1851

16

15

14

13

12

11

10

9

X11 X12 X21 X22 X31 X32 X41 X42 X51 X52 X61 X62 X71 X72 X81 X82

Рис. 3.24. Диаграмма рассеяния результатов наблюдений по уровням факторов

Х4 (направление навивки верхнего рабочего колеса) является незначимым фактором, и придание ему промежуточного (нулевого) значения в последующих исследованиях невозможно, то принимаем его по нижнему уровню варьирования (-1), так как он снижает степень использования жира, процент выхода масла и повышает энергоемкость сбивания.

Х5 (направление навивки нижнего рабочего колеса) незначимый фактор и придание ему промежуточного (нулевого) значения в последующих исследованиях невозможно, то принимаем его по верхнему уровню варьирования (+1), так как улучшает степень использования жира, повышает процент выхода масла, но при этом увеличивает энергоемкость.

Х6 (расстояние между рабочими колесами) не оказывает существенного воздействия на энергоемкость, при этом понижая ее, а также улучшает степень использования жира и увеличивает процент выхода масла, поэтому закрепим его значение по верхнему уровню варьирования (+1).

81

Таблица 3.10

Результаты расчетов диаграмм наблюдения по уровням факторов

82

Х7 (вид ленты рабочих колес) является менее значимым фактором. Придание ему промежуточного (нулевого) значения в последующих исследованиях невозможно и при использовании лент рабочих колес с отверстиями ухудшается очищаемость от масляного зерна, то есть возникает его налипание. Кроме того наблюдается снижение энергоемкости, повышение степени использования жира и процента выхода масла, то закрепим значение фактора по верхнему уровню варьирования (+1).

Х8 (угол наклона емкости к горизонтали) является незначимым фактором, а придание ему промежуточного (нулевого) значения ведет к усложнению конструкции и при этом увеличивается энергоемкость, степень использования жира, процент выхода масла, то закрепим его по нижнему уровню варьирования (-1).

Таким образом, при проведении следующего этапа экспериментальных исследований необходимо определить влияние и оптимальные значения факторов Х1, Х2, Х3, а остальные примут следующие значения: Х4 – левое направление навивки верхнего рабочего колеса; Х5 – правое направление навивки нижнего рабочего колеса; Х6 – расстояние между рабочими колесами 0,2 м; Х7 – вид ленты рабочего колеса – без отверстий; Х8 – угол наклона емкости к горизонтали 0 град.

3.2.4. Результаты трехфакторного эксперимента

Матрица и результаты трехфакторного эксперимента представлены в табл. 3.11.

83

В результате статистической обработки результатов трехфакторного эксперимента получены соответствующие модели степени использования жира, процента выхода масла и энергоемкости.

3.2.4.1. Результаты трехфакторного эксперимента по исследованию влияния конструктивно-кинематических параметров маслоизготовителя на степень использования жира

В результате обработки модулем Multiple Regression программой Statistica 6.0 получены значения уровней значимости факторов на степень использования жира. Результаты эксперимента изложены в прил. Е.

Как видно (табл. 3.12), значимыми факторами являются Х1 (частота вращения) и Х3 (степень заполнения емкости). Они наиболее существенно влияют на степень использования жира, так как у них наблюдаются наибольшие значения коэффициентов регрессии В. В свою очередь фактор Х2 (ширина лент рабочих колес) не оказывает воздействия на степень использования жира. Однако, табличные значения критерия Стьюдента при доверительной вероятности Р=0,95, t(10) равно 2,228, что выше полученных значений факторов и уровень значимости ошибки больше заданной величины (р-level=0,05).

Получено уравнение регрессии степени использования жира

Как видно (рис. 3.25), имеется большинство точек выпадающих из 95%-го доверительного интервала. Остатки, неучтенные уравнением регрессии не подчиняются нормальному закону распределения (прил. Е). Множественный коэффициент корреляции R=0,50729, множественная мера определенности 25,735%, а F-тест=0,02043, который показывает степень плотности (разброса) опытных и расчетных значений. Следовательно, полученная модель неадекватно описывает результаты опытов, поэтому необходимо перейти к уравнению второго порядка.

84

Экспериментальные данные обработаны статистически модулем

Nonlinear Estimation программой Statistica 6.0 (приложение Е) и получено уравнение регрессии степени использования жира:

S=99,6325 – 0,01 Х1 – 0,01 Х3 – 0,005 Х1 Х2 – 0,005 Х1 Х3 –

–0,005 Х2 Х3 – 0,0225 Х12 – 0,0125Х22 – 0,0225 Х32, %. (3.13)

Множественный коэффициент корреляции R=1, множественная мера определенности 100%, финальный остаток – 0, а F-тест=0,999971. Следовательно, полученная модель адекватно описывает результаты опытов.

