Используя данные зависимости можно определить основные параметры колебательных процессов, протекающих в системе “МВП – СГБ” и выработать закон управления процессом их эффективного демпфирования. Для определения режимов запитывания СГБ разработан алгоритм выработки данного закона, блок-схема которого представлена на рис. 9.

Предложена система, включающая подвижную пластину, которая находится под слоем упругих сферических зерен и перемещается с помощью электромагнитного привода (рис. 10).

(umax – максимальное напряжение обмотки электромагнита). Для решения данной задачи применяется принцип максимума. Дифференциальное уравнение движения пластины ячейки под действием электромагнита имеет вид:

- опе-

ратор или символ дифференцирования; k1, k2 - коэффициенты передачи; m - масса подвижных частей ячейки, кг; Rакт – активное сопротивление обмотки электромагнита, Ом; с2 - коэффициент упругости или жесткости зернистого слоя, кг/с2; i – сила тока обмотки электромагнита, А; u – напряжение обмотки электромагнита, В; Fэ - сила электромагнита, Н; с2 - коэффициент упругости или жесткости зернистого слоя, кг/с2.

В результате решения уравнения (13) получена функция Гамильтона:

где (1, (2 - сопряженные переменные; z1 – дополнительная переменная, позволяющая перейти от уравнений второго порядка к системе уравнений первого порядка.

??????c

&ния, полученным в результате решения задачи оптимального управления (рис. 11).

Разработана математическая модель системы “плоская перфорированная заслонка – цилиндрическое сопло – газовый буферный слой”. Созданы методика и алгоритм расчета параметров системы.

Предложен способ активного демпфирования колебаний в газовом буфере за счет оперативного регулирования расходно-перепадных характеристик системы.

Предложен способ снижения или полного исключения нежелательных эффектов, обусловленных инерционными свойствами течения газа в буферном слое, основанный на его дискретном запитывании.

Четвёртая глава посвящена имитационным исследованиям устройств с БГ.

С целью параметрирования математических моделей БГС с

единичной струёй и с РГ проведены имитационные исследования устройств, содержащих соответствующие буферы.

С целью параметрирования математических моделей БГН проведены имитационные исследования газодинамических процессов, протекающих в транспортирующих системах с дискретно запитываемым СГБ и загрузки ОЛ. Исследованы аэродинамика объекта движущегося во встречном потоке газа и влияние реологических свойств материала ОЛ на оптимальную величину расстояния между центральными осями отверстий РГ.

Для определения методики математического моделирования процесса загрузки ОЛ на газовый буферный слой, а также системы «плоская перфорированная заслонка – питающее отверстие РГ – газовый буферный слой» были проведены имитационные исследования колебательных процессов, протекающих в БГ (при помощи установки, представленной на рис. 12), и поля давления под опорной поверхностью ОЛ при дискретном запитывании БГ. Получены соответствующие графическиезависимости (рис. 13-15).

Пятая глава посвящена разработке и исследованиям устройств с БГ. Создано семейство пневмотранспортеров. Их применение в названном классе технологических процессов позволило устранить контакт полуфабриката с рабочими поверхностями оборудования в процессе производства и, как следствие, полностью исключить материальные затраты, направленные на борьбу с адгезией. Разработано семейство устройств для бесконтактных взвешивания и сортировки изделий по массе в потоке.

Разработано и исследовано оригинальное устройство для загрузки легкодеформируемых объектов на газовый буферный слой, работающее в составе комплекса технологического оборудования для расстойки тестовых заготовок в условиях хлебопекарной промышленности. Применение данного устройства способствует повышению рентабельности производства за счёт отказа от группы расходных материалов.

Создано семейство устройств для оперативного регулирования несущих свойств СГБ, позволяющих эффективно демпфировать колебания изделий и полуфабрикатов при их бесконтактной обработке.

Все названные разработки защищены патентами на изобретения РФ и прошли полный цикл промышленных испытаний.

Шестая глава посвящена разработке автоматизированных технологических комплексов для пищевой и химической промышленности, а также производства строительных материалов.

Создано соответствующее оборудование для разделки мучного теста (рис. 16). Его применение в хлебопекарной промышленности позволяет снизить долю брака готовой продукции, затраты сырья, улучшить и оздоровить условия труда в производственном помещении.

Разработано семейство автоматизированных технологических комплексов для формования корпусов помадных конфет, использование которых способствует повышению качества готовых изделий и сокращению длительности производственного цикла.

Создан автоматизированный комплекс для мелкосерийного производства строительного декора из гипса (рис. 17). Его внедрение в производство позволяло повысить качество готовых изделий и значительно снизить их себестоимость.

Все названные разработки защищены патентами на изобретения и прошли полный цикл промышленных испытаний. Их внедрения на промышленных предприятиях позволили значительно повысить их эффективность производства за счёт повышения качества готовой продукции, обусловленного мягким, щадящим воздействием газового буферного слоя на полуфабрикат, исключения затрат на борьбу с адгезией последнего, повышения производительности оборудования, сокращения используемых производственных площадей, улучшения санитарно-гигиенической обстановки в цехах.

В приложениях приведены рецептуры масс, используемых при экспериментальных исследованиях устройств с газовым буфером, результаты имитационных исследований, патенты на изобретения РФ, акты и протоколы промышленных испытаний разработанного оборудования, подтверждающие их работоспособность.

Работа выполнена на кафедре “Техническая механика” Воронежской государственной технологической академии (ВГТА).

Основные результаты и выводы по работе

1. Изучение и анализ причин нарушения газового буферного слоя, существующих методов обеспечения его эффективного функционирования, контроля и управления, а также математического описания позволили выделить обобщенную структуру и разработать концептуальные основы методологии исследований.

2. Разработаны математические модели газодинамических процессов, протекающих в системах со стационарным газовым буфером.

3. Разработаны математические модели газодинамических процессов, протекающих в системах с нестационарным газовым буфером.

4. Разработаны и апробированы на практике методы и алгоритмы расчёта устройств со стационарным газовым буфером. Создано соответствующее программное обеспечение.

5. Разработаны и апробированы на практике методы и алгоритмы расчёта устройств с нестационарным газовым буфером. Создано соответствующее программное обеспечение.

6. Проведены имитационные исследования, позволяющие параметрировать математические модели стационарного газового буфера с единичной струёй и газораспределительной решёткой.

7. Проведены имитационные исследования, позволяющие параметрировать математические модели процесса загрузки легкодеформируемого объекта на газовый буферный слой, математические модели процесса загрузки вязкой жидкости на газовый буферный слой.

8. Предложены способы удержания и транспортирования легкодеформируемых объектов на газовом буферном слое, их загрузки на буферный слой, активного демпфирования колебаний объекта и организации дискретного запитывания газового буфера.

9. Разработаны семейства оригинальных устройств с газовым буфером для транспортирования и загрузки легкодеформируемых объектов, их сортировки по массе, оперативного регулирования несущей способности буфера с целью демпфирования возникающих в нем колебаний.

10. Созданы автоматизированные технологические комплексы для разделки мучного теста, формования корпусов помадных конфет и мелкосерийного производства строительного декора из гипса для рассматриваемого класса технологических процессов.

11. Устройства и автоматизированные комплексы защищены патентами на изобретения РФ и прошли полный цикл промышленных испытаний. Внедрения в производства позволили значительно повысить их эффективность за счёт повышения качества готовой продукции, обусловленного мягким, щадящим воздействием газового буферного слоя на полуфабрикат, исключения затрат на борьбу с адгезией, повышения производительности оборудования, сокращения используемых производственных площадей, улучшения санитарно-гигиенической обстановки в цехах. Результаты работы внедрены на предприятиях: Торгово-производственный филиал Хохольского РАЙПО (г.Хохол, Воронежская обл., 1998г., 2000г.), ОАО “Воронежская кондитерская фабрика” (г.Воронеж, 2003г.), АО “Россошанский Элеватор” (г.Россошь, Воронежская обл., 2004г.), ОАО “ЖБИ - 2” (г.Воронеж, 2005г.), ООО “Амтел-Черноземье” (г.Воронеж, 2006г.).