ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОТОКА СЕМЯН НА КОВШОВОМ ЭЛЕВАТОРЕ

АННОТАЦИЯ

В статье теоретически проанализированы силы, влияющие на поток семян при транспортировке семян хлопчатника ковшовыми элеваторами. Из проведенных теоретических исследований видно, что воздействие семян, выбрасываемых из ковшей элеватора на предлагаемые ленточные конвейеры, привело к снижению повреждения семян. Также установлено, что повреждение семян зависит от шероховатости ударяющей поверхности и скорости движения ленты.

ABSTRACT

The article theoretically analyzes the forces affecting the seed flow during the transportation of cotton seeds on bucket conveyors. From the theoretical studies conducted, it is evident that the impact of seeds ejected from the elevator buckets on the proposed belt conveyors has led to a decrease in seed damage. It has also been established that seed damage depends on the roughness of the striking surface and the speed of the belt.

Ключевые слова: элеватор, ковш, конвейер, привод, семена, поврежденность, ременная передача, траектория, скорость, жесткость.

Keywords: elevator, bucket, conveyor, drive, seeds, damage, belt drive, trajectory, speed, rigidity.

Различные виды техники используются при транспортировке готовой продукции и полуфабрикатов, производимых в промышленности, а также фруктов и овощей, выращенных в сельском хозяйстве, а также в других сферах. Например, конвейеры и элеваторы, которые используются для транспортировки сельскохозяйственной продукции, зерна, картофеля, подсолнечника, хлопка и других видов продукции внутри цехов и между ними, имеют различную конструкцию в зависимости от своих характеристик.

На хлопкоперерабатывающих предприятиях, для передачи хлопка и семян к технологическим машинам, применяют элеваторы с различными рабочими органами и другие виды оборудования различной длины и угла наклона. Во внутренней и межведомственной поточной системе транспортировки хлопка и хлопчатобумажной продукции широко используются средства непрерывного механического и воздушного транспорта.

К конвейерам непрерывного действия с механическим приводом относятся элеваторы, ленточные и винтовые конвейеры, которые в основном используются для транспортировки хлопка, семян, пуха, волокнистых отходов и сора. Винтовые (шнековые) конвейеры используются для транспортировки хлопка и семян и распределения их по хлопкоочистительным заводам, линтерам, очистительным агрегатам и другим поставщикам техники [1].

Хлопковый шнек типа ШХ предназначен для транспортировки хлопка в горизонтальном положении и подачи его в шахту питания джина, очистителя хлопка и других машин. Элеваторы типа ЭКС применяются для вертикальной транспортировки хлопка, семян и отходов на хлопкоперерабатывающих предприятиях, элеватор типа ЭКС-15М1 для транспортировки хлопка, семенной тип ЭС-14М и элеватор для сора ЭС-14С предназначены для транспортировки семян и отходов [1].

Во время транспортировки этого оборудования не допускается повреждение хлопка-сырца и семян. В элеваторе, в конструкции, предложенной автором, ковши, используемые при транспортировке продукции, предлагается выполнить из полимерных материалов, что предотвращает порчу продукции. Также достигнуто снижение потребления электрической энергии на 7% и механической нагрузки на ленту [2]. В целях предотвращения и уменьшения поврежденности хлопка-сырца и семян было предложено, чтобы семена, выбрасываемые из ковша элеватора, попадали на ленточный конвейер, а не на металлическую поверхность [3,4,5].

Теоретически проанализируем влияние потока семян на передачу потока семян под воздействием ковшового транспортера, в зависимости от массы семян в ковше, то есть его объема (рис. 1).

Рисунок 1. Принципиальная схема потока семян на ковшовом конвейере

  -общая масса семян в ковше.

Составим общее дифференциальное уравнение движения семян, перемещаемых на ковше:

                                                                (1)

где - сила сопротивления воздуха, Н.

                                                                             (2)

где - коэффициент сопротивления; – ускорение свободного падения, .

Определим траектории процесса движения семенного потока при его отрыве от ковша под действием внешних сил. Интегрируя дифференциальное уравнение (1), определяем уравнения семян по осям OX и OУ:

                                                    (3)

Из дифференциального уравнение (3) получим:

                                                               (4)

Проинтегрируем дифференциальное уравнение (4) один раз по времени и определим скорости потока передаваемых семян на ковш:

  откуда                                 (5)

Интегральные постоянные С₁ и С₂ в уравнении (5) определим, используя начальное условие. Подставляем эти значения в уравнение (5) и определяем С₁ и С₂:

 откуда   

По уравнению (6) анализируем скорость движения семян по осям координат. При анализе скорости потока семян, передаваемых из ковшового элеватора, используем начальную скорость, т.е. изменяющееся предположение  - скорости элеватора, для определения рациональных значений скорость движения семян при переносе и для уменьшения повреж-денности анализируем графики с помощью программы Maple (рис. 2 и 3) :

Рисунок 2. График зависимости скорости потока семян по оси ОХ от времени при различных значениях скорости ковшового элеватора

Рисунок 3. График зависимости скорости потока семян по оси ОУ от времени при различных значениях скорости ковшового элеватора

Интегрируя еще раз уравнение (6) по времени, составим уравнения траектории движения потока семян, передаваемых из ковшового элеватора:

 (7)

Из уравнения (7) определяем интегральные константы С₃ и С₄, используя начальное условие:

;

Поставляя значение в уравнение (7) и получим:

                                                      (8)

Из уравнения (8) вычитаем время из уравнений потока семян, передаваемых из ковшового элеватора, и получаем уравнение зависимости у(x), и определим движение потока семян при передаче на вибрирующую ленту:

                                   (9)

Уравнение (9) представляет поток семян, перемещаемых из ковшового элеватора. Построим график этого уравнения с помощью программы Maple для передачи потока семян на вибрирующую ленту. В расчетах были приняты следующие параметры: ,,(рис. 4 и 5):

Рисунок 4. График зависимости скорости при передаче движения семенного потока ковшового конвейера при различных значениях скорости  на вибрирующую ленту

Рисунок 5. График зависимости массы семян  при различных значениях потока семян от передачи его движения на на вибрирующую ленту

Рисунок 6. Схема движения потока семян при передаче на вибрирующую ленту под воздействием ковшового элеватора

Определим анализ определения силы усилия, при передаче потока семян от ковшового элеватора на вибрирующую ленту, и тем самым уменьшения повреждения семян (рис. 6).

В этом случае мы определяем движение семян под действием внешних сил, возникающих при их выбрасывании из ковша.

                                                        (10)

Дифференциальное уравнение (10) приведем в упрощенный вид:

                                                                (11)

Принимая , приведем уравнение (11) к следующему виду:

                                                                  (12)

Определим однородные и частные решения уравнения (12) неоднородного дифференциального уравнения второго порядка.

Общие решение уравнение (12) , где -решение однородной части, – частные решение.

                                                                      (13)

В однородную часть уравнения (13)  вводим обозначение  

                                                                         (14)

откуда

Общее решение уравнение (14)

                                                                     (15)

Частное решение

                                                             (16)

Подставляя уравнения (15) и (16) в уравнение (12), определяем общее решение:

                                                           (17)

Из уравнение (17) определяем постоянные значения С₁ и С₂, используя начальные условия:

      бундан ;

Определенные интегральные постоянные поставим в уравнение (17):

                                                 (18)

Уравнение (18) представляет собой уравнение движения потока семян из ковшового элеватора под действием внешних сил.

График зависимости движения потока семян от времени от угла охвата элеватора вибролентой, при различных значениях массы семян приведен на рис. 7.

Рисунок 7. График зависимости движения потока семян от времени от угла охвата элеватора вибролентой, при различных значениях массы семян

Как видно из анализа литературы и проведенных выше теоретических исследований, воздействие семян, выбрасываемых из ковшей элеватора, на ленточный конвейер приводит к снижению поврежденности семян.

Список литературы:

1. Пахтани дастлабки ишлаш бўйича справочник. М.Т. Кулиевнинг умумий тахрири сотида. Тошшкент, “Пахтасаноат илмий маркази” АЖ, 2019, 479 бет.
2. В.С.Турчин. Обоснование конструктивно-режимных параметров элеваторов ковшового типа для транспортировки сыпучих материалов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Оренбург. -2005, 18 стр.
3. Б.Э.Турдиев. Элеватор для семян. Innovative developments and research in education, colletions of scientific works, International scientific-online conference. Part 30 June 23 rd Канада, 2024, 516-519 стр.
4. Турдиев Б.Э., Росулов Р.Х., Райимкулов Ж.К. Такомиллаштирлган элеватор конструкцияси.  Innovative developments and research in education, colletions of scientific works, International scientific-online conference. Part 30 June 23 rd Канада, 2024, 513-516 стр.
5. Турдиев Б.Э., Росулов Р.Х., Райимкулов Ж.К. Элеваторнинг такомиллаштирилган конструкцияси. Innovative developments and research in education, colletions of scientific works, International scientific-online conference. Part 30 June 23 rd Канада, 2024, 508-513 стр.