Анализ управления ручного и автоматического регулирования питающих валиков пильного джина

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты экспериментов ручного и автоматического управления скорости питающих валиков с целью равномерного регулирования плотности сырцового валика, а также определения зависимости качества волокна и семян при автоматическом питании в зависимости от нагрузки пильного цилиндра в пильном джине.

ABSTRACT

The article presents the results of experiments of manual and automatic control of the speed of the feeding rollers with the aim of uniformly adjusting the density of a seed roll, and to determine the dependence of fiber and seed quality on automatic feeding depending on the load of the saw cylinder in the saw gin.

Ключевые слова: хлопок-сырец, джинирование, питание, сырцовый валик, плотность сырцового валика, электродвигатель, частотный преобразователь, трансформатор тока, регулирование скорости, качество продукции.

Keywords: Seed cotton, ginning, feed, seed roll, density of seed roll, electric motor, inverter, current transformer, speed control, product quality.

Основной смысл первичной обработки хлопка состоит в отделении волокна от семени, это сложный технологический процесс, состоящий из нескольких операций, десятков переходов обеспечивающий качество волокна, семени и других компонентов.

В основной операции первичной обработки хлопка – в процессе джинирования неравномерное питания хлопка и из-за недостаточного совершенствования механизма регулирования плотности сырцового валика ухудшается качество волокна и семени.

При исследовании процессов в пильном джине появляется необходимость определения и изменения скоростей, нагрузок, времени работы и других показателей рабочих органов во время эксплуатации.

Для регулирования плотности сырцового валика в пильном джине изменяется скорость питающих валиков. В исследованиях [1, с. 328-329], [2, с. 333-334], [3, c. 523-530], [4, c. 486-494] было предложено регулирование скорости питающих валиков джинов серии ДП (Узбекистан) с помощью частотного преобразователя. Преимуществом этой системы также является – возможность наблюдения в течение процесса изменений показателей рабочих органов по времени.

В процессе джинирования в результате регулирования скорости питающих валиков с целью изучения изменений параметров в нем были проведены эксперименты в производственных условиях на джине марки 4ДП-130 в АО “Тўрақўрғон пахта тозалаш” (Узбекистан). Эксперименты были проведены на хлопке ручного сбора селекционного сорта Наманган-77 I- и V- промышленного сорта.

В экспериментах был применен частотный преобразователь серии Danfoss VLT. Частотный преобразователь был подсоединен к ноутбуку стандартным USB кабелем. Также была применена программа МСТ 10 разработанная фирмой Danfoss. В таблице 1 представлены данные введенные в частотный преобразователь.

Частотный преобразователь и датчик определения нагрузочного тока двигателя пильного цилиндра был подключен по схеме, приведенной на рис. 1, а также согласно требованиям их монтажа, установлены в электрический щит (рис. 2). Для регулирования скорости питающих валиков на пильный джин был установлен пульт управления (рис. 3). Пульт управления состоит из переключателя на ручное и автоматическое управление, потенциометра для регулирования скорости питающих валиков при ручном управлении, а также включатель двигателя питающих валиков.

Рисунок 1. Схема установления частотного преобразователя и трансформатора тока

Вместо имеющегося на пильном джине 4ДП-130 вариатора ИВА установлен мотор-редуктор мощностью 0,75 кВт.

На рис. 4 приведена осциллограмма изменения нагрузочного тока двигателя пильного цилиндра по времени полученная на программе МСТ 10. Как видно из рисунка (а), при ручном управлении устройства нагрузочный ток двигателя пильного цилиндра изменялся в пределах 80-130 А. При автоматическом управлении этот показатель (б, зеленая линия) изменялся в пределах 75-85 А, а скорость питающих валиков изменяется обратно пропорционально ему (красная линия). То есть можем видеть работу системы регулирования скорости питающих валиков в автоматическом режиме.

Качественные показатели волокна, полученные на пильном джине с установленным устройством, определены в системе HVI. А качественные показатели хлопковых семян определены в лаборатории семеноводства.

Таблица 1.

Данные введенные в частотный преобразователь

Таблица 2.

Качественные показатели хлопкового волокна и семени

Как видно из таблицы 2, при применении автоматического управления качественные показатели волокна, такие как Индекс коротких волокон (SFI) при I-сорте хлопка уменьшился от 6,3% до 5,8%, а при V-сорте от 9,8% до 8,8%. Из таблицы видно что, при обработке хлопка I-сорта механическая поврежденность семян уменьшилось с 3,9% до 2,4%, а волокнистость семян с 1,1% до 1,0%, при обработке V-сорта механическая поврежденность семян уменьшилось с 12,5% до 11,5%.

На программе МСТ 10 можно выбрать такие параметры как максимальная и минимальная скорость двигателя, частота тока, нагрузочный ток, входящий и исходящий сигнал и т.д. А также используя режим осциллографа, есть возможность создания, загрузки и сохранения отрегулированного проекта. Этот режим дает возможность наблюдения текущих изменений значений выбранных параметров в реальном времени. После записи осциллограммы для анализа всего процесса значения сохраняются в виде таблицы Excel.

Рисунок 4. Осциллограмма изменения нагрузочного тока двигателя пильного цилиндра по времени на программе МСТ 10

а. В ручном режиме; б. В автоматическом режиме (зеленая линия), соответственное изменение скорости вращения питающих валиков (красная линия).

Список литературы:

1. Абдувахидов М.А., Умаров А.А. Исследование регулирования скорости электроприводов питателей джинов // Естественные и технические науки^®. – Москва, 2008. – №2 (34) – С. 328-329.

2. Умаров А. Исследование регулирования плотности сырцового валика джина // Естественные и технические науки^®. – Москва, 2008. – №2 (34) – С. 333-334.

3. Axmedxodjayev Kh., Umarov A., Ortiqova K. Investigation of the Ginning Process on ДП Series Saw Gin Stands // Scientific Research Publishing, Engineering. 11.2019. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://doi.org/10.4236/eng.2019.118036 (дата обращения 10.09.2019).

4. Umarov A., Akhmedkhodzhaev Kh., Sarimsakov A. The Saw Gin Stand with Adjustable Movement of the Roll Box // Scientific Research Publishing, Engineering. 10.2018. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://doi.org/10.4236/eng.2018.108034 (дата обращения 7.08.2018).