Анотація до роботи:

Жидков Ю.В. Формування віброакустичних характеристик машин очищення коренебульбоплодів періодичної дії підприємств харчування. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. – Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського Міністерства освіти і науки України, Донецьк, 2007.

В дисертації встановлено, що віброакустичні характеристики (ВАХ) машин очищення коренебульбоплодів періодичної дії для підприємств харчування типу МОК перевищують допустимі санітарні норми, норми ГОСТ 12.1.036-81. Метою роботи є встановлення основних закономірностей формування ВАХ та удосконалення конструкції машин МОК для підвищення їх екологічної безпеки. Формування ВАХ в теоретичному плані виконано на основі динаміко-акустичних моделей з урахуванням звукової потужності від удару бульб по стінкам робочої камери.

Сплановані та виконані комплексні експериментальні дослідження формування ВАХ машин МОК-150 і МОК-350, які найчастіше використовуються на підприємствах харчування України. Записані осцилограми ВАХ машин одночасно з навантаженням та основними технологічними і конструктивними параметрами. Встановлено вплив ВАХ окремих елементів на формування ВАХ машини в цілому. Отримані багатофакторні залежності ВАХ, витрат потужності, навантаження робочого органа від виду продукта, його крупності, маси завантаження, натягнення клиноремінної передачі. Визначені телеметричним методом кінематичні параметри руху бульб у робочій камері МОК. Отримані амплітудно-частотні характеристики корегованого рівня звукової потужності машин і ідентифіковані джерела випромінювального шума.

Розроблена та впроваджена методика розрахунку ВАХ машин очищення коренебульбоплодів. Запропоновані конструктивні зміни машин МОК з поліпшеними ВАХ, що захищені патентами України та відповідають вимогам екологічної безпеки підприємств харчування України.

1. Віброакустичні характеристики машин очищення корнебульбоплодів періодичної дії для підприємств харчування не в повній мірі відповідають вимогам вітчизняних і міжнародних стандартів і поступаються зарубіжним аналогам.

2. Наукове обґрунтування удосконалення конструкції машин очищення коренебульбоплодів з метою поліпшення ВАХ та підвищення екологічної безпеки застосування обладнання можливо на основі вивчення процесів формування ВАХ.

3. Ефективність використання відомих способів та засобів поліпшення ВАХ машин неоднозначна і визначається їх індивідуальними конструктивними, технологічними та акустичними особливостями.

Розроблені раніше теоретичні основи побудування математичних моделей шумових характеристик технологічного обладнання можуть служити лише загальним методологічним напрямком, але не дозволяють враховувати особливості досліджуваного обладнання і запропонувати інженерну методику розрахунку ВАХ на стадії його проектування.

4. На основі подання конструкції машин узагальненої віброакустичної моделлю і описання функціонування моделі системою диференціальних рівнянь, а також рядом акустичних закономірностей отримані теоретичні залежності для розрахунку ВАХ машини в октавних смугах частот та за корегованим рівнем з урахуванням впливу продукта на стінки робочої камери.

Дослідження отриманих залежностей показало, що поліпшення ВАХ досягається збільшенням маси джерел шуму і вібрації, зменшенням розмірів випромінювальної поверхні та передаточної функції віброакустичної системи шляхом зниження технологічного навантаження на робочий орган і жорсткості продукта, виведенням частот вимушених коливань з резонансних областей.

5. Розроблена методика експериментальних досліджень ВАХ машин МОК і створений комплексний тензоакустичний стенд дозволяють отримати осцилограми віброакустичних процесів у реальному масштабі часу одночасно зі зміною кінематичних та силових параметрів машини.

Методи планування експериментів, гармонічного і регресивного аналізу ВАХ обладнання, адаптовані на ПК, дозволяють математично достовірно проводити аналіз цих характеристик, ідентифікувати джерела шуму і вібрації, отримати емпіричні моделі процесів, що протікають.

6. Експериментально встановлені значення ВАХ машин МОК та його елементів, а також ступінь перевищення стандартних значень в октавних спектрах і корегованому рівні.

Отримані одномірні та багатомірні емпіричні рівняння відображають закономірності формування ВАХ в залежності від виду оброблюваного продукта, його маси і крупності, ступеню завантаження робочої камери, навантаження на робочому органі, споживаної потужності, натягнення ременя клиноремінної передачі.