Для определения зоны оптимума степени использования жира, полученные данные были обработаны в программе MathCAD. В результате реализации модели MathCAD получены сечения указанной поверхности отклика (рис. 3.26, 3.27, 3.28). Результаты обработки отражены в прил. Е.

85

Рис. 3.26. График поверхности отклика и двухмерное сечение зависимости степени использования жира от частоты вращения Х1

и ширины ленты рабочих колес Х2

Рис. 3.27. График поверхности отклика и двухмерное сечение зависимости степени использования жира от частоты вращения Х1

и степени заполнения емкости Х3

86

Рис. 3.28. График поверхности отклика и двухмерное сечение зависимости степени использования жира от ширины ленты рабочих колес Х2

и степени заполнения емкости Х3

Из анализа (рис. 3.26, 3.27 и 3.28) следует, что зона оптимума степени использования жира находится при частоте вращения -0,6…0,2 (140…220 мин-1), ширине ленты рабочих колес -0,5…0,7 (0,04…0,06 м),

степени заполнения емкости -0,6…0,2 (58…74%). Оптимальные значения (прил. Е) при частоте вращения 180 мин-1, ширине ленты рабочих колес 0,05 м и степени заполнения емкости 66% (8,25 л). Степень использования жира при этом составит 99,63%.

3.2.4.2.Результаты трехфакторного эксперимента по исследованию влияния конструктивно-кинематических параметров

маслоизготовителя на процент выхода масла

Результаты исследований были обработаны модулем Multiple Regression программой Statistica 6.0 и представлены в приложении Ж.

Таблица 3.13 Уровни значимости факторов на процент выхода масла

87

Как видно (табл. 3.13), значимым фактором является Х1 (частота вращения). Он наиболее существенно влияет на процент выхода масла, так как у него наблюдается наибольшее значение коэффициента регрессии В. Однако, табличные значения критерия Стьюдента при доверительной вероятности Р=0,95, t(10) равно 2,228, что выше полученных значений факторов и уровень значимости ошибки больше заданной величины

(р-level=0,05).

Получено уравнение регрессии процента выхода масла

Как видно (рис. 3.29), имеется большинство точек выпадающих из 95%-го доверительного интервала. Остатки, неучтенные уравнением регрессии не подчиняются нормальному закону распределения (прил. Ж). Множественный коэффициент корреляции R=0,585878, множественная мера определенности 34,325%, а F-тест=0,064386, который показывает степень плотности (разброса) опытных и расчетных значений. Следовательно, полученная модель неадекватно описывает результаты опытов, поэтому необходимо перейти к уравнению второго порядка.

88

Экспериментальные данные обработаны статистически модулем

Nonlinear Estimation программой Statistica 6.0 (прил. Ж) и получено уравнение регрессии процента выхода масла:

С=60,55622 – 0,200028 Х1+0,010005 Х2 – 0,180026 Х3 – 0,087521 Х1 Х2 –

–0,30625 Х12–0,256246 Х22–0,30625 Х32, %.

Множественный коэффициент корреляции R=0,99763, множественная мера определенности 99,527%, финальный остаток – 0,01, а F-тест=0,993504. Следовательно, полученная модель адекватно описывает результаты опытов.

Для определения зоны оптимума процента выхода масла, полученные данные были обработаны в программе MathCAD. В результате реализации модели MathCAD получены сечения указанной поверхности отклика (рис. 3.30, 3.31, 3.32). Результаты обработки отражены в приложении Ж.

Рис. 3.30. График поверхности отклика и двухмерное сечение зависимости процента выхода масла от частоты вращения Х1

и ширины ленты рабочих колес Х2

89

Из анализа (рис. 3.30, 3.31 и 3.32) следует, что зона оптимума процента выхода масла находится при частоте вращения -0,4…-0,15 (160…185 мин-1), ширине ленты рабочих колес -0,1…0,3 (0,048…0,056 м), степени заполне-

ния емкости -0,4…0,15 (62…67%).

С учетом ограничений по степени использования жира оптимальными значениями конструктивно-кинематических параметров будут: частота вращения 180 мин-1, ширина ленты рабочих колес 0,05 м и степень заполнения емкости 66% (8,25 л). Процент выхода масла при этом составит

60,6%.

3.2.4.3. Результаты трехфакторного эксперимента по исследованию влияния конструктивно-кинематических параметров маслоизготовителя на энергоемкость сбивания масла

Результаты исследований были обработаны модулем Multiple Regression программой Statistica 6.0 и представлены в прил. З.

Таблица 3.14 Уровни значимости факторов на энергоемкость сбивания масла

90