ПРОЦЕСС ВАЛИЧНОГО ДЖИНИРОВАНИЯ ТОНКОВОЛОКНИСТОГО ХЛОПКА-СЫРЦА

АННОТАЦИЯ

В настоящее время намечена широкая программа разукрупнения хлопкозаводов со значительным сокращением заготовительной сети, разрабатываются вопросы полной механизации и автоматизации производственных процессов. Поэтому задача изучения и разработка ряда теоретических вопросов в области валичного джинирования тонковолокнистых разновидностей является весьма актуальной. Всестороннее изучение работы валичных джинов со всеми органами до сих пор не проводилось. Поэтому мы поставили задачу на основе экспериментальных данных установить наиболее рациональную конструкцию отбойного органа и выявить оптимальный режим технологического процесса валичного джинирования, направленные на повышение их производительности и улучшение качества волокна при валичном джинировании.

ABSTRACT

At present, an extensive program of cotton mills unbundling with a significant reduction of the procurement network is planned, the issues of full mechanization and automation of production processes are being developed. Therefore, the task of studying and developing a number of theoretical questions in the field of cotton ginning of thin-fiber varieties is very urgent. A comprehensive study of the work of valic gins with all organs has not yet been carried out. Therefore, we have set the task to establish the most rational design of the baffle body on the basis of experimental data and to identify the optimal mode of the technological process of roller ginning, aimed at increasing their productivity and improving fiber quality during roller ginning.

Ключевые слова:  волокноотделитель, натуральная кожа, заменители кожи, диск, проскальзывание, отбойный орган, отбойный валик, летучка, выход волокна, сила трения, сила прижатия, неподвижный нож, производительность.

Keywords:  fiber separator, natural leather, leather substitutes, disc, slippage, baffling organ, baffling roller, flyer, fiber yield, friction force, pressing force, stationary knife, performance.

Основными рабочими органами, участвующими при джинировании, является рабочий валик, отбойный орган и неподвижный нож.

Рабочий валик является основным рабочим органом волокноотделителя и состоит из стального вала, имеющего в средней части квадратное сечение 45х45 мм, с насаженными дисками из натуральной кожи (моржа, буйвола, тюленя и др.), прорезинных, искусственных (РКМ, КМС) и естественных пористых материалов, заменителей кожи. Диски на валу запрессовывают при давлении Р=7,8-8,0 н/мм². Диски на валу насажены на шпонках. Для придания строгой цилиндричности рабочий валик протачивается на токарном станке под диаметр 180 мм.

Чтобы увеличить захватывающую способность, а также избежать забоев и скопления волокон и особенно улюка у рабочей кромки неподвижного ножа, на поверхности рабочего валика протачивают винтовые улючные канавки размером 3-5 мм.

Угол наклона  определяют по формуле:

= – ,

 где   – коэффициент трения между волокном и диском валика;

– коэффициент трения между волокном и неподвижным ножом;

        m – масса волокна;

        v – относительная скорость проскальзывания волокна;

        P – сила нажатия неподвижного неподвижного ножа рабочего валика.

Производительность валичного джина находится в прямой зависимости от состояния поверхности кожаного валика (или дисков из заменителя кожи): по мере сглаживания (срабатывания) ворсинок захватывающая способность валика уменьшается и производительность машины падает [2]. Поэтому время от времени валик протачивают на токарном станке, снимая стружку на глубину улючной канавки. Минимальный диаметр валика 130 мм, следовательно, валик можно протачивать максимум 5 раз, однако с уменьшением диаметра рабочего валика производительность машины падает. Если учесть это коэффициентом К, то для рабочего валика D=180 мм K=1, а для валика   D=130 мм К=0,875.

Отбойные органы служат для отрыва семян, подтянутых джинирующим рабочим валиком к кромке неподвижного ножа.

Отбойный орган, применяемый на валичных джинах типа ХДВМ состоит: из вала, закрепительных болтов, кожаных амортизаторов, планок и отбойных молоточков. Отбойные органы должны отрывать семена от затянутого под неподвижный нож волокна без их повреждения и с минимальным количеством ударов по семени для его полного оголения. Отбойный орган валичных джинов ХДВМ и ХДВ–2М может быть двух–трех и четырех лопастным. Из них наиболее производительным является четырехлопостной, где все отбойных молоточки равномерно участвуют в отбое семян, поэтому на этих джинах применяют эти отбойные валики. Отбойный валик, ударяя по летучке молоточком, подтянутой к кромке неподвижного ножа, отжимает ее от кромки в сторону движения молоточка на некоторую величину. После выхода из контакта с отбойным молоточком летучка вновь силой трения рабочего валика подягивается к кромке кожа [12].

Отбойный валик установливают обычно на одной горизонтальной оси с рабочим. При джинировании дробление семян первых сортов начинается при ударе их о твердое тело со скоростью 10–15 м/с; усиленное дробление происходит при скорости 20 м/с и выше. Наконечник отбойного молоточка имеет скорость 6,6 м/с, что исключает возможность дробления семян при отбое.

Неподвижный нож  прижимается к рабочему валику специальными пружинами. Этот нож с накладкой устанавливают в гнезде деки закрепляют в ней скобами. Необходимое давление на рабочий валик создается пружиной и гайкой болта или другим способом, например гидравлическим. Должна быть обеспечена такая сила зажатая волокон между ножом и рабочим валиком, которая необходима для отрыва их от семян [6]. Степень прижатия ножа к рабочему валику проверяют по температуре нагрева валика (при нормальном процессе 60–70^о С). С увеличением силы прижатия ножа ускоряется износ рабочего валика,  в этом случае приходится часто протачивать улючные канавки, так как падает производительность джина. При нормальном прижатии ножа к рабочему валику исключается выход без потери волокна. Однако при слабом прижатии неподвижного ножа протаскивается толстый слой волокна, нож отгибается, происходит усиленное дробление семян. Кроме того, захваченное волокно выскальзывает, что снижает производительность машины. Обычно неподвижный нож установливают касательно к окружности рабочего валика, поэтому кромка его на 4 мм должна быть ниже горизонтальной оси валика. Снижение ниже этого расстояния приведет к удару отбойных молоточков по семени в том месте, где прядки волокна зажаты на расстоянии от точки соударения. В результате производительность машины снизится, а число раздробленных семян возрастает [8]. Итак, эффективность процесса джинирования зависит от состояния шереховатой поверхности рабочего валика и неподвижного ножа, силы прижатия неподвижного ножа к рабочему валику, частоты вращения и диаметра рабочего валика, конструкции и режима работы отбойного валика, разновидности перерабатываемого хлопка-сырца и его качества (влажность, засоренность и т.д.)

Прядка захваченного и затянутого за неподвижный нож волокна при отбое семян удерживается силой трения, возникающей между ножом и рабочим валиком с волокном [4]. Неподвижный нож прижимает волокно к рабочему валику и препятствует обратному выходу волокна при ударе отбойного валика по семенам.

Сила отрыва волокна от семени без участия отбойного устройства  в зоне контакта определяется по формуле

Р= –Р₂+Т₁–Т₂,                                                      (1)

где    Р₂ –составляющая силы N, противодействующая затягиванию    волокна под неподвижный нож, Н;

– силы трения волокна о рабочий валик и неподвижный нож, Н.

=N ,                                                       (2)

где N – сила прижатия неподвижного ножа к рабочему валику, Н.

=  ;                                                      (3)

=  ,                                                      (4)

где –коэффициенты трения волокна соответственно о рабочий валик и поверхность неподвижного ножа.

Заменив в формуле (1) значения  из формул (2), (3) и (4), после преобразования ее получим

=N (),                                         (5)

Если неподвижный нож установлен таким образом, что 0, то формулу (5) можно записать так:

=N (.                                            (6)

Уравнение (6) показывает, что сила отрыва волокна зависит от силы нажатия на единицу длины ножа N и разности коэффициентов трения. Если величина  превышает силу закрепления волокон под неподвижный нож, то происходит джинирование хлопка-сырца. Поэтому необходимо стремитсья, чтобы  наименьшим, для этого шлифуют поверхность кромки неподвижного ножа.

Сила  зависит от силы нажатия неподвижного ножа на рабочий валик, с увеличением последней изменяются и коэффициенты трения .

По опытным данным для рабочих валиков, набранных из кожи, оптимальное значение силы прижатия ножа N=7275 Н/см. С увеличением силы прижатия N увеличивается производительность джина, уменьшается дробленность и снижается опущенность семян. Однако увеличение N более 75 Н/см ведет к быстрому износу рабочего и неподвижного ножей.

Удельное давление на единицу площади контакта определяют из формулы

ɋ=  ,

где    L– длина неподвижного ножа;

         – ширина вмятины.

Для рабочего валика, набранного из кожаных дисков, эксперимен-

тальным путем определена глубина вмятины h

h=  ,

где S–толщина диска, мм.

Выводы:

В данной статье исследованы:

1. процесс предварительной подготовки хлопка-сырца тонковолокнистых разновидностей к джинированию;
2. основные рабочие органы валичного джина и установлены упругие постоянные рабочего валика, изготовленные из различных материалов.
3. сравнительное исследование отбойного валика и гребенчатого отбойного органа показало преимущество второго в производительности машины, в повышении качества семян и волокна.

Список литературы:

1. Усманов Д. А. Исследование эффективности очистки хлопка-сырца от сорных примесей.  Дисс. … канд. техн. наук. Ташкент. 1981.
2. Усманов Д. А., Каримов Р. Х., Полотов К. К. Технологическая оценка работы четырехбарабанного очистителя. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №11-1(144). С. 40-42. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologicheskaya-otsenka-raboty-chetyrehbarabannogo-ochistitelya
3. Усманов Д. А., Умарова М. О., Жумаев Н. К. Построение графика проекций поверхности отклика для типа барабана и формы сороудаляющей сетки очистителя хлопкасырца. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №11-1 (144). С. 42-44. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/postroenie-grafika-proektsiy-poverhnosti-otklika-dlya-tipa-barabana-i-formy-soroudalyayuschey-setki-ochistitelya-hlopka-syrtsa
4. Усманов Д. А., Умарова М. О., Абдуллаева Д. Т., Ботиров А. А. Исследование эффективности очистки хлопка-сырца от мелких сорных примесей. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №11-1 (144). С. 48-51. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-effektivnosti-ochistki-hlopka-syrtsa-ot-melkih-sornyh-primesey
5. Усманов Д. А., Арзиев С. С., Мадаминов Ж. З. Выбор геометрических параметров коков колково-планчатого барабана. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №10 (143). С. 27-29. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vybor-geometricheskih-parametrov-kokov-kolkovo-planchatogo-barabana
6. Усманов Д. А., Умарова М. О., Абдуллаева Д. Т. Очистка хлопок-сырца от мелких сорных примесей. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №10 (143). С. 29-31. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ochistka-hlopka-syrtsa-ot-melkih-sornyh-primesey
7. Усманов Д. А., Холмурзаев А. А., Умарова М. О. Сушка и очистка хлопка-сырца в полевых условиях. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №12-2 (145). С. 46-49. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sushka-i-ochistka-hlopka-syrtsa-v-polevyh-usloviyah
8. Усманов Д. А., Холмурзаев А. А., Умарова М. О. Исследование эффективности очистки тонковолокнистых сортов хлопка-сырца. // Проблемы современной науки и образования. 2020. №1 (146). С. 10-13.  URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-effektivnosti-ochistki-tonkovoloknistyh-sortov-hlopka-syrtsa
9. Усманов Д. А., Холмурзаев А. А., Умарова М. О., Валихонов Д. А. Исследование формы сороудалительной сетки колково-барабанного очистителя хлопка-сырца. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №12-1 (145). С. 35-37. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-formy-soroudalitelnoy-setki-kolkovo-barabannogo-ochistitelya-hlopka-syrtsa
10. Усманов Д. А., Умарова М. О., Абдуллаева Д. Т., Рустамова М. М. Исследование процесса очистки и хранения тонковолокнистого хлопка от сорных примесей. // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7. №3. С. 212-217. https://doi.org/10.33619/2414-2948/64/22
11. Холмурзаев А. А., Тохиров И. Х., Охунжонов З. Н. Движение летучки х сорта и вида волокна, хлопка-сырца в зоне от вершины колка до отражающего козырька. // Проблемы современной науки и образования. 2019. №11-2 (144). С. 19-21. URL:  https://cyberleninka.ru/article/n/dvizhenie-letuchki-hlopka-syrtsa-v-zone-ot-vershiny-kolka-do-otrazhayuschego-kozyrka