РАСЧЕТ АКТИВНОЙ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБА ДЖИННОЙ ПИЛЫ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ВОЛОКНА

АННОТАЦИЯ

В настоящее время отсутствует научное обоснование усовершенствования геометрических параметров джинной пилы и норм точности функциональных параметров. Однако, несмотря на достигнутые успехи в отделении волокна от семян при джинировании, имеются крупные недостатки, заключающиеся в том, что большинство хлопкозаводов выпускает хлопковое волокно и семена с повышенными пороками джинирования. Рассмотрены исследования по изменению геометрических параметров различных авторов. Вопрос усовершенствования геометрических параметров пилы является важным и в этой связи требует безотлагательного разрешения. В статье рассматриваются вопросы, связанные усовершенствованием профиля зубьев джинной пилы и повышение её производительности.

ABSTRACT

Currently, there is no scientific justification for improving the geometric parameters of the saw blade and the accuracy standards of functional parameters. However, despite the successes achieved in separating fiber from seeds during gining, there are major drawbacks, consisting in the fact that most cotton mills produce cotton fiber and seeds with increased gining defects. Studies on the change of geometric parameters by various authors are considered. The issue of improving the geometric parameters of the saw is important and in this regard requires urgent resolution. The article discusses issues related to the improvement of the profile of the teeth of a chain saw and improving its performance.

Ключевые слова: усовершенствование рабочей поверхности, размер волокна, съём волокна, щеточный барабан, толщина зуба, пороки волокна, волокнистость

Keywords: improvement of the working surface, fiber size, fiber removal, brush drum, tooth thickness, fiber defects, fibrousness

Введение

В настоящее время на мировом рынке хлопковое волокно является основным натуральным сырьем для производства продукций текстильной промышленности. По данным международного консультативного комитета по хлопку (ICAC) устойчивое лидирующее положение по поставке на внешний рынок хлопкового волокна занимают страны Китай, США, Индия, Пакистан, Бразилия и Узбекистан [1]. Динамичное и стабильное развитие хлопкоочистительной промышленности, внедрение на предприятиях отрасли современного технологического оборудования, повышение эффективности и рационального использования производственных мощностей являются основой выпуска конкурентоспособной продукции и реализации на мировом рынке.

В мировой практике проводится большой объем научно-исследовательских работ, направленных на разработку инновационной техники и технологии, предусматривающую эффективное применение современных достижений науки и техники, модернизацию существующих оборудований и внедрение их в производство. В этой сфере разработка и совершенствование комплекса технических средств для изготовления основных деталей рабочих органов хлопкоперерабатывающих машин с наибольшей эффективностью приобретают особую важность. В нашей республике осуществляются комплексные меры по развитию хлопковой отрасли, техническому перевооружению и модернизации хлопкоочистительных предприятий, повышению рентабельности производства и переработки хлопка-сырца, а также обеспечению конкурентоспособности выпускаемой продукции. В Стратегии действий развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи, в частности, по «… повышению конкурентоспособности национальной экономики, уменьшение расходов энергии и ресурсов, широкое внедрение энергосберегающих технологий …» [2]. Одной из этих задач является создание и совершенствование технических средств для рационального изготовления пильных дисков хлопкоперерабатывающих машин. Эффективность работы хлопкоперерабатывающих машин определяется качественным изготовлением самой массовой и ответственной детали рабочего органа - пильного диска. Учитывая превалирующее влияние состояния зубьев пильного диска на качество перерабатываемой продукции хлопка-сырца, необходимо обеспечить качественное изготовление диска с соблюдением как геометрических параметров зуба, так и шероховатости его рабочих поверхностей [3].

В 2008 году опубликована статья Махкамова Р. Г. «К теории волокноотделения», в которой рассматриваются вопросы вывода формы зуба параболического вида передней его грани, автор писал «Исходя из оптимальных условий прочности зуба для повышения захватывающей способности его путём увеличения угла наклона рабочей грани, строим параболу с вершиной в основания рабочей грани зуба» [4]. Отметим, что зуб с параболическим построением передней грани не нашёл применения в промышленности из-за сложности его изготовления. Такое противоречие объясняется конструктивными особенностями лабораторного и производственного джинов, т.е. у первого съём волокна  приспособлением. Также имеются отличия мощности, скорости, рабочих органов и многое другое [5]. Это явилось объективной причиной вынудившей нас, чтобы дальнейшие опыты проводились только в производственных условиях – на действующих джинах. Несмотря на достигнутые успехи в создании технических средств для изготовления пильных дисков хлопкоперерабатывающих машин к  настоящему времени недостаточно полно решены вопросы усовершенствования конструкции. Обоснованная замена этих дорогостоящих и дефицитных материалов на более доступный в нашей республике решит острую проблему инструментальной оснащенности хлопкозаводов[6].

СПОСОБЫ

Пусть масса волокна, прикрепленного одной пилой в процессе, равна mo (гр). Если число зубьев пилы равно z, а число оборотов пилы равно n (об / мин), эффективность сепаратора волокон в минуту будет следующей:

P_m= m_ozn,                                                  (1)

Если в цилиндре одинарной пилы N пил и производительность выражена в часах:

P_m= 60 m_oznN,                                           (2)

Как правило, хлопкоочистительные заводы средней мощности оснащены 2 машинами для разделения волокон, а средняя производительность составляет 10 тонн (10 000 кг) в час и 5 тонн (5 000 кг) на машину. Соответственно, учитывая, что джин марки DP имеет 130 пил, 280 зубьев в 1 пиле, а количество оборотов пилы составляет 730 об / мин,

m_o = P_m /(60  znN)  = 5000/(60 ٠ 280 ٠ 730 ٠ 130) = 3.14 ٠10^-6kg

Соответственно, можно сказать, что при производительности джинной машины 5 тонн в час один ее зуб соответствует 3,14 010-6 кг или 3,14 010-3 г хлопкового волокна.

