ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТИПОВ КОЛОСНИКОВ НА ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты исследований по определению влияния колосников разных размеров на процесс очистки. Авторами статьи  было обнаружено, что относительная эффективность очистки согласно итогам наблюдений, при диаметре колосника 15 мм и расстоянии между ними 30 мм и при зазоре от конца зубьев пильного барабана до края колосниковой решетки 17 мм, составила 47,78 % при переработке хлопка I сорта класса 2 и 49,85 % при переработке хлопка III сорта, что намного выше, чем у остальных вариантов колосника.

ABSTRACT

The article presents the results of studies to determine the effect of grates of different sizes on the cleaning process, where it was found that the relative cleaning efficiency according to the results of the study, with a grate diameter of 15 mm and a distance between them of 30 mm and a gap from the end of the teeth of the saw drum to the edge of the grate of 17 mm, the cleaning efficiency was 47.78 % when processing grade I cotton of class 2 and 49.85 % when processing grade III cotton, which is much higher than other grate options.

Ключевые слова: процесс очистки, очистки хлопка-волокна, колосниковые решетки, влажность хлопка, загрязненности хлопка, влажности и загрязненности в образце.

Keywords: cleaning process, cotton fiber cleaning, grate, cotton moisture, cotton contamination, moisture and contamination in the sample.

Введение. В процессе очистки хлопка-волокна важно полностью удалить примеси и сохранить естественные показатели качества сырья [6; 11; 13; 14]. Хотя в семенах не происходит механического повреждения, на его поверхности образуются невидимые микротрещины. Эти микротрещины увеличиваются в процессе джинирования, что приводит к образованию дефектов, некоторые из которых состоят из волокон лузги семени [2; 9; 10; 15]. Это, в свою очередь, увеличивает количество примесей и дефектов в волокне, снижая его сортность. Поэтому необходимо обеспечить, чтобы процесс очистки хлопка-волокна от примесей осуществлялся с минимальным количеством стадий очистки [1; 3–5; 7; 8; 12]. Существует несколько вариантов повышения эффективности очистки и цель может быть достигнута путем проведения практических экспериментов с колосниковыми решетками, основанными на анализе и теоретических исследованиях, проведенных в предыдущих главах.

Методика проведения исследования. Целью исследований, описываемых в этой статье, является повышение эффективности очистки оборудования на основе улучшения конструкции колосниковой решетки для очистки от крупных загрязнений, присутствующих на хлопкоочистительных предприятиях. С этой целью были изготовлены и использованы в исследованиях колосниковые решетки 4-х различных конструкций (рис. 1): колосниковые решетки существующей конструкции в I-м варианте (диаметр 20 мм и расстояние между ними 40 мм); в варианте II колосниковая решетка имеет диаметр 10 мм и расстояние между ними 35 мм с промежуточным расстоянием от конца зубьев барабана пилы до края колосниковой решетки 17 мм. В варианте III-колосниковая решетка с диаметром колосника 15 мм и расстоянием между ними 30 мм, с расстоянием между зубьями барабана пилы от конца до края колосниковой решетки 17 мм; в варианте IV колосниковая решетка с диаметром колосника 30 мм и расстоянием между ними 40 мм, с расстоянием между верхушками зубьев барабана пилы от конца до края колосниковой решетки 15 мм.

Рисунок 1. Варианты колосниковых решеток, использованные в исследованиях

В начале технология очистки состояла из 4-х шпоночно-планочных барабанов, 2-х последовательных установок UXK и 4-х шпоночно-планочных барабанов, которые были подвергнуты двум повторным переделкам по этой технологии. Исходные показатели влажности и загрязненности хлопка в образце, по данным для технологии очистки, определяются государственными стандартами в соответствии с ГОСТ 643:2006 «Хлопок. Методы отбора проб», ГОСТ 644: 2006 «Хлопок. Методы определения влажности» и ГОСТ592:2008 «Хлопок. Методы обнаружения примесей». Также на основании этих методов определялось количество примесей в хлопке после очистки.

