64802

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ФАРМАЦЕВТИЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

Автореферат

Логистика и транспорт

Метою роботи є підвищення стабільності транспортування тари на лініях розливу та підвищення продуктивності шляхом переходу на двопотокове позиціювання з розробкою удосконаленого пристрою з подільником потоку та обґрунтування динамічних та кінематичних характеристик...

Украинкский

2014-07-11

559.5 KB

0 чел.

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ

Кравець Наталія Орестівна

УДК 621.867.253

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ФАРМАЦЕВТИЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

05.05.05 – піднімально-транспортні машини

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Тернопіль – 2010


Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:  доктор технічних наук, професор

   Рогатинський Роман Михайлович,

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, завідувач кафедри економічної кібернетики

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Мартинців Михайло Павлович,

Львівський національний лісотехнічний університет,

професор кафедри прикладної механіки;

кандидат технічних наук, професор

Васильківський Костянтин Вікторович,

Київський національний університет харчових технологій, доцент кафедри технічної механіки та пакувальної техніки.

Захист відбудеться “9” грудня 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради  К 58.052.03 в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, начальний корпус № 2.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, начальний корпус № 2.

Автореферат розісланий “ 9 ” листопада 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К 58.052.03,

кандидат технічних наук, доцент     Данильченко Л.М.


ЗАГАЛЬНА  ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Удосконалення транспортно-технологічних систем, узгодження роботи їх складових частин, механізація і автоматизація зміни формату транспортування, залишаються в сфері інтересів сучасних виробництв.

Основними вимогами до транспортних систем на лініях розливу є узгодження параметрів їх роботи із технологічними параметрами розливу, обмеження силових взаємодій між робочими органами і об’єктами транспортування за умови зростання продуктивності.

Транспортування флаконів пластинчастими конвеєрами одним потоком від стола-накопичувача тари до операції дозування на двопозиційному дозаторі лінійного типу, технологічно супроводжується використанням ряду механізмів обмеження та блокування руху флаконів, що перешкоджає ефективному транспортуванню. Стабільна подача  флаконів в робочу зону із зупинкою та фіксуванням флаконів досягається використанням спеціальних пластинчатих  конвеєрів з поділом потоків, параметри яких задаються технологічним процесом. Теорія розрахунку таких пристроїв практично не розроблена, оскільки переміщення тари на перевантажувальному пристрої відбувається в умовах змінних динамічних параметрів. Отже, актуальним є питання розробки конструкції перевантажувального пристрою на основі пластинчастого конвеєра з подільником потоку, обґрунтування раціональних геометричних розмірів ланок транспортування та  динамічних і кінематичних режимів руху флаконів різного типорозміру.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації проведено  відповідно до тематичного плану Міністерства освіти і науки України за напрямом ”Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі” в рамках виконання держбюджетної теми ”Розробка теорії та дослідження транспортно-технологічних та перевантажувальних систем з розділеними потоками” (2005-2007р.р.) (номер держреєстрації 0105U000742).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення стабільності транспортування тари на лініях розливу та підвищення продуктивності  шляхом переходу на двопотокове позиціювання з розробкою удосконаленого пристрою з подільником потоку та обґрунтування динамічних та кінематичних характеристик руху.

Для досягнення мети поставлені такі задачі:

провести  аналіз на технологічність відомих конструкцій перевантажувальних пристроїв з метою визначення шляхів їх удосконалення під потреби ліній розливу;

встановити види силової взаємодії флаконів з елементами робочих поверхонь пластинчастих транспортерів на перевантажувальному пристрої з подільником потоку;

вивести аналітичні залежності складного плоского руху флакона на перевантажувальному пристрої з подільником потоку та визначити характер зміни динамічних характеристик;

визначити раціональні конструктивні параметри ланок транспортування при розподілі потоку та розробити фізичну модель перевантажувального пристрою з подільником потоку;

експериментально встановити взаємозв’язок між геометричними та кінематичними  параметрами  на подільнику потоку для оцінки надійності процесу транспортування.

Об’єкт дослідження – процеси транспортування та перевантаження тари пластинчатими конвеєрами ліній розливу з подільниками потоків.

Предмет дослідження – зв’язки робочих поверхонь спеціальних пластинчатих конвеєрів, завантажувальних пристроїв та подільників потоку з флаконами на лініях розливу ліків.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження виконано із застосуванням методів теоретичної механіки,  диференціального та інтегрального числення, імітаційне моделювання здійснено в середовищі MathCad та MS Excel. Експериментальні дослідження проводились в лабораторних умовах на спроектованому стенді на базі цеху розливу ліків та мазей в скляну тару Тернопільської фармацевтичної фабрики із застосуванням статистичних методів обробки інформації.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі виявлених закономірностей взаємодії робочих поверхонь транспортних систем з пластинчатими конвеєрами та флаконами на різних етапах транспортування, а також проведених експериментальних досліджень:

– вперше побудовано модель транспортування штучного вантажу  (флаконів) пластинчатим конвеєром оснащеного перевантажувальним пристроєм з подільником потоку із використанням додаткового транспортера;

–  виведено аналітичні залежності для визначення  раціональних режимів роботи та конструктивних параметрів пластинчатих транспортерів та  перевантажувальних пристроїв за умови забезпечення заданого позиціювання флаконів на відвідному транспортері;

– виведено умову збереження стійкості флакону на перевантажувачі гравітаційного типу при переході на рухому площину.

