Експериментальні дослідження спірального віброживильника для дозування поодинокого насіння соняшнику
DOI:
https://doi.org/10.32515/2664-262X.2026.13(44).140-150Ключові слова:
посівний насіннєвий матеріал, лінія фенотипування, насіння соняшнику, чашевий вібраційний живильник, модель віброживильника, експериментальна установка, робоча частота коливань, амплітудно-частотна характеристика віброживильника, факторний експериментАнотація
В статті представлено результати експериментальних досліджень проєктного спірального віброживильника, що використовуватиметься для дозування поодинокого насіння соняшнику в автоматизованій лінії фенотипування. Розширено наведено дані по методикам проєктування та планування експериментальних досліджень чашевих віброживильників. Наведено результати аналізу та систематизації основних факторів, що впливають на процес вібропереміщення насіння соняшнику по жолобу віброживильника. Використовуючи адитивну FDM технологію, методом 3D друку виготовлено експериментальний зразок вібраційного чашевого віброживильника. Описано будову експериментальної установки по дослідженню амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) дослідного віброживильника. Для дослідження впливу маси насіння соняшнику, що міститиметься в чаші віброживильника на зміну його амплітудно-частотних характеристик, підготовлено наважки насіння масою 29 г, 58 г та 116 г. Також, з метою визначення характеру вібропереміщення насіння, сформовані партії наважок насіння з різними його розмірними групами. Результати досліджень представлені у вигляді графічних залежностей зміни вертикальної амплітуди, віброшвидкості та віброприскорення чаші проєктного спірального віброживильника, залежно від колової частоти вимушених коливань створюваних дебалансним віброприводом. Відображено дослідні АЧХ залежно від маси завантаженого в чашу віброживильника насіння соняшнику. Оптимальна швидкість транспортування, при дозуванні насіння соняшнику, отримана при значеннях вимушених колових частот ω в діапазоні 150-170 с-1, при значеннях вертикальних амплітуд коливання чаші А 0,35-0,6 мм. Такі вібропараметри отримуються при напрузі живлення вібродвигуна 3,3 В. При всіх варіантах завантаження чаші віброживильника, рух насіння характеризувався, як безвідривний від поверхні жолоба. Факторним експериментом встановлені рівняння регресії другого порядку, що вказують на залежність параметрів оптимізації: вертикальної амплітуди коливань А, мм чаші віброживильника, вертикальної віброшвидкості V, мм/с та віброприскорення a, м/с2 від таких незалежних факторів: маси завантаженого в чашу насіння m, г та напруги живлення вібродвигуна U, В.
Посилання
Список літератури
1. Підйомно-транспортні машини: підручник/ Кобець А.С. та ін.; за ред. проф. А.С. Кобця та В.І. Дирди. Луганськ: ДЗ «ЛНУ імені Тараса Шевченка», 2013, 218с.
2. Ланець, О.С. Основи розрахунку та конструювання вібраційних машин. Книга 1. Теорія та практика створення вібраційних машин з гармонійним рухом робочого органа: навчальний посібник. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2018, 612 с.
3. Іскович-Лотоцький, Р. Д. Обладнання автоматизованих виробництв. Частина 2. Автоматичні лінії. Гнучкі виробничі системи. Транспортно-завантажувальні пристрої : електронний навчальний посібник комбінованого (локального та мережного) використання [Електронний ресурс] / Р. Д. Іскович-Лотоцький, О. Д. Манжілевський – Вінниця : ВНТУ, 2022. – 155 с.
4. Vrublevskyi, І. Optimization of vibratory conveying upward by inclined track with polyharmonic normal vibrations. Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science, 2020, № 6(2), P. 34–42. https://doi.org/10.23939/ujmems2020.02.034
5. Vrublevskyi, I. Y. Increasing of elevation angles in vibratory conveyor with electromagnetic drive. Military Technical Collection, 2020, Vol. 0(22), P.48–52. https://doi.org/10.33577/2312-4458.22.2020.48-52
6. Azhar, S., & Shah, S. I. A.. Modeling and Analysis of a Vibratory Bowl Feeder. 2021 Seventh International Conference on Aerospace Science and Engineering (ICASE), 2021, P. 1–13. https://doi.org/10.1109/icase54940.2021.9904038
7. Van-Mui Nguyen, Anh-Tuan Hoang, Ha-Manh Nguyen, Dung-Tien Nguyen. A Method of Validating and Verifying the Digital Model of the Vibratory Bowl Feeder. International Journal of Scientific Engineering and Science. 2020.Volume 4, Issue 4, pp. 18-23. DOI: 10.5281/zenodo.3782378.