7. Досліджуваний телеметричним методом механізм руху бульб у робочій камері машин МОК показав, що на траєкторію руху бульб впливає їх розміщення в робочій камері, встановлений час ковзання по абразивній поверхні робочого органа 0,08 – 0,1 с, шлях переміщення 60-100мм, абсолютна швидкість в момент удару бульби об стінки робочої камери – до 1,5 м/с. З метою поліпшення ВАХ машини МОК-150 доцільно збільшити діаметр робочої камери до 410мм.

8. Експериментально встановлено, що до поліпшення ВАХ машини МОК-150 призводить збільшення маси завантаженого продукту і зменшення крупності продукту. На поліпшення ВАХ машини МОК-350 впливає зменшення крупності продукту. Віброшвидкість корпуса знижується також зі зменшенням натягнення ременя клиноремінної передачі.

9. Коливальний процес в машинах МОК носить полігармонійний характер. Ідентифікація джерел коливальних процесів показала, що основна частота коливань пов’язана з частотою обертання робочого органа. На ВАХ впливає частота ударів продукту по корпусу машини (насамперед у МОК-150), від взаємодії «хвиль» робочого органа з продуктом і частота, збуджувана електродвигуном машини.

10. Застосування науково обґрунтованих і експериментально підтверджених пропозицій та рекомендацій до проектування дозволяють створити машини МОК з поліпшеними ВАХ на низьких частотах на 2-8 дБ, середніх частотах – на 6-13 дБ, високих частотах 5-14 дБ, за корегованим рівнем – на 2-5 дБА, що задовольняють вимогам вітчизняних і міжнародних стандартів і санітарних норм по ВАХ.

Новизна ряду технічних рішень, створених на базі досліджень, захищена двома патентами України на корисну модель.

11. Запропонована методика розрахунку дозволяє розраховувати ВАХ машин МОК на стадії їх проектування.

12. Виконані теоретичні і експериментальні дослідження знайшли практичне застосування у створенні серійно випускаємого Білоруським ВО торгмаш машин МОК, а також підприємств харчування України, соціально-економічний ефект від застосування машин склав 115,44 тис. грн.

Використання цього обладнання у виробничих цехах підприємств харчування України та інших країн СНД поліпшить екологічну обстановку на цих підприємствах і санітарно-гігієнічні умови праці обслуговуючого персоналу та відвідувачів.

Публікації автора:

1.Заплетніков І.М., Жидков Ю.В. Механіка руху бульб у машині для очищення картоплі // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр. Вип.12, т.1 - Донецьк: ДонДУЕТ, 2005.-С.46-52

Здобувачем обґрунтована розрахункова схема, складені і вирішені рівняння, зроблено їх аналіз, виконані графіки, сформульовані висновки.

2.Заплетніков І.М., Жидков Ю.В. Вільне переміщення бульб картоплі у робочій камері картоплечисток // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр. Вип.13, т.2-Донецьк: ДонДУЕТ, 2005.-С.32-37.

Здобувачем обґрунтована розрахункова схема, складені і вирішені рівняння, зроблено їх аналіз, розроблена специфічна програма розрахунку.

3.Заплетников И.Н., Жидков Ю.В., Божок И.С. Виброакустика машин очистки корнеклубнеплодов с перфорированной стенкой рабочей камеры // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля: Наук.журнал. Вип.11(93)-Луганск: СУНУ, 2005.-С.158-161.

Здобувач розробив робочу методику визначення ВАХ машини з перфорованою стінкою робочої камери, визначив параметри ВАХ, проведена їх обробка і аналіз, сформульовані висновки.

4.Заплетников И.Н., Жидков Ю.В. Комплексное исследование виброакустических процессов оборудования очистки корнеклубнеплодов // Машиностроение и техносфера XXI века: Сб.тр.XII Междунар.научно-техн.конф., 12-17 сентября 2005г. г. Севастополь-Донецк: ДонНТУ, 2005-Т2.-С.12-15.

Здобувач розробив методику комплексного визначення параметрів, провів експериментальні дослідження машини МОК-350, виконав обробку і аналіз результатів

5.Заплетніков І.М., Жидков Ю.В., Кіріченко В.О. Експериментальне дослідження машини очищення корнебульбоплодів МОК-150 // Матеріали IX Міжнар.наук.-техн.конф. "Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодення і перспективи", 17-19 жовтня 2005р.-У2ч.-К.: НУХТ, 2005.-41.-С.31-32.