Практичне значення одержаних результатів.  Розроблено нові конструкції пластинчастого конвеєра з перевантажувальними пристроями, що забезпечують розрідження потоку з раціональними параметрами та узгоджуються з технологічними параметрами лінії розливу.

За результатами проведених досліджень запропоновано конструкції удосконаленого пристрою для розподілу потоку виробів,  які підтверджені двома деклараційними патентами України на винахід.

Розроблено методику розрахунку пластинчастого транспортера з перевантажувальним пристроєм на лінії розливу ліків.

Результати досліджень впроваджено в цеху розливу ліків та мазей в скляну тару Тернопільської фармацевтичної фабрики при модернізації існуючих однопотокових ліній та  використовуються у навчальному процесі на кафедрі медичної інформатики з біофізикою та кафедрі фармацевтичних дисциплін Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я.Горбачевського та кафедрі заводської технології ліків Харківського національного фармацевтичного університету,  що підтверджено актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Основні теоретичні та експериментальні дослідження за темою дисертаційної роботи виконано автором самостійно. Обґрунтовано та доведено доцільність використання двопотокового позиціювання тари на лініях розливу ліків [8,9]; встановлено особливості взаємодії робочих поверхонь транспортера та перевантажувальних пристроїв зі флаконами та динаміки їх [6, 7, 10]; досліджено та встановлено особливості ударної взаємодії флаконів на етапі транспортування пластинчастими конвеєрами [2,11]; побудовано математичну модель  для визначення оптимального кута нахилу по нахиленій площині без втрати динамічної стійкості флаконів [1]; експериментально встановлено оптимальні конструктивні параметри на подільнику потоку з використанням додаткового конвеєра і визначено оптимальні швидкості руху флаконів [6,12,13,14]. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачем досліджено динаміку стійкості об’єктів на лініях розливу фармацевтичної промисловості, що описуються диференціальними рівняннями із запізненням [3], здійснено побудову критеріїв збіжності при аналізі перехідних процесів [4], проведено розробку експертної системи з оптимізації прийнятих технічних рішень [5], теоретично обґрунтовано використання пластинчастого транспортера для заповнення лікарських препаратів в банки [15], спроектовано та виготовлено стенд для проведення лабораторних досліджень, експериментально досліджено пристрої розподілу потоку виробів [16] і пристрій конвеєрного розподілу виробів [17].

Апробація результатів дисертації. Результати проведених досліджень доповідались на V, VI, VII  науково-практичних конференціях Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя, (Тернопіль,20012003);  на ІІІ міжнародній науково-практичній конференції “Динаміка наукових досліджень” (Дніпропетровськ,  2004); на І  Міжнародної  науково-практичної конференції  “Науковий потенціал світу” (Дніпропетровськ, 2004); на науковому семінарі „Проблеми та перспективи розвитку підйомно-транспортних машин” (Тернопіль,  2007); на XIV науковій конференції ТНТУ імені І.Пулюя (м.Тернопіль,  2010). У повному обсязі робота доповідалась й отримала позитивний відгук на розширеному науково-технічному семінарі Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя.

Публікації. Основні положення та результати дисертаційних досліджень опубліковані у 17  наукових працях (11 одноосібних),  серед яких 1 – навчальний посібник,  5 публікацій у фахових наукових виданнях, 2 деклараційних патенти України на винахід та 9 тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Основна частина дисертації викладена на 138 сторінках і містить  18 таблиць та 30 рисунків.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету, задачі досліджень, висвітлено наукову новизну й практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про апробацію та публікації результатів досліджень, структуру та обсяг дисертаційної роботи.

У першому розділі „Стан питання та задачі дослідження” проведено огляд стану транспортно-технологічних систем на однопотокових лініях розливу ліків фармацевтичної промисловості, встановлено особливості взаємодії вантажів з поверхнями пластинчастих конвеєрів при транспортуванні, проаналізовано конструкції перевантажувальних пристроїв з подільником потоків та особливості їх проектування.

Конструюванню пластинчастих конвеєрів, питанню взаємодії робочих поверхонь транспортерів з вантажем, системному аналізу піднімально-транспортних машин присвячені наукові праці Ф.К.Іванченка Я.Г.Пановка, В.С. Ловейкіна, Р.М. Рогатинського, О.В. Григорова, М.П.Мартинціва, М.С.Комарова, Р.А. Волкова, П.А. Преображенського та інших.

Питанням конструктивного виконання і комплексного дослідження перевантажувальних пристроїв різної конфігурації присвячені наукові праці А.І.Соколенка, О.Ю.Шевченка, С.М.Кожевникова, В.С.Костюка, К.В.Васильківського, О.М.Гавви, О.П.Кривопляса, Ю.В.Бурляя, О.І.Степанця В.Г.Рєзника, М.В.Якимчука. Аналіз цих досліджень дав змогу узагальнити основні конструктивні схеми та параметри перевантажувальних пристроїв при розподілі потоку та провести їх вибір, розглянути основні методи та методики дослідження динаміки та кінематики руху тари на перевантажувальних пристроях. Відмічено проблемність математичного моделювання складного плоского руху тари на перевантажувальних пристроях з подільником потоку, що стримує визначення раціональних параметрів пристроїв такого класу. Особливу увагу автори приділяють питанню уникнення затороутворення при розподілі масивів виробів циліндричної форми.

