть, при цьому враховуються цикл1чн1 та власн1 нециюнчн! втрати

, . . (з)

де/г.вг коеф1Щент техн1чного- використання ПТС; циклова продук-

тивн1сть машини з найменшою продуктивнЮтю. 3 формули (3) видно, що керувати 0Т

можна лише значениями ^т.е. , а тому в робот1 наведен1 досл1дження по визначеиню залежност1 коеф1-Щента техн!чного використання в!д власних 1 залежних просто!в машин.

;Досл1ддення проведен! для ПТС з короткими та гнучкими транспортними зв'язками.

У першому випадку шдвищення значень мокливо лише при: зб1льшенн1 над1йноет1 окремих машин 1 механ1зм1в; зменшенн! к1ль-кост! ¡яорстко зв'язаних м!ж собою машин.

У другому випадку наявнють конвейер1в-накопичувач1в дозволяв зменшити вллив простою одного механ1зму на 1нший.

На ochobi проведеного анал1зу функцюнування д1лянки" птс при р1зних режимах роботи встановлена функц1ональна залежн1сть м!ж ¿r.t. 1 власними 1 залезшими простоями машин.

¿r.a. = /*> * * ¿г, +igsff= +J>ss ' (4)

де jOS2- власн! в1дносн1 просто! машин з найбиьшою тривал1стю циклу; ßm ' залежн1 в1дносн1 просто! машин з найб1льшою тривалютю циклу; г^ - тривал1сть безв1дмовно! роботи машин; ¿f/, ¿ц-тривал1ст£ просто1в Б1дпов1дно машин I, II 1 III (д!лянки ПТС.при-йнято! для досл!дження) у в1дпов1 дност1 до простою машини з найбиьшою тривалютю циклу.

Формулу (4) запишемо у загальному бигляд!

. / т m-t

; (5)

Дал1 в робот 1 на ochobI одержаних формул по. визначенню критичного часу просто!в машин розроблена методика розрахунку оптимальних значень mIctkoctI конвейер1в-накопичувач1в.При цьому за вих1дн1 дан! приймалися:тривал1сть робочого циклу операцИ !i ;довжина вантаж1в на п1дв1дному 1 в1дв1дному конвейерах <2t_, ; ; швидк1сть несучого полотна конвейер1в lT/.l- ; ;тривал!сть робочих цикл1в операЩй*-^;

L+t ; дов!рча ймов1рн1сть Jb \7i.t.i~ середне значения просто!в машин ( при проектуванн1 нових машин задаються з ряду даних, як1 одердан1 для аналогичного або близького за функЩонуванням обладнання).

Результата досл1джень апробован1 при створенн1 механ1зованих комллекс1в для безп!ддонного пакетування групових упаковок з'с1ллю з; подадьшим 1х скр1пленням термоусадною плавкою.

У третьому розд!л1 на основ1 математичного моделювання складного плоского руху досл1джен1 операцП ор1ентування тарно-штучних вантах! в нерухомим упором 1 напрямною площиною на грав1тац1йних спусках.

Характерною особлив1стю операц1й ор1ентування штучних вантаж1в на грав1тац1йних спусках в пор1внянн1 з аналопчними операц1ями, як1 виконуються на стр1чд1 конвейера, е ¡х виконання п1д д!ею сили грав1тацП, а не сили тертн.

Операц1я розвороту штучних вантаж1в нерухомим упором на грав1тац1йних спусках (рис.1), представлена як сукупн1сть семи ха-рактерних еташв: перший - перем1щення штучного вантажу на грав1тад1йн1й площин1 до моменту контакту з упором; другий - прямий нецентральний удар вантажу об упор; трет1й - перемЩення вантажу при в1дскакуванн1 п1сля удару; четвертий - повторний удар вантажу об упор; п'ятий - розворот вантажу без ковзання по упору; шост-ий - роа-ворот вантажу при одночасному ковзанн1 його по упору; сьомий - ковзання вантажу на грав1тац1йн1й площин1 в поперечному напрямку в1дносно подач1 вантаж1в.

Складний плоский ру'х вантажу на кожному етап1 описуеться за-гальними р1вняннями динам1ки твердого т1ла.

Для кожного етапу руху складалася система з трьох диференц1й-них р1внянь, до складу яких входить б1льше трьох нев1домих. " Для розв'язання тако! системи в1дшукуються р!вняння геометричних зв'язк1в. 1з сум1сного р1шення системи диференц1йних р1внянь з piвняннями геометричних зв'язк1в одержуемо залежност1, як1 дозволять визначити к!нематичн! параметри руху вантажу 1 параметри сило-

вого впливу на нього. Посл1довн1сть математичного моделювашя роз-глянемо на приклад! моделювання руху вантажу в ор!енгуючому прис-тро! на шостому етап! (рис.2).

Шостий етап характеризуеться розворотом вантажу при одночасному ковзанн1 по упору.

Складний плоский рух вантажу на даному етап1 описуеться системою диференц1йних р1внянь

' \тх6 - - /* sin ift-M( cos t/¿-frt *mifsm¿: n,y\ = sin iff. - /> eos ifr fy;

-- Fjt ccsj>( 1-Uít- s¡nfit -Af6; (6)

де

¿t = cosjr- sin Lp6- </„ Jsec</t.

П1 сля незначних перетворень системи р1внянь (6) одержимо

g¡ .„г* f ;

1з геометричних залежностей запишемо

(V)

/ - X -Ха +Q,sc ■ COS f- cos 1Д

y-yA-0.Sc-ccs{- sinift ; (8)

Посл1довно дв1ч1 продиференц1юемо р1вняння (8), одержимо

x6 -у6-ds = (9)

Розв'язавти систему р1внянь (6) разом з р1внянням (9) одержимо

. mtpSinA- F«e ip<fc*-('2Mtd4 sec*(/>tj- сг 6~' ' (10)

де df ... dg.-введен 1 зм1нн1 величини,як1 залежать в1д Lj> .Зак1нчення шостого етапу наступить в момент в!дриву вантажу в1д упору .Умову за вершения шостого етапу можна записати у вигляд1

(")

Отриман! . анал1.тичн1 залежност1 дозволяють визначити як к!не-матичн1 параметри руху вантажу,так 1 рац1оналън! параметри ор1енту-ючого пристрою.

- и -

грав!таЩйН1й площиш.

X о

у 1

Шг

Рис. 2. Схема взаемодп сил при розвороп вантаду зодночасним ковзанням його по упору.

Р1ВНЯННЯ, як1 описують складний плоский рух вантажу в ор1ентую-чих пристроях.е нел1н!йними 1 роэв'язуються чисельними методами на ЕОМ.

Одним 1з основних недол1к1в чисельних метод1в розв'язання дифе-ренц1йних р1внянь е одержання одного значения вих1дного параметра при одному набор1 пост1йних констант, що не дозволяв проводите анал1з впливу окремих фактор1в на процес oplентування.

Тому, для виявленяя фактор!в, якими можна ефективно керувати процесом oplентування вантаж1в на похил1й площин! нерухомим упором, .проведений активний експеримент.

До числа фактор1в, як1 впливають на эм1ну параметр!в процесу oplентування можна в1днести:а - довжина вантажу; b - ширина вантажу; m - маса вантажу; ха - координата в1дстан1 в1д початкового розташу-вання вантажу до упору; - коеф1ц1ент тертя ковзання вантажу на грав1тац1йн1й площин 1 - коефЩ1ент тертя ковзання вантажу по упору; fi -куг м!ж поздовлсньою в!еею симетрП вантажу ! в1др1зком, який проходить через центр симетрП вантажу 1 упору; сС -кут нахилу грав1тац1йного спуску в1дносно горизонтально! площини; £ -коеф1-ц1ент в1дновлення швидкост1 п1сля удару.

В результат1 досл1джень одержан1 так1 р1вняння perpecll у-1.073+0.052х, +0.0835х* +0.0665хл -Q.591xv +0.4448х^ +0.0225х, --0.4385x,-0.4225x,+0.1452>y (12)

у' -1.132-0.0717x^0.0895x^+0.0983х,-0.6717х,+0.3788х,- 0.0267х4--0.4462х,-0.3933х,+0.1167х,; (13)

l3j р1вняннь perpecll (12) та (13) видно, що параметрами, якими можна ефективно керувати процесом oplентування е ,

, X* , •*■/ або Хл , у, , fi , л .

Приведемо р1вняння perpecll (12) 1 (13) до д1йсних значень фак-

тор1в

- 13 - .■■•;.

Top. 1-2. 8968+0.5474a+0.8789b+0.0089m-0.5910xA+5.9307f, + +0.112bfj -0.0877^-0.0844o(+3.2267(f, C14)

' Top.2-4.5143-0.7547a+0.9421b+0.0131m-0.6717xA+3.788f', --0.1335£ -0.0892,5-0.67Ш+3.793^; (15)

При розробЩ математичних моделей процесу ор!ентування вантаж1в напрямною площиною на грав1тац1йних спусках застоеован1 аналог1чн1 припущення 1 математичн1 прийоми.Складний плоский рух вантажу на кожному етап1 описувався загальними р!вняннями динам1ки твердого т1ла.

