CC BY
2
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНИТЕЛЯ ХЛОПКА В ЭЛАСТИЧНЫЕ КОНТЕЙНЕРЫ Аликулов С.Р.1, Хамроев О.Ж.2
1Аликулов Саттар Рамазанович - доктор технических наук, профессор, 2Хамроев Обид Жонибаевич - кандидат технических наук, доцент, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: рассмотрены методика и результаты экспериментальных исследований процесса уплотнения хлопка-сырца в эластичные контейнеры на хлопкоуборочной машине, обоснованы основные параметры процесса уплотнения, конструктивных элементов уплотнительного механизма.
Ключевые слова: хлопок-сырец, эластичный контейнер, уплотнитель, лапчатый, плотность хлопка, звёздообразный, усилие уплотнения, цикл уплотнения, производительность уплотнителя.
STUDYING THE COMPACTING PROCESS AND PARAMETERS OF COMPALING
COTTON INTO ELASTIC CONTAINERS Alikulov S.R.1, Khamroev O.Zh.2
1Alikulov Sattar Ramazanovich - Doctor of Technical Sciences, Professor; 2Khamroev Obid Zhonibaevich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, KARSHI ENGINEERING AND ECONOMIC INSTITUTE, KARSHI, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the methodology and results of experimental studies of the process of compacting raw cotton into elastic containers on a cotton harvester are considered, the main parameters of the compaction process and the structural elements of the compacting mechanism are substantiated.
Keywords: raw cotton, elastic container, compactor, claw, cotton density, star-shaped, compaction force, compaction cycle, compactor performance.
УДК 631.31
В соответствии с задачами исследования следует уточнить определенные аналитическими исследованиями технологические процессы и основные параметры механизмов лабораторными экспериментальными исследованиями технологический процесс уплотнения и основные параметры уплотнителя хлопка в контейнеры;
Экспериментальные исследования параметров уплотнителя в лабораторных условиях, включали определение:
- ход уплотнителя;
- скорость перемещения уплотнителя вверх;
- расстояние между уплотнительными элементами;
- коэффициенты, учитывающие послойное уплотнение и удлинение контейнера.
- оптимизация основных параметров, обеспечивающих наибольшую плотность хлопка-сырца в контейнере при меньших усилиях уплотнения.
Экспериментальные исследования параметров уплотнителя (рис. 1.) в лабораторных условиях, включали определение:
- наилучшего способа уплотнения и схемы уплотнителя;
- количества n и площади сечения Sn уплотнительных элементов, усилия уплотнения Р;
- высоты первоначальной насыпки хлопка h„ас;
- расстояния между уплотнительным элементом и стенкой контейнера AR;
Рис.1. Схема уплотнителя послойного уплотнения хлопка-сырца в эластичном контейнере. 1-хлопок-сырец, 2-уплотнительные элементы, 3-кронштейн, 4-штокуплотнителя, 5-двухплечий рычаг, 6-направляющие рейки, 7-
гидроцилиндр, 8-ролики.
При проведении экспериментов к процессу уплотнения и уплотнителям предъявлены следующие требования:
-уплотнитель должен перемещаться циклическими движениями в вертикальной плоскости сверху вниз, обеспечивать плотность хлопка в контейнере 160.. .180 кг/м3, габариты уплотнительного механизма должны соответствовать габаритам контейнера;
-уплотнительные элементы должны уплотнять массу хлопка-сырца по периферии контейнера, не препятствовать распределению хлопка--сырца в контейнере. уплотнение должно производиться при наименьших усилиях уплотнения и должно происходить непрерывно по мере заполнения контейнера от дна до горловины.
Для определения наилучшей схемы уплотнителя нами была разработана лабораторная установка для исследования процесса уплотнения хлопка-скрца в контейнере (Рис. 2.).
Рис. 2. Лабораторная установка для исследования процесса уплотнения хлопка-сырца в эластичном контейнере. 1-насосная установка; 2-уплотнитель с контейнером; 3-уплотнительный элемент; 4-наклонный транспортер; 5-прицеп
с хлопком; 6-цульт тензометрировании.
Хлопок из емкости небольшими порциями подается и наклонному транспортеру, который доставляет хлопок в контейнер. Уплотнитель, находящийся в этот момент на дне контейнера начинает уплотнять поступивший хлопок. Благодаря поворотному движению уплотнительных элементов, поступающая масса рапределается равномерно по всей площади контейнера. Гидроцилиндр уплотнителя лабораторной установки приводится действие от насоса гидросистемы.
Технологические процессы уплотнения для всех видов уплотнительных элементов протекают одинаково. Поэтому приводим описание процесса работы одного из трех уплотнителей - уплотнителя лапчатого типа. Уплотнитель работает следующим образом:
- консольная балка со звездообразным кронштейном опускается на дно контейнера;
- фрикционная муфта должна быть отрегулирована на усилие, обеспечивающее требуемое уплотнение;
Когда шток силового цилиндра доходит до верхней точки, усилие передается через двухплечий рычаг, шток и звездообразный кронштейн к уплотнительным элементам. Когда шток силового цилиндра движется к нижней точке, кронштейн поднимается вверх, в это время направляющая втулка воздействует на упор и поднимает тягу, которая поворачавает двухплечий рычаг, а он приводит в движение рейку. Зубчатое полесо, вращаясь, поворачивает храповик и кронштейн. Последний через тягу и втулку передает вращение зведдообразному кронштейну, т.е. к уплотнительным элементем. Уплотнитель тоже после каждого цикла уплотнения поворачивается в горизонтальной плокости.
