Дослідження пневмоелектромагнітного генератора імпульсів для вакуумованих технологій паковання
Автор: Бондарук Любомир Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання переробних і харчових виробництв
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В аспекті розвитку вакууммованих технологій паковання важливе місце посідає обладнання для подачі і відкачування повітря комірки упаковання продукту. Ефективність такого обладнання оцінюється технологічним параметрами процесу, які впливають на продуктивність паковання. Аналіз комплексної проблематики по формуванню технологій автоматизованого вакууммованого паковання виявив, що удосконалення виконавчого механізму зміни тисків шляхом обґрунтування конструкції і режимів роботи пневмоелектромагнітного генератора імпульсів і власне конфігурації взаємодії елементів, що характеризують сталі часу переходу від одного тиску до іншого, є актуальним. Об’єкт дослідження – робочий процес відкачування і наповнення повітрям системи "пневмелектромагнітний генератор – камера вакууммованого паковання" і конструкційні параметри пневмоелектромагнітного генератора. Предмет дослідження – закономірності впливу конструкційно-технологічних параметрів і режимів на якість роботи і ефективність системи пневмелектромагнітний генератор – камера вакууммованого паковання". Метою магістерської роботи є підвищення ефективності пневмоелектромагнітного генератора шляхом обґрунтування перехідних характеристик робочого процесу системи "пневмелектромагнітний генератор – камера вакууммованого паковання". У першому розділі проведено огляд і аналіз конструкційних рішень пневматичних генераторів імпульсів тиску. Детально проаналізовано структурно-функціональні схеми та виявлено основні недоліки їх функціонування. В результаті проведених аналізу конструкцій та досліджень пневматичних генераторів імпульсів встановлено, що один із основних напрямків підвищення їх ефективності є розроблення конструкцій генераторів з мінімальними об’ємами комірок та низькою стало часу наповнення і відкачування повітря з цих комірок. Як показав аналіз наукових джерел, проведені раніше дослідження по даній проблемі не достатньо повно описували процеси що відбуваються, і не розкривали механізму явищ. Аналіз показав, що кінцеве вирішення даної проблеми можливо при конструктивній доробці пневмогенераторів, із зміною основних параметрів його пневмо-повітряної камери. Для реалізації поставленої мети магістерської роботи поставлені задачі. У другому розділі розроблена модуль пневмоелектромагнітного генератора імпульсів, отримані залежності взаємодії "клапан – електромагніт", проведено моделювання сталих часу. Розроблена структурна схема системи "пневмелектромагнітний генератор – камера вакууммованого паковання", визначено рівняння передавальних функціях та проведено моделювання перехідної характеристики пневмоелектромагнітного генератора імпульсів. Досліджено систему “пневмоелектромагнітний генератор-камера паковання” на стійкість роботи за критерієм Михайлова. Аналіз дослідження системи з пневмоелектромагнітним генератором показав, що система роботоздатна за частоти генератора від 30 до 200 ім/хв. У третьому розділі приведено методику і результати експериментальних досліджень перехідних характеристик пневмоелектромагнітного генератора імпульсів. Наведено кореляційні залежності отримані за даними експериментів. Приведено порівняльні експериментальні дослідження. Зміна частоти пульсацій від величини вакуумметричного тиску відбувається в пневматичному генераторі і становить 23%, тоді як в пневмоелектромагнітного генератора частота пульсацій стабільна. При зміні об’єму керуючої комірки генератора на 10 см3 частота пневматичного генератора збільшиться на 23,1%. Для пневмоелектромагнітного генератора зміна об’єму комірки змінного вакуумметричного тиску невідчутна на частоту пульсацій. Збільшення часу перехідних процесів прямопропорційно збільшенню об’ємів комірки змінного тиску при одному і тому ж діаметру шлангу пневмоприводу і його довжині, значне зменшення об’єму викликає скорочення тривалості перехідних процесів. Різниця між максимальним і мінімальним значенням 0,014 с. У четвертому розділі наведено приклад розрахунку конструкції пневмоелетромагнітного генератора. У п’ятому розділі розраховано конкурентоспроможність пневмоелектромагнітного генератора імпульсі і його здатність конкурувати на ринку. Обґрунтовано ціну продажу пневмоелектромагнітного генератора у розмірі 500 грн. та підвищення рентабельності цього обладнання до 217 %. Ключові слова: генератор імпульсів, пневматична система, вакуум, електромагніт, стала часу, рівняння кореляції.