Здобувач провів експериментальні дослідження машини МОК-150, обробив результати, виконав їх аналіз

6. Жидков Ю.В. Дослідження процесу руху бульби у картоплечистках // Труди 71-ї наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті", 18-19 квітня 2005р. - У 2ч.-К.: НУХТ, 2005.-Ч.2.-С.42.

7.Заплетников И.Н., Жидков Ю.В. О движении клубней картофеля в камерных картофелечистках // Тезисы докл. V Междунар. научно-техн.конф. "Техника и технология пищевых производств.18-20мая 2005г. Могилев"- Минск: ИЦБГУ.-2005.-С.172-173

Здобувач сформулював тези доповіді про рух бульб в робочій камері машини.

8.Заплетніков І.М., Жидков Ю.В., Громов С.В., Афанасьєв Д.А. Дослідження поведінки бульби у робочій камері картоплечисток // Тези доп. Міжнар.наук.-техн.конф. 8-9 вересня 2005р. Святогірськ-Донецьк: ДонДУЕТ.-2005.-С.64-65

Здобувач сформулював тези доповіді про закономірності поведінки бульб у картоплечистках.

9.Заплетников И.Н., Жидков Ю.В., Громов С.В. Модели взаимодействия продукта с рабочей камерой картофелечисток // Прогресивні технології і системи машинобудування: Міжнар.зб.наук.пр.-Донецьк: ДонНТУ, 2005. Вип.32.-С.115-120.

Здобувач запропонував використати телеметричний метод, прийняв участь у дослідженнях і обробці результатів, виконав розрахунки траєкторій, сформулював висновки.

10.Заплетніков І.М., Єрьоменко Д.О., Жидков Ю.В., Афенченко Д.С. Моделі силових та віброакустичних характеристик машини очищення корнеплодів МОК-150 // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.наук.пр.-Донецьк: ДонДУЕТ, 2006.-Вип.14.-С.126-132.

Здобувач розробив емпіричні моделі силових та віброакустичних характеристик машини МОК-150, зробив висновки.

11. I. Zapletnikov, A. Chubin, V. Gidkov. Vibroacustic's characteristics of technological equipment transformation in exploitation conditions // Proc. International Congr. on Sound and Vibration XII - Lisbon Portugal.-2005.-P.

Здобувачем розроблені емпіричні моделі основних параметрів машин очищення коренебульбоплодів.

12.Заплетніков І.М., Жидков Ю.В., Божок І.С. Віброакустичні характеристики машин очищення корнеклубнеплодів періодичної дії і методи їх поліпшення // Зб.тез доп. Всеукраїнський наук.пр.конф. "Нові ресурсо- та енергозберігаючі технології харчових виробництв" 1-2 березня 2007р. м.Полтава.-Полтава: ПУСК України.2007.-С.

Здобувачем запропоновані конструктивні заходи поліпшення ВАХ машин МОК, визначена їх ефективність.

13.Заплетніков І.М., Єрьоменко Д.О., Жидков Ю.В. Методика розрахунку шумових характеристик картоплечисток підприємств харчування // Обладнання та технології харчових виробництв: Темат.зб.нак.пр.Вип.16,-Донецьк: ДонДУЕТ, 2007.-С.222-226.

Здобувачем удосконалена методика розрахунку ВАХ машини МОК.

14. Робоча камера картоплечистки. Патент України на корисну модель №18596, А23№7/00, А23№15/00/ Шубін О.О., Заплетніков І.М., Єрьоменко Д.О., Жидков Ю.В.-200605293; Заявл.15.05.2006; Опубл. 15.11.2006, Бюл. №11, 2006.-4с.

Здобувачем запропонована нова конструкція робочої камери машини МОК.

15.Робоча камера картоплечистки періодичної дії. Патент України на корисну модель №18702, А23№7/00, А23№15/00/ Заплетніков І.М., Кіріченко В.О., Жидков Ю.В.-200605821; Заяв. 26.05.2006; Опубл. 15.11.2006, Бюл. №11, 2006.-4с.

Здобувачем запропонована нова конструкція робочої камери машини з оригінальною абразивною поверхнею.