Parameter optimization of 3D models of centrifugal juicer with auto-balancer by minimization of steady vibroacceleration

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20678

Keywords:

centrifugal juicer, acceleration, auto-balancer, multifactorial experiment, functional quality, parameter optimization

Abstract

During the operation of electrical centrifugal juicers (Juicer) with cylindrical filter-sieve (sieve) a depressed weight is unevenly distributed over the sieve, which causing imbalance and vibration of the juicer.

In this paper in order to find the optimal parameters of the auto-balancer the technique, which takes into account the peculiarities of rotary machines with auto-balancer and using the theory of multivariate experiment, was proposed. It includes:

- the process of drafting the "black" box (choice of the objective function, the choice of control factors and their fields of changes in the dimensionless form);

- planning multifactorial experiment;

- research of the obtained results using programs STATISTICA_6 and MathCad (three regression models between the objective function and factors - linear, taking into account the effects of the mutual influence of the first order, quadratic, were investigated).

As a result, studies have shown that:

- auto-balancer reduces vibration acceleration on average 8.4-9.2 times;

- linear and quadratic models are effective in approximation, they give similar optimal points, but a linear function is less accurate in predicting the minimum steady acceleration.

The described technique can be considered as a standard in the optimization of parameters of auto-balancer in the rotor system.

Author Biographies

Геннадий Борисович Филимонихин, Kirovograd National Technical University University Ave 8, Kirovograd, Ukraine, 25006

Professor

Department of Machine Parts and Applied Mechanics

Валерий Владимирович Гончаров, Kirovograd National Technical University pr. University, 8, Kirovograd, Ukraine, 25006

Docent

Department of Mathematics

References

  1. Гусаров, А. А. Автобалансирующие устройства прямого действия [Текст] / А. А. Гусаров. – М.: Наука, 2002. – 119 с. 2. Філімоніхін, Г. Б. Зрівноваження і віброзахист роторів автобалансирами з твердими коригувальними вантажами [Текст] / Г. Б. Філімоніхін. – Кіровоград: КНТУ, 2004. – 352 с. 3. Нестеренко, В. П. Автоматическая балансировка роторов приборов и машин со многими степенями свободы [Текст] / В. П. Нестеренко. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1985. – 84 с. 4. Rodrigues, D. J. Automatic two-plane balancing for rigid rotors [Text] / D. J. Rodrigues, A. R. Champneys, M. I. Friswell, R. E. Wilson // International Journal of Non-Linear Mechanics. – 2008. – Vol. 43, Issue 6, July – P. 527-541. 5. Гончаров, В. В. Технічні рішення із зрівноваження на ходу екстракторів відцентрових соковижималок [Текст] / В. В. Гончаров, Г. Б. Філімоніхін // Загальнодержавний міжвідомчий н.-т. збірник “Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин”. – 2013. ‑ Вип. 43, Ч. I. ‑ С. 257–262. 6. Летаев, Д. А. Бытовые электроприборы для кухни [Текст] : справ. пособие / Д. А. Летаев. – Москва: Легпромбытиздат, 1992. – 96 с. 7. Партала, О. Н. Справочник по ремонту бытовых электроприборов [Текст] / О. Н. Партала. ‑ СПб: Наука и техника, 2010. – 400 с. 8. Филимонихин, Г. Б. Стенд центробежной соковыжималки с автобалансиром для определения оптимальных значений параметров автобалансира [Текст] / Г. Б. Филимонихин, В. В. Гончаров // Вестник национального технического университета «ХПИ». – 2013. ‑ вып. 70. ‑ С. 22–27. 9. Гончаров, В. В. 3D моделирование динамики центробежной соковыжималки с шаровым автобалансиром [Текст] / В. В. Гончаров, Г. Б. Филимонихин // “Технологічний аудит та резерви виробництва“. – 2013. ‑ т.6, №. 1 (14). ‑ С. 15–18. 10. Алямовский, А. А. COSMOSWorks. Основы расчета конструкций на прочность в среде SolidWorks [Текст] / А. А. Алямовский. – М.: ДМК Пресс, 2010. – 784 с. 11. Kuang-Hua Chang. Motion Simulation and Mechanism Design with COSMOSMotion 2007 [Text]. Paperback: 142 pages. Publisher: Schroff Development Corporation. ‑ 2008. ‑ ISBN – 10: 1585034827. 12. Математическая теория планирования эксперимента [Текст] / С. М. Ермаков, В. З. Бродский, А. А. Жиглявский и др.; под общей редакцией С. М. Ермакова. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1983.‑ 392 с. 13. Халафян, А. А. Statistica 6. Статистический анализ данных [Текст] : учеб. / А. А. Халафян. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2007. – 512 с. 1. Gusarov, A. (2002). Device Avtobalansyruyuschye direct action. Moscow: Nauka, 119. 2. Filimonihin, G. (2004). Balancing and vibration protection with solid rotors avtobalansyramy corrective weights. Kirovograd: KNTU, 352. 3. Nesterenko, V. (1985). Automatic rotor balancing devices and machines with many degrees of freedom. Tomsk: Publishing House of Tomsk. University Press, 84. 4. Rodrigues, D., Champneys, A., Friswell, M., Wilson, R. (2008). Automatic two-plane balancing for rigid rotors. International Journal of Non-Linear Mechanics vol. 43 issue 6 July, 527541. 5. Goncharov, V., Filimonihina, G. (2013). Technical solutions of balancing on the go centrifugal juicers extractors. A national multisectoral n.-t. collection of “Design, manufacture and operation of agricultural machines”, Vol. 43, Part I, 257-262. 6. Letaev, D. (1992). Household electrical appliances for the kitchen. Ref. allowance. Moscow: Legprombytizdat, 96. 7. Partala, O. (2010). Guide to repair household appliances. St. Petersburg: Science and Technology, 400. 8. Filimonihin, G., Goncharov, V. (2013). Stand centrifugal juicer with autobalancing to determine the optimal parameter values auto-balancer. Herald National Technical University “KPI”, 70, 22-27. 9. Goncharov, V., Filimonihin, G. (2013). 3D modeling of the dynamics of a centrifugal juicer with ball autobalancing. Tehnologіchny audit that redundant virobnischtva, Vol. 6, №. 1 (14), 15–18. 10. Alyamovsky, A. (2010). COSMOSWorks. Fundamentals of design of structures for durability in the environment SolidWorks. Moscow: DMK Press, 784. 11. Kuang-Hua Chang. (2008). Motion Simulation and Mechanism Design with COSMOSMotion 2007. Paperback: 142 pages. Publisher: Schroff Development Corporation (July 14, 2008). ISBN–10: 1585034827. 12. Ermakov, S., Brodsky, V., Zhiglyavskii, A. and other (1983). The mathematical theory of experiment planning. Moscow: Nauka. Chap. Ed. Sci. lit., 392. 13. Khalafyan, A. (2007). Statistica 6. Statistical analysis of the data. 3rd ed. Textbook. Moscow: OOO ”Bean-Press”, 512.

Published

2014-02-04

How to Cite

Филимонихин, Г. Б., & Гончаров, В. В. (2014). Parameter optimization of 3D models of centrifugal juicer with auto-balancer by minimization of steady vibroacceleration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7(67), 9–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20678

Issue

Section

Applied mechanics