ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО СПОСОБА ОБРАЗОВАНИЯ ТУННЕЛЕЙ В БУНТАХ ХЛОПКА

АННОТАЦИЯ

Результатами проведенных исследований и изысканий является разработка эффективного способа образования туннелей для бунтов хлопка, который обосновывается проведенными расчетами. Авторами предлагается надувная конструкция НКОРТ (надувная конструкция для образования туннеля) сделанная из смеси брезента и резины. Внедрение надувной конструкции для образования туннелей позволит: снизить расходы на рабочую силу, снизить риск травматизма рабочих и исключить поврежденность хлопка при его бунтовании. Выявлена целесообразность использование НКОРТ для образования туннелей в малых бунтах размеров 7х14 м высотой 4,5 м при заготовке низких сортов хлопка.

ABSTRACT

 The results of the conducted research and investigations are the development of an effective method for the formation of tunnels for cotton riots, which i substantiated by the calculations. The authors propose an inflatable structure ISTF (inflatable structure for tunnel formation) made of a mixture of tarpaulin and rubber. The introduction of an inflatable structure for tunnel formation will allow: to reduce labor costs, reduce the risk of worker injury and eliminate damage to cotton during its rioting. The expediency of using ISTF for the formation of tunnels in small riots measuring 7x14 m and 4.5 m high when harvesting low grades of cotton is revealed.

Ключевые слова: хлопок, хранение, бунты для хранения хлопка, туннели, отсос воздуха, масса, давление.

Keywords: сotton, storage, cotton storage riots, tunnels, air suction, mass, pressure.

Введение. На сегодняшний день в мире посевные площади под хлопок составляют в среднем 32,4 млн. гектаров, а производства волокно составляет 25,96 млн. тонн. Прогнозируется, что мировое производство хлопка будет расти 1,5% в год и достигнет почти 30 млн. тонн к 2029 году. В связи с усилением конкуренции на мировом хлопковом рынке между хлопкосеющими странами, выращивание новых селекций хлопка и их районирование, уменьшение производственных расходов и улучшение качества на основе новых технологий [1-2].

Практика переработка хлопка показала, что в период хранения хлопка не гарантируется обеспечение сохранения природных свойств волокна и семян, так как технология приемки, складирования и хранения не имеет теоретически обоснованных и надежных средств, обеспечивающих правильное выполнение этих операций. В технологии заготовки хлопка наиболее трудоемкая, тяжелая и непроизводительная - это операция складирования, которое по своей сложности и неуправляемости является основной в формировании потери качества. Например, на одну бунтовую площадку загружаются ежесуточно не более 70 тонн хлопка независимо от характеристик сырца. Бунт формируется 8-10 дней. 3-4 дня идет на стабилизацию характеристик бунта и только на 12-13-й день можно начинать мероприятия по обеспечению сохранности хлопка [3].

Результаты исследований. Заготовка хлопка в зависимости от погодных условий длится от 4 до 12 недель. В период благоприятной погоды (отсутствия осадков), когда соблюдается ритмичный темп сбора урожая, на заготовительные пункты может поступать хлопок в объеме от 2-3 до 8-10 % годового плана. Только около 15-18% заготовленного хлопка хлопкозаводы перерабатывают в течение сезона заготовок, а основную массу хлопка укладывают на хранение для дальнейшей переработки.

Для предотвращения самосогревания хлопка осуществляется отсос воздуха из тоннелей и из воздухоот­водящих каналов складов стационарной отсасывающей установкой. Вариант стационарной отсасывающей установки, состоящей из воздухоотводящих каналов сечением 400 х 400 мм, металлических решеток, сборного воздухоотвода диаметром 560 мм и отводов диаметром 400 мм, шиберных заслонок и вентилятора. С помощью стационарной установки отсос воздуха можно производить с начала укладки хлопка на площадку при достижении высоты бунта 1,5-2,0 м. При отсутствии стационарных отсасывающих установок отсос воздуха производится из прорытых или заложенных специально в хлопке тоннелей. Тоннель формируется по продольной оси бунта через 8-10 дней (при повышенной влажности через 3-5 дней) по­сле его комплектования. Размеры тоннеля: ширина - 0,8- 1,0 м, высота - 1,8-2,0 м.