Согласно справочникам, 1 волокно среднего хлопка составляет mt = (0,5 - 0,6) 0 10-5 граммов. В этом случае количество волокон на зуб пилы в таком изделии равно:

N_t = m_o / m_t = 3.14 ٠10^-3 / (0.5 - 0.6) ٠10^-5 = 628 - 523  штук.

Рисунок 1. Зависимость массы волокна на зуб от эффективности работы джинной машины и количества оборотов цилиндра пилы

Рисунок 2. Схема определения площади поперечного сечения пучка волокон

Если диаметр равен d, а длина L, его размер равен:

V = SL

Волокна, прикрепленные к пиле, имеют форму пучков (рис. 3). Постараемся определить полное сечение и занимаемый им объем.

Диаметр одиночного волокна dt = 15-25 мкм ≈ 2х10-2 мм, площадь поперечного сечения:

S_t = 0.25 π d² = 0.25 x 3.14 x 4 x (10^-2)² = 3.14x10^-4 mm²;

Когда количество волокон в пучке равно N, площадь, занимаемая пучком, равна:

S = kNS_t ;    (3)

Где k - коэффициент заполнения пучка поперечного сечения волокон.

Его значение больше 1. Пусть k = 1,25. По его словам

S_t = kNS_t = 1.25x (628 523) x 3.14x10^-4  = 0.25 – 0.21 mm²;

Принимаем S_t =0.25 mm²

Мы предполагаем, что средняя длина волокна L = 32 мм для среднего волокна хлопка

V = (0,25  0,21) х32 = (6.72  3.3) mm³

Мы пытаемся определить, какая часть поверхности пучка волокон занимает пространство между зубьями пилы.

Пространство между зубьями пилы представляет собой треугольник. Определяем его поверхность. Для этого находим стороны треугольника на рисунке 2:

Рисунок 3. Схема определения площади между зубьями пилы

Определим площадь треугольника с 3 известными сторонами, используя уравнение Герона:

Где r - половина периметра,  р = 0.5(a+b+c) = 0.5(4.49 + 6.92 + 3.59) =7.5 мм.

Пусть e будет коэффициентом, показывающим, сколько площади между пильными полотнами занимает.

Его можно определить следующим образом:

e=  (S_t /S)x100% = (0.25/7.2) x100% = 3.47%

РЕЗУЛЬТАТЫ

Основных причины на производительностью джинного пила по теоретическим данными явилось меньшую активных рабочую поверхностью зубья джинного пила. С этого целью нами было предложено уменщение высоты зубья до 2,0±0,1 мм, и имели некоторых изменение.  Для решение этих проблем для получение выбранного профилья зубья мы с применением современных программных оборудованием решили с использованием составление программы СОЛЕД ВОРКС по выбранному рабочая профиль зубья джинного пила.

Заготавливались пильные диски диаметром 312 мм с вершин зубьев (рис. 1).

Рисунок 4. Схемы расчета активных рабочих площадь зубья разработанного джинного пила

Расчёт активных часть площадь зубья разработанного профиль зубья джинного пила проводили следующим образом:

Для расчёта активных часть площадь зубья действующего профиль зубья джинного пила проводили с использованием формулы Герона:

Рисунок 5. Схемы расчета активных рабочих площадь зубья действующего джинного пила

Основные геометрические параметры действующего профилья зубья джинного пила

p = 2, 87 мм: a = 1, 389  мм:  b = 1, 73 мм : c = 2, 6787 мм

По формулы Герона активных площадь зубья действующего джинниго пила составляет: 

Разница между действующим и разработанным профиль активных рабочих площадь зубья джинного пила составляет:

1,07522 – 0 ,9843 = 0,09092 мм

Отношение активных площадь зубья разработанного джинного пила к высоты зубьев составляет 53, 5  %. Отношение активных площадь зубья действующего джинного пила к высоты зубьев составляет 28, 4  %.

ВЫВОДЫ

Таким образом, по итогам испытания приходим к заключению, что рациональная высоты зубья h = 2,0  ± 0,1 мм с согнутым рабочим профилем зубья приводит увеличение производительности джинного пила., при которой можно получать продукцию надлежашего качества. С увеличением толщины вершины зуба при одинаковом режиме джинирования: сила тока, потребляемые электродвигателем джина растёт; уменьшается суммы пороков волокна за счёт кожицы с волокном и битого семена в волокне; растёт содержание улюка в волокне за счёт ухудшения процесса улюковыделения; выделения сора не меняется; уменьшается дробленность семян.

Список литературы:

1. Фёдоров В.С. -Технологияпервичной обработки хлопка-сырца, Гиалегпром, 1937 г.
2. Левкович Б.А. -Элементы теории джинирования. Госиздат УзССР, Ташкент, 1938 г.
3. Саидов Х. –О рациональном профиле зуба джинной пилы. Журнал Янги техника, ГНТК УзССР по координ н/и работ ТТИ, №6, 1963, стр 22-24.
4. Sh.Imomkulov, Z.Abdukahhorov, “Influence to Optimization Geometric Parameter Saws on His Capacity to Work”. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE). Volume-9 Issue-1, May 2020. 1749-1753 p.
5. Sh.Imomkulov, Z.Abdukahhorov, “Improvement Geometric Parameter Saws And Increasing His Capacity To Work” International Journal of Engineering and Technology (IJET). Vol 12 No 3 May-Jun 2020. 503-507 p.