МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ГРАВІТАЦІЙНОГО ДОЗАТОРА СИПКИХ МАТЕРІАЛІВ
16.01.2025 15:55
[3. Технічні науки]
Автор: Серпутько Роман Сергійович, аспірант, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів
Гравітаційні дозатори сипких матеріалів широко застосовуються в промисловості, сільському господарстві, для точного та безперервного дозування матеріалів. Ефективність роботи залежить від параметрів конструкції, фізико-механічних властивостей матеріалу і налаштувань дозатора.
Особливістю конструкції таких дозаторів є здатність безперервно пропускати потік матеріалу через робочий орган з заданим радіусом кривизни ρ, що забезпечує відсікання ударних навантажень і сприймає тільки вагу продукту, що уможливлює визначення кількості з дозованого матеріалу. Відхилення робочого органу з масою продукту на кут вимірюється тензометричним давачем. Давач прокалібрований відповідно до маси матеріалу, який у вигляді потоку переміщується під дією гравітаційної сили по поверхні дозатора. Такий метод зважування уможливлює великий діапазон дозування, а конструкція самого дозатора є простою у виготовленні й застосуванні. Розроблення й дослідження конструкції гравітаційного дозатора високої точності зважування є актуальною задачею й користується значним попитом для дозування й пакування сипких матеріалів безпосередньо в технологічному потоці виробничого процесу пакування матеріалів.
Розроблений гравітаційний дозатор приведений на рис. 1. Дозатор складається з дозуючого робочого органу 1, площинна поверхня якого виконана у вигляді кривизни радіусом ρ. Площина регулюється по відношення до вертикалі на кут ±α. Тензометричний давач 2 вимірює масу потоку матеріалу, який рухається по площині дозатора. Бункер 4 для сипкого матеріалу кріпиться на жорсткій рамі 3. Шибер 5 регулює потік матеріалу з бункера 4 на дозуючий робочий орган.
а) б)
Рис. 1 Гравітаційний дозатор сипких матеріалів
а- схема гравітаційного дозатора; б – загальний вигляд
Експеримент дослідження дозування проходить так: з бункера матеріал потрапляє на робочий орган, який передає зусилля до тензодатчика, фіксуються дані, змінюються фактори, та повторюється цикл.
Основними фактори які впливають на продуктивність дозування є радіус кривизна ρ, робочого органу, та кут нахилу робочого органу до вертикалі, ±α. Критеріями відгуку прийняли продуктивність Q. Для даного критерію використовуємо відому методику, двофакторний планований експеримент, [1].
Матриця факторного планованого експерименту має вигляд табл. 1.
Таблиця 1 – Матриця плану експерименту
На основі теоретичних досліджень, вибрано рівні варіювання факторів, та їх кодові значення, приведено в табл. 2.
Таблиця 2 – Інтервали і рівні варіювання факторів
Кодування факторів провели відомою методикою [1]:
де хі – кодоване значення фактора (безрозмірна величина), верхній рівень позначається +1, нижній –1 (в центрі експерименту нульовий рівень);
Хі – натуральне значення фактора;
Хі0 – натуральне значення фактора на нульовому рівні;
ε – інтервал варіювання.
Інтервал варіювання визначали за формулою :
де х
ів, х
ін – значення
-го фактора на верхньому і нижньому рівні відповідно.
Опрацювання експериментальних даних, здійснюємо відомою методикою [2,3]. Та приведеним рівнянням регресії [1]:
де
– кодові значення факторів;
- коефіцієнти регресії що визначаємо з методики [2,3].
Література:
1. М. Бембеник, В. Дмитрів, В. Банга, Р. Городняк. Дозатор-змішувач сипких матеріалів. Теорія і практика: монографія. – Львів : СПОЛОМ, 2024.- 172 с. 100 екз.
2. Дмитрів І.В. Теорія та технології наукових досліджень: механічна інженерія. Львів: СПОЛОМ, 2017. 212 с.
3. Дмитрів І.В. Автомобільний транспорті. Теорія і практика наукових досліджень: навч. посіб. Національний університет «Львівська політехніка». Львів: СПОЛОМ, 2017. 212 с.
_________________________________________
Науковий керівник: Дмитрів Василь Тарасович доктор технічних наук, професор, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів