Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
8 результатів
Результати пошуку
Документ Дослідження впливу конструкцій захоплювальних пристроїв на динаміку роботи лінійних двигунів у мехатронних модулях переміщення упаковок(2020) Якимчук, Микола Володимирович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Мироненко, Світлана Михайлівна; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядається можливість використання слідкувальних електричних приводів лінійного переміщення в пакувальному обладнанні для виконання операцій лінійних переміщень упаковок з використанням різних конструкцій захоплювальних пристроїв. Встановлено, що основним фактором відхилення роботи системи керування мехатронним модулем з лінійним електродвигуном від номінального режиму роботи є пружні коливання захоплювальних пристроїв, які є причиною додаткових збурень. За результатами досліджень можливих способів протидії впливу пружних коливань на роботу мехатронного модуля з лінійним електродвигуном запропоновано встановлення додаткових елементів компенсації в конструкції захоплювальних пристроїв. Отримані результати доцільно використовувати для синтезу мехатронних модулів переміщення упаковок з використанням різних конструкцій захоплювальних пристроїв. The article considers the possibility of using electric tracers of linear motion in packing equipment to perform operations of displacements of packages using different designs of gripping devices. It is established that the main factor of output of the control system of the mechatronic module with a linear motor from a steady mode of operation is the elastic vibrations of gripping devices with packaged food products, which together form additional perturbations. The obtained experimental harmonic graphs showed that the value of maximum acceleration is a component of the characteristics of inertial and driving forces and significantly affect the quality of implementation of a given law of motion. It has been investigated that the control system operates without fail when the amplitude of the first harmonic is greater than the amplitude of all others, that is, when the driving force is greater than the inertia force. As soon as the amplitude of any of the other harmonics becomes greater than the amplitude of the first, that is, the inertial component increases, the control system begins to respond to such perturbation. An attempt is made to control the “model-observerˮ to compensate for the action of inertia, which leads to the appearance of additional self-oscillations. As a result of the imposition of external oscillations on the internal oscillations, they accumulate and become non-attenuating. According to the results of experimental studies, a mathematical and statistical model of determining the time of the process of raising and lowering the structural elements of group packing by a mechatronic module with a linear motor was obtained. According to the results of studies of possible ways of counteracting the influence of elastic vibrations on the operation of a mechatronic module with a linear motor, it is proposed to limit their influence by establishing additional elements of compensation in the design of gripping devices. The results obtained can be used to design mechatronic modules for moving packages using different designs of gripping devices.Документ Дослідження раціональних характеристик шредера для подрібнення полімерних виробів(2019) Якимчук, Микола Володимирович; Валіулін, Геннадій Раіфович; Мироненко, Світлана Михайлівна; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті наведено результати досліджень характеристик роботи однороторного шредера для вторинного подрібнення полімерних виробів при різних режимах експлуатації, запропоновано методику визначення раціональних параметрів елементів конструкції його приводу. На основі отриманих аналітичних результатів досліджень розроблено та виготовлено модернізовану експериментальну установку шредера. Під час проведення експериментальних досліджень встановлено вплив зовнішніх факторів на ефективність подрібнення та характеристику роботи електродвигуна. Визначено вплив товщини полімерного матеріалу та його густини на зміну потужності привода. Результати досліджень представлені у вигляді критеріального рівняння. One of the first processing operations of recycling polymer products is grinding. Prospective equipment for the processing of polymers is “shredders”. Analysis of domestic and foreign structures of shredders has shown that such devices are poorly investigated equipment for optimization of grinding efficiency and reduction of energy consumption. The article presents the results of investigations of the characteristics of the work of a single-rotor shredder for secondary crushing of polymer products at different operating modes, a method for determining the rational parameters of the elements of the design of its drive. On the basis of the analysis of the results of analytical and experimental studies, graphical dependences of the shredder power change on time were obtained. It is established that the average power difference of a shredder drive at rotation of a shaft in the range from 18 to 27 rpm makes up 35% in favor of smaller revolutions. To determine the identity of the shredder’s work, an experimental installation was developed and manufactured. The recording device for technological and kinematic indices during the study was a personal computer, and the instant indicators of the corresponding characteristics with the help of the developed program were obtained in the form of charts. To analyze the adequacy of the mathematical model of shredding products from polymers to real processes, a full-featured experiment was conducted. The results of the research received a mathematical-statistical equation for determining the power of a shredder drive. The results can be recommended for use when designing new shredder samples.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 Ефективне використання енергетичного ресурсу в мехатронних модулях пакувальних машин(2019) Якимчук, Владислав Миколайович; Гавва, Олександр МиколайовичУ статті розглянуто малодосліджений і майже нереалізований напрям керування роботою мехатронних систем — корегування енергетичного ресурсу системи. Запропоновано методику реалізації управління енергетичною ефективністю мехатронної системи модулів пакування, яка ґрунтується на класичному принципі найменшої дії, згідно з яким забезпечується рух робочих органів. Передбачається, що система керування зможе оцінювати можливі траєкторії руху робочих органів шляхом аналізу енергетичних витрат мехатронної системи пакування. Для реалізації поставленої задачі в математичну модель керування модулем мехатронної системи пакування додано додатковий вектор керування енергетичним ресурсом, величина якого суттєво впливає на розрахунок характеристики вихідного сигналу керування. Запропоновано оцінювати енергетичні витрати мехатронної системи пакування шляхом аналізу інтегральних енергетичних характеристик, отриманих за час технологічного циклу пакування з урахуванням спожитої енергії, ефективності використання повної енергії. Основними складовими коефіцієнта є показники ефективності використання активної енергії мехатронної системи пакування та ефективності перетворення електричної енергії. Для перевірки адекватності отриманих аналітичних результатів виготовлено експериментальну установку функціонального мехатронного модуля лінійного переміщення структурних одиниць групової упаковки. Результати аналітичних досліджень витрат енергії представлені у вигляді графіків витрати енергії (загальної та реактивної) під час реалізації оптимального закону переміщення ряду споживчих упаковок. Змінним зовнішнім фактором для визначення якості споживання мехатронним модулем енергетичного ресурсу був кут нахилу твірної площини. Наведена математична модель мехатронної системи пакування дає змогу визначити основні способи підвищення ефективності використання її енергетичного ресурсу з урахуванням структурних особливостей конструкції шляхом визначення якості системи керування мехатронними системами пакування за критерієм ефективного використання електроенергії та розробки способів діагностування й рекуперації енергетичних ресурсів мехатронних систем пакування. The paper deals with the direction of control of the mechatronic systems operation, which is poorly researched and almost not realized about correction of the energy resource of the system. The authors propose a technique for implementing the energy efficiency management of a mechatronic packaging module system, which based on the classical principle of least action, according to which movement of working bodies is ensured. It is envisaged that the control system will be able to estimate the possible trajectories of movement of the working bodies by analyzing the energy costs of the mechatronic packaging system. For the realization of this task in mathematical model an additional vector of energy control was added, the value of which significantly influences the calculation of the characteristic of the control output. It has been proposed to estimate the energy costs of a mechatronic packaging system by analyzing the integral energy characteristics obtained during the technological cycle of packaging, taking into account consumed energy. The main components of such coefficient are the performance indicators of the active energy of the mechatronic packaging system, the efficiency of the use of the active energy of the mechatronic packaging system and the efficiency of the conversion of electrical energy. To verify the adequacy of the obtained analytical results, it was made an experimental setup of a functional mechatronic module of linear movement of structural units of group packaging. The results of analytical studies of energy consumption are presented in the form of graphs of energy consumption (total and reactive) during the implementation of the optimal law of movement of a number of consumer packages. A variable external factor for determining the quality of consumption by the mechatronic module of the energy resource was the angle of inclination of the generating plane. The above mathematical model of mechatronic packaging system allows to determine the main ways of increasing the efficiency of its energy resource taking into account structural features of the structure by: determining the quality of the control system of mechatronic packaging systems by the criterion of efficient use of electricity; development of methods for diagnosing and recovering energy resources of mechatronic packaging systems.Документ Вплив інерційних і геометричних параметрів вакумних захоплювальних пристроїв на допустиме зусилля утримання тарно-штучних вантажів(2020) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій Володимирович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ конструкціях сучасних вакуумних захоплювальних пристроїв спостерігаються революційні зміни. Ці зміни пов ’язані з появою нових конструктивних матеріалів з покращеними фізико-механічними характеристиками і технологій створення складних конструкцій шляхом використання ЗД-принтерів. Потреба створення нових конструкцій вакуумних захоплювальних пристроїв з розширеними функціональними можливостями є наразі дуже актуальною. У статті розглянуто можливість використання вакуумних захоплювальних пристроїв для виконання технологічних операцій в обладнанні для переміщення тарно-штучних вантажів. Розроблено математичну модель для визначення зусилля утримання тарно-штучних вантажів і величини вакууму в таких пристроях з урахуванням додаткових динамічних навантажень і фізико-механічних властивостей пакувальних одиниць, що надає можливість забезпечити надійне їх утримання. Проведено порівняльний аналіз зусиль утримання стандартних і гофроприсмоктувачів. За результатами аналітичних дослідження встановлено, що зміна напрямку вектора сили інерції збільшує зусилля утримання тарно-штучного вантажу в 1,5 раза при однакових показниках кінематичних і динамічних навантаженнях. Використання гофроприсмоктувачів надає додаткові технічні можливості для захоплення тарно-штучних вантажів зі складною конфігурацією твірних поверхонь і є додатковим джерелом коливальних процесів, які суттєво зменшують зусилля утримання упаковок до 40% порівняно зі стандартними присмоктувачами при однакових показниках величини вакууму, кінематичних і динамічних навантаженнях. Визначено, що зміщення осі присмоктувача відносно центру тяжіння тарноштучного вантажу в межах розмірів ядра перерізу контакту призводить до суттєвого збільшення величини вакууму в присмоктувачі на 30%, а зміна кута дії сили інерції — на 40%. Отримані результати можуть бути використані для розробки нових конструкцій вакуумних захоплювальних пристроїв. Revolutionary changes are observed in the designs of modern vacuum capturing devices. These changes are related due to the emergence of new structural materials with improved physical and mechanical properties and technologies for creating complex structures through the usage of 3D printers. The need to create new designs of vacuum capturing devices with advanced functionality is currently very relevant. In the article the authors considered the possibility of using vacuum capturing devices to perform technological operations in the equipment for moving containerized artificial cargo. A mathematical model has been developed to determine the holding force of containerized artificial cargo and the amount of vacuum in such devices, taking into account additional dynamic loads and physical and mechanical properties of packaging units, which made it possible to ensure their reliable retention. A comparative analysis of the retention efforts of standard and corrugated suction cups has been conducted. According to the results of analytical studies, it was established that the change in the direction of the inertial force vector increased the retention forces of the containerized artificial cargo by 1.5 times at the same indicators of kinematic and dynamic loads. The usage of corrugated suction cups provided additional technical capabilities for capturing containerized artificial cargo with a complex configuration of forming surfaces, but was also an additional source of oscillating processes that significantly reduced the retention force of packages up to 40% compared to standard suction cups at the same vacuum values, kinematic and dynamic loads. It was determined that shifting the axis of the suction cup relative to the center of gravity of the containerized artificial cargo within the core size of the contact cross section led to the significant increase in vacuum in the suction cup by 30% and change the angle of inertia by 40%. The obtained results can be used to develop new designs of vacuum capturing devices.Документ Рекуперація енергії в пневматичному приводі функціонального мехатронного модуля накопичення шарів вантажів(2018) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Якимчук, Владислав МиколайовичСучасні зразки обладнання для формування транспортних пакетів виготовляються на основі функціональних мехатронних модулів. Найбільші енерговитрати у модулях накопичення шарів вантажів на рухомій платформі. Приводами таких платформ можуть бути електродвигуни, гідропневмоциліндри. Відомі методики рекуперації енергії в електро- та гідроприводах. Поряд із цим відсутня інформація щодо використання пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів. Метою дослідження є розроблення схеми та методики розрахунку пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів на рухомій платформі пакетоформувальної машини. Обґрунтовано концепцію використання пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах функціональних мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів пакетоформувальних машин. На основі розроблених математичних моделей створено методику проектування пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах функціональних мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів, а також запропоновано нові схемні рішення вантажних платформмодуля з рекуператорами енергії на базі пневматичних акумуляторів. Результати досліджень можна рекомендувати для впровадження при проектуванні нових ефективних зразків пакетоформувальних машин. Modern models of palletizer are made on the basis of functional mechatronic modules. The largest energy consumption in the modules for the accumulation of cargo layers is observed on a mobile platform. As drive units of such platforms electric motors, hydropneumatic cylinders can be used. The methods of energy recovery in electric and hydraulic drive units are known. But there is no information about the use of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers. The purpose of the work is to develop a scheme and methods for calculation of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers on palletizer’s moving platform. The concept of the use of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of functional mechatronic modules of step-by-step accumulation of layers of cargo of palletizers is substantiated. The method for design of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of functional mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers has been proposed based on the developed mathematical models. Various new schemes for load platforms of the module with energy recuperators on the basis of pneumatic accumulators have been proposed. The results of the research are recommended for development of new effective palletizer’s types.Документ Промислові роботи в лініях пакування (перспективи використання)(2019) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Беспалько, Анатолій Петрович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядаються перспективи використання промислових роботів в виробничих процесах упаковки, починаючи від подачі об'єкта упаковки і закінчуючи виконанням заключних операцій, пов'язаних з навантажувально-розвантажувальними та транспортно-складськими операціями щодо упакованої продукції. Проаналізовано перспективи використання роботизованих технологічних ліній упаковки і конструкції промислових роботів, певні типові технологічні операції, які вони виконують: упаковка дрібноштучних виробів в споживчу тару, формування групової упаковки і транспортного пакета; виконання операцій НРТС робіт. Розглянуто і проаналізовані структури маніпуляторів по виду руху захоплюючих пристроїв для операцій упаковки і структурні схеми їх перегляду. Розглянуто особливості використання портально-автоматичних маніпуляторів і триподов в технологічних схемах упаковки. Виявлено нагальну потребу в проектуванні нових зразків роботизованих ліній упаковки з розробкою нових моделей спеціалізованих роботів на основі модульного принципу проектування. The article examines the prospects of using industrial robots in the production processes of packaging, from the submission of the packaging object to the completion of the final operations related to loading and unloading and transport and warehousing operations in relation to the packed products. The prospects of the use of robotic technological lines of packaging and construction of industrial robots are analyzed, the typical technological operations performed by them are as follows: packaging of small-scale articles into consumer containers, forming of group packaging and transport package; performance of operations of loading and unloading and transport and warehousing works. The structures of manipulators according to the type of the trapping device movement for the packing operations and the structural schemes of their layout are considered and analyzed. Features of the use of portal-automatic manipulators and tripods in technological packaging schemes are considered. The urgent need for designing new models of robotic packaging lines with the development of new models of specialized robots based on the modular design principle has been identified.Документ Промислові роботи в лініях пакування (перспективи використання). Ч. 2(2019) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Беспалько, Анатолій Петрович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядаються перспективи використання промислових роботів в виробничих процесах упаковки, починаючи від подачі об'єкта упаковки і закінчуючи виконанням заключних операцій, пов'язаних з навантажувально-розвантажувальними та транспортно-складськими операціями щодо упакованої продукції. Проаналізовано перспективи використання роботизованих технологічних ліній упаковки і конструкції промислових роботів, певні типові технологічні операції, які вони виконують: упаковка дрібноштучних виробів в споживчу тару, формування групової упаковки і транспортного пакета; виконання операцій НРТС робіт. Розглянуто і проаналізовані структури маніпуляторів по виду руху захоплюючих пристроїв для операцій упаковки і структурні схеми їх перегляду. Розглянуто особливості використання портально-автоматичних маніпуляторів і триподов в технологічних схемах упаковки. Виявлено нагальну потребу в проектуванні нових зразків роботизованих ліній упаковки з розробкою нових моделей спеціалізованих роботів на основі модульного принципу проектування. The article examines the prospects of using industrial robots in the production processes of packaging, from the submission of the packaging object to the completion of the final operations related to loading and unloading and transport and warehousing operations in relation to the packed products. The prospects of the use of robotic technological lines of packaging and construction of industrial robots are analyzed, the typical technological operations performed by them are as follows: packaging of small-scale articles into consumer containers, forming of group packaging and transport package; performance of operations of loading and unloading and transport and warehousing works. The structures of manipulators according to the type of the trapping device movement for the packing operations and the structural schemes of their layout are considered and analyzed. Features of the use of portal-automatic manipulators and tripods in technological packaging schemes are considered. The urgent need for designing new models of robotic packaging lines with the development of new models of specialized robots based on the modular design principle has been identified.