Токарчук Сергій Володимирович. Наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару : Дис... канд. наук: 05.18.12 - 2009.
Анотація до роботи:
Токарчук С.В. Наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу
тару: - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та
фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2009.
В дисертації виконано аналіз конструкцій функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару та методик розрахунку їх елементів. Встановлено, що завдяки складності технологічної топології процесу, його багатовимірності як за кількістю складових елементів,
19
так і за кількістю функцій, високому ступіні взаємозв’язку та параметричного взаємовпливу відсутнє наукове обґрунтування визначення раціональних параметрів функціональних модулів обладнання.
Розроблені математичні моделі: руху внутрішньомашинної транспортної системи, яка переміщує споживчі упаковки по коловій траєкторії; операції дозування в'язких харчових продуктів поршневим дозатором. Визначено характер впливу на процес дозування геометричних параметрів насадок дозувального пристрою. Досліджено характер залежності точності дозування в'язких харчових продуктів від геометричних параметрів елементів дозатора. Розроблено методи: вибору раціональних параметрів модуля внутрішньомашинного переміщення тари; визначення раціональних параметрів функціонального модуля дозування в’язких харчових продуктів; визначення залежності зусилля виділення одиничної споживчої тари від кількості одиниць упаковок у стопі.
Експериментально підтверджено адекватність математичних моделей та теоретичних досліджень реальним процесам.
Аналіз конструктивних, компоновочних схем та технічного рівня машин для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару виявив потребу в розробці науково-обґрунтованих методів визначення раціональних параметрів функціональних модулів цих машин на основі таких критеріїв ефективності: тривалості виконання операцій, якості виконання функцій (точність позиціювання та дозування, збереження цілісності структури продукції та тари), енерговитрат.
Проведені теоретичні та експериментальні дослідження дали змогу науково обґрунтувати визначення раціональних значень параметрів таких характерних функціональних модулів пакувальних машин: внутрішньомашинного переміщення
споживчої тари, дозування в’язких харчових продуктів, виділення одиничної споживчої упаковки із стопи. На основі результатів досліджень можна зробити наступні висновки:
Виконаний аналіз технологічних, структурних та конструктивних схем машин для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару показав, що їх проектування не завжди відповідає сучасним вимогам ринку пакувального машинобудування не лише завдяки невиправданій різноманітності та складності конструкцій, а й через недосконалість, а в деяких випадках і відсутність дослід -
16
жень, спрямованих на наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів цих машин.
Топологічне дослідження пакувальної машини для в’язких продуктів як технічної системи методом аналізу взаємодії енергетичних та масових потоків дає можливість визначити раціональну технологічну та структурну схеми обладнання.
Розроблена динамічна модель функціонального модуля внутрішньомашин -
ного транспортування споживчої тари і сформульований показник якості, що виражає енерговитрати, дають можливість вирішити задачу оптимального керування, встановити функцію раціонального рушійного моменту і кінематичних параметрів руху механізму на етапі вибору керуючої функції. Проведені розрахунки для машин середньої продуктивності показали, що за рахунок керування рухом ведучої ланки можна зменшити енерговитрати на 8-12 %, не знижуючи продуктивність та точність роботи.
Розроблені методи дослідження функціонального модуля виділення споживчої тари із стопи та отримані аналітичні залежності дають змогу під час розробки модуля визначити оптимальне співвідношення між кількістю одиниць споживчої тари у стопі та конструктивною схемою виконання захоплюючого пристрою і зусиллями у елементах відповідного приводного механізму.
Розроблена математична модель дозування і фасування в’язких харчових продуктів поршневим дозатором дає можливість визначити його раціональні геометричні і кінематичні параметри за умови збереження структури продукції, забезпечення продуктивності та мінімального зусилля на поршні.
Встановлено характер залежності систематичної похибки дозування від точності виготовлення виконавчих механізмів дозатора за різних мас дози продукту, при цьому встановлено, що використання у якості виконавчого механізму дозатора важільного механізму потребує забезпечення точності виготовлення його ланок та кінематичних пар не нижче 7 – 8 квалітету при відповідних посадках.
Встановлено характер залежності між систематичною похибкою дозування та величиною зазору у запірній арматурі для різного виду в’язкого продукту. Це дало можливість отримати величину витоків продукту або відхилення дози від заданого значення на етапі фасування продукції та визначити величину допустимого зазору між поверхнями крана та корпуса циліндра, що дозволяє усунути вихід продукції у подаючий канал для кожного конкретного випадку.
Результатами експериментальних досліджень підтверджено адекватність математичних моделей реальним процесам. Найбільше відхилення розрахункових і експериментальних даних не перевищило 10%.
Розроблені методи розрахунків використано ТОВ “НВП Інта” та ТОВ “Ело Пак” під час проектування та виготовлення автоматичного обладнання для пакування в’язких харчових продуктів у полімерну споживчу тару. Розрахунковий економічний ефект від впровадження результатів роботи під час створення машин М2 та “Doy-Pack” становить 2450 - 3000 грн. на одну одиницю пакувального обладнання.
