ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ СЕМЯН ХЛОПКА НА КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ СЕТЧАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена очистке семян, которая включает в себя удаление механических примесей (песка, почвы, камней), растительных остатков, сорняков и поврежденных семян с использованием проточного воздуха, сепараторов и других машин. Также приводится теоретический анализ повышения эффективности очистки семян хлопка на колеблющейся сетчатой поверхности. Получено выражение, характеризующее вибрационное перемещение семян на колеблющейся сетчатой поверхности при отделении примесей от семян в зависимости от изменения эксцентриситета. Получены графические траектории отделения примесей от семян, построенные на основе уравнения, связывающего движение семян по поверхности сетки с частотой вибрации.

ABSTRACT

This article focuses on seed cleaning, which involves removing mechanical impurities (sand, soil, stones), plant debris, weeds, and damaged seeds using flowing air, separators, and other machines. A theoretical analysis is also provided to improve the efficiency of cotton seed cleaning on an oscillating mesh surface. An expression is derived that characterizes the vibrational movement of seeds on an oscillating mesh surface during the separation of impurities from the seeds, depending on the change in eccentricity. Graphical trajectories of impurity separation from seeds are obtained, based on an equation relating the movement of seeds on the mesh surface to the vibration frequency.

Ключевые слова: очистка, семян, эксцентритет, вибрация, сила трения, энергия, сила сопротивления, возвратно-поступательное движение.

Keywords: cleaning, seeds, eccentricity, vibration, friction force, energy, drag force, reciprocating motion.

Введение. В мировой практике особое значение приобретает создание сортов хлопчатника с высокими потребительскими характеристиками, подготовка качественных семян, разработка нормативных технологических параметров, положительно влияющих на производственный процесс, создание новых приемов и технологий обработки семян.

Для улучшения качества линта и снижения содержания сорных примесей семена перед линтерованием проходят последовательную очистку на певматческом и механическом очистителях [2].

Методология исследования Очистка семян включается удаление механических примесей (песка, почвы, камней), растительных остатков, сорняков и поврежденных семян с использованием проточного воздуха, сепараторов и других машин.  Этот процесс начинается с предварительной очистки от включений на камнеуловителях, после чего хлопок проходит через специальные аппараты для удаления более легких примесей и поврежденных семян, чтобы получить чистые и волокнистые семена [1; 4; 5].

Качество любой продукции зависит, прежде всего, от качества ее сырья, можно видеть, что уровень совершенствования селекции хлопка, техники и технологии подготовки его семян является важнейшим фактором, влияющим на качество продукции и производство высококачественной текстильной продукции. Соответственно, технология переработки семян хлопчатника, обеспечение продукта в качественном и чистом состоянии, его совершенствование за счет ресурсосберегающих технических решений входят в число актуальных задач, стоящих перед системой.

Результаты и обсуждение Из-за движения семян хлопка по вибрирующей поверхности возникают внешние силы, влияющие на их движение. Здесь сила трения семян хлопка представляет собой силу сопротивления окружающей среды и силу, вызывающую вибрацию. Энергия, затрачиваемая на вибрацию, рассматривается как изменение потенциальной энергии системы, поскольку семена хлопка двигаются поступательно и возвратно-поступательно в горизонтальном положении (рис. 1) [3].

Общая работа, совершаемая семенами на колеблющейся поверхности сетки, определяется как:

                                   (1)

где G-плошадь семян хлопка; -скорость передвижения по поверхности; -плотность среды; - перемещение семян при вибрации; k –коэффициент жесткости; А –амплитуда вибрации.

Поскольку скорость движения очень мала, сопротивление среды в уравнении (1) равно нулю. В этом случае для частицы на вибрирующей сетчатой поверхности справедливо следующее уравнение.

                                                       (2)

где, μ- коэффициент трения; m-весь семян; g-ускорение свободного падения.

Используя уравнения (1) и (2), составляем следующее уравнение:

                                                       (3)

Из равенства (3) определяем амплитуду перемещения семени по поверхности сетки под действием внешней силы:

                                                        (4)

Из данного уравнения графически анализируется амплитуда перемещения семени в результате вибрации на поверхности сетки с использованием зависимости массы семени от ускорения свободного падения и диапазона изменения смещения внешней силой с помощью программы Maple. Связь между частотой колебаний сетки и коэффициентом трения на поверхности семени, определяется с помощью гармонического колебательного движения с одной степенью свободы (рис. 2).

Выразим дифференциальное уравнение движения семени на вибрирующей сетчатой поверхности:

                                          (5)

где:  m –масса семян; μ- коэффициент трения; – коэффициент жесткости;  х– расстояние между семенами при колебательном движении. Решение уравнения (5) определим из выражения в колебательном движении:

                                                     (6)

где е-экстретитент, угловая частотаси время,начальная фаза,

Возьмем производные уравнения (6) по времени и подставим их в выражение (3), чтобы вычислить

                                                   (7)

                                                    (8)

Подставляя уравнения (5), (6) и (7) в выражение (3), определяем выражение зависимости частоты колебаний от показателя степени.

После нескольких изменений приведенных выше уравнений получаем выражение, характеризующее вибрационное перемещение семян на колеблющейся сетчатой поверхности при отделении примесей от семян в зависимости от изменения эксцентриситета:

    (8)

Уравнение (8) является выражением вибродвижения семян на колеблющейся сетчатой поверхности при отделении примесей от семян в зависимости от изменения эксцентриситета. Графический анализ этого уравнения выполнен с помощью программы Maple (рис. 3, 4).

Выводы. На графиках представлены траектории отделения примесей от семян, построенные на основе уравнения, связывающего движение семян по поверхности сетки с частотой вибрации, эксцентриситетом  и амплитудой вибрации. При этом значения показателя степени и значения угловой скорости отражают полное колебательное движение семян по поверхности сетки в процессе отделения примесей от семян, что способствует повышению эффективности отделения примесей от семян.

Список литературы:

1. Мусиров Ш.З. Пахта чигитини тозалашда ноанъанавий усулни қўллаш // «Қорақалпоғистон Республикасида ишлаб чиқариш жараёнларига замонавий технологияларни тадбиқ этишда долзарб муаммолар ва ечимлар» мавзусидаги III-Республика илмий-амалий анжуман материаллари тўплами. –Нукус-2025. – 2025 йил 16 апрель 44–46 б.
2. Справочник по первичной обработки хлопка / под общ. ред. И.Т. Максудова. – Ташкент: Мехнат, 1994. – 565 с.
3. Jumaniyazov, Q., Ismatova, M., Abbazov, I., Kazakova, D. Study on the influence of the cotton storage process on the quality indicators of fiber and yarn // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – Vol. 939 (1), 012053.
4. O’z DSt 596:2014 Семена хлопчатника технические. Технические условия. Узбекское агентство стандартизации, метрологии сертификации. –Ташкент 2014 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lex.uz/docs/4986380 (дата обращения: 29.09.2025).
5. O’z DSt 645:2010 Линт хлопковый. Технические условия. Узбекское агентство стандартизации, метрологии сертификации. – Ташкент 2010. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lex.uz/docs/4999509 (дата обращения: 29.09.2025).