За результатами аналізу зроблено наступні висновки: для підвищення продуктивності ліній розливу у фармацевтичній промисловості необхідним є застосування перевантажувачів з подільником потоку; час виконання окремих операцій наближений до часу проходження перехідних процесів, тому виникає необхідність розглядати динаміку руху на основі декількох етапів, коли початкові умови кожного наступного етапу визначаються кінцевими умовами попереднього; необхідно розглянути контактну взаємодію тари при транспортуванні.

Тому, задачі подальшого дослідження полягають у проектуванні раціонального процесу розподілу потоку виробів, на основі якого буде здійснено подальшу конструктивну розробку удосконаленого перевантажувального пристрою з подільником потоку.

В другому розділі  Теоретичні дослідження динаміки руху тари на лінії розливу представлено схему перевантажувального пристрою удосконаленої конструкції з подільником потоку та проведено аналітичні дослідження складного плоского руху при його розподілі.

Пристрій (рис.1) складається з підвідного транспортера (1), перевантажувального пристрою з прямим перехідним містком (2), додаткового транспортера (3), швидкість, якого більша швидкості підвідного,  відвідних транспортерів (4) та подільника потоку (5). Для надання поступальнообертового руху в напрямку розподілу, флакони подаються до подільника з кутом зміщенням а відносно поздовжньої осі перевантажувального містка. Встановлення додаткового транспортера дозволяє уникнути затороутворення на подільнику потоку при збільшенні швидкості підвідного конвеєра.

Рис.1. Схема удосконаленого перевантажувального пристрою з подільником потоку:

1 підвідний транспортер; 2 – прямий перехідний місток; 3 – додатковий транспортер;

4 – відвідні транспортери; 5 подільник потоку

 Встановлення конструктивних параметрів запропонованого пристрою розподілу потоку проводився на основі розв’язку диференціальних рівнянь руху флакона. В основу методу дослідження перевантаження покладено поетапний аналіз руху флаконів.

На етапі переходу флакону  з підвідного транспортера на перехідний місток (рис.1), врахувавши, що форма дна флакона контактує з поверхнею за дугою кола, диференціальне рівняння руху має вигляд:

,  (1)

де - маса флакона, кг; - радіус флакона, м; f – коефіцієнт тертя між флаконом та нерухомою площиною;  – коефіцієнт тертя між флаконом та рухомою частиною конвеєра; x – координата переміщення флакона.

Задавши умову, що , отримано залежність для знаходження граничної довжини перехідного містка:

,     (2)

де  - довжина підвідного конвеєра, м.

Зростання величини кута а необхідно обмежити через зростання реакції   зі сторони бічних напрямних і сил тертя  (n  кількість флаконів на перевантажувальному пристрої). Раціональне значення кута  визначено аналітично в залежності від зусилля опору проштовхування флаконів і представлено на рис. 2.

На етапі руху по нерухомому перехідному містку, згідно з розрахунковою схемою (рис.1), приймаючи масив флаконів як одне ціле, рівняння зааписано у  вигляді:

,   (3)

де x -  координата переміщення масиву;  - діаметр флакона;  - маса флакона,  - коефіцієнт тертя в парі «флакон-бічна напрямна».

Звівши (3) до лінійного неоднорідного диференціального рівняння отримано:

     (4)

Нелінійне диференціальне рівняння (4) розв’язувалося за початкових .

Виходячи з умови  вираз для визначення швидкості усталеного руху на перевантажувальному пристрої з прямим перехідним містком має вигляд:

  (5)

На рис. 3 представлено розв’язок рівняння руху (5) при значеннях параметрів: 0,2; = 1,5 м;   = 0,025; 0,03; 0,035; 0,04; 0,045 м/с.

За одержаними залежностями здійснено вибір раціональних геометричних та кінематичних параметрів на перевантажувальному пристрої з прямим перехідним містком ().

Рис. 2.  Визначення кута зміщення  флаконів різної маси від поздовжньої осі транспортера на перехідному містку

Рис. 3. Залежність встановленої швидкості флаконів на перехідному містку залежно від швидкості на підвідному конвеєрі

На другому етапі розглянуто формування флаконів на подільнику потоку з додатковим конвеєром (рис.1). На цьому етапі руху флакон контактує з опорною площиною за дугою кола і одночасно здійснює поступально-обертовий  рух.

На рис. 4 представлено розрахункову схему для визначення рушійного моменту та моменту сил тертя опору з опорною площиною та бічною направляючою.

Рис. 4. Розрахункова схема для визначення параметрів руху флакона на подільнику потоку

 

Наявність рухомої площини та зміни напрямку руху приводить до зміни напрямку результуючої сили тертя. Згідно плану швидкостей (рис. 4) для нашого випадку отримано:

.      (6)

Враховуючи, що рух для одномасової моделі записується у формі , рівняння руху флакона на подільнику потоку має вигляд:

,  (7)

де  - момент інерції (), де ,  - відповідно зовнішній та внутрішній радіуси дна флакона (тора); , де  - радіус флакона;  - кут нахилу бічної напрямної, - коефіцієнт тертя кочення.

Найменший опір переміщенню вздовж напрямної виникає при рівності сил тертя  з силою реакції з боку напрямної , тобто  .

Нелінійне диференціальне рівняння (7) розв’язувалося за початкових , де ,   - швидкість флакона на перехідному містку.

На рис. 5 представлено розв’язок рівняння руху (7) при значенні =0,15.

Рис. 5. Залежність кутового прискорення флакона на подільнику потоку від швидкості додаткового конвеєра для тари різної маси

На лініях розливу ліків фармацевтичної промисловості флакони подаються на рухому площину з використанням гравітаційних опускних пристроїв і при переході часто відбувається падіння тари та затороутворення.

Умовою стійкості є (рис. 6):  , де - кут між лініями дії сили тяжіння і рівнодійної Рі; (- де - сила інерції центра маси флакона); - кут між лініями дії  сили тяжіння і лінією, що з’єднує центр мас і точку А1 (А2);

, де  - діаметр опорної поверхні флакона, Н – відстань від дна до центра мас флакона.

Рис.6. Розрахункова схема випадку переходу флакона із похилої площини на рухому площину

Приймаючи рух флакона як одне ціле, при початкових умовах: ,  рівняння руху має вигляд:

.   (8)

При відомому значенні моменту інерції флакона () встановлено, що  кутове прискорення флакона при його обертанні має вигляд:

,    (9)

де ; .

Дослідженнями було встановлено, що максимально допустимий кут нахилу похилої площини залежить від діаметру флакона, а прискорення флакона на лінії транспортування можна регулювати за допомогою гравітаційного опускного пристрою (рис.7).

Операції транспортування скляної тари, перебудова потоків супроводжуються ударною взаємодією флаконів між собою та конструктивними елементами обладнання.

Рис.7.Залежність зміни початкової швидкості флакону на нахиленій площині від маси флакону (зміни висоти центра мас)

Розглянуто задача динамічної контактної взаємодії скляної тари при центральному ударі, тобто знайдено максимальне значення деформації стискання циліндричних тіл (максимальне наближення), що взаємодіють в діаметральній осьовій площині, де дійсні контактні задачі Герца (рис.8).

Рис.8. Розрахункова схема ударної взаємодії тіл обертання

Встановлено аналітичні залежності для визначення найбільшої ударної сили та часу досягнення максимального зближення двох тіл:

;      (10)

 ,     (11)

де  - величина зближення тіл, що контактують; - стала, що залежить від властивостей матеріалу тіл взаємодії (, де Е - модуль пружності;  - коефіцієнт деформації;  - радіуси циліндричних поверхонь, які контактують; - маса флакону).  

Проведено розрахунок критичних значень зближення центрів мас, ударної сили і часу ударної взаємодії за встановленими аналітичними залежностями, який здійснювався для швидкостей руху транспортера 0,0250,45 м/с, коли присутня ймовірність биття тари з різними типорозмірами флаконів за параметрами:  50106 Па,   0,23 (рис.9).

а

б

Рис.9. Залежність максимального зближення (а) та часу його досягнення (б) від швидкості руху підвідного транспортера для флаконів:

1R=0,016 м, m= 0,037 кг;  2 - R=0,019 м, m= 0,046 кг;

3 - R=0,021 м, m= 0,664 кг 

Проведені експериментальні дослідження показали, що значення максимального зближення  буде досягнуто не відразу, а в результаті перехідного процесу динамічної зміни  в часі, причому, процес співударяння носить затухаючий характер. Отримане рівняння, яке описує перехідний процес  з початковими умовами ,  має вигляд:

,    (12)

де  - коефіцієнт затухання.

Проведений аналіз рівняння (12) дозволив встановити, що характерний час встановлення контактної деформації і значення максимального зближення тіл обертання при аналізі перехідного процесу є більшими, ніж при обрахунку за формулами статичної теорії.

У третьому розділі „Методика проведення експериментальних досліджень” викладено програму досліджень, наведено перелік обладнання, використаного для проведення досліджень.

Завданням досліджень було встановлення взаємозв’язку між швидкостями переміщення флаконів вздовж напрямних і геометричними параметрами  ланок перевантажувальних пристроїв.

Відповідно до поставленого завдання була розроблена дослідна установка (рис.10) для проведення експериментів за двома етапами. Дослідження проводились для флаконів ємністю 25 мл  (m = 0,0367 кг; d = 0,032 м); 30 мл (m = 0,004 кг; d = 0,038 м); 50 мл (m = 0,0367 кг; d = 0,032 м).

а            б

Рис.10. Схема дослідної установки (а) та загальний вигляд (б) для дослідження кінематичних параметрів на перевантажувальному пристрої з подільником потоку

На етапі формування флаконів на нерухомому прямому перехідному містку флакони подавались на підвідний пластинчастий транспортер (1), в складі приводу якого (Рном=1,2 кВт), містився редуктор-варіатор (9) (Р4Н-40А) для зміни швидкості і переміщення флакона вздовж нерухомих напрямних (2) до перехідного містка (4). Перехідний місток виконаний з рухомою напрямною (3) для можливості зміни його ширини (b)  (рис.1), яка визначає кут зміщення поздовжньої осі руху флакона від осі транспортера (, (рис.1) (, де  - діаметр флакона). Конструкція виконання перехідного містка надає флакону обертальний рух в сторону подальшого розподілу. Дослідженнями визначено час перебування флакона на перехідному містку. Відлік часу руху флакона проводився секундоміром від моменту початкового його контакту з нерухомою площиною, до моменту початку виходу з перехідного містка. Геометричні параметри ланок транспортування вибрано із отриманих аналітичних залежностей: довжина підвідного конвеєра =1,5 м; довжина перехідного містка =0,22 м (кількість флаконів на перехідному містку повинна бути 5). Дослідження проводились при значеннях швидкостей руху підвідного транспортера       = 0,025 м/с, 0,03 м/с, 0,035 м/с, 0,04 м/с та значеннях кута зміщення =15, 17, 20 для випадку сухого тертя.

На етапі розформування масиву флаконів на подільнику потоку приводився в дію додатковий транспортер (7), в складі приводу якого (Рном=  1,2 кВт) містився редуктор-варіатор (10) (Р4Н-40А) для зміни швидкості і переміщення флакона вздовж бічних напрямних (6) до відвідних транспортерів (8). Бічні напрямні виконані з можливістю зміни кута їх нахилу (). Дослідженнями було визначено час переміщення флакона вздовж напрямних та відстань між флаконами при рухові на відвідних транспортерах. Відлік часу руху флакона проводився секундоміром від моменту початкового його контакту з додатковим транспортером, до моменту позиціювання на відвідному транспортері, швидкість яких рівна швидкості підвідного транспортера. Відстань між флаконами на відвідних транспортерах визначалась міліметровою стрічкою, встановленою на бічній напрямній відвідного транспортера. Геометричні параметри довжини бічної напрямної =0,12 м вибрано із отриманих аналітичних залежностей; Значення швидкостей руху додаткового транспортера  задавались у  відношенні до швидкості руху підвідного транспортера: Vд=1,1Vп; Vд=1,2Vп; Vд=1,3Vп та значеннях нахилу бічної напрямної  =45, 60.

У четвертому розділі „Результати експериментальних досліджень” представлені результати визначення параметрів руху флаконів на етапах транспортування, часу їх переходів по перевантажувальних поверхнях та параметрів формування потоку.  

Згідно з розробленою методикою та схемою вимірювань отримано значення часових параметрів руху на нерухомому прямому перехідному містку та подільнику потоку.  

За результатами проведених експериментальних досліджень  по визначенню швидкості на перехідному містку встановлено, що характер зміни залежності між геометричними параметрами перехідного містка і швидкостями руху, отриманих на основі аналітичних та експериментальних досліджень, співпадає; зусилля опору переміщення флаконів на нерухомій площині найменше при значенні кута зміщення  = 17. Розміщення більше 35 флаконів на підвідному транспортері не впливає на кінцеву їх швидкість, що дозволяє обмежити довжину підвідного транспортера.

Отриманими результатами проведених експериментальних досліджень  на подільнику потоку встановлено, що характер зміни залежності між геометричними параметрами подільника потоку і швидкостями руху, отриманих на основі аналітичних та експериментальних досліджень, співпадає; надійність роботи перевантажувального пристрою забезпечується при Vд=1,2Vп та =45. Певне перевищення числових значень  швидкостей на етапах транспортування зумовлюється розходженням прийнятих значень коефіцієнтів тертя з дійсними. Графіки часу переміщення на перехідному містку (tн,) та на подільнику потоку tр представлено на рис. 11 та рис.12.

Експериментальними дослідженнями встановлено, що при рухові по нерухомій горизонтальній площині вирішальними факторами є швидкість підвідного конвеєра , маса флакону , коефіцієнт тертя на нерухомій площині  з областю їх зміни ,  та .

На подільнику потоку вирішальними факторами є швидкість додаткового конвеєра , маса флакону  та коефіцієнт тертя з бічною напрямною  з областю їх зміни , та .

Рис. 11. Залежність часу переміщення флакону по нерухомому містку від швидкості підвідного конвеєра  при оптимальних значеннях кута  для флаконів різного діаметру

Рис 12. Залежність часу переміщення флакону по бічній напрямній від швидкості додаткового конвеєра  () для флаконів різного діаметру

В результаті реалізації планового багатофакторного експерименту одержані статистичні моделі для визначення часових параметрів руху флаконів на етапах транспортування, а кореляційні рівняння у явному вигляді мають вигляд:

- для випадку переміщення по нерухомій  площині, с:

 (13)

- для випадку переміщення на подільнику потоку, с:

 (14)

Для перевірки залежностей (13) та (14) на адекватність проведено додаткові експериментальні дослідження із визначенням  та   в проміжних точках (рис. 11,12) при різних масах (діаметрах флаконів). Встановлено, що з похибкою, яка не перевищує 5%, залежності (13) і (14) адекватно відображають рух по нерухомому містку та бічній напрямній і можуть використовуватися в інженерних розрахунках.

Експериментальними дослідженнями встановлено відстань між флаконами  на відвідних транспортерах (рис.13), на основі чого розроблено методика встановлення кінематичних параметрів ланок лінії розливу в залежності від часу наповнення флаконів на дозувальних пристроях, представлена в таблиці 1.

