АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ СИЛ НА ЧАСТИЦЫ ХЛОПКА НА ВИБРИРУЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы, которые посвящены изучению очистки хлопка с помощью виброочистки. Анализ результатов, полученных в экспериментальных исследованиях показывает, что при небольших величинах частоты вибрирования, мелкие сорные примеси выделяются интенсивно из общего количества выделенного сора. Увеличение частоты приводит к медленному уменьшению выхода мелких сорных примесей, а при дальнейшем увеличении наблюдается стабилизация отделения сорных примесей.

ABSTRACT

The article deals with issues that are devoted to the study of cotton cleaning using vibration cleaning. An analysis of the results obtained in experimental studies shows that at low vibration frequencies, small trash impurities are intensively released from the total amount of the selected trash. Increasing the frequency leads to a slow decrease in the yield of small weeds, and with a further increase, stabilization of the separation of weeds is observed.

Ключевые слова. колково-планчатый барабан, сетка, удаление сорных примесей, вибрация, очистка хлопка-сырца от сорных примесей, очищающее действие, возвратно-поступательная сетчатая поверхность, эксцентриситет, коэффициент трения скольжения.

Keywords. peg-slatted drum, mesh, removal of weeds, vibration, cleaning of raw cotton from weeds, cleaning action, reciprocating mesh surface, eccentricity, coefficient of sliding friction.

1. Введение

Выбор планов очистки хлопка-сырца производится в зависимости от его исходной засоренности, селекционного и промышленного сорта, в увязке с последующей очисткой хлопкового волокна. При необходимости, план очистки осуществляется с включением технологического оборудования сушильно-очистительного цеха заготовительных пунктов [1].

Авторами изучены вопросы очистки хлопка от мелких сорных примесей [3-4]. Очистительные машины от мелких сорных примесей являются обязательным элементом поточной линии очистки хлопка, и при их использовании необходимо учитывать место их установки, а также в конструкциях очистителей хлопка от сорных примесей должны быть механизмы для контроля производительности и очистительного эффекта.

М.Ж. Кошакова [5] рассмотрела процесс очистки с помощью вибрации. Этот способ имеет преимущество перед традиционными в плане сохранения природных качеств волокна, но низкий очистительный эффект не позволил применить данную конструкцию в промышленности.

В процессе переработки хлопка и очистки его от сорных примесей, многократное механическое воздействие рабочих органов очистителей является причиной механического повреждения семян хлопка [6]. В результате в составе волокна появляются дефекты. Вместе с этим нарушается приоритетная работа технологических машин сушильно-очистительных цехов и ухудшаются физико-механические свойства хлопка.

Одним из перспективных направлений модернизации очистителей является крепление колков с помощью упругих элементов. При правильном выборе жесткости крепления можно добиться возбуждения колебаний колка в процессе работы машины. Это позволит увеличить количество воздействий колка на очищаемую массу хлопка и за счет этого увеличить очистительный эффект [7].

Авторами изучен процесс очистки хлопка с помощью вибрационного метода. Изучены движения семян по наклонной вибрирующей поверхности и получены разные эффективные результаты [8].

2. Теоретическое исследование

Исходя из вышеперечисленных проведенных теоретических и экспериментальных исследований, проводим теоретическое исследование

Дифференциальное уравнение движения в плоскости OXУ, т. е. в результате колебаний хлопкового потока по сетчатой ​​поверхности, имеет следующий вид;

                                                  (1)

где m - масса летучки; ю - частота вибрации; А – амплитуда колебаний; g     - ускорение свободного падения; Н - нормальная сила давления; F - сила сопротивления (рис. 1).

                                         2)

где  f — коэффициент трения скольжения.

Из уравнения (1) определяем нормальное давление хлопкового потока на поверхность колеблющейся сетчатой поверхности:

                                                (3)

Рисунок 1. Закономерность движения частиц хлопка по  вибрирующей сетчатой поверхности

Если движение частиц хлопка происходит только вдоль оси ОХ, то оно равно, тогда уравнение (3) будет примет вид:

                                                     (4)

Уравнение (4) N=N(t) представляет собой закон зависимости нормальной сжимающей силы от времени. Представлена зависимость силы нормального давления к потоку хлопка, движущемуся по поверхности колеблющейся сетки из мелких сорных примесей, от частоты и амплитуды колебаний.

Определим уравнение движения хлопковой струи У=0 по  сетчатой поверхности, используя уравнение (1):

Вместо F в уравнении (2) подставим :

Интегрируем по времени

                                            (5)

                                    (6)

Уравнение (5) представляет собой скорость потока хлопка по колеблющейся сетчатой поверхности, и мы используем следующее условие для определения констант С₁ и С₂:

Откуда

Подставляя константы в уравнение (6), определяется уравнение течения хлопка по колеблющейся сетчатой поверхности.

                      (7)

3. Результаты и их обсуждение

Таким образом, уравнение (7) представляет собой модель колебательного процесса очистки от мелких сорных примесей, в которой построено дифференциальное уравнение стационарного движения потока хлопка. По  этому  уравнению, анализ движения частиц хлопка по поверхности вибрирующего экрана, строится в виде графика с помощью программы Maple.

Рисунок 2. График изменения во времени при различных значениях угловых скоростей при очистке летучек хлопка от мелких сорных примесей на поверхности вибрирующей сетки;

Рисунок 3. График изменения во времени при различных значениях амплитуды колебаний при очистке летучек хлопка от мелких сорных примесей на поверхности вибрирующей сетки,

4. Заключение

Аналитически и численно решается дифференциальное уравнение движения потока хлопка по сетчатой поверхности, результаты которого показывают, что скорость движения хлопкового потока, и его очистка от мелких сорных примесей в горизонтальной плоскости зависят от амплитуды и частоты движения сетчатой поверхности по поверхности сетки.

Полученные результаты показывают, что очистка потока хлопка от мелких сорных примесей и поверхности колеблющейся сетки подчиняется параболическому закону и закону гармонических колебаний. При эффективной очистке потока хлопка от мелких примесей частота вибрации составляет 400 раз в минуту, а амплитуда вибрации - 0,2 м, что также обеспечивает расход хлопка 3000 кг/час.

Список литературы:

1. Справочник по первичной обработке хлопка. Книга 1. Под общей редакцией профессора Максудова И.Т., 1994, 574 стр.
2. Росулов Р.Х., Эрдонов А.М. Очистка хлопка с помощью виброочистки. Журнал Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 7(100). стр. 39-42.
3. Кинематика и динамика бесшатунных механизмов преобразования движения / К.Л. Хоанг, А.Ф. Дорохов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2015. – № 3. – С. 79–87 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://clck.ru/WdvCq (дата обращения: 04.02.2021).
4. Конструктивные особенности вибрационных транспортно-технологических машин / А.А. Дерябин, Д.Ю. Проскура, А.И. Федорова, С.Д. Угрюмова // Научные труды Далрыбвтуза. – 2014. – Т. 32. – С. 117–121 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://nauch-tr.dalrybvtuz.ru/images/Issues/32/32_16.pdf (дата обращения: 04.02.2021).
5. Кошакова М.Ж. Очистка хлопка с помощью вибрации: Дис. … канд. техн. наук. – Ташкент : ТИТЛП, 1985. – 236 с.
6. Маслов Н.А. Модернизация привода спутника путевых машин Дуоматиc 09-32 CСМ и ПМА-1 // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2017. – № 1 (40). – С. 57–65 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://elib.pstu.ru/EdsRecord/edselr,edselr.28351862 (дата обращения: 04.02.2021).
7. Особенности процесса сушки хлопка в потоке хлопкозавода (обзор) / М.А. Абдураимов [и др.]. – Ташкент: УЗНИИНТИ, 1979.
8. Росулов Р.Х. Влияние жесткости крепления колков очистителя хлопка на очистительный эффект // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – Иваново, 2017. – № 1 (367). – С. 55–57.
9. Тaдaeвa Е.В., Xaмрaкулoв A.К., Бeгмaтoв Д.К. Разработка новой конструкции и технология вращающего чeтырexбaрaбaннoгo очистителя хлопка от мелкого сора // Наука. Мысль: электронныйпериодическийжурнал. – Волжский, 2016. – № 4. – С. 156–159