Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
31 результатів
Результати пошуку
Документ Функціонально-орієнтоване проектування машин пакування харчових продуктів у контексті технологій замкненого циклу(2022) Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій ВолодимировичПри проєктуванні структури та визначенні параметрів процесу керування як важливої складової забезпечення життєвого циклу пакувальної машини важливо враховувати умови її майбутньої експлуатації, технічного обслуговування та ремонту. Реалізація такого підходу можлива лише шляхом застосування функціонально-орієнтованих технологій проєктування. В основі цієї концепції лежить рекурентний зв’язок між етапами конструкторського й технологічного проєктування пакувальної машини (ПМ), а також планування її виготовлення і супроводу, що координуються спеціально призначеним для цього розподіленим інформаційним середовищем. При застосуванні концепції функціонально-орієнтованого проєктування вдається досягти перекриття всіх стадій життєвого циклу пакувальної машини, що забезпечує підвищення якості його функціональних і споживчих властивостей та ефективність швидкого виконання індивідуального замовлення. Функціональний підхід до процесу розроблення і створення нових пакувальних машин передбачає, що будь-який матеріальний об’єкт є певною сукупністю (матрицею) функцій, серед яких можна виділити корисні, шкідливі та нейтральні функції. У статті описано функціональний підхід, який, на відміну від підходу предметного, ґрунтується на тому, що створюваний виріб повинен відповідати ряду функцій, які можуть забезпечуватися окремими матеріальними носіями, що є найдешевшими, або робота з якими є найменш витратною. Перспективним може бути такий технологічний процес проєктування, на переходах якого, одночасно з формуванням корисних функцій, відбувається ослаблення або ліквідація функцій шкідливих і, за можливості, усунення функцій нейтральних. Наведено аналіз ієрархічної структури окремої машини пакування дрібноштучних харчових продуктів. Розроблено схеми та моделі реалізації багатоетапного покрокового багатокритеріального синтезу на прикладі функціонального мехатронного модуля (ФММ) подачі сипкого продукту в пакувальну машину, обґрунтовано доцільність використання функціонально-орієнтованого проєктування для різних компонувань ПМ. Результати теоретичних досліджень є підґрунтям для експериментальних досліджень.Документ Дослідження динаміки запірно-регулювальних пристроїв з позиційними електропневматичними системами керування(2023) Володін, Сергій Олексійович; Токарчук, Сергій Володимирович; Мирончук, Валерій Григорович; Масло, Микола АндрійовичВихід цукру високої якості багато в чому залежить від ефективності роботи запірно-регулювальних пристроїв (ЗРП) у системі трубопроводів, що зʼєднують устаткування в єдину безперервну технологічну лінію, тому важливо забезпечити оптимальні умови безперервної роботи технологічного обладнання із ЗРП для виробництва цукру відповідно до норм технологічного регламенту. У статті наведені результати експериментальних досліджень, які проводилися на розробленому авторами експериментальному стенді, обладнаному ЗРП з електропневматичним приводом позиційного типу. Для дослідження використовувалися поворотні дискові заслінки DN і кульові крани. Методи дослідження включали: теорію гідрогазодинаміки та динаміки машин; чисельне розвʼязання систем диференціальних рівнянь; методи математичної статистики для обробки результатів експериментів; методи компʼютерного моделювання. Проведено порівняльний аналіз результатів математичного моделювання та натурних досліджень для визначення величини пропускної здатності кульового крана з позиційним пневмоприводом залежно від кута повороту запірного елемента. На основі аналізу сучасного стану проблеми визначено, що вірогідність та адекватність запропонованих математичних моделей залежать від розумного поєднання вихідних конструктивних параметрів з нормами герметичності, міцності та ресурсу при забезпеченні заданого технологічного регламенту. Це означає, що математичні моделі, які використовуються для опису роботи запірно-регулювальних пристроїв (ЗРП), мають бути точними й адекватними. Для цього необхідно розумно поєднувати вихідні конструктивні параметри ЗРП з нормами герметичності, міцності та ресурсу. Запірно-регулювальні пристрої залежать від того, наскільки повно і точно вони враховують вихідні конструктивні параметри ЗРП. До цих параметрів належать: геометрія запірного елемента; матеріали, з яких виготовлено запірний елемент; розміри і форми каналів; розташування каналів. Крім того, математичні моделі мають враховувати норми герметичності, міцності та ресурсу ЗРП. Ці норми встановлюються відповідно до технологічного регламенту і визначають вимоги до надійності та довговічності ЗРП. Вирішена задача забезпечення достовірності та адекватності математичних моделей аналізу вихідних параметрів ЗРП із подальшим формуванням вимог технологічного регламенту. Результати виконаних досліджень впроваджені на Линовицькому цукровому заводі. High-quality sugar output largely depends on the efficiency of the shut-off and control devices (S&D) in the pipeline system connecting the equipment into a single continuously operating process line. Therefore, it is important to ensure optimal conditions for the continuous operation of technological equipment with shut-off and control devices for sugar production in accordance with the norms of technological regulations. The results of experimental studies conducted on an experimental stand developed by the authors and equipped with a position-type electropneumatic drive are presented in the article. DN rotary disc flaps and ball valves were used for the study. The research methods included the theory of fluid dynamics and machine dynamics; numerical solution of systems of differential equations; methods of mathematical statistics for processing the results of experiments; computer modeling methods. A comparative analysis of the results of mathematical modeling and field studies was carried out to determine the throughput of a ball valve with a positional pneumatic actuator depending on the angle of rotation of the locking element. Based on the analysis of the current state of the problem, it was determined that the reliability and adequacy of the proposed mathematical models depend on a reasonable combination of the initial design parameters with the standards of tightness, strength, and service life while ensuring a given technological regulation. This means that the mathematical models used to describe the operation of shut-off and control devices must be accurate and adequate. To do this, it is necessary to reasonably combine the initial design parameters of the valves and gauges with the standards of tightness, strength and service life. Shut-off and control devices depend on how fully and accurately they take into account the original design parameters of the S&D. These parameters include the geometry of the locking element; materials used to make the locking element; dimensions and shapes of the channels; and the location of the channels. In addition, mathematical models should take into account the standards of tightness, strength and service life of the S&D. The results of the research was implemented at the Linovets Sugar Plant.Документ Розробка математичної моделі для визначення продуктивності роботизованих пакетоформуючих ліній(2017) Якимчук, Микола Володимирович; Горчакова, Ольга Миколаївна; Токарчук, Сергій Володимирович; Валіулін, Геннадій РаіфовичУ статті розглядається математична модель для визначення максимальної продуктивності роботизованих пакетоформуючих пакувальних ліній. Визначено вплив процесу розподілення потоків пакованих виробів різного типорозміру по робочим станціям транспортуючих систем під час формування транспортних пакетів і вплив їхньої інтенсивності для досягнення максимальної продуктивності роботизованого комплексу. Отримані результати можливо в подальшому використовувати при проектуванні нових гнучких роботизованих виробництв у пакувальній галузі при модульному підході до підбору їх обладнання. Mathematical model for determination of the maximal productivity of robotic packet forming lines is being considered in this paper. Determined Influence of the process of separation of movement of different sized packed products on the working stations of the transporting system while forming transport packs and influence of their intensity for achieving maximal productivity of the robotic complex. The process of forming of the transport packaging is presented as a complex of the input of material and informational flows, each of them has its own intensity of developing of packed cargo, technological scheme of laying of cargo unit on the pallet while using information from the exiting flow in case of maximal productivity of robotic complex. Achieved results can be used in future design of new flexible robotic manufacturing in the branch of packaging industry with modular approach to equipment selection.Документ Оптимізація компоновки пакувальних технологічних ліній(2016) Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій Володимирович; Валіулін, Геннадій РаіфовичСтаття присвячена вирішенню важливої проблеми щодо компонування автоматизованих пакувальних технологічних ліній. Проектування та компонування пакувальних технологічних ліній є найбільш складним і визначальним етапом забезпечення їх ефективності. Авторами розглянуто основні аспекти та переваги використання математичного моделювання при проектуванні пакувальних технологічних ліній. Article is devoted to the solution of an important problem concerning configuration of the automated packaging processing lines. Configuration optimization — an important factor of the solution of tasks power — and resource-saving, the mistakes made at this design stage lead to difficult consequences as from the point of view of excessive costs of energy, materials and products, and from the point of view of losses of appliances. Authors have considered the main aspects and benefits of use of mathematical modeling when designing packaging processing lines. The algorithm of optimization is presented in the form of four-level hierarchical structure. The task of modeling and designing of the formalized volume and spatial technological system is solved.Документ Дослідження впливу тиску рідкого харчового продукту на закон переміщення клапана прецензійного дозатора(2018) Якимчук, Микола Володимирович; Горчакова, Ольга Миколаївна; Токарчук, Сергій Володимирович; Валіулін, Геннадій РаіфовичУ статті розглядаються впливи змін тиску рідкого харчового продукту в каналі дозування на закони переміщення клапана прецензійного дозатора. В результаті досліджень отримано аналітичну модель зміни тиску в каналах дозувального пристрою для випадку закриття клапану дозатора рідкого харчового продукту. Отримані результати можливо в подальшому використовувати при проектуванні системи керування прецензійних дозаторів нового покоління, які реалізують задані закони руху. The change in pressure of a liquid food product in the dosing channel on the laws of the movement of the valve of the precision dispenser discusses in the article. It has been established that the dosage of a liquid food product is a complex process which is connected with non-stationary modes of opening and closing of the actuating device. The quality of such a process essentially depends on the kinematic and dynamic parameters of the movement of a liquid food product. The most important part of the dosing system is the locking element at the dosing liquid food product which is in direct contact with the dosed liquid. The conical and cylindrical locking elements are the most common. Traditionally, linear, parabolic and step laws of motion are used to implement the movement of the locking element. The listed laws of motion consist of three main stages: from opening, idle and closing. The most accurate for dosing is the parabolic law of motion of the dispenser valve which ensures the smoothness of that valve in the final stage. According to the results of analytical researches it was found that there is a sharp increasing in pressure in the dosing channels at the time of closing. This phenomenon is accompanied by a hydraulic shock on the valve which is characterized by a significant excess of the nominal pressure in the hydraulic system. The authors proposed to implement the fourth stage of the movement of the check valve for high-quality work of a control system of the dispenser. This will affect the transient, which is crucial for the accuracy of dosing. The results can be further used in the design of the new generation precision dispensers control systems, which implement the specified laws of motion of the valve.Документ Обґрунтування вибору пpомислових регульованих клапанів із позиційним приводом(2017) Володін, Сергій Олексійович; Мирончук, Валерій Григорович; Токарчук, Сергій ВолодимировичВикористання прогресивних технологічних схем, ефективного обладнання та передових методів роботи дає змогу значно підвищити техніко-економічні показники цукробурякового виробництва. У статті описано розроблену схему керування клапаном системи управління форсунками, необхідну для регулювання ходу робочого елемента (плунжера) та забезпечення заданої області дроселювання. Для раціонального управління клапаном встановлено позиційний пневмопривод для перетворення сигналів (при тиску 0,2—1,0 бар або електричному струмі 4—20мА) в зусилля приводу. Washing departments of sugar mills is an important technological area of sugar beet production, which determines the efficiency of sugar factory. The use of progressive technological schemes, efficient equipment and best practices allows you to significantly improve technical and economic indices of sugar beet production. Given the characteristics of the pump that supplies water to the nozzles of the washing compartment, as a rule, efficiency = 50%, the total specific energy consumption in water supply for blast cleaning and washing beet are 0,135 kW /(t./year). The paper describes a control scheme for the valve, according to the regulation of the course of the working element (plunger), providing a predetermined region of throttle with the definition of amplitude. For rational control of the valve installed position actuator, to convert signals (at a pressure of 0.2— 1.0 bar or electric current 4—20mA) to the efforts of the reason.Документ Акватроніка в системах подачі рідких харчових продуктів ліній пакування(2021) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Токарчук, Сергій Володимирович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядається можливість використання установки «Акватронік —Фесто» як фізичної моделі, яка відображає реальні процеси подачі рідкого харчового продукту та систем керування енерговитратами. Автори за допомогою фізичної моделі «Акватронік — Фесто» провели експериментальні дослідження та проаналізували величину споживанням енергії на переміщення рідкого харчового продукту в системах подачі як функцію керування енерговитратами. Наведені результати експериментальних досліджень показують залежність зміни величини місцевих опорів як функції енерговитрати системи подачі рідкого харчового продукту. За результатами досліджень доведено, що регулярні заходи з обслуговування систем подачі рідких харчових продуктів у лініях пакування забезпечують безперебійну і безвідмовну роботу насосів та іншого обладнання, а впровадження нових регульованих систем керування — зменшують енерговитрати. Отримані результати доцільно використовувати при створенні нових енергоощадних систем подачі рідких харчових продуктів на лініях пакування. The quality of liquid food packaging is inextricably linked with innovations in the development of technological packaging equipment and the qualification of production staff. One of the innovative directions of development of new packaging systems is the modernization of liquid food supply systems. Designing the latest liquid food supply systems in packaging lines require from designers engineering knowledge to ensure energy efficiency and reliability of their work. The importance of developing and systematizing such knowledge led to the creation of a new branch of science — aquatronics. According to the terminological definition, "aquatronics" is a synergistic combination of structural elements, technologies, energy and information flows for effective management of energy and water resources. The main directions of aquatronics are the study of new methods of control and management of the automatic process of fluid supply, taking into account energy-saving technologies of consumption. The article considers the possibility of using training equipment "Aquatronic — Festo" as a physical model that reflects the real processes of liquid food products supply and energy management systems. Using the physical model "Aquatronic — Festo", the authors conducted experimental studies and analyzed the amount of energy consumption for the movement of liquid food products in the systems as a function of energy management. The presented results of experimental researches show the dependence of the change in the value of local resistances as a function of the energy consumption of the liquid food supply system. Research has shown that regular maintenance of liquid food products supply systems in packaging lines ensures uninterrupted and trouble-free operation of pumps and other equipment, and the introduction of new regulated control systems — reduces energy consumption. It is expedient to use the received results at creation of new energy saving systems of giving of a liquid food product in packing lines.Документ Експериментальні дослідження явища статичного гідравлічного гістерезиса в дозувальному мехатронному модулі(2021) Токарчук, Сергій Володимирович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Валіулін, Геннадій РаіфовичЗавдання вдосконалення та розвитку машин та їх елементів є актуальним на будь-якому етапі їх життєвого циклу. У статті представлено дослідження параметрів роботи функціонального мехатронного модуля дозування в’язкої продукції, роботу якого засновано на основі ерліфтного обʼємного способу формування дози та використання електропневматичної системи автоматичного керування. Запропоноване виконання функціонального мехатронного модуля може застосовуватись для широкого асортименту в’язких харчових продуктів із забезпеченням високих показників якості процесу дозування. The task of improving and developing machines and their elements are relevant at any stage of their life cycle. Along with ensuring the value of the specified productivity, one of the main tasks that they are trying to solve when synthesizing the structural and structural schemes of machines is to minimize the costs of their production and operation. The cost of the equipment is proportional to its metal consumption and energy supply. In addition, taking into account the realities of today and the constant increase in the cost of energy carriers, one of the main components of operating costs is the consumption of electricity by equipment. The paper presents a study of the operating parameters of the functional mechatronics module for dosing viscous products. The operation of the module is based on the erlift volumetric method of dosing and the use of an electro-pneumatic automatic control system. This involves connecting a control device (multi-channel proportional pressure regulator ER Camozzi) to the object and introducing it into the feedback system. The task of the regulator is to control the actuator so that the inconsistency signal is reduced to zero in the presence of disturbances. A laboratory plant was developed and constructed to carry out a set of experimental studies. Based on the obtained results of experimental studies, characteristics of the process of processing a viscous food product in the proposed FMM system are obtained. Repeat ability was maintained when the dosage time interval was changed. This indicates that it is possible to dosing the same volume of product over a predetermined processing time.Proposed design of functional mechatronics module in comparison with “classicalˮ scheme of piston volume dosage has several advantages. The product jet supply is implemented for a wide rangeof viscous food products with ensuring high quality indicators of the dosing process and ease of installation and operation. Also,there is a decrease in material consumption and power consumptiondue to the absence of a pneumatic drive system and shutoff valves.