Дослідження параметрів процесу миття деталей в ультразвуковій ванні
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2021.25.057Ключові слова:
ультразвукове очищення, критерії оптимізації, відсоток змитого забруднення, поверхні відгукуАнотація
Огляд і аналіз теорій щодо використання ультразвуку для очищення деталей дає підстави вважати доцільним пошук нових шляхів для оптимізації цього процесу, а також виведення нових математичних моделей для більш точного опису з урахуванням впливу різних факторів.
Метою дослідження було визначення впливу трьох основних факторів на процес миття забруднених деталей з використанням ультразвуку. Як стенд було вибрано ультразвукову ванну Ultrasonic Cleaner JP-031S об’ємом 6,5 л з частотою ультразвукового випромінювача 40 KHz і потужністю ультразвукового випромінювача 180 W, а як об’єкти миття – 24 штучно забруднених фрагменти труби квадратного профілю з відхиленням у масі не більше як 1,15 % між собою.
Було здійснено повний факторний експеримент за умови впливу таких факторів: тривалість миття, температура мийного розчину, концентрація водного розчину мийних компонентів. Критерієм оптимізації обрано відсоток змитого забруднення.
Створено матрицю реалізації плану ПФЕ . Відтворюваність результатів експерименту була підтверджена за допомогою критерію Кохрена, що дало змогу вивести рівняння регресії в загальному вигляді і розрахувати його коефіцієнти. Значущість коефіцієнтів була визначена за допомогою критерію Стьюдента, а дисперсія адекватності виправленої моделі була підтверджена за допомогою критерію Фішера. Таким чином було встановлено, що два фактори: x1, x2 (відповідно час миття і температура мийного розчину) – з 95 %-вою вірогідністю є значущими.
Після переходу рівняння регресії до розкодованого вигляду було отримано математичну модель, яка дозволяє розрахунковим способом знайти процент змитого забруднення, враховуючи розглянуті фактори, і може бути використана для майбутніх розрахунків оптимізації процесу миття забруднених деталей.
На основі рівняння регресії були побудовані поверхні відгуку, в яких залежності є надзвичайно близькі до лінійних, за збільшення часу миття, температури мийного розчину і концентрації водного розчину мийних компонентів збільшується відсоток змитого забруднення.
Посилання
Adler, Iu. P. (1969). Vvedenie v planirovanie eksperimenta. Moskva: Metallurhyia. (in Russian).
Chernyshov, O. V., Muzychka, D. H., Trykilo, A. I., & Yanovskyi, V. A. (2018). Pidvyshchennia efektyvnosti protsesu ochyshchennia metalevoi struzhky vid mastylno-okholodzhuiuchykh ridyn za dopomohoiu myiuchykh rozchyniv. Visnyk KrNU imeni Mykhaila Ostrohradskoho, 5 (112), 103–109. (in Ukrainian).
Fuchs, F. J. (2002). Ultrasonic Cleaning Fundamental Theory and Application. Retrieved from: https://ntrs.nasa.gov/citations/19950025362.
Hicks, Ch. R., Kenneth Turner, V. (1999). Fundamental Concepts on design of Experiments. Oxford University Press.
HOST 11.006-75. (1981). Prikladnaia statistika. Pravila proverki sohlasiya opyitnoho raspredeleniia s teoreticheskim. Moskva: Yzd-vo standartov. (in Russian).
Johnson, N. L., & Leone, F. C. (1977). Statistics and Experimental Design in Engineering and the Physical Sciences (Vol. 1). New York.
Keller, O. K., Kratyish, H. S., & Lubianitskii, H. D. (1977). Ultrazvukovaia ochistka. Leninhrad: Mashinostroenie. (in Russian).
Mason, T. J. (2016). Ultrasonic cleaning: an historical perspective. Ultrasonics Sonochemistry, 29, 519–523.
Morkun, V. S., & Kravchenko, O. M. (2019). Osnovni napriamky vdoskonalennia keruvannia protsesom ultrazvukovoho ochyshchennia. Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu, 49, 3–9. (in Ukrainian).
Panov, A. P. (1984). Ultrazvukovaia ochistka pretsizionnyikh detalei. Moskva: MAShHYZ. (in Russian).
Vainshtok, Y. S. (1958). Ultrazvuk i eho primenenie v mashinostroenii. Moskva: MAShHYZ. (in Russian)
Verhaagen, B., & Rivas D. F. (2016). Measuring cavitation and its cleaning effect. Ultrasonics Sonochemistry, 29, 619–628.
Vetrimurugan, & Lim, T. (2013). Experimental Investigation of Ultrasonic and Megasonic Frequency on Cleaning of Various Disk Drive Components. International Journal of Chemical Engineering and Applications, 4 (4), 174–177.
Weller, R. N., Brady, J. M., & Bernier, W. E. (1980). Efficacy of ultrasonic cleaning. Journal of Endodontics, 6(9), 740–743.
