Определение рациональных технологических параметров узлов усовершенствованной машины для отделения линта

АННОТАЦИЯ

Линтерные машины используются для отделения линта от семян. Производительность работы по отделению линта технических и посевных семян в линтерах не соответствует сегодняшним требованиям. Был разработан лабораторный вариант высокоэффективной линтерной машины для посевных семян и отделения линта, а также проведены предварительные экспериментальные работы.

ABSTRACT

 Linter machines are used to separate linters from seeds. The productivity of work on the separation of industrial and sowing lint seeds in linters does not correspond to today's requirements. A laboratory version of a highly efficient linter machine for sowing seeds and lint separation was developed, and preliminary experimental work was carried out.

Ключевые слова: Линтер, семена, линтерование, посевные семена, сетчатое поверхность, пильный цилиндр, трубопровод для отвода линта.

Keywords: Linter, seeds, linting, sowing seeds, mesh surface, saw cylinder, linter discharge pipeline.

Введение. Нами проанализированы научно-исследовательские работы по технологии линтоотделительных машин, выпускаемых в Республике и за рубежом, а также их недостатки в процессе их работы. Было обнаружено, что в эксплуатируемых в настоящее время линтерах 5 ЛП производительность по отделению линта для технических и посевных семян невысокая. Для повышения эффективности отделения линта целесообразно создать технологию, обеспечивающую высокий процент съема линта и эффективное удаление семян из рабочей камеры линтера в пределах нормы.

Результаты исследований. Технологический процесс в усовершенствованной линтерной машине позволил увеличить процент съема линта. Новая линтоотделительная машина (рис.1) состоит из подающего валика 1, перфорированной сетки 2, выпрямителя 3, колосниковой решётки 4, воздуховода 5, пильного цилиндра 6, двух кожухов 7, трубы для отвода линта 8.  Перфорированная сетки 2 и колосниковая решётка 4 образуют рабочую камеру для отделения линта. Процесс отделения линта от поверхности семян на производительной линтерной машине осуществляется следующим образом: опущенные семена поступают в рабочую камеру с помощью подающего валика 1 линтооотделителя, где под действием вращения выпрямителя и цилиндрической пилы 6 образуется вращающийся семенной валик. Пилы входят в массу семенной валик, соскабливая линт с поверхности семян, выталкивают их наружу из колосниковой решётки 4.

1-подающий валик, 2-сетчатая поверхность, 3-ворошитель, 4-колосниковая решетка, 5-воздухо направляющая щель, 6-пильный цилиндр, 7-кожух, 8-трубопровод для отвода линта.

Рисунок 1. Усовершенствованный линтер

От зубьев пилы линт отделяется с помощью воздушного потока, всасываемого между соплами 5. Отделённый линт передаётся в выделительную часть воздушный камеры и после этого линт через пневмосистему 8 передаётся на следующий процесс обработки. Семена после отделения линта и их оголением отделяются от общего вращающегося семенного валика и выходят наружу через перфорированную поверхность сетки. За счёт того, что зона выхода оголенные семян увеличена, размер перфорированной поверхности сетки соответствует размеру нормальных оголенных семян, увеличивается интенсивность их отделения из рабочей камеры, в результате чего повышается производительность линтера по отделению линта из семян.

Надёжное вращение семенного валика в рабочей камере и выделение оголенных семян обеспечивается расположением отверстий на поверхности сетки в нижней части рабочей камеры в соответствии с размером семян, от которых отделяется линт, т.е на размеры нормально оголенных семян.

Площадь поперечного сечения отверстий поверхности сетки больше, чем площадь поперечного сечения колосника в существующих линтерах 5 ЛП, за счёт чего значительно увеличивается количество удаленных опущенных семян из рабочей камеры и соответственно, увеличивается надёжность работы линтоотделительных машин.

Выполнение колосниковой решетки прямолинейной упрощает изготовление колосников, сборку и регулировку расположения колосников относительно пил, что повышает срок их службы и надежность работы линтера.

Для изучения процесса съема линта с поверхности пил в модернизированном линтере рассмотрим движение потока воздуха по криволинейному каналу, как модуль образованной концентрическими дугами круглой трубы (рис.2).

Представим, что происходит вдоль канала отсос воздуха расходом Q.

В соответствие с принятой схемой движения потока воздуха, расход идеального несжимаемого воздуха вычисляется по следующей формуле:

Q=p₀хSхv                                                          (1)

здесь: p₀ - плотность воздуха p₀₌1,1кг/м³.

Рисунок 2. Схема движения линта по зубьям пилообразного цилиндра

S-в этом случае поперечное сечение выглядит следующим образом:

S=hxl                                                         (2)

L-ширина канали, h-высота канали.

Таким образом, скорость воздуха рассчитывается по следующей формуле:

v=Qp₀xLxh                                                   (3)

При определении скорости мы предполагаем, что трение воздуха во внутреннем канале незначительное, и мы его влияние исключаем. Учитывая отсутствие сжатия воздуха, можно учесть влияние вращения цилиндра на движение воздушного потока.

Рассмотрим действие линта, которое крепится к зубу пилы: определяем положение зубьев на поверхности цилиндра по определённым показателям: расположению зубьев B или B₁, на схеме OB=R, высота зуба BC=h₀ и угол наклона зуба OBC.

На линт влияет вес и сила трения. Сила обусловлена действием гравитационного давления. Мы используем уравнение Лангранжа II типа для определения движения линта вдоль зуба, принимая расстояние BA=r в качестве обобщённой координаты. Когда время вращения равно t=0, зубцы должны располагаться в положении r=r₀ с радиусом OB по OX горизонтальной оси и OY перпендикулярно ей. Центр цилиндра пилы определяется как начало координат.

Записываем положение массы линта на зуб пилы в координате следующим образом:

x=Rcos ωt+r cos(α-ωt)                                           (4)

y=Rsin ωt+r sin(α-ωt)                                             (5)

Кинетическая энергия линта в массе М будет равна:

T= = (R² ω² +r²+r² ω²+2R ωr sin α-2R ω²r cos α)                     (6)

На основе уравнения Лангранжа II типа:

 (  )-=Qr                                                       (7)

Получаем следующее равенсто:

mȑ=m ω²(r-R cos α)+Qr                                           (8)

здесь: Qr – обобщённая мощность может быть найдена по формуле:

Qr=∑ x₁+=∑ y₁                                                    (9)

x_1, y_{1 –} OX и OY проекция внешних сил на оси равна:

y₁=mg sin(α- ωt), x₁=0, cила трения на вес линта

F_TP= -                                            (10)

Сила трения с учетом силы Кариолиса равна:

F_kop=-2 ωrm cos α                                                    (11)

P сила всасывания сжатого воздуха

P=S·p sinλ                                                    (12)

S-поверхность контакта линта с зубами

λ=arcsin                                       (13)

С учётом этого общая прочность сцепления линта с зубом определяется по следующей формуле:

Qr=-mg sin(α-)+ α+P sinλ < α<)              (14)

Уравнение движения линта по цилиндрическому зубцу выглядит следующим образом:

ȑ- ω²r+2 ṙ ω cos α=- ω²R cos α-g[sin(           (15)

В этой формуле: Значения коэффициентов равны T=0 r=r₀ ṙ =0. При этом чтобы найти начальное условие движения линта по зубу необходимо выполнение условия ȑ(0)>0. С учетом выполнения этого условия имеем:

ω² r₀- ω² R cos α- sin λ>0               (16)

Из этого мы можем выбрать угол α , который удовлетворяет условию, при котором линт движется по зубцам t=0. Предположим, это условие соовтетствует малым значениям массы линта, а условие движения в линте t=0 соответствует неравенству sin λ >0, где выполняется условие 0< λ<предпологая. что α= (4) получим следующее уравнение:

ω²r₀+ ω²Rcos-g(sin)-               (17)

ω²r₀+(ω²R+ g)sin                (18)

Вводим следующее определение:

Cosβ=                      (19)

q=                        (20)

при r₀<R этом мы получаем уравнение относительно α следующего вида:

 сosβ-cosβ<q                     (21)

Из этого равенства: <β+arcsin q или:

₀=arccos             (22)

α= , учитывая принятое условие α> α₀=₀.

На рисунке 3 показано соотношение между α₀ и =P/mg для R (m) различных радиусов для R=0.1m R=0.2m и различных угловых скоростей при ω(с^-1) различных значениях  =0,3 r₀=0.001. В связи с этим можно выбрать значения показателей скорости и угла зубьев пилы, а также размеры трубы для удаления линта с зубьев пил для отделения линта.

График показывает, что по мере увеличения показателей всасывания воздуха он быстро увеличивается при малых значениях R и не изменяется при малых значениях. При увеличении радиуса R интенсивность роста уменьшается.

Рисунок 3. Радиус пилы R (m) и ω(c^-1) для различных показателей угловой скорости: связь угла 1- ω=10, 2- ω=20, 3- ω=30, α₀ с соотношением

Выводы. В существующих линтерах вес сырцового валика, пильного цилиндра, плотность клапана, конструкция семенной гребенки, определяют форму рабочей камеры, которая усложняет технологический процесс, происходящий в них.

С целью повышения эффективности отделения линта от семени в рабочей камере линтера была создана технология, которая сокращает время пребывание семян хлопчатника, которая обеспечивает производительность и стабильность съема линта семян.

Исследован процесс съема линта с поверхности пил в модернизированном линтере, Рассмотрено движение потока воздуха по криволинейному каналу, как модуль образованной концентрическими дугами круглой трубы. Определены режимы отделения линта при различных параметрах угловой скорости пильного цилиндра.

Определена производительность предлагаемого линтера по семенам и по отделения линта путём расчёта полученных показателей на лабораторном варианте усовершенствованного оборудования для отделения линта, сравнивая их относительно существующих показателей серийной линтерной машины.

На лабораторном оборудовании изучалось влияние диаметра рабочей камеры, образующей семенной валик, размера поверхности сетки для выделения семян и расстояния между пилами на эффективность работы линтера по выделения семян, отделению линта и снижению механической поврежденности семян.

Проведенные испытания выявили, что отделение линта с поверхности зубьев пил по принципу всасывания уменьшает потребление электроэнергии. По сравнению с существующей технологией этот показатель уменьшился на 24,5 кВт. Расход воздуха в системе волокноотделения сократился в 2 раза меньше. Приводимые результаты получены при диаметре пилы -140 мм; диаметр поверхности сетки - 8мм; между пилами - 8мм, что позволяет эффективно обеспечивать процесс линтерования в новой машине.

Список литературы:

1. Жабборов Ғ.Ж., Отаметов Т.У., Хамидов А.Х. Технология переработки хлопка-сырца. // -Ташкент. “Ўқитувчи” 1987 й. 326 б.
2. Г.И.Мирошниченко Основы проектирования машин первичной обработка хлопка. М. 1972 г. 484 с.
3. Очилов М.М., Хакимов Ш.Ш., Пардаев М.С. Технологические показатели Устройство для отделения линта от зубъев пилы// Бухоро-2019 й. 535-537 б.
4. Очилов М.М., Хакимов Ш.Ш. Машина для отделения линта от джинрованных семян. Москва 2018 г. Журнал UNIVERSUM: технические науки. С 16-18.
5. Ишлинский А.Ю. “Прикладные задачи механика”, Книга I, Механика вязкопластических и не вполне упругих тел. М. Наука 1986 г. с 262.
6. Очилов М.М., Хакимов Ш.Ш. Усовершенствованная технологическая машина отделяющая линта от хлопковых семян. Журнал Проблемы текстиля. Ташкент 2018 й. №3. 20-24 б.
7. Очилов М.М., Хакимов Ш.Ш., Турсунов Х.К.. Технологические параметры машины для отделения линта от джинированых семян// Универсум: Технические науки, Научный журнал. Апрель, Москва 2019 г. 20-22 с.