ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ЛИНТИРОВАНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается усовершенствование линтоочистительной машины, которая удаляет короткие волокна, остающиеся в очищенном хлопковом семени на хлопкоочистительных заводах. В ходе исследования было изучено влияние изменения размеров щеточного барабана, направляющей и поверхности сетки в предлагаемом очистном устройстве для линтерной машины на перемещение ворса и эффективность очистки, а также определен наивысший уровень эффективности отделения грязи от содержания ворса. В ходе исследования были выявлены основные факторы, влияющие на эффективную работу усовершенствованной линтерной машины, определены пределы их значений, проведены исследования с использованием методов математического моделирования. В результате отмечена эффективная работа усовершенствованной линтоочистительной машины при заданных значениях факторов, т.е. достигнута эффективность очистки ворса 55,1 %.

ABSTRACT

This paper discusses an improvement in a lint cleaning machine that removes short fibers remaining in cleaned cottonseed at cotton gins. The study examined the effect of changing the size of the brush drum, guide, and mesh surface in the proposed cleaning device for the linter machine on the movement of the pile and the cleaning efficiency. It determined the highest level of efficiency in separating dirt from the pile content. During the study, the main factors influencing the efficient operation of the improved linter machine were identified, and their limits of values were determined. Studies were conducted using mathematical modeling methods. As a result, the efficient operation of the improved lint cleaning machine was noted at the given values ​​of the factors, i.e., the efficiency of lint cleaning of 55.1% was achieved.

Ключевые слова: линтерная машина, пух, примеси, эффективность очистки, ворсование, щеточный барабан, направляющая, сетчатая поверхность, входные факторы, выходные параметры, рабочий орган, угол наклона, число оборотов.

Keywords: Linter machine, fluff, impurities, cleaning efficiency, napping, brush drum, guide, mesh surface, input factors, output parameters, working element, angle of inclination, number of revolutions.

Введение

Современное состояние хлопкового волокноочистительного производства не отвечает растущим потребностям хлопкоочистительной промышленности. Линты 5LP обеспечивают 50–60 % от заявленной в паспорте эффективности. Основной причиной этого является несовершенство основного рабочего органа линтера, перемешивающего семена.

На основе изучения процесса волокнообразования и недостатков очищенных семян на хлопкоочистительном предприятии было разработано усовершенствованное устройство для очистки ворса.

1-ворсовый барабан, 2-выпрямитель, 3-пильный барабан, 4-щеточный барабан, 5-ячеистая поверхность, 6-сеточный шнек.

Рисунок 1. Технологическая схема новой усовершенствованной литровой машины

Данная конструкция работает аналогично существующему линтеру 5LP, но отличается установленной на нем системой щеточного барабана и сетчатой ​​поверхности для дополнительной очистки ворса от мелких примесей. В конструкцию агрегата были внесены изменения за счет установки очистного устройства на линтерной машине 5LP. 

Материалы и методы исследования

Основной задачей оптимизации является выявление существенных факторов, влияющих на процесс ворсования, при котором ворс отделяется от зубьев пилы щеточным барабаном и передается в процесс очистки, а ворс, поступающий со щеточного барабана, направляется на поверхность сетки через специальный направляющий элемент. Движение ворса по поверхности сетки способствует максимальной очистке ворсового содержимого от загрязнений. Исходя из вышеизложенного, параметры оптимизации следующие:

Входящие параметры:

Выбор уровней и диапазонов изменения изучаемых факторов

Таблица 1.

Параметры оптимизации 

Выходной параметр: Y1–Выбрано по эффективности отделения загрязнений, в %.  Для упрощения обработки результатов исследования перейдем от натуральных значений факторов к их кодированным значениям. Результаты кодирования приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Центральная некомпозиционная матрица опыта

В результате данного эксперимента можно получить регрессионную модель следующего общего вида:

или

Расчеты для оптимизации эффективности отделения грязи щеточным барабаном (Y1):

Рассчитываем коэффициенты регрессии:

С учетом определенных коэффициентов регрессии запишем уравнение:

и на этой основе вычисляем дисперсию при определении коэффициентов регрессии:

;                  ;

;            

Регрессия коэффициентов квадратов (Regressiya koeffitsientlarini aniqlashdagi o’rtacha kvadratik chetlashishni topamiz):

Затем определяется расчетное значение t-критерия Стьюдента, используя следующее уравнение:

Табличное значение критерия Стьюдента нужно взять из Приложения 3.

=2,77

В ходе исследований было установлено, что коэффициент b12 незначим для исследуемых параметров: перепишем уравнение со значимыми коэффициентами:

Для того чтобы проверить адекватность вышеупомянутой регрессионной математической модели, воспользуемся расчетным значением критерия Фишера.

Для упрощения расчетов можно составить следующую таблицу:

Таблица 3.

Сравнительная таблица расчетных и экспериментальных результатов 

Результаты и обсуждения

В результате исследования были построены графики, показывающие влияние каждого входного фактора в уравнении регрессии, которое адекватно описывает эффективность отделения примесей из ворсового состава U1 путем формирования очистного устройства, объединяющего щеточный барабан, направляющую и сетчатую поверхность (рисунок 2):

Рисунок 2. a) График зависимости скорости вращения щеточного барабана от угла наклона направляющей, b) График зависимости угла наклона направляющей от длины сетчатой поверхности, s) Вращение щеточного барабана по длине сетчатой поверхности график зависимости скорости

В данном устройстве основным рабочим элементом является щеточный барабан, скорость вращения которого в (0,5) раза превышает скорость вращения пильного цилиндра, что позволяет эффективно удалять ворс с зубьев пилы. Щеточный барабан окружен специальной рабочей камерой, которая соединена с трубкой воздушного конденсатора, извлекающей ворс. Щеточный барабан имеет сетчатую поверхность, установленную в нижней части рабочей камеры, и снабжен направляющей в верхней части. В результате мелкие примеси опадают с поверхности сетки, а качество ворса улучшается за счет отделения мелких примесей от содержимого ворса.

Заключение

Результаты показали, что изменение длины сетчатой поверхности и размера щелей в ней приводит к повышению эффективности очистки. Оптимальные значения факторов, влияющих на производительность поверхности очистки линта: скорость вращения щеточного барабана, 1100 об/мин; угол наклона направляющей, 30 (α), град; при длине поверхности сетки 400 мм мы достигли эффективности очистки 55,1 % при отделении загрязнений от ворса.

Список литературы:

1. Бородин П.Н. Разработка  снимающего барабана с металлическими планками для пильчатых очистителей хлопка-сырца. – Отчет по теме 9807,  ОАО НПЦ «Paxtasanoatilm». – Ташкент,1999.
2. Взенконский А.Б., Болдинский Г.И. Метод расчета количества планок на съемных барабанах очистителей хлопка-сырца // Хлопковая промышленность. – 1966. –  № 1.
3. Джамолов Р.К., Исмоилов У.М. Пахтани регенерациялаш технологик ускуналарининг ишлаш самарадорлигини ошириш // «Енгил саноатда замонавий инновацион технологиялар: муаммо ва ечимлар» халқаро илмий-амалий анжуман материаллари. – Buxoro Muhandislik-Texnologiya Instituti,  Бухара,19–20 ноября 2021. – 391-396 б.
4. Логинов Б.В. Исследование процесса съема хлопка-сырца с пильных барабанов в ворохоочистителях и сырцечистелях: дис. ... канд.техн.наук. –Ташкент, 1961.
5. Патент FAP 00335 РУз «Барабан для съема хлопка-сырца  с пильных цилиндров и его транспортирования в очистителях».
6. Obidov A., Sultonov M., Muhksinov I., Abdullaev Sh. The Theoretical Studies of the Cultivation of Three Cotton Seeds along the Plain // Engineering. –Vol.10. – No.08(2018). – P. 514–520.
7. Obidov A.A. Improvement of the technology of cleaning and sorting of ginned seeds. Candidate of Technical Sciences Dissertation. – Tashkent: TITLI, 2007. – 200 p.
8. Obidov A.A., Sultanov M.M. Study of Technological Parameters of Fiber Separation Device // International Journal of Psychosocial Rehabilitation. – 2020. – Vol. 24. – Is. 5. –  Pp. 6400–6407.
9. Obidov A.A., Sultanov M.M. To research the method of separating fibers suitable for spinning on a needle drum // International scientific and practical conference “Cutting EDGE-Science”. – June 29-30. – 2020. – Shawnee, USA. – Pp. 128–131.
10. Obidov А., Mamatqulov О., Sultanov М. Theoretical Analysis of the Movement of Cotton Piece on the Slope Surface // International Conference «Science and practice: a new level of integration in the modern world». Conference Proceedings. – Berlin-Warsawa. – 2018. – № 82. – Рр. 151–156.