Исследования проводились на участке очистки от крупных примесей в потоке очистки УХК, расположенном в учебно-научной лаборатории при кафедре «Первичной обработки волокнистых материалов» Ташкентского института текстильной и легкой промышленности. В исследовательских вариантах колосники устанавливались под основным напильным барабаном. Расстояния между напильным барабаном и колосниковой решеткой регулировались. После этого каждый эксперимент проводился в трёхкратной повторности.

Результаты практического исследования. В ходе практических исследований были изучены влияния различных вариантов очистки поверхностей на процесс очистки. Исследования проводились на основе методики, представленной в предыдущем разделе.

В исследовании использовалось хлопковое сырье селекции Хорезм-127 I и III сорт, 2 класса, с исходной влажностью 10,1 %, 13,7 % и содержанием примесей 8,2 %; 10,9 %. Хлопок высушивали естественным способом до 8,0 % в I классе и 8,6 % в III классе. Из высушенного хлопка-волокна были отобраны пробы для исследования. Результаты исследований представлены в таблицах 1–2.

Таблица 1.

Влияние видов колосника на процесс очистки от крупных примесей

Анализируя результаты исследования (таблица 1), можно отметить, что после очистки с установленной колосниковой решеткой по варианту I количество примесей в хлопке составило 4,78 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,28 %, количество свободных волокон – 0,15 %, количество хлопковых частиц в составе примесей, отделенных в процессе очистки, – 3,85 %, а эффективность очистки оборудования составила 41,65 %.

После очистки с установленной колосниковой решеткой по варианту II количество примесей в хлопке составило 4,73 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,26 %, количество свободных волокон – 0,23 %, количество хлопковых частиц в составе примесей, отделенных в процессе очистки, – 3,47 %, а эффективность очистки оборудования составила 42,28 %. После очистителя с колосниковой решеткой по варианту III количество примесей в составе хлопка составило 4,28 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,24 %, количество свободных волокон – 0,10 %, количество кусочков хлопка в составе примесей, отделенных в процессе очистки, – 3,13 %, а эффективность очистки оборудования составила 47,78 %.

После очистителя с колосниковой решеткой по варианту IV количество примесей в хлопке составило 4,46 %, прирост механической поврежденности семян хлопка – 0,28 %, количество свободных волокон – 0,18 %, количество кусочков хлопка в примесях, отделенных в процессе очистки, – 3,68 %, а эффективность очистки оборудования – 45,63 %.

Таблица 2.

Влияние типов колосника на процесс очистки от крупных примесей

Анализируя результаты исследования (таблица 2), можно отметить, что после очистителя с установленной колосниковой решеткой I-го варианта количество примесей в хлопке составило 6,13 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,32 %, количество свободных волокон – 0,19 %, количество хлопковых частиц в примесях, отделенных в процессе очистки, – 4,10 %, а эффективность очистки оборудования составила 43,73 %.

После работы очистителя с установленной колосниковой решеткой II-го варианта количество примесей в хлопке составило 5,94 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,31 %, количество свободных волокон – 0,18 %, количество хлопковых частиц в примесях, отделенных в процессе очистки, – 3,79 %, а эффективность очистки оборудования составила 45,54 %.

После очистки с установленной колосниковой решеткой в III варианте количество примесей в хлопке составило 5,47 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,27 %, количество свободных волокон – 0,15 %, количество хлопковых частиц в отделенных примесях – 3,35 %, эффективность очистки оборудования – 49,85 %.

После очистителя с установленной колосниковой решеткой в IV варианте количество примесей в хлопке составило 5,79 %, увеличение механической поврежденности семян хлопка – 0,33 %, количество свободных волокон – 0,21 %, количество хлопковых частиц в отделенных примесях – 3,97 %, эффективность очистки оборудования – 46,91 %.

В вариантах исследования на эффективность очистки оборудования по сортам хлопка представлено влияние сеток в виде гистограммы на рисунке 2.

 - I сорт 2 класс;    - III сорт 2 класс.

Рисунок 2. Влияние колосниковой решетки на эффективность очистки изучаемых сортов хлопка

Анализ эффективности очистки вариантов колосников (рисунок 1) показывает, что по сравнению с вариантом I с существующей колосниковой решёткой эффективность очистки увеличивается на 0,63 % при использовании варианта II, на 6,13 % при использовании варианта III и на 3,98 % при использовании варианта IV. Увеличение механических повреждений семян было практически одинаковым во всех вариантах.

Заключение. Таким образом, в варианте III эффективность очистки колосниковой решёткой с диаметром гребёнки 15 мм и расстоянием между ними 30 мм, а также расстоянием от вершины зубьев пильного барабана до края колосниковой решётки 17 мм достигается за счёт изменения силы удара, оказываемого на хлопок, в результате увеличения количества гребёнок в них. Также снижается количество хлопкового линта в примесях, отделяемых в процессе очистки, до 0,72 % в I сорте и 0,75 % в III сорте.

Список литературы:

1. Abdullayev Y.B., Usmanov X.S. Foreign technologies and equipment in cotton cleaning // Analysis of modern science and innovation. – 2025. – Vol. 1 (6). – Pp. 144–148.
2. Baker R.V., Boving P.A., Laird J.W. Effects of processing rate on the performance of seed cotton cleaning equipment // Transactions of the ASAE. – 1982. – Vol.  25(1). – Pp. 187–192.
3. Barker G.L. Analysis of seed cotton cleaning efficiency using ginqual. Applied Engineering in Agriculture. – 1991. – Vol. 7(6). – Pp. 667–672.
4. Djurayev M., Hakimov S., Kaldybaev R. Research on an improved cotton cleaner unit // Technical science and innovation. – Vol. 2023(4). –  Pp. 51–54.
5. Hardin R.G., Valco T.D., Byler R.K. Survey of seed cotton cleaning equipment in Mid-South gins // Proceedings of Beltwide Cotton Conferences. – 2011. – Pp. 602–609.
6. Madumarov I. et al. Movement of the trash inside of fiber material when available elastic force of clutch // Engineering. – 2018. – Vol. 10. – № 9. – Pp. 579–587.
7. Mirzaumidov A., Nurillaeva K. Cotton cleaner with multifaceted grates // Scientific and Technical Journal of Namangan Institute of Engineering and Technology. – 2024. – Vol. 9(4). – Pp. 77–82.
8. Murodov O.D.  Influence of the mesh shape of the fine waste cleaner for raw cotton on the cleaning effect // Technology and Quality. – 2021. – No. 2. – Pp. 52–55.
9. Parpiev A., Shorakhmedova M.D., Khabibullayeva D.I.  Study of the deformation of the structure of raw cotton in technological processes // Universum: technical sciences. – 2020. – Row 9-2 (78). – Б. 27–30.
10. Razhabov I., Safoyev A., Agzamov M., Yuldashev D. Cleaner of raw cotton with a screw working body. Saudi Journal of Engineering and Technology. – 2020. – Vol.  5 (10). – Pp. 361–365.
11. Ruzmetov R.I. et al. Modeling of heat exchange processes between raw cotton and coolant in a screw drum // European Science Review. – 2018. – № 5–6. – Pp. 335–338.
12. Siddikov I.K., Khalmatov D.A., Khuzhanazarov U.O., Alimova G.R. System of analytical control and control of technological parameters of cotton-cleaning production // SYSTEM. – 2020. – Vol. 11. – P. 20.
13. Tian X., Zhang W., Zhang H., Dong X., Jiu Y., Zhao Yu and Z. Leaf adhesiveness affects damage to fiber strength during seed cotton cleaning of machine-harvested cotton // Industrial crops and products. – 2017. – Vol. 107. 211–216.
14. Tuychiev T., Madumarov I., Gapparova M., Ismoilov A. Influence of the Direction of Movement of Cotton to Pile Drums on the Cleaning Efficiency // International Scientific Conference on Agricultural Machinery Industry “Interagromash"” – Cham: Springer International Publishing, 2022. – Pp. 2084–2091.
15. Veliev F., Mustafayeva E., Mamontov A., Shevtsov V., Zinchenko S., Rud A. (2021). Development of a procedure for determination of damage to seeds and cotton fibers in cotton cleaning machines // Eureka: Physics and Engineering. – 2021. – Vol. (4). – Pp. 125–133.