Документ Визначення раціональних параметрів забезпечення стійкості транспортних пакетів методами підвищення сил тертя між шарами тарних вантажів(2020) Деренівська, Анастасія Василівна; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій ВолодимировичThe problem of ensuring reliable sustainability and strength of transport packages is a priority in the system of end-to-end transportation of packaged items. The sustainability of the transport package depends on: the method of stacking packaged items on the pallet; physical and mechanical parameters of packing material and means of packing forming; methods and means of strapping the transport package; accuracy of operations of transport package making machine; strength of transport package and consumer packaging, that limits height the transport packages. The goal of the research was to determine the characteristic parameters that ensures the mutual movement of packaged items and ensure the sustainability of the transport package during loading and unloading transporting operations and storage operations. The subject of research was new packaging material, a cardboard flat for preventing slipping packed items, “Non-Slip Safety Grip for Palletsˮ. Tasks of the research — analysis of existing and selection of rational packaging technologies, development of the force loading scheme for transport package layers; determination of friction forces and inertial components for packed item layers during transporting operations; determination of the limit values of the friction coefficients, which arise between the packed item layers of and will ensure the stability of the transport package. Using this method of increasing the friction force between packaged item layers allows us to make a rationally choice to prevent the sliding of packaged item layers, to introduce a simplified scheme of the technological process, and to reduce the time of the kinematic cycle. There is no need to use different methods of stacking packaged item on the pallet and to spend time for using additional strapping material for the transport package. Проведене дослідження з використанням методу підвищення сил тертя між шарами тарних вантажів дає змогу визначити характерні параметри, які убезпечуватимуть взаємне переміщення тарних вантажів, забезпечуватимуть стійкість пакета за умови виконання навантажувально-розвантажувальних транспортно-складських робіт, підібрати відповідний пакетувальний засіб, спростити схему технологічного процесу пакетування та зменшити час кінематичного циклу пакетоформувальної машини.Проведенное исследование с использованием метода повышения сил трения между слоями тарных грузов позволяет определить характерные параметры, которые будут предупреждать взаимное перемещение тарных грузов, обеспечивать устойчивость пакета при условии выполнения погрузочно-разгрузочных транспортно-складских работ, выбрать соответствующее средство пакетирования, упростить схему технологического процесса пакетирования и уменьшить время кинематического цикла пакетоформирующей машины.Документ Імітаційне моделювання раціональних параметрів функціональних модулів пакувальної лінії(2019) Деренівська, Анастасія Василівна; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій ВолодимировичУ статті наведено результати дослідження пакувальної лінії за допомогою методу багатокритеріального синтезу як потокової технічної системи. До її складу ввійшли три компоненти: група технічних засобів, група програмних засобів, група ергатичних засобів (людина-оператор або група операторів, персонал), які беруть участь у реалізації функцій системи, знаходяться в тісному взаємозв ’язку. З ’ясовано, що між цими компонентами існують просторовочасові відношення, які впливають на ефективність результату системи безпосередньо, а не ізольовано (існує можливість коригування ефективності реалізації функції одним компонентом за допомогою двох інших). Використання моделі вибору ефективних режимів реалізації сумісної взаємодії функціональних модульних підсистем дало змогу розв ’язати задачу проектної оцінки надійності багатофункціональної системи за кожною функцією окремо, провести нормування показників кожної функціональної підсистеми, оцінити кожний варіант конструкції машинобудівного виробу з точки зору витрат на його проектування, виготовлення й експлуатацію та провести оцінку якості й конкурентоспроможності пакувальної лінії загалом. The article presents the results of the research of the packaging line using a multicriteria synthesis approach of the packaging line as a flow technical system. It consists of three components: a group of devices, a group of software, a group of ergatic means (human operator or group of operators, staff), which are involved in the implementation of the system’s functions , are closely interconnected with each other, have spatiotemporal relationships which directly affect on the effectiveness of the system’s result rather than be in isolation (it’s possible to adjust the efficiency of the function implementation by one component with the help of the other two). Using the approach of choice of effective modes of implementation of joint interaction of functional modular subsystems allowed to solve the design task of assessment of the multifunctional system reliability for each function separately, to normalize the parameters of each functional subsystem, to evaluate each variant of machine building product design in terms of design, cost and evaluating of the quality and competitiveness of the entire packaging line.