В зарубежной практике (в том число американской) этому вопросу внимание не уделяется ввиду сезонного характера переработки хлопка и практиковании на предприятиях модульной заготовки хлопка [4].

В связи с увлечением в последние годы машинной уборки хлопка вопрос механизации туннелеообразования приобрел особую важность. Решение этого вопроса шло по двум направлениям: первой создание туннеля с помощью закладных надувных каркасов в процессе формирования бунта, второе - создание машин для рытья туннелей в бунтах, однако все описанные конструкции машин и механизмов для рытья туннелей в бунтах хлопка имели существенные недостатки, и по различным причинам они не были доведены даже до экспериментальных образцов [5].

Предлагаемая авторами надувная конструкция НКОРТ (надувная конструкция для образования туннеля) сделана из смеси брезента и резины (Рис.1). Как известно, длина бунта равна 25м, диаметр составляет 12м. Воздух в объем подается с помощью компрессора.

Рассмотрим задачу определения смешанного и деформированного состояния в произвольном сечения столба волокнистой массы в процесса складирования бунта, высотой h обозначающий смещение в произвольной точке отсчитываемой от свободной поверхности через v(x), осевое напряжение через σ(x), и деформацию через (х). Примем что материал подчиняется закону Гука: σ = Ε · ξ, где; Ε-модуль Юнга материала. Отсюда по формуле  где V-коэффициент Пуассона, определяем объём бунта с размером 25х14х8. Он равен v(бунт)=25·14·8=2800м³, Объемная плотность хлопка составляет 1м³ = 150 - 190 кг/м³ при влажности 11-13%. Определяем объем секции бунта   = a= 25·8·1,2 = 240 м³, при этом объем занимаемый надувной конструкцией равен πм²h=3,14·0,6²·25=28 м³. Разница объемов хлопка составляет Δ== 240м³ - 28м³ =212м³.

Рисунок 1. Схема разработанной надувной конструкции для образования туннеля

При плотности хлопка 1м³-170 кг/м³, общая масса хлопка в секции составляет 36040 кг. Чтобы удержат эту массу нам необходимо в надувной конструкции обеспечить давление в камере 2.5-3 атм. воздуха. Для этого необходимо использовать поршневой компрессор.

Также целесообразно использование НКОРТ (надувная конструкция для образования туннеля) для образования туннелей в малых бунтах размеров 7х14 м высотой 4,5 м при заготовке низких сортов хлопка.

Выводы: На основании проведенных анализов и исследовании в области рытья туннелей в бунтах, можно сделать выводы о том, что:

1. По сей день рытье туннелей в бунтах осуществляется вручную, процесс этот очень трудоемкий и занимает много времени.
2. На основании анализа раннее проведенных исследований в области рытья туннелей авторами предлагается надувная конструкция НКОРТ (надувной конструкция для образования туннель).
3. Внедрение надувной конструкции для образования туннелей позволит: снизить расходы на рабочую силу, снизить риск травматизма рабочих и исключить поврежденность хлопка при его бунтовании.
4. Эффективность данной конструкции складывается из того, что устройство экономично, практично и безопасно при эксплуатации.
5. Целесообразно использование НКОРТ (надувная конструкция для образования туннеля) для образования туннелей в малых бунтах размеров 7х14 м высотой 4,5 м при заготовке низких сортов хлопка.

Список литературы:

1. Усманов Х.С. Инновационная технология очистки хлопка // Монография, 2024. LAPLAMBERT ACADEMIC PUBLISHING, с-6.
2. Усманов Х.С. Основы усовершенствованной технологии очистки хлопка от сорных примесей. Дисс…докт.техн. наук: - Ташкент, 2022 –8 с
3. Инструкция по приемке и хранению хлопка. АО”Узпахтасаноат”, Ташкент, 2018 год, с.27-32.
4. Mario Lucertini. Technological Concepts and Mathematical Models in the Evolution of Modern Engineering Systems. Germany, 2012
5. Суслин А.Н. “Исследование и выбор оптимальных параметров рабочего органа для рытья тунеллей в бунтах хлопка-сырца” Диссертация на степень кандидата технических наук. Ташкент. 1972 г., с.20.