Таким образом уплотнительные элементы в конце каждого цикла занимают новое положение. При этом смещение последующего места приложения секторовидных уплотнятельных элементов относительно предыдущего выбрано с некоторым перекретием, благодаря чему уплотнение происходит более эффективно, т.к. осуществляется при относительно высоких значениях удельного давленик.
С поступлением хлопковой массы под уплотнительные элементы плотность хлопка повышается и растет усилие сопротивления уплотнешию, которое через звездообразный кронштейн, шток, двухплечий рычаг, консольную балку, рейку и зубчатое колесо передается фрикционной муфте.
Когда усилие сопротивления уплотнения превышает усилие сжатия, создаваемое пружинами фрикциона, консольная балка начинает подниматься вверх по вертикальным направляющим. Этот процесс продолжается до заполнения контейнера, т.е. до выхода из контейнера уплотнительных элементов. Когда уплотнитель поднимается вверх, храповик за счет сжатия пружины пропускает его вверх, а во время замены полного контейнера порожним под действием пружины, заклиниваясь в зубчатые рейки, фиксирует его в этом положении. После замены контейнера через тягу храповик освобождает рейку и консольная балка плавно опускается вниз.
Тензометрированием процесса уплотнения измерялись следующие параметры:
- усилие уплотнения на одной лапе Q , кН;
- усилие уплотнения на штоке гидроцилиндра N, кН:
- угол поворота звездообразного кронштейна в горизонтальной плоскости ^>п, град;
- перемещение консольной балки вверх по вертикальным направляющим "£, мм.
Для определения вышеуказанных величин были изготовлены тензометрические элементы для замеров усилий уплотнения на лапе и штоке гидроцилиндра, а также измерители реохордного типа для определения угла поворота звездообразного кронштейна и величины перемещения консольной балки вверх по вертикальным направляющим.
Тензометрированием процесса уплотнения получены показатели плотности хлопка на четырех уровнях по высоте контейнера. В каждой плоскости тензометрическими датчиками фиксировались усилия на рабочем органе и гидроцилиндре, а также угол поворота и смещение консольной белки, записывались в шестикратной повторности.
В процессе уплотнения под действием усилия уплотнения и массы хлопка сетчатый контейнер удлинялся, а в средней части по высоте диаметр контейнера сужался. Это явление приводит к увеличению коэффициента трения между стенкой контейнера и хлопком, возрастанию бокового давления, что способствует, в свою очередь, увеличению плотности хлопка и уменьшению остаточной деформации.
После каждого опыта фиксировалось время заполнения хлопком контейнера и взвешивалась масса уплотненного хлопка. Плотность хлопка определялась с учетом следующих параметров: диаметр контейнера Dk = 1,1 м; высота контейнера Нк = 1,6 м; объем контейнера ук = 1,5 м3; масса уплотненного хлопка Gx = Go - Gk; масса порожнего контейнера в кг; общая масса контейнера с хлопком Go ,кг
Для достижения требуемых значений плотности при относительно малых усилиях уплотнения в процессе уплотнения предстояло определить следующие параметры уплотнителя:
- количество и размеры уплотнительных элементов;
- усилие уплотнения;
- ход уплотнителя;
- расстояние между уплотнительными элементами;
- высоту первоначальной насыпки,
- расстояние между уплотнительным элементом и стенкой контейнера.
Основными показателями при определении рационального количества и размеров лап являются: производительность уплотнителя, плотность хлопка в контейнере и затраты энергии на уплотнение.
Для проведения экспериментов были изготовлены: звездообразные кронштейн четырех вариантов: двух, трех, четырех и пяти кронштейнные (рис. 3) секторовидные уплотнительные элементы лапчатого типа
(рис.4) семи вариантов по пять штук (№ 1,2,3,4,5,6,7).
4 11
} ^ I
Рис. 3. Варианты звездообразных кронштейнов для крепления уплотнительных элементов.
/ / / / I ! /
Я ±] ±1 ¿1 А ¿1 I]
Рис.4. Секторовидные уплотнительные элементы.
Площадь элементов 8п :
№ 1 = 150 см2; № 2 = 200 см2; № 3 = 300 см2;
№ 4 = 400 см2; № 5 = 500 см2; № 6 = 200 см2; (труба)
№ 7 = 300 см2; (труба).
Лапы № 6 и № 7 изготовлены из металлической трубы d = 14 мм, толщиной 8т = 2 мм, остальные плоские лапы изготовлены из стального листа толщиной 5л= 3 мм.
Были изготовлены звездообразные кронштейн, на которых устанавливались лапы.
Для определения оптимального количества и размеров лап, вначале уплотнитель снабжался двух лапчатым кронштейном с размерами лап от № 1 до № 7. После этого уплотнитель снабжался трех лапчатым кронштