Вплив основних параметрів вібраційного гідроприводу на показники вібрації в процесі ущільнення твердих побутових відходів
Встановлення можливості підвищення коефіцієнту ущільнення твердих побутових відходів за рахунок реалізації вібраційного способу їх пресування. Виявлення залежності показників, що характеризують ефективність роботи гідравлічного вібраційного приводу.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 21.12.2018 |
| Размер файла | 197,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вплив основних параметрів вібраційного гідроприводу на показники вібрації в процесі ущільнення твердих побутових відходів
О.В. Березюк
к.т.н., Вінницький національний технічний університет
Summary
Designed installation, equipped corresponding to register and measuring equipment and which allows to write experimental given main parameters vibratory hydraulic drive in process of vibratory compaction hard domestic waste. By means of undertaking the much factor experiment are received equations of regression for amplitude, frequencies and powers of vibrations at compaction of hard domestic waste, which can be use for mathematical modeling vibratory hydraulic drive pressing the hard domestic waste, as well as at development strategy of engineering calculations of its parameters. Built surfaces of responses target functions and their two dimension of section in the main planes of real importances parameters influence, which allow graphically to display these dependencies. Stated that use vibratory hydraulic drive allows to raise the factor of compaction of hard home departures in wastecar before 2,685 that greater aproximately on 20 % than beside best working factors of known domestic samples of sealing equipment and will allow greatly to raise capacity an wastecar as a whole (the economy combustible 2,2 t/year on one car) to account best fill basket.
Постановка проблеми
Згідно статистичних даних у населених пунктах України щорічно утворюється близько 35 млн. м3 твердих побутових відходів (ТПВ), основна частка (96,5%) яких захоронюється на 770 полігонах загальною площею майже 3 тис. гектарів і лише частково утилізуються на сміттєспалювальних заводах (2,2%) та переробляються (1,3%) [1]. Збирання ТПВ є основним завданням санітарного очищення населених пунктів і здійснюється більше ніж 7,5 тис. спеціальними автомобілями (сміттєвозами) 56 спеціалізованих автопідприємств та 650 цехами, а тому пов'язане із значними фінансовими витратами. Після вивантаження кожного контейнера з ТПВ в бункер сміттєвоза обов'язково виконується операція статичного їх ущільнення. При вищому коефіцієнті ущільнення краще використовується об'єм кузова та вантажопідйомність автомобіля, зменшуються витрати пального, а також і вартість перевезень. У сміттєвозах вітчизняного виробництва, які ущільнюють ТПВ за допомогою гідроприводу в статичний спосіб, відходи вдається ущільнювати в 2,2 рази, що значно менше ніж на кращих світових зразках цієї техніки.
Аналіз останніх досліджень
Аналіз сучасних розробок в галузі ущільнення ТПВ показав, що поряд із традиційними способами ущільнення ТПВ за допомогою плити пресування, у сміттєвозах, наприклад, ROTOPRESS фірми FAUN KUKA відходи пресуються за допомогою пресового шнека в кузові, який має форму обертового барабана, що приводиться в дію за допомогою гідравлічного приводу, який складається з аксіально-поршневого регульованого насоса i аксіально-поршневого двигуна [2]. Таке технічне вдосконалення підвищує ефективність, але є досить громіздким і складним. Серед відомих в інших галузях промисловості технічних засобів ущільнення різних матеріалів найбільш ефективними виявились вібропресові установки з гідравлічним приводом, дистанційно керовані за допомогою генераторів імпульсів тиску (ГІТ) різного конструктивного виконання [3, 4]. Подібного устаткування із використанням додаткового гідравлічного вібраційного приводу для інтенсифікації процесу ущільнення ТПВ не виявлено. Тому це питання є актуальним і вимагає всебічного вивчення та дослідження.
Формулювання мети і задач дослідження
Метою дослідження є встановлення можливості підвищення коефіцієнту ущільнення ТПВ за рахунок реалізації вібраційного способу їх пресування, а також виявлення залежності основних показників, що характеризують ефективність роботи гідравлічного вібраційного приводу (амплітуди А, частоти f та вібраційної потужності Р) від його основних параметрів.
гідравлічний вібраційний ущільнення
Виклад основного матеріалу
Рис. 1. Схема експериментальної установки для вібраційного ущільнення ТПВ: 1 - рама; 2 - давач переміщень; 3 - манометр; 4 - плита пресування; 5 - бункер для ТПВ; 6 -давач тиску; 7 - гідроциліндр; 8 - запобіжний клапан; 9 - маслобак; 10 - ГІТ [5, 6]; 11 - гідророзподільник; 12 - днище; 13 - гідронасос; 14 - ТПВ
Для цього спроектовано та виготовлено установку для вібраційного ущільнення ТПВ, яка оснащена відповідною реєструючою та вимірювальною апаратурою. Схема установки наведена на рис. 1.
Основними показниками, що характеризують ефективність роботи вібраційного гідроприводу є амплітуда А, частота f та вібраційна потужність Р, яку можна визначити за формулою:
, (1)
де mр - приведена маса рухомих частин; - кругова частота.
Основні показники вібраційного гідроприводу є функціями факторів впливу на процес пресування ТПВ:
, (2)
де QН - подача гідронасоса, м3/с; В - густина ТПВ, кг/м3; SДР - площа відкриття дроселя ГІТ, м2; ркл1 - тиску відкриття клапана ГІТ, Па.
Вивчення впливу перерахованих вище факторів на процес пресування ТПВ при проведенні однофакторних експериментів пов'язаний із значними труднощами і об'ємами робіт. Тому, на наш погляд, доцільно проводити багатофакторний експеримент для визначення залежностей (2).
Для забезпечення застосування результатів експериментів для моделювання процесу пресування ТПВ в сміттєвозах різних моделей пропонується перехід від згаданих вище факторів до відносних параметрів:
, (3)
де vmax=QH/SЦ1 - максимальна швидкість пресування; =SДР/S1 - коефіцієнт, що враховує співвідношення площі відкриття дроселя ГІТ до площі поперечного перерізу вхідного отвору ГІТ; - максимальний тиск пресування; SЦ1 - ефективна площа напірної порожнини гідроциліндра; SП - ефективна площа плити пресування; S1 - площа поперечного перерізу вхідного отвору ГІТ.
З метою зменшення кількості дослідів, функції (3) визначались за допомогою планування багатофакторного експерименту вигляду 24 методом Бокса-Уілсона [7].
Всі фактори, які входять в функції (3), є величинами, що мають різну розмірність, а значення цих величин факторів мають різні порядки. Тому для отримання поверхні відгуку цих функцій виконується операція кодування факторів, що є лінійним перетворенням факторного простору [7]. Встановлено такі значення рівнів факторів в умовному масштабі: мінімальний -1, середній 0, максимальний +1 та зіркові значення -2, +2. Істинні значення факторів наведені в табл. 1.
Таблиця 1 - Рівні факторів та інтервали варіювання
|
Фактори |
Рівні факторів |
Інтервал варіювання |
|||||
|
-2 |
-1 |
0 |
+1 |
+2 |
|||
|
x1 - максимальна швидкість пресування, м/с |
0,0764 |
0,0955 |
0,1146 |
0,1337 |
0,1528 |
0,0191 |
|
|
x2 - густина ТПВ, кг/м3 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
10 |
|
|
x3 - коефіцієнт, що враховує співвідношення площі відкриття дроселя ГІТ до площі поперечного перерізу вхідного отвору ГІТ |
0,066 |
0,082 |
0,098 |
0,114 |
0,13 |
0,016 |
|
|
x4 - максимальний тиск пресування, Па |
79418 |
84076 |
88734 |
93392 |
98050 |
4658 |
Планувалось отримати такі регресійні моделі 2-го порядку:
, (4)
де y - одна із функцій A, f, P; b0, b1,…, b4, b12,…, b34, b11,…, b44 - коефіцієнти регресії.
За результатами осцилограм для кожного досліду згідно матриці планування експерименту проводиться регресійний аналіз, в результаті якого визначено цільові функції A, f, P.
Для амплітуди A рівняння регресії згідно проведеного багатофакторного експерименту для кодованих значень має вигляд
(5)
При цьому ; ; F=2,056<[F]=2,361, отже регресійна модель (5) адекватна. Квадрат коефіцієнта кореляції R2=0,9769.
Після відкидання незначних факторів рівняння регресії для амплітуди А в кодованих значеннях виглядає таким чином:
(6)
Для дійсних значень факторів рівняння регресії для амплітуди А має вигляд
(7)
Для частоти f рівняння регресії згідно проведеного багатофакторного експерименту для кодованих значень має вигляд
(8)
При цьому ; ; F=2,163<[F]=2,361, отже регресійна модель (8) адекватна. Квадрат коефіцієнта кореляції R2=0,9744.
Усі коефіцієнти рівняння регресії (8) виявились значимими.
Для дійсних значень факторів рівняння регресії для частоти f має вигляд
(9)
Для вібраційної потужності P рівняння регресії згідно проведеного багатофакторного експерименту для кодованих значень має вигляд
(10)
При цьому ; ; F=2,323<[F]=2,361, отже регресійна модель (10) адекватна. Квадрат коефіцієнта кореляції R2=0,9993.
Усі коефіцієнти рівняння регресії (10) виявились значимими.
Для дійсних значень факторів рівняння регресії для частоти f має вигляд
(11)
Отримані рівняння регресії (7), (9), (11) можуть бути використанні для математичного моделювання вібраційного гідроприводу пресування твердих побутових відходів, а також під час розробки методики інженерних розрахунків його параметрів.
На рис. 2 показано поверхні відгуків цільових функцій A, f, P та їх двомірні перерізи в основних площинах дійсних значень параметрів впливу vmax, , , pвmax, які дозволяють наглядно відобразити ці залежності.
Встановлено також максимальне значення коефіцієнта ущільнення твердих побутових відходів за допомогою вібраційного гідроприводу kу=2,685, що більше приблизно на 20 % від кращих експлуатаційних показників відомих вітчизняних зразків ущільнювального обладнання. Це дозволить суттєво підвищити продуктивність сміттєвозів в цілому (економія пального 2,2 т/рік на один автомобіль) за рахунок кращої наповненості кузова.
а) б) в)
г) д) е)
Рис. 2. Поверхні відгуків цільових функцій A, f, P та їх двомірні перерізи в основних площинах дійсних значень параметрів впливу vmax, , , pВmax: а) ; б) ; в) ; г) ; д) ; е)
Висновки
Розроблено установку, яка оснащена відповідною реєструючою та вимірювальною апаратурою і дозволяє записувати експериментальні дані основних параметрів вібраційного гідроприводу в процесі вібраційного ущільнення твердих побутових відходів. За допомогою проведення багатофакторного експерименту отримано рівняння регресії для амплітуди, частоти та потужності вібрацій при ущільненні твердих побутових відходів, які можуть бути використанні для математичного моделювання вібраційного гідроприводу пресування твердих побутових відходів, а також під час розробки методики інженерних розрахунків його параметрів. Побудовано поверхні відгуків цільових функцій та їх двомірні перерізи в основних площинах дійсних значень параметрів впливу, які дозволяють наглядно відобразити ці залежності. Встановлено, що використання вібраційного гідроприводу дозволяє підвищити коефіцієнт ущільнення твердих побутових відходів у сміттєвозах до 2,685, що більше приблизно на 20 % від кращих експлуатаційних показників відомих вітчизняних зразків ущільнювального обладнання і дозволить суттєво підвищити продуктивність сміттєвозів в цілому (економія пального 2,2 т/рік на один автомобіль) за рахунок кращої наповненості кузова.
Джерела
Постанова Кабінету Міністрів України від 4 березня 2004 року № 265 "Про затвердження Програми поводження з твердими побутовими відходами".
Pressmullfahrzeuge Faun Kuka Rotopress. - Osterholz-Scharmbeck, 1995. - С.2-3.
Коц И.В. Разработка и исследование клапанов-пульсаторов для гидравлических приводов вибрационных и ударно-вибрационных узлов горных машин. - Дис… канд. техн. наук: 05.02.03. - Винница, 1994. - 227 с.
Савуляк В.І., Березюк О.В. Технічне забезпечення збирання, перевезення та підготовки до переробки твердих побутових відходів. Монографія. - Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006. - 218 с.
Патент України № 5076 U, МПК7 F 15 B 21/12. Клапан-пульсатор диференціальної дії / О.В. Березюк - 20040705249; Заявл. 01.07.2004. Опубл. 15.02.2005, Бюл. № 2. - С.41.
Патент України № 29363 U, МПК(2006) F 15 B 21/00. Генератор імпульсів тиску диференціальної дії / О.В. Березюк - 200710323; Заявл. 17.09.2007. Одерж. 10.01.2008.
Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Наука, 1976. - 280с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проблема утилізації твердих побутових і промислових відходів. Основні принципи та механізми раціонального використання полімерних відходів з урахуванням світового досвіду і сформованих в Україні умов. Розробка бізнес-плану сміттєпереробного підприємства.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 24.09.2014Машини для дроблення твердих матеріалів. Дробарки, їх види, класифікація: щокові з коливанням рухомої щоки, конусні, валкові, ударної дії; глинорізальна машина. Устаткування для помелу твердих матеріалів: млини барабанного, струминного, вібраційного типу.
курс лекций [6,3 M], добавлен 25.03.2013Розрахунок основних параметрів робочого органа бурякозбирального комбайна та потужності, що необхідна для його приводу. Матеріали зірочок і муфт, визначення їх основних розмирів. Перевірка вала на міцність та перевірочний розрахунок підшипників.
курсовая работа [458,4 K], добавлен 17.04.2011Використання різних завантажувальних пристроїв. Функції захвату в автоматичних системах живлення вібробункерів. Робота вібробункера при зміні, підведеної до котушки вібратора напруги. Вплив матеріалу деталі та ваги на швидкість її вібротранспортування.
лабораторная работа [112,8 K], добавлен 14.04.2011Визначення складу робочої маси горючих відходів. Розрахунок топкового пристрою. Вибір конструктивних характеристик циклонної камери, розрахунок її діаметру. Визначення втрат тиску, димових газів і швидкості повітря. Ефективна товщина випромінюючого шару.
контрольная работа [25,5 K], добавлен 24.01.2015Обґрунтування параметрів вібраційного впливу для ефективної десорбції газу з мікросорбційного простору вугільного пласта, розробка молекулярної моделі його структури. Власні частоти коливань сорбованого метану в мікропорах газонасиченого вугілля.
автореферат [44,0 K], добавлен 11.04.2009Визначення параметрів шуму - хаотичного поєднання різних по силі і частоті звуків, які заважають сприйняттю корисних сигналів. Особливості вібрації - механічних коливань твердих тіл. Дослідження методів вимірювання рівня шуму шумомірами, осцилографами.
реферат [15,4 K], добавлен 13.02.2010Історія виникнення Еленовських кар'єрів. Основні способи утилізації промислових відходів. Основні операції в технологічному ланцюзі. Брикетування дрібнофракційних сировинних матеріалів і промислових відходів. Пристрій і принцип роботи валкового пресу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 01.07.2013Постановка проблеми переробки відходів. Геотехнологічні методи видобутку корисних копалин на переробних виробництвах. Окиснення сульфідних мінералів, як метод бактеріального вилуговування. Вилучення германію з відходів свинцево-цинкового виробництва.
презентация [197,0 K], добавлен 25.03.2014Проблема переробки відходів. Переваги та недоліки методу біовилуговування. Мікроорганізми та їх роль в біотехнології металів. Технологічний процес біовилуговування. Вилучення германію з відходів свинцево-цинкового виробництва мікробіологічними методами.
реферат [995,4 K], добавлен 24.03.2014Зменшення втрат потужності на тертя при проектуванні торцевих ущільнень. Основні ефективні способи збільшення тепловідведення за допомогою спеціальних систем охолоджування. Термогідродинамічні торцеві ущільнення. Матеріали пар тертя на основі вуглецю.
реферат [9,6 M], добавлен 23.02.2010Аналіз сучасних досліджень із підвищення зносостійкості твердих тіл. Вплив структури поверхневих шарів на їхню зносостійкість. Газотермічні методи нанесення порошкових покриттів. Регуляція параметрів зношування композиційних покриттів системи Fe-Mn.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.02.2011Застосування торцевих механічних ущільнень, їх герметичність та довговічність. Конструкція торцевого ущільнення. Класифікація торцевих ущільнень за експлуатаційними ознаками. Режим тертя контактних поверхонь. Залежність показника зношування від часу.
реферат [871,5 K], добавлен 22.01.2010Проект стрічкового конвеєра для транспортування насипних вантажів: визначення ширини стрічки, колового і тягового зусилля на приводному барабані, потужності двигуна. Розрахунок і підбір вала, підшипників, шпонкового з’єднання, вібраційного живильника.
курсовая работа [896,8 K], добавлен 07.05.2011Опис принципової схеми та принципу дії гідравлічного слідкуючого приводу. Складання рівнянь динаміки системи автоматичного керування та їх лінеаризація. Створення структурної схеми даної системи та аналіз її стійкості. Побудова частотних характеристик.
курсовая работа [252,1 K], добавлен 31.07.2013Прибор для визначення коксуємості нафтопродуктів. Палива для дизельних двигунів, фактичні смоли. Показники, що характеризують властивості палив: лакоутворення, наявність сірчистих сполук. Вплив вмісту сірки в паливі на спрацювання поршневих кілець.
контрольная работа [235,7 K], добавлен 28.05.2012Вибір електродвигуна. Кінематичні та силові параметри приводу. Проектування зубчастої передачі. Розрахунок валів редуктора, підшипників. Змащування і ущільнення деталей. Розміри корпуса і передач редуктора. Конструювання зубчастої, кулачкової муфти.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 27.12.2015Опис технології виробництва сичужних сирів "Звенигородський", "Дуплет", "Едам", "Російський". Приймання молока, визначення ґатунку, охолодження, сепарування, пастеризація. Сквашування, формування сиру насипом, пресування. Пакування в полімерну плівку.
контрольная работа [38,6 K], добавлен 18.05.2010Циклограма та ККД роботи гідроприводу. Вибір законів руху для вихідної ланки гідродвигунів. Розрахунок зусилля для кожного такту циклограми. Розроблення принципової схеми гідроприводу. Визначення діаметрів нагнітального та зливного трубопроводів.
контрольная работа [652,9 K], добавлен 11.02.2013Визначення основних параметрів та вибір електродвигуна. Вихідні дані для розрахунку передач приводу. Проектування передач приводу та конструювання валів, визначення їх розмірів. Вибір підшипників кочення та муфт. Конструювання елементів корпусу.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.09.2010