8. Han, L., & Gao, J. X.. A Study on the Modelling and Simulation of Part Motion in Vibratory Feeding. Applied Mechanics and Materials, 2010, 34–35, 2006–2010. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.34-35.2006
9. Aliiev, E. Numerical simulation of agricultural production processes: textbook. Kyiv: Agrarna nauka, 2023. 340 p.]. https://doi.org/10.31073/978-966-540-584-9
10. Chougule, S. M., Murali, G., & Kurhade, A. S.. Dynamic simulation and performance evaluation of vibratory bowl feeders integrated with paddle shaft mechanisms. Advances in Science and Technology Research Journal, 2025, Vol. 19(7), P.179–196. https://doi.org/10.12913/22998624/203873
11. Nam, L. G., Mui, N. V., & Tu, D. A. A method to desing vibratory bowl feeder by using FEM modal analysis. Vietnam Journal of Science and Technology, 2019, Vol. 57(1), P.102. https://doi.org/10.15625/2525-2518/57/1/12859
12. Rade, D., De Albuquerque, E., Figueira, L., & Carvalho, J. Piezoelectric Driving of Vibration Conveyors: An Experimental Assessment. Sensors, 2013. Vol. 13(7), P. 9174–9182. https://doi.org/10.3390/s130709174
13. Choi, S. B., & Lee, D. H.. Modal analysis and control of a bowl parts feeder activated by piezoceramic actuators. Journal of Sound and Vibration, 2004. Vol. 275(1–2), P.452–458. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2003.10.008
14. Su, J., Tong, J., & Shen, Y.. Analysis of amplitude-frequency characteristics of spiral vibrating feeder system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019. Vol. 612(3), P. 032155. https://doi.org/10.1088/1757-899x/612/3/032155
15. Ms. Samrudhi Ramesh Shelot , Dr. K. K Dhande , Jamadar N. I , Dr. V. Singh, 2014, Modal and Harmonic Analysis in A Stepped Vibratory Bowl Feeder, International journal of engineering research & technology (IJERT). (2014). Volume 03, Issue 07.P. 121-130. DOI : 10.17577/IJERTV3IS070126
16. Czubak, P., & Klemiato, M.. Analysis of the Transport Capabilities of an Energy-Efficient Resonant Vibratory Conveyor of Classical Construction. Energies, 2025. Vol.18(10), P. 2500. https://doi.org/10.3390/en18102500
17. Mathiesen, S., & Ellekilde, L.-P. Configuration and validation of dynamic simulation for design of vibratory bowl feeders. 12th IEEE International Conference on Control and Automation (ICCA). 2016. P. 485–492. https://doi.org/10.1109/icca.2016.7505324
References
1. Kobets, A.S., Dyrda, V.I., Kozub, Yu.G. (2013), Pidyomno-transportni mashyny [Lifting and conveying machines], Lugansk, Ukraine. [in Ukrainian].
2. Lanets, O. S. (2018). Osnovy rozrakhunku ta konstruivannia vibratsiinykh mashyn. Knyha 1. Teoriia ta praktyka stvorennia vibratsiinykh mashyn z harmoniinym rukhom robochoho orhana: Navchalʹnyi posibnyk. Lviv: Vydavnytstvo Lvivsʹkoi politekhniky. [in Ukrainian].
3. Iskovich-Lototsky, R. D.(2022). Obladnannya avtomatyzovanykh vyrobnytstv. Chastyna 2. Avtomatychni liniyi. Hnuchki vyrobnychi systemy. Transportno-zavantazhuvalʹni prystroyi : elektronnyy navchalʹnyy posibnyk kombinovanoho (lokalʹnoho ta merezhnoho) vykorystannya [Elektronnyy resurs]. Vinnytsia: VNTU. [in Ukrainian].