Розроблені методи розрахунку та проектування машин для пакування в’язких харчових продуктів у споживчу тару застосовуються під час навчального процесу при читанні лекцій та виконанні курсових проектів з дисциплін “Паку -
17
вальне обладнання”, “Розрахунок і конструювання пакувального обладнання”.
Публікації автора:
Токарчук С.В., Гавва О.М., Чуприна А.В. Модульна система проектування обладнання для пакування в’язких харчових продуктів // Упаковка. – 2004. – №4. – С.35-40. Особистий внесок дисертанта: розробка структурного, енергетично-потокового, зв’язкового та сигнального графів процесу пакування в’язких продуктів, формулювання висновків.
Токарчук С.В., Гавва О.М., Голоперов І.В. Функціональні модулі обладнання для пакування в’язких продуктів. Частина 1 // Упаковка. – 2005. – №3. – С. 48-52. Особистий внесок дисертанта: аналіз функціональних модулів обладнання та розробка класифікації внутрішньомашинних транспортних систем.
Токарчук С.В. Гавва О.М., Голоперов І.В. Функціональні модулі обладнання для пакування в’язких продуктів. Частина 2 // Упаковка. – 2005. – №4. – С. 36-39. Особистий внесок дисертанта: аналіз функціональних модулів обладнання та розробка класифікації пристроїв виділення одиничної споживчої тари.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Синтез плоских мальтійських механізмів з водилом змінної довжини в приводах пакувальних машин // Харчова промисловість. – 2007. – № 5. – С.83-86. Особистий внесок дисертанта: визначення кінематичних та динамічних характеристик мальтійського механізму зі змінною довжиною водила.
Токарчук С.В., Гавва О.М., Абдураманов Д.А. Регульований привід у механізмах пакувальних машин // Упаковка. – 2007. – №3. – С. 34-39. Особистий внесок дисертанта: аналіз існуючих сервоприводних систем, формулювання висновків.
Токарчук С.В. Гавва О.М., Костін В.Б., Самойлик О.Є Пристрої для виділення одиничної термоформованої тари з магазину // Упаковка. – 2007. – №5. – С. 34-39. Особистий внесок дисертанта: розробка класифікації пристроїв, формулювання висновків.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Дослідження процесу формування стопи та виділення одиничної споживчої упаковки // Харчова промисловість. – 2008. – № 7.
– С.78-82. Особистий внесок дисертанта: розробка математичної моделі процесу
виділення одиничної споживчої упаковки.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Аналіз конструктивних виконань функціональних модулів обладнання для пакування в’язких харчових продуктів // Тези IX міжнародної науково-технічної конференції “Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодення і перспективи”. – К.: НУХТ. – 2005. – Ч II. – С.31. Особистий внесок дисертанта: дослідження конструктивних схем виконання функціональних модулів пакувальних машин для в’язких харчових продуктів.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Визначення раціональних параметрів функціональних модулів машин для пакування в’язких продуктів за критерієм енерговитрат // Тези IX міжнародної науково-технічної конференції “Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодення і перспективи”. – К.: НУХТ. – 2005. – Ч II. – С.31. Особистий внесок
18
дисертанта: розробка математичної моделі внутрішньомашинної транспортної системи та побудова гістограми споживання енергії функціональними модулями пакувальних машин, формулювання рекомендацій виробникам обладнання.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Аналіз конструкцій функціональних модулів обладнання для фасування в’язких харчових продуктів у споживчу тару // Тези 71-шої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI - столітті”. – К.: НУХТ. – 2005. – Ч II. – С.99. Особистий внесок дисертанта: дослідження особливостей конструктивних виконань та характеристик функціональних модулів.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Синтез плоских мальтійських механізмів з водилом змінної довжини // Тези 72-гої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI - столітті”. – К.: НУХТ. – 2006. – Ч II. – С.101. Особистий внесок дисертанта: аналіз конструктивних особливостей та динамічних характеристик плоских мальтійських механізмів у модулях пакувальних машин.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Раціональні параметри функціональних модулів обладнання для пакування в’язких продуктів у споживчу тару // Тези IІІ науково-практичної конференції “Новітні технології пакування”. – К.: ІАЦ “Упаковка”. – 2007 – С.4-13. Особистий внесок дисертанта: дослідження системи модульного проектування обладнання, формулювання висновків.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Аналіз конструкцій функціонального модуля виділення одиничної споживчої тари в обладнанні для фасування в’язких харчових продуктів // Тези 73-ої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI - столітті”. – К.: НУХТ. – 2007. – Ч II. – С.111. Особистий внесок дисертанта: аналіз конструктивних виконань модуля, формулювання висновків.
Токарчук С.В., Гавва О.М. Обґрунтування вибору параметрів функціональних модулів машин для пакування в’язких харчових продуктів у
споживчу тару // Тези V науково-практичної конференції “Новітні технології пакування”. – К.: ІАЦ “Упаковка” – 2009 – С.23-24. Особистий внесок дисертанта:
