Анотація до роботи:

Рогатинська О.Р. Обгрунтування параметрів навантаження і конструкцій гвинтових конвеєрів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.05 – піднімально-транспортні машини. – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2006.

У дисертації наведено дослідження, направлені на мінімізацію енерговитрат гвинтових конвеєрів і підвищення стабільності транспортування сипких вантажів шляхом раціонального їх навантаження та вибору оптимальних режимів роботи і конструктивних параметрів.

Розроблено моделі процесу транспортування вантажу гвинтовими конвеєрами, теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено прямо-пропорційну залежність між осьовою складовою швидкості потоку вантажу та кутовою швидкістю вертикального гвинтового конвеєра, встановлено фактори, що впливають на енергоємність конвеєра, введено безрозмірні критерії кінематичної та динамічної подібності вертикальних гвинтових конвеєрів,
вперше проведено оптимізацію параметрів швидкохідного гвинтового транспортування із умови мінімізації їх енергоємності. Показано, що для верти-кального гвинтового конвеєра мінімально можливий рівень енергоємності визначається тільки коефіцієнтом тертя ковзання вантажу по поверхні гвинта.

Розроблено інженерну методику розрахунку швидкохідних гвинтових конвеєрів, відповідні технічні рішення, що реалізують результати теоретичних досліджень, на які отримано 7 деклараційних патенти на винаходи та
корисні моделі. Методика розрахунку та проектування гвинтових конвеєрів впроваджена на підприємствах Тернопільської області.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробленні моделей процесу транспортування вантажу гвинтовими конвеєрами (ГК), на основі реалізації яких встановлено області режимів зниженої енергоємності, розроблено методики інженерного розрахунку малоенергоємних конвеєрів, намічено шляхи зменшення динамічного навантаження, а також розроблено нові технічні рішення.

1. На основі проведеного аналізу встановлено, що моделі вантажу у вигляді матеріальної частинки неадекватно відтворюють динаміку його транспортування ГК. Існуючі методики проектування не забезпечують мінімізацію енерговитрат ГК. За проведеним аналізом обґрунтовано розрахункові схеми вибору оптимальних параметрів вертикальних та горизонтальних швидкохідних ГК.

2. Встановлено, що для швидкохідних горизонтальних та похилих ГК, амплітуда коливання кутової швидкості потоку в часі залежить від жорсткості зв’язків між частинками та коефіцієнту заповнення шнека . В режимі швидкохідного гвинтового транспортування для , коливання кутової швидкості вантажу практично припиняється, а процес транспортування можна розглядати як стаціонарний.

3. За результатами розв’язку диференціальних рівнянь руху вантажу та реалізацією моделей гвинтового транспортування вертикальними конвеєрами, як зв’язних частинок, так і потоку вантажу, встановлено тенденцію прямопропорційної залежності між осьовою складовою швидкості частинки та кутовою швидкістю гвинта (в діапазоні типорозмірів конвеєрівм та кутових швидкостей рад/с, похибка не перевищує 3 – 5 %).

4. Вперше встановлено, що гвинтове транспортування характеризується взаємопов’язаними коефіцієнтами кінематичної та динамічної подібності, які визначають постійність кінематичного та динамічного режиму транспортування, враховують характеристики вантажу та є критеріями подібності процесу гвинтового транспортування. За результатами досліджень вибір критеріїв подібності та визначають рівень низької енергоємності вертикальних ГК, що не перевищує 5 % від мінімального для транспортування сипких вантажів із коефіцієнтом зовнішнього тертя .

5. Встановлено, що мінімально допустимий рівень енергоємності вертикальних ГК залежить тільки від коефіцієнту тертя ковзання матеріалу по поверхні спіралі і не залежить від інших параметрів. Для забезпечення мінімальної енергоємності вертикальних ГК крок гвинта необхідно узгоджувати з характеристиками вантажу і, для співвідношення повинно змінюватись від 0,7-0,8 для до 0,5-0,6 для згідно встановлених закономірностей. Для високошвидкісних (рад/с) горизонтальних ГК при транспортуванні малофрикційних вантажів () мінімізація енергоємності конвеєра досягається збільшенням кроку гвинта до значення, що забезпечує співвідношення .

6. Імітаційне моделювання перехідних процесів транспортування, яке ґрунтується на побудові моделей потоку, як сукупності частинок, адекватно їх відтворює та може застосовуватись для дослідження процесів завантаження, розвантаження, зрушення тощо. Це дозволяє скоротити обсяг пошукових експериментальних досліджень та час технологічної підготовки виробництва нових виробів.

7. Розроблена інженерна методика проектування дозволяє на етапі проектування вибирати режими транспортування та конструктивні параметри швидкохідних ГК з мінімальним рівнем енергоємності (відхилення не перевищує 8 %), що в 1,3 – 1,9 рази менше енергоємності конвеєрів із рекомендованими нормативними параметрами.

8. За результатами досліджень розроблено пристрої для зменшення динамічного навантаження гвинтових конвеєрів і транспортно-технологічні системи з використанням гвинтового переміщення вантажу (компонентів), які захищені 1 деклараційним патентом України на винахід та 6-ма патентами України на корисні моделі, методики та рекомендації впроваджено в навчальний процес, підприємства Тернопільської обл.

Публікації автора:

1. Рогатинська О.Р. Моделі процесів переносу зернистих частинок в потоці // Студентський науковий вісник (Тернопільський державний педагогічний університет ім В. Гнатюка), 2001. Вип.№4.-С. 130-132.

2. Гупка Б.В., Рогатинська О.Р. Моделі контактної взаємодії частинок технологічного середовища з робочими поверхнями деталей машин. // Наукові нотатки. Міжвузівський зб. (за напрямком “Інженерна механіка”). - Луцьк: Вид-во ЛДТУ, 2002. - вип. 11. - С. 114 - 120. [Здобувачем обґрунтовані параметри моделі контактної взаємодії].

3. Дмитрів Д., Дудін О., Рогатинська О. Оптимізація конструктивних параметрів робочих органів кормозмішувачів // Вісник Тернопільського державного технічного університету, 2003. - Т.8, №4. - С. 37-43. [Встановлені функції обмеження за транспортуючою здатністю змішувача].

4. Пік А.І., Дудін О.В., Рогатинська О.Р. Динамічна модель взаємодії частинок сипкого вантажу між собою та з робочими поверхнями машин. // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Харків: вип. 24. - Механізація сільськогосподарського виробництва, 2004. - С. 120-127. [Розкрито особливості одночасної взаємодії частинок між собою та з поверхнями конвеєра].

5. Ловейкін В.С., Рогатинська О.Р. До розрахунку швидкохідних гвинтових конвеєрів / Праці Таврійської державної агротехнічної академії. – Вип. 21, - Мелітополь: ТДАТА, 2004. – С. 130-141. [Обгрунтовано закономірності зміни швидкості потоку від кутової швидкості конвеєра].

6. Ловейкін В.С., Рогатинська О.Р Оптимізація режимів роботи гвинтових конвеєрів / Підйомно-транспортна техніка. № 2, 2004.- С. 8-15. [Визначено алгоритм оптимального розрахунку гвинтових конвеєрів].

7. Рогатинська О.Р. Модель транспортування вантажу гвинтовим конвеєром // Гірничі, будівельні дорожні та меліоративні машини. Всеукраїнський збірник наукових праць. - К: КНУБА, НДІ БДІТ, Вип. 63, 2004. - С. 33-38.

8. Гевко І.Б., Дмитрів Д.В., Дудін О.В., Рогатинська О.Р. Техніко-економічне обгрунтування структури транспортера неперервної дії // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Харків: вип. 29. – “Механізація сільськогосподарського виробництва”, 2004. - С. 350-356. [Дано oбгрунтування структури гвинтових конвеєрів].

9. Ловейкін В.С., Рогатинська О.Р Моделювання та керування навантаженням гвинтових конвеєрів. // Вісник Тернопільського державного технічного університету, 2005. - Т.10, №1. – С. 37-43. [Проведено числовий розв’язок диференціального рівняння руху, зроблено допущення моделі, обгрунтовано введеня параметрів кінематичної та динамічної подібності].

10. Ловейкін В.С., Рогатинська О.Р. Вибір раціональних параметрів та режимів роботи вертикальних гвинтових конвеєрів // Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. – Вип. 23, - Вінниця: ВДАУ, 2005. – С. 181-195. [Дано теоретичне та дослідне підтвердження поширення виявлених закономірностей щодо руху частинки на потік вантажу].

11. Рогатинська О.Р. Моделювання процесу транспортування сипких вантажів швидкохідними гвинтовими конвеєрами // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Харків: вип. 42”- “Вдосконалення технологій і обладнання виробництва продукції тваринництва”, 2005. - С. 50-57.

12. Деклараційний пат. на винахід 31565А, Україна, МКВ В01F15/02, В65G33/14. Пристрій для змішування і подачі сипучих вантажів / Дмитрів Д.В., Назар І.Й., Рогатинська О.Р., Остапченко О.В. - № 98095095; Заявл. 29.09.1998; Опубл. 15.12.2000, Бюл. №7-11.-4с. [Обгрунтовано співвідношення параметрів транспортуючої частини].

13. Пат. на корисну модель 4115А, Україна, МКВ В65G33/16. Гвинтова соковижималка / Гевко І.Б., Дубик О.І., Рогатинська О.Р. - №2004010162; Заявл. 09.01.2004; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1.-2с. [Обгрунтовано параметри гвинтового робочого органу].

14. Пат. на на корисну модель 4116А, Україна, МКВ В65G33/16. Гвинтовий класифікатор / Гевко І.Б., Дубик О.І., Рогатинська О.Р. - №2004010169; Заявл. 09.01.2004; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1.-2с. [Обгрунтовано параметри гвинтової спіралі].

15. Пат. на на корисну модель 4283А, Україна, МКВ В65G33/16. Ротаційний пневматичний двигун / Рогатинська О.Р., Лисенко Л.В., Лисенко О.А., Сичов В.П., Дудін О.В. - №20040402777; Заявл. 15.04.2004; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1.-2с. [Обгрунтовані співвідношення робочої зони].

16. Пат. на на корисну модель 7757А, Україна, МКВ В21D11/06. Робочий орган гнучкого секційного гвинтового транспортера / Гевко І.Б., Рогатинська О.Р., - №20041008386; Заявл. 15.10.2004; Опубл. 15.07.2005, Бюл. №7.-2с. [Обґрунтовані параметри гнучкого каркасу].

17. Пат. на на корисну модель 10169А, Україна, МКВ G01D3/20. Шнекомір / Гевко І.Б., Рогатинська О.Р., Новосад І.Я., Дзюра В.О. - №200501474; Заявл. 17.02.2005; Опубл. 15.11.2005, Бюл. №11.-2с. [Встановлені діапазони вимірювань по кроку гвинта].

18. Пат. на на корисну модель 10254А, Україна, МКВ В21D11/06. Стенд для дослідження характеристик гвинтових конвеєрів / Гевко І.Б., Рогатинська О.Р., Новосад І.Я., Дзюра В.О. - №200502962; Заявл. 31.03.2005; Опубл. 15.11.2005, Бюл. №11.-2с. [Обґрунтовано конструктивне забезпечення керованістю гвинтового конвеєра].