Рис.13. Формування віддалі між флаконами  на відвідному транспортері

Таблиця 1

Співвідношення між часом дозування та кінематичними параметрами ланок транспортування

Ємність флакона, мл

Консистенція ліків

Час дозування, с

Кінематичні параметри ланок транспортування

,м/с

,м/с

∆х, м

25

рідинна

1

0,044

0,052

0,048

густомасляна

1,2

0,042

0,05

0,051

30

рідинна

1,5

0,035

0,042

0,054

густомасляна

1,7

0,032

0,038

0,055

50

рідинна

2

0,03

0,036

0,062

густомасляна

2,4

0,028

0,034

0,067

У п’ятому розділі „Опис та характеристики основних розробок” за результатами досліджень на основі системного аналізу та синтезу конструкцій розроблено:

- конструктивні рішення щодо встановлення величин ширини підвідного конвеєра, довжини перевантажувального пристрою та вибір матеріалу, оскільки динамічні навантаження залежать від значень коефіцієнтів тертя, розташування бічних направляючих залежно від типорозміру тари;

- технічні рішення щодо систем керованого запуску двигунів, плавної зміни швидкості руху пластинчастих транспортерів, поєднання ланок транспортування.

Розроблено пристрої: пристрій для розподілу потоку виробів, пристрій для конвеєрного розподілу виробів. Пристрої знайшли впровадження в цехах розливу ліків Тернопільської фармацевтичної фабрики (ВАТ”Тернофарм”) та підтверджені актами впровадження.

Експериментальними дослідженнями було встановлено, що застосування перевантажувального пристрою з подільником потоку на лініях розливу дозволить підвищити продуктивність лінії на  6-20% для флаконів  ємністю    20-50 мл.

Оцінка економічної ефективності проводилась згідно стандартних методик на основі підвищення продуктивності. Результати розрахунку свідчать, що річний економічний ефект від використання одного удосконаленого перевантажувального пристрою з подільником потоку на лінії розливу становить 4660 грн/рік.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне обґрунтування та вирішення наукової задачі, що полягає в розформуванні масиву флаконів на лінії розливу фармацевтичної промисловості з розробкою удосконаленого перевантажувального пристрою розподілу потоку та обґрунтування динамічних та кінематичних параметрів руху, для забезпечення стабільності транспортування та підвищення продуктивності лінії.

1. З аналізу транспортно-технологічних систем ліній розливу фармацевтичної промисловості встановлено, що основним фактором низької надійності транспортування є різний час наповнення флаконів на дозувальному пристрої. Встановлення механізмів блокування руху флаконів для уникнення утворення заторів, перекидання та биття тари обмежує ефективність транспортування і продуктивність лінії розливу. Підвищення ефективності та якості виконання процесу транспортування флаконів запропоновано досягнути розділенням потоку.

2. Показано, що уникнення заторів при різних швидкостях руху масиву флаконів забезпечує  удосконалений перевантажувальний пристрій з подільником потоку, який встановлено на ланці розподілу додаткового транспортера.

3. За результатами розв’язку аналітичних залежностей динаміки та кінематики руху флаконів на перехідному нерухомому містку встановлено раціональні геометричні параметри лінії транспортування для флаконів ємності 2550 мл з діаметрами 0,0320,042 мм, а саме:

довжина підвідного транспортера м;

довжина нерухомої горизонтальної площини   м;

оптимальний кут зсуву між флаконами на нерухомої горизонтальної площини             = 17.

4. Розроблена математична модель складного плоского руху флакона на подільнику потоку дозволила встановити вплив кута нахилу бічної напрямної  на швидкість переміщення флаконів та визначити раціональні геометричні параметри:

довжини бічної напрямної  м;

оптимальний кут нахилу бічної напрямної =45.

5. Встановлено, що раціональна швидкість підвідного транспортера визначається розмірами флаконів та технологічним часом дозування ліків і для вказаних типорозмірів становить відповідно 0,044; 0,035; 0,03 м/с і є безпечною з умови пошкодження флаконів.

6. За результатами експериментальних досліджень встановлено, що оптимальне співвідношення між швидкісними параметрами підвідного та додаткового транспортерів становить  і визначено часові параметри переміщення флаконів на ланках транспортування та відстані між флаконами на відвідному конвеєрі, при якій флакони розподіляються з технологічно доцільним інтервалом.

7.  Транспортно-технологічна система на базі пластинчастого конвеєра з подільником потоку дозволяє підвищити продуктивність лінії розливу на 30%. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження однієї лінії розподілу складає 4660 грн/рік.

8. За результатами дослідження  розроблено удосконалені пристрої розподілу  потоку флаконів та запропоновано рекомендації, щодо їх експлуатації, які захищено 2 деклараційними патентами України, а запропоновані технічні рішення впроваджені на ВАТ „Тернофарм” (Тернопільська фармацевтична фабрика).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кравець Н. Моделювання руху об’єкту при переході із похилої площини на горизонтальну та визначення оптимальних параметрів при транспортуванні тари у фармацевтичній промисловості / Н. Кравець // Підйомно-транспортна техніка. 2004. № 4. –С .72-79.

2. Кравець Н. Дослідження  ударної взаємодії тіл обертання на транспортній лінії розливу  ліків / Н. Кравець // Вісник інженерної академії України. 2005. № 1. – С.68-74.

3. Кравець Н.О. Медична інформатика. Методи системного аналізу: навч. посібн. [для студ. вищ. мед. навч. закл.] / В.П. Марценюк, Н.О. Кравець. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 177с.

4. Кравець Н.О. Про збіжність еволюційних алгоритмів алгоритмів у задачах медичної діагностики // В.П.Марценюк, Н.О.Кравець, О.Я.Ковальчук /Штучний інтелект. – 2002. - №4. – С.37-41.

5. Кравець Н.О. Про програмне середовище проектування інтелектуальних медичних баз даних // Марценюк В.П., Кравець Н.О. /Клінічна інформатика та телемедицина. – 2004. - № 1. – С.47-54.

6. Н. Кравець Дослідження процесу формування скляної тари на подільнику потоку ліній розливу фармацевтичної промисловості / / Кравець Н. //Вісник Тернопільського державного університету. – 2010. - том 15. - №3.         – С. 95-107.

7. Кравець Н. Моделювання руху флаконів для лікарських препаратів на перехідних містках із нахиленою поверхнею на лініях розливу / Н.Кравець // Матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції [“Динаміка наукових досліджень”], (Дніпропетровськ, 21-30 червня, 2004). – С.18-20.

8. Кравець Н. Обґрунтування математичних моделей транспортно-технологічних систем  лінії заповнення ліків в скляну тару / Н.Кравець // Матеріали V науково-практичної конференції ТДТУ ім. І.Пулюя, (м. Тернопіль, 2001) – С.14.

9. Кравець Н. Моделювання транспортно-технологічних систем у фармацевтичній промисловості. / Н.Кравець // Матеріали VІ науково-практичної конференції ТДТУ ім. І.Пулюя, (м. Тернопіль, 2002)  – С.6.

10. Кравець Н. Моделювання транспортно-технологічних систем у фармацевтичній промисловості / Н.Кравець // Матеріали VІІ науково-практичної конференції ТДТУ ім. І.Пулюя, (Тернопіль, 2003) – С.8.

11. Кравець Н. Дослідження  ударної взаємодії тіл обертання на транспортній лінії  розливу  ліків / Н.Кравець // Матеріали І  Міжнародної  науково-практичної конференції  [“Науковий потенціал світу”], (Дніпропетровськ,  2004) – С.49-52.

12. Кравець Н. Дослідження формування масивів виробів при розподілі потоків склотари на лініях розливу ліків / Н. Кравець // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції [“Наукові дослідження – теорія та експеримент -2005”], (Полтава, 2005)  С.27-29.

13. Кравець Н.  Моделі транспортно-технологічної лінії наповнення ліків в скляну тару / Н.Кравець // Матеріали наукового семінару [„Проблеми та перспективи розвитку піднімально-транспортних машин”],  (Тернопіль, 2007)–С.25.

14. Кравець Н. Визначення кінематики переміщення флакона вздовж косої напрямної / Н.Кравець // Матеріали XIV наукової конференції ТНТУ ім. І.Пулюя, (м. Тернопіль, 2010) – С.15.

15. Кравець Н. Конвеєр для заповнення лікарських препаратів в банки / Н.Кравець, Р.Івасечко // Матеріали XIV наукової конференції ТНТУ ім. І.Пулюя, (м. Тернопіль, 2010) – С.16.

16. Пат.  70461А. Україна МПК 7 В65В5/10. Пристрій для розподілу потоку виробів / Кравець Н.О., Рогатинський Р.М. - №2003098777; заявл. 26.09.2003; опубл. 15.10.2004, Бюл. №10.

17. Патент  70509 А. Україна МПК 7 В65В5/10. Пристрій для конвеєрного розподілу виробів / Кравець Н.О., Рогатинський Р.М. - №20031110395; заявл. 18.11.2003; опубл. 15.10.2004, Бюл. №10.

АНОТАЦІЯ

Кравець Н.О. Обґрунтування параметрів транспортно-технологічних систем фармацевтичної промисловості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.05 – піднімально-транспортні машини. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2010.

Дисертацію присвячено питанням удосконалення конструкції перевантажувального пристрою з подільником потоку для розформування  флаконів на транспортних системах з метою підвищення стабільності транспортування  та продуктивності.

Виведено аналітичні залежності складного плоского руху флакона на перевантажувальному пристрої з подільником потоку та визначено характер зміни динамічних характеристик.

Експериментально визначено раціональні конструктивні параметри ланок транспортування при розподілі потоку та розроблено фізичну модель перевантажувального пристрою з подільником потоку.

Визначено часові параметри переміщення флаконів на ланках транспортування та відстані між флаконами на відвідному конвеєрі.  

За результатами дослідження  розроблено удосконалені пристрої розподілу  потоку флаконів та запропоновано рекомендації, щодо їх експлуатації, які захищено 2 деклараційними патентами.

Ключові слова: розподіл потоку, перевантажувальний пристрій, конвеєр, режими руху.

АННОТАЦИЯ

Кравец Н.О. Обоснование параметров транспортно-технологических систем фармацевтической промышленности. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук за специальностью 05.05.05 – подъемно-транспортные машины. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2010.

Диссертация посвящена вопросам усовершенствования конструкции перегрузочного устройства с делителем потока для расформирования  флаконов на линиях разлива фармацевтической промышленности с целью повышения стабильности транспортировки  и производительности.

На основании проведенного анализа установлено, что основным фактором низкой надежности транспортировки тары является разное время наполнения флаконов на дозировочном устройстве. Установление механизмов блокирования движения флаконов для избегания образования заторов, перебрасывания и битья тары ограничивает эффективность транспортировки и производительность линии разлива. Повышения эффективности и качества выполнения процесса транспортировки флаконов предложено достичь разделением потоку.

