Методика інженерних розрахунків параметрів обладнання для зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі

Abstract

Запропоновано математичну модель роботи приводу зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі, яка дозволила дослідити динаміку вказаного приводу та отримати рівняння регресії для визначення номінального значення кутової швидкості гідромотора. Під час дослідження використано числовий метод Рунге–Кутта–Фельберга четвертого порядку зі змінним кроком інтегрування, а також метод регресійного аналізу результатів однофакторних експериментів та інших парних залежностей з вибором кращого виду функції з 16 найпоширеніших варіантів за критерієм максимального коефіцієнта кореляції. Аналітичне дослідження спрощеної математичної моделі роботи приводу зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі методом розв’язання системи звичайних лінійних диференціальних рівнянь за допомогою перетворень за Лапласом та методом розкладання виразу на простіші дроби дозволило отримати аналітичні взаємозалежності його основних параметрів, що можуть бути використані для виконання попередніх проектних розрахунків параметрів цього приводу. Під час порівняння результатів, отриманих з використанням повної та спрощеної математичних моделей приводу зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі, зокрема кутової швидкості гідромотора похибка склала 7,06 %, що є прийнятним для виконання попередніх проектних розрахунків основних параметрів приводу. Запропоновано науково-обґрунтовану методику проектного розрахунку приводу зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі, яка дозволяє отримати основні його геометричні, силові та швидкісні параметри та є однією зі складових для вирішення проблеми створення науково-технічних основ проектування високоефективних робочих органів машин для збирання та первинної переробки твердих побутових відходів. Отримано основні геометричні, силові та швидкісні параметри приводу зневоднення твердих побутових відходів у сміттєвозі.

A mathematical model of the operation of the solid domestic waste dewatering drive in a garbage truck is proposed. This model allows us to study the dynamics of this process and obtain regression equations for determining the nominal value of the angular velocity of the hydraulic motor. During the study there has been used the numerical method of Runge–Kutta– Vellberg of the fourth order with a variable step of integration, and regression results of one-factor experiments and other pair of dependencies with a selection of the best function of the 16 most common variants on the criterion of the maximum correlation coefficient. An analytical study of a simplified mathematical model of the operation of the solid domestic waste dewatering system in a garbage truck by solving a system of ordinary linear differential equations using Laplace transformations and by decomposing the expression into simple fractions allowed us to obtain analytical interdependencies of its main parameters, which can be used to perform preliminary design calculations of the parameters of this drive. When comparing the results obtained using full and simplified mathematical models for dewatering solid domestic waste in a garbage truck, in particular the angular velocity of the hydraulic motor, the error was 7,06 %, which is acceptable for performing preliminary design calculations of the main drive parameters. A scientifically-based method of design calculation of the drive for dewatering solid domestic waste in a garbage truck is proposed. This method allows to obtain the basic geometric, power and speed parameters and is one of the components for solving the problem of creating scientific and technical bases for designing highly efficient working bodies of machines for cleaning and primary processing of solid domestic waste. The main geometric, power and speed parameters of the drive for dewatering solid domestic waste in a garbage truck are obtained.

Предложена математическая модель работы привода обезвоживания твердых бытовых отходов в мусоро-возе, позволяющая исследовать динамику указанного привода и получить уравнение регрессии для определения номинального значения угловой скорости гидромотора. При исследовании использован числовой метод Рунге–Кутта–Фельберга четвертого порядка со сменным шагом интегрирования, а также метод регрессионного анализа результатов однофакторных экспериментов и других парных зависимостей с выбором лучшего вида функции из 16 наиболее распространенных вариантов по критерию максимального коэффициента корреляции. Аналитическое исследование упрощенной математической модели работы привода обезвоживания твердых бытовых отходов в мусоровозе методом решения системы обычных линейных дифференциальных уравнений с помощью преобразований по Лапласу и методом разложения выражения на более простые дроби позволило по-лучить аналитические взаимозависимости его основных параметров, которые могут быть использованы для выполнения предварительных проектных расчетов параметров этого привода. При сравнении результатов, полученных с использованием полной и упрощенной математических моделей привода обезвоживания твердых бытовых отходов в мусоровозе, в частности угловой скорости гидромотора, погрешность составила 7,06 %, что является приемлемым для выполнения предварительных проектных расчетов основных параметров приво-да. Предложена научно-обоснованная методика проектного расчета привода обезвоживания твердых бытовых отходов в мусоровозе, позволяющая получить основные его геометрические, силовые и скоростные параметры, и является одной из составляющих для решения проблемы создания научно-технических основ проектирования высокоэффективных рабочих органов машин для сбора и первичной переработки твердых бытовых отходов. Получены основные геометрические, силовые и скоростные параметры привода обезвоживания твердых быто-вых отходов в мусоровозе.