4. Vrublevskyi, І. (2020). Optimization of vibratory conveying upward by inclined track with polyharmonic normal vibrations. Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science, 6(2), 34–42. https://doi.org/10.23939/ujmems2020.02.034 [in English].
5. Vrublevskyi, I. Y. (2020). Increasing of elevation angles in vibratory conveyor with electromagnetic drive. Military Technical Collection, 0(22), 48–52. https://doi.org/10.33577/2312-4458.22.2020.48-52 [in English].
6. Azhar, S., & Shah, S. I. A. (2021). Modeling and Analysis of a Vibratory Bowl Feeder. 2021 Seventh International Conference on Aerospace Science and Engineering (ICASE), 1–13. https://doi.org/10.1109/icase54940.2021.9904038 [in English].
7. Van-Mui Nguyen, Anh-Tuan Hoang, Ha-Manh Nguyen, Dung-Tien Nguyen. A Method of Validating and Verifying the Digital Model of the Vibratory Bowl Feeder. International Journal of Scientific Engineering and Science. 2020.Volume 4, Issue 4, pp. 18-23. DOI: 10.5281/zenodo.3782378 [in English].
8. Han, L., & Gao, J. X. (2010). A Study on the Modelling and Simulation of Part Motion in Vibratory Feeding. Applied Mechanics and Materials, 34–35, 2006–2010. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.34-35.2006 [in English].
9. Aliiev, E. (2023). Numerical simulation of agricultural production processes: textbook. Kyiv: Agrarna nauka, 2023. 340 p.]. https://doi.org/10.31073/978-966-540-584-9 [in Ukrainian]
10. Chougule, S. M., Murali, G., & Kurhade, A. S. (2025). Dynamic simulation and performance evaluation of vibratory bowl feeders integrated with paddle shaft mechanisms. Advances in Science and Technology Research Journal, 19(7), 179–196. https://doi.org/10.12913/22998624/203873 [in English].
11. Nam, L. G., Mui, N. V., & Tu, D. A. (2019).A method to desing vibratory bowl feeder by using FEM modal analysis. Vietnam Journal of Science and Technology, 57(1), P.102. https://doi.org/10.15625/2525-2518/57/1/12859 [in English]
12. Rade, D., De Albuquerque, E., Figueira, L., & Carvalho, J. (2013). Piezoelectric Driving of Vibration Conveyors: An Experimental Assessment. Sensors, 13(7), 9174–9182. https://doi.org/10.3390/s130709174[in English]
13. Choi, S. B., & Lee, D. H. (2004). Modal analysis and control of a bowl parts feeder activated by piezoceramic actuators. Journal of Sound and Vibration, 275(1–2), 452–458. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2003.10.008 [in English]
14. Su, J., Tong, J., & Shen, Y. (2019). Analysis of amplitude-frequency characteristics of spiral vibrating feeder system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 612(3), 032155. https://doi.org/10.1088/1757-899x/612/3/032155 [in English]
15. Ms. Samrudhi Ramesh Shelot , Dr. K. K Dhande , Jamadar N. I , Dr. V. Singh, 2014, Modal and Harmonic Analysis in A Stepped Vibratory Bowl Feeder, International journal of engineering research & technology (IJERT). (2014). Volume 03, Issue 07. P. 121-130. DOI : 10.17577/IJERTV3IS070126 [in English]
16. Czubak, P., & Klemiato, M. (2025). Analysis of the Transport Capabilities of an Energy-Efficient Resonant Vibratory Conveyor of Classical Construction. Energies, 18(10), 2500. https://doi.org/10.3390/en18102500 [in English]
17. Mathiesen, S., & Ellekilde, L.-P. (2016). Configuration and validation of dynamic simulation for design of vibratory bowl feeders. 2016 12th IEEE International Conference on Control and Automation (ICCA), 485–492. https://doi.org/10.1109/icca.2016.7505324 [in English]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 © Е. Б. Алієв, О. А. Черній
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