Предложено усовершенствованное перегрузочное устройство с делителем потока с установлением на звене распределения дополнительного транспортера, который  обеспечивает избежание заторов при разных скоростях движения массива флаконов.

Теоретически обосновано развязок аналитических зависимостей динамики и кинематики движения флаконов на переходном неподвижном мостике и установлены рациональные геометрические параметры линии транспортировки для флаконов разной емкости.

Разработана математическая модель сложного плоского движения флакона на делителе потока позволила установить влияние угла наклона боковой направляющей на скорость перемещения флаконов и установить рациональные геометрические параметры.

Экспериментально определено рациональные конструктивные параметры звеньев транспортировки при распределении потока и разработана физическая модель перегрузочного устройства с делителем потока.

Определено оптимальное соотношение между скоростными параметрами подводящего и дополнительных транспортеров, временные параметры перемещения флаконов на звеньях транспортировки и расстояния между флаконами на отводном конвейере.

За результатами исследования  разработаны усовершенствованные устройства распределения  потока флаконов и предложены рекомендации, относительно их эксплуатации, которые защищены 2 декларационными патентами.

Ключевые слова: распределение потока, перегрузочное устройство, конвейер, режимы движения.

SUMMARY

Kravets N.O. Ground of parameters of the transport-technological systems of pharmaceutical industry. - Manuscript.

Thesis for candidate of Technical Sciences in speciality 05.05.05 – Rising-transport machines, - Ternopil National Ivan Pul’uj Technical University, Ternopil, 2010.

Dissertation is devoted for research and modeling processes questions of improvement shifting device construction with stream distributing| for disbandment small bottles on transport systems with the purpose transporting and productivity.

Analytical dependences of difficult flat motion of small bottle are shown out on a shifting device with stream distributing | and certainly character the dynamic descriptions change.

Experimentally certainly rational structural parameters of the section transporting at stream distributing and the physical model of shifting device is developed with the stream distributing|.

Certainly sentinel parameters of small bottles moving on the transporting links and distance between small bottles on a taking conveyer.  

As a result of research the improved stream distributing and recommendations are offered, in relation to their exploitation, which protected by 2 declarative patents.

Keywords: distributing of stream, shifting device, conveyer, modes of movement.


Підписано до друку 05.11.2010 р. Формат 6090/16

Папір ксероксний. Гарнітура Times New Roman.

Умов.друк.арк. 1,0.

Наклад 100 прим. Зам. 9.

Видавництво Тернопільського національного

технічного університету імені Івана Пулюя

46001, м. Тернопіль, вул. Микулинецька, 46


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55077. Пізнай себе і ти пізнаєш світ 104.5 KB
  У кожної дитини є таланти і здібності тому задача педагога допомогти їй знайти їх у собі а знайшовши розвивати викликати бажання займатися самовихованням спонукати до саморозвитку допомагати учням у самовизначенні формувати його духовне обличчя утверджувати повагу до гідності й розуму людини...
55078. Создание презентации средствами Power Point. Презентация “Моя учебная неделя” 94 KB
  Создание презентации средствами Power Point. Актуализация опорных знаний построение алгоритма создания презентации. Игра правда неправда обсуждение возможностей редактирования разных объектов в презентации.
55079. Створення в автоматичному режимі макросів та їх використання 494 KB
  Мета: навчитися керувати інтерфейсом текстового процесора WORD, налаштовувати панелі інструментів, записувати макроси. Розвивати вміння та навички роботи з джерелом інформації, логічне мислення. Виховувати інформаційну культуру
55080. Форматування і друкування текстових документів 1012 KB
  щоб відкрити діалогове вікно Абзац потім натисніть на корінці вкладки Відступи і інтервали В області Відступ натискайте стрілки біля текстових полів зліва і справа щоб збільшити чи зменшити відступ. Для виділення першого рядка абзацу за допомогою відступу чи для створення висячого рядка натисніть на стрільці текстового поля “перший рядок†потім укажіть величину відступу в текстовому полі. Натисніть кнопку ОК. Натисніть кнопку ОК.
55082. Створення, відкриття, збереження файлів книг. Введення й редагування діапазонів 775 KB
  Для запуску програми виконайте такі дії: Натисніть на кнопку Пуск. Відшукайте в ньому програму Microsoft Excel і натисніть на ній. Щоб покинути Excel і повернутися до робочого столу Windows 95 виконайте будьяку з цих операцій: Відкрийте меню Файл і натисніть на Вихід. Натисніть на кнопку Закрити в правому кутку заголовка вікна Excel.
55083. Налоговая система и ее элементы 20.05 KB
  Налоговая система представляет собой единую совокупность однородных элементов, объединенных в единое целое и выполняющих единую задачу - изъятие налогов и сборов с субъектов налога в соответствующие бюджеты и внебюджетные фонды территориальных образований.
55084. Налоги и их функции 19.75 KB
  Налог – это принудительно изымаемые государством или местными властями средства с физических и юридических лиц, необходимые для осуществления государством своих функций.
55085. Бюджетный дефицит: виды и методы финансирования 32.98 KB
  Бюджет любого государства представляет собой официальный документ, в котором содержится свод доходов и расходов на очередной финансовый год. Согласно этому законодательному акту страна живет в течение всего года; вся деятельность любой власти подчинена одному