• У результат! проведения анал1тичних досл1джень одержан1 р!внян-ня 1 формули, як1 дозволяють визначити рацюнапьн1 к1нематичн1 пара- < метри руху вантажу 1 величину силово! дп на нього при ударн1й взае-мбдП з робочою поверхнею напрямно! площини, встановити вллив габарит! в 1 коеф1ц!ент1в тертя вантажу по площинах конструктивних еле- . мент1в пристро!в на його К1нематичн1 параметри, а також знайти фак-тори, якими можна 1нтенсиф1кувати процес ор!ентування.

У четвертому роздШ наведен) досл!дження операЩй, пёреванта-ження штучних вантаж1в з подаючого конвейера на маг!стральний, який розташований п1д кутом до напрямку подач1 вантаж1в (рис.3).При роз-робц1 математичних моделей процес перевантаження тарно-штучного вантажу представлений як сукутпетъ шести характерних етап1 в руху.

Наявн1сть кожного 1з етапi в обумовлена характером силово! д11 на вантаж як зовн1шн1х,так 1 внутр]шн1х навантажень, як1 залежать в1д геометричних та к1нематичних параметр]в перевантажувального пристрою.

Перший етап характеризуемся перемЩенням вантажу по подаючому конвейеру до момента початку його складного плоского руху.

. Другий етап складний плоский рух вантажу одночаено по подаючому та маПстральному конвейерах.

Трет1й етап складний плоский рух вантажу з одночасним його .

- 14 - у

розворогом в1 дносно л1нП контакту з напрямною плотиною (точка Т).\

Четвертой етал - розворот вантажу на магЮтральному конвейер1 , при одночасному ковзанн1 його по напрямн1й площин1.

П'ятий етап розворот вантажу при одночасному ковзанн1 його по двох напрямних площинах мапстрального конвейера.

Шостий етап ковзання вантажу по стр1чц1 мапстрального конвейера п1сля в1дриву в!д напрямно! площини.

Порядок моделювання операцИ перем1щення вантажу з подаючого на маНстральний конвейер розглянемо на приклад1 найб!льш характерного для складного плоского руху третього етапу (рис.4).

Приймемо припущення, що рад1ус закругления напрямно! площини дуже малий, а тому його значениям будемо нехтувати.

Даний етап можна представити як сукупн!сть двох П1детап1в.Перший шдетап характеризуемся розвертанням вантажу без ковзання по напрямШй площиШ в точц1 Т, а другий • з ковзанням.

Перший Шдетап характеризуемся наявн1стю неловко! сили тертя

вантажу по поверхн1 напрямно! площини 1 визначаеться умовою

Qr/yK; (16)

де -коефЩ1ент тертя ковзання вантажу по напрямн1й площин! uarlcr-

рального конвейера; N, , - нормальна 1 дотична складов1 повно!

• реакцП R.HKa д1е з боку напрямно! на вантаж. Рух вантажу на першому

п1детап1 описуеться системою диференц1йних р1внянь - m 'i -F„ + Ftz-/V, cosy-Qf-sinf-

В систем1 р1внянь (17) нев!домими величинами е зм1нн1 параметри х, у, у> 1 1х пох!дн1, а також нормальна N 1 .дотична Q, складов1 ре-акцП R. Тобто, в трьох р1вняннях п'ять нев1домих.

В1дсутн1 р1вняння для розв'язання дано! системи знаходимо

Рис. 3. Схема процесу перевантаження штучного вантажу з подаючого конвейера на маггстралъний, що розташований шд кутом до напрямку подач] вантажу.

одночасним ковзаниям по напрямшй плопуни у точщ Т.

