Registration Number
0823U102044, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
23-02-2024
popup.evolution
o
Title
Concrete products small-sized vibration forming equipment parameter justification
Author
Yuriy Korotych,
popup.head Bogdan Korobko
popup.opponent Volodymyr Blazhko
popup.opponent Ivan Nazarenko
popup.review Mykola M. Nesterenko
popup.review Oleksandr V. Оrisenko
popup.rada
Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic National University
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 — Галузеве машинобудування. Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка». Полтава, 2023.
Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми, яка полягає у розробці малогабаритного обладнання для віброформування бетонних виробів, дослідженні та обґрунтуванні його параметрів для підвищення ефективності за рахунок зменшення собівартості виробничого процесу. В даній роботі пропонується метод підвищення ефективності малогабаритного віброформувального обладнання за допомогою важільного закріплення віброзбуджувача.
Перший розділ складається із розгляду та аналізу процесів вібраційного ущільнення бетонних сумішей, огляду існуючих способів ущільнення та віброформувального обладнання, насамперед малогабаритних віброплощадок. Розглянувши існуючі шляхи підвищення ефективності віброформувального обладнання, запропонована раціональна модель вібростолу з важільним закріпленням віброзбуджувача. На основі огляду літературних джерел, досвіду підприємств, що виготовляють бетонні вироби, та сучасних вимог до енергоефективності обладнання зроблені висновки та сформульовані мета і задачі дослідження.
У другому розділі для з’ясування загальної тенденції впливу окремих параметрів вібраційного столу з важільним закріпленням віброзбуджувача на рух його робочого органу та його енергоспоживання отримана загальна математична модель цієї механічної системи за кінематичною схемою, яка раніше не використовувалася. Для отримання математичної моделі були використані рівняння Лагранжа другого роду. При цьому були використанні методи математичної фізики та фізико-математичне моделювання методами прикладної механіки. Розглянуте обладнання (вібростіл) моделювалося механічною системою, яка складається з чотирьох матеріальних тіл - плити, корпусу віброзбуджувача, дебаланса і ємності з бетонною сумішшю. Для визначення положення і опису вільних рухів вищезгаданих матеріальних тіл розглядуваної механічної системи була застосована ортогональна вібраційна система відліку з трьох систем координат. Визначивши кінетичну енергію чотирьох окремих матеріальних тіл, з яких складається механічна система, було складено функціональну залежність її загальної кінетичної енергії. Визначивши узагальнені сили, в результаті було отримано загальну математичну модель вібраційного столу з важільним закріпленням віброзбуджувача у вигляді системи з семи диференціальних рівнянь другого порядку. Отримана загальна математична модель дозволяє описувати положення та рух будь-якої точки та окремого матеріального тіла досліджуваного обладнання.
У третьому розділі експериментально досліджено вплив дії важільного закріплення віброзбуджувача на параметри віброущільнення, а саме – на амплітуду коливань. Проведені досліди на спеціально створеній дослідній моделі вібростолу підтвердили припущення про ефективність важільного закріплення віброзбуджувача. Для подальшого підтвердження ефективності використання конструкції вібростолу було створено дослідне малогабаритне обладнання для віброформування бетонних виробів. Для кращого з’ясування взаємозалежностей конструктивних і технологічних параметрів був використаний трифакторний експеримент другого порядку. Дослідження зміни кінетичної енергії дослідного обладнання вказало її збільшення за рахунок важільного закріплення віброзбуджувача. Це, в свою чергу, призводить до збільшення амплітуди вертикальних коливань. Тому збільшення довжини важеля у вказаному інтервалі (від 0 до 200 мм) призводить до енергозбереження, оскільки збільшення амплітуди віброколивань відбувається без збільшення параметрів потужності віброзбуджувача. Таким чином, досягнуто підвищення енергоефективності створеного дослідного обладнання. Воно забезпечено шляхом зменшення потужності приводу, зберігаючи при цьому рекомендовані для віброущільнення технологічні параметри. Порівняння експериментальних та теоретичних значень величини амплітуди вертикальних коливань засвідчує, що їх розбіжність знаходиться в межах 13…18 %, що вказує на достатній рівень адекватності створеної математичної моделі.
У четвертому розділі представлена технічна характеристика малогабаритного обладнання для віброформування бетонних виробів з важільним закріпленням віброзбуджувача. Розроблені рекомендації щодо призначення конструкції та геометричних розмірів важеля для закріплення віброзбуджувача на малогабаритному обладнанні для віброформування бетонних виробів. Проведено впровадження обладнання на підприємствах за розробленими кресленнями і рекомендаціями. Якість виготовлених бетонних виробів показала відповідність нормам. Витрати електроенергії при їх виробництві скоротились відповідно на 21% та 23%.
Ключові слова: амплітуда, важільне закріплення віброзбуджувача, частота віброколивань, бетонна суміш, віброзбуджувач, вібростіл, віброущільнення, важіль, дебаланс, кінетична енергія, збурююча сила, дослідження, обладнання, математична модель, енергозаощадження.
Registration Date
2023-12-28
popup.nrat_date
2023-12-28 / 2026-07-01