1з геометричних зв'язк1в м1ж параметрами х, у.ср ;

e-casfc + 4>J; (18)

¿ s/nfp * y>J; (lg)

де в1дстань в1д центра мае вантажу до точки Т напрямно! плошини. J3 - кут м1ж в1др1зком 1 повздовжньою вюсю симетрП вантажу. Посл1довно дв1ч1 продиференЩюемо р1вняння (18) та (19),одержимо

X = ¿¿f-sinffi + ifj+fi/^os/fi tfj; (20)

• у = ¿¿/>-ces/p+c/j-ft/'s;» ffi^J; . ■

Розв'язавши систему р1внянь (16) разом з р!вняннями геометричних зв'язк!в (20) 1 (21) одержимо

О, = (/>* - ¿¡fijeos * tf'aj; (22)

fjeos Fy.jsiti(f * (f/cfa¿ -tfa,J; (23)

+ -Fijeos4>]~ V fijeos Lp-ffy, -Fpjsín <fj~

(24)

де

Oi-SinIft+LfJsinif+cas/fi-Hf/ccsif; a¡ -e¿>s/fl+t/>J.s.in¡/>-s;*>/ji+c/>Jcestg.

Величини ; ; як1 входять в р1вняння (16) визначали-

ся з апроксимац!йних залежностей

Г, - ^ - ^

Початковими умовами для розв'язання р1ьняннн (24) с 1»0;

де ; у>жг -кутова координата i кутова вшидк!сть в момент зак1нчення другого етапу.

'Розрахунок диференц1йних ршшнъ на ЕОМ дао чисел!,н! значения координата^ 1 кутово)" швидкост1 Ср вантажу у пронес) його руху на першому п)детап1.

0ак1нчення першого шдетапу руху вантажу буде при виконанл!

умови

О, (£5)

Другий п1детап . характеризуемся розворотом вантажу при одночасному ковзешн! його по нанрямшй площин!. Складний плоский рух вантажу описуетьоя под1бними мятематичними моделями.

У |1е3ультат| МП^ИГт-ичл ') .¡.Л.г;,-!11Н1! рууу ЛЧНТЧЖУ 0,Чорцу<?МГ

так.! вналд1ячн1 знлелнос'и .

- 18 - .

Дан1 р1вняння можна розв'язати лише на ЕОЫ чисельними методами, .вих 1 дними даними для 1х розв'язання е: £-0; 1/>'х1 • Ср"н =Ц>'КЛ.

у'*! ; ' ;

Зак1нчення третього етапу руху вантажу наступить при виконанн1 одн!е1 з.умов:

вантаж повнЮтю переходить на маПстральний конвейер

У А*'0; аб° у bO.Sc-__ (27)

ребро вантажу (т. В) контакту е з напрямною пдощиною маг ^трального конвейера

аб° ( (28)

У робот! наведен1 особливост] досл1дження олерацП перем!щення вантажу з подаючого на маПстральний конвейер при виконанн1 напрям-но! площини 1з задании рад!усом закругления, а також при встанов-ленн1 в м1сце розриву напрямно! площини приводного або неприводного барабану.

У результат! проведених досл1джень одержан1 рЗвняння, як1 доз-воляють визначити рац1ональн1 параметри перевантаэ$увальних пристро!в.

П'ятий розд!л присвячений експериментальн1й шерев1рц1 математич-них моделей, як1 описують процес перем1щення тарно-штучних вантаж!в у перевантажувальних пристроях.

. Експериментальними досл!дженнями передбачено;визначити параметри, "як1 входять до математичних моделей 1 як1 необх1дн1 для 1х ство-рення; провести перев1рку адекватност1 математичних моделей щодо ре-альних процес1в.

Для досягнення дано! мети проведено експериментальн! досл!джен-ня з перев1рки адекватност! к1нематичних параметрЗв операц1й: ор1ен-тування вантажу нерухомим упором на похил!й площии!;ор!ентування вантажу напрямною плоищною на похил!й площин 1; перемщення вантажу з подаючого на маПстральний конвейер, який розташований п1д кутом 90°

до напрямку ш.укил ванталнк.

Дня ииконания ' експериментальних доел)лжет, були спроектокип . вигстовлен! 1 имонтоваМ с-ксперименталын установки.

Результата досл1джень оброблялися метилами математично! ста тистики 1 пор)внюнались з результатами анал1тичних розрахунк1ь, як1 виконан! при аналопчних даних з экспериментом .

На рис 5,6,7 приведен) графой залехност) кута розвороту ц> вантажу в1д часу у процес) його ор1ентуваиня нерухомим упором, напрямною площиною 1 перевантажування г подаючого на маНстральний конвейер,який розташований Шд кутом 90° до налрямку подач1 вантаж1в. Переюрка адекватност1 анал)тичних 1 експериментальних досл1д-жень дала розб1жн1сть не б!льше 12% , що допустимо при вир!шенн! 1нженерних завдань цього типу.

У шостому розд! л! наведен! основн! положения методики проекту-вання перевантажувальних пристро1'в потоково-транспортних систем для Шдприемств соляно! промисловост1 та приведен1 показники техн!ко-ёконом1чно5 ефективноет! впровадження результата дошпджень.

ООНОВШ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

. Як1сне проектування перевантажувальних пристроив потоково-транспортних систем, !х удосконалення та експлуатац1я з високими технжо-економ!чьими нокаэниками шжливе на основ! науково-обгрунто-ваних метод1в розрахунку параметра операц1й перемещения тарно-штуч-них вантаж!в у перевантажувальних пристроях. Тому,, виконаний у робот 1 комплекс теоретичних 1 експериментальних досл)джень дозволив виршити одне 1з значних народногосподарських завдань -шдвищення тех-н1чного р)вня обладнання для мехатзацп 11РТС роб1т на шдприемствах ■ соляно! промисловоетI. Основними результатами робота е:

---7 -6146». /У-Л1

/А

тп {

Ч ¡1

и !! |!

/ А ¡1 !

Ч / 0 [I и

11 ¡1 11 ¡1

¡1 ч

Рис.

5. Граф] к залежност! кута повороту вантажу в1д часу в процесс його ор1-ентування нерухомим упором на грав1тащйному спусков 1:

л1н г I - граф1чне зобра-ження теоретичних розра-

хунк1в;

точки - граф1чне зобра-хення експериментальних

ДсШил.

1. ¿>= 0,01 м; = 40;

2. £р = 0,05 м; А„ - 40;

Г\ г\гг . * _ ПС'

3. ¿р = 0,05 м;

= 35!

--- о

—.....- \

_ к --

А к

— — - ФА /Г ~П -1 -ь. 0

з.о

¿Х-

2,0

4» <Г.

Рис. 6. Граф! к залежност! кута повороту вантажу в4д часу в процес! його пе-ревантаження з подаючого на маг 1стральний конвейер, який розташованний шд кутом 90 до напрямку подача вантаж1в: Л)Н1) - граф!чне зобра-ження теоретичних розра-хунк( р.;

точки - грсфчне аобра--ження експериментальних даних.

1.а=0,380 м; 2. а-0,380 м; в-0,200 м; в-0,380 м;

£,= 0,005; 0,005.

Рис. У. Граф ж залежност! кута повороту вантажу в^д часу в процесс його орг ентування налрямляючою площиною на гравнащй-ному спуску:

л1нп - граф1чне зобра-ження теоретичних розра-хунк1в;

точки - граф)чне зобра-ження експериментальних даних.

1.<< = 15; А

2. «С. = 15*; /в

3.<А = 26* >9

4. с< - 35' р

-Ш

— Со,

= 33;

1. Одержана функциональна залежн!стъ м!ж нролуктиянютю потоко-ко-транспортнс» системи, масними 1 залежними постоями машин, як1 входять до п складу.

2. РозроОлева методика визначення оптималъиих значет. м1сткост1 м) жмашинних конвейер!к-пакопичувач 1 в потоково-т^нспортних систем.

3. На осногЛ математичного моделювання складного плоского руху ьантажт досл!дден1 так! операц! 1: перетантаження тарно-штучних ван-?аж!в з подаючого на мапстралышй конвейер, який розташований п 1 л кутом до налрямку подач! шитику; ор!ентування тарно-гатучних ванта-жив нерухомим упором 1 напрямною плотиною на грав!тац!йних спусках.

4. У результат! виконаних у дан1й робот! досл!джень одержан] к!нцев1 формули та ршняння для визначення рацЮнальних параметр! в таких перевантажувальних пристро! в :пристр! й перевантажування з подачею на маг)стральний конвейер, який розташований п!д кутом до нап-рямку подач! ванта»)?,; пристр1й орюнтування таряо-щтучних вант;-шв нерухомим упором або напрямною илощиною на грав!таи!йних спусках.

й. Вперше, на. основа багатофакторного екеперименту, о держан 1 пол!ном1алвш р1вняння для визначення к)нсматичних параметр!в руху ванталпв в оршнтуючих пристроях 1 визначен! параметри.якими можна ефективно керуватп процесами.

6. Експериментальна перев!рка результата математичного моделю-вання показала правом!рн!етв прийнятих при аншитичних доел!дженнях припущень, а також адекгатШсть математичних моделей щодо .реальних проце»е1в уехнодопчних опорашй, як1 доел!джувались.

Результата аш-штичних та (-ксткфиментяьних досл!джень випробу-ьа>п ври розробц! 1 ппровадкенн) потококо-т^нстюртних систем на л!дпрнеметвах соляно! промислов.оет! ВО "АР'ГЕМОШ?".

Розроблену методику ижеиерних розрахунк!в перевантажувальних пристроУ в потоком» транспорт!:::" ""де::;; ::р::,:нслсвсст! можга

рекомендувати для застосування в 'ус!х галузях Держхарчопрому Укради, де виконуеться обробка тарно-штучних вантаж!в форми ларале-лешпеда.

ПУБЛIКАЦ11 ПО TEI.fi ДИСЕРТАЦП

1. О.М.Гавва, I.В.Голоиеров. Некоторые особенности исследования операции ориентирования тарно-штучных грузов направляющей плоскостю // Тези доп. Респ. наук.-техн. конф. Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК. Киев, КТИПП, 1991. с.419.

О.М.Гавва, Г.П.Кудрявцев, I.В.Голоперов "Досл1дження опе-рац!й перем!щення штучного вантажу уздовж напрямно!' площини при нер!вном!рному розпод1ленн1 тиску на опорн!й плотин 1 // Деп. УКРШТЕД 1992, с.28.

3. О.М.Гавва, I .В.Голоперов. Досл1дження параметра процесу орЮнтугання штучних вантаж1в напрямною площиною на стр1чц! конвейера методом багатофакторного експерименту // Деп. УКРШТЕД, 1992, с.21.

4. О.М.Гавва, ¡.В.Голоперов. Розробка методики розрахунку опе-рацП перемщення тарно-штучних ванталив з подаючого на маПстральний конвейер // Тези доп. Всеукр. наук.-техн. конф. Розробка та впровад-ження нових технолоПй 1 обладнання у харчову та переробн1 галуз1 АПК. Ки;в, 1993, с.481.

5. О.М.Гавва, О.Н.Кривопляс, Й.I.Стор1жко, I.В.Голоперов. Заложите ть продуктивное?! потоково] автоштичво! ЛиИ для укрупнения вантажних одиниць в1д виду, трат-портних зв'язк1в.// Тези доп. Всеукр. наук.-техн. конф. Розробк-: зпрогадження нових технологии та обладнання у харчову та шрриг.ь: галус-а АПК". Ки1в, УДУХТ, 1995, с.379.

АННОТАЦИЯ

Голопёров И.В. Разработка методов расчета параметров перегрузочных устройств поточно-транспортных систем солепредприятий.

Рукопись диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.18.- "Машины и агрегаты пищевой, микробиологической и фармацевтической промышлености". Украинский государственный университет пищевых технологий. Киев, 1996.

Защищается 5 научных работ, которые содержат теоретические исследования в области разработки методов расчёта параметров перегрузочных устройств потоково-транспортных систем солепредприятий. В диссертационной работе исследованы особенности расчёта производительности поточно-транспортных систем солепредприятий и операций перемещения тарно-штучных грузов в перегрузочных устройствах. Получены функциональные зависимости между производительностью поточно-транспортных систем, зависимыми и независимыми простоями машин, которые входят в данную систему, математические модели для определения рациональных геометрических, кинематических и силовых параметров перегрузочных устройств.

Внедрение результатов работы осуществлено на предприятиях ПО "АРТЕМООЛЬ". УкрШЮсоль.

ANNOTATION

Golopyrov I.V. Working out the parameters calculation methods of overload devises torrent,'systems prsaltenterprises.

There is a manuscript of' dissertation on cosearch science degree's ofcandjdate technical scienses by speciality 06.1?. 18-"Mechines ahd pharmaceutical industry"Ukrainian State University food technologies. Kiev', 1996.

The manuscrirt of theses is base on 5 scientific works. The works couclude theoretical investigations in brendi of working out calculation methods of the parameters over load devises torrent transport systems for salt entervpris.es.

The peculiarities of productivity calculation torrent transport systems of salt eterprises and operations of transposition piece-package loads in over load tevises are investigated in this theses. Function dependences; between productivity of torrent transportsystems and depend or undepend demurrages of machines whish enter in this system arid also mathematical models for determination rattonalgeometfic kinematic and power parameters of over load devises are recieved.

The introduction of thesis reaultat ions into enter prises 1U "ARTYOMSALT" and "UkrSlUsalt" is made.

Ключов! слова,- потокова транспортна система, одиничний ван-тад, укрупнена вантажна одиниця. перемещения, opJеитуааияя, щю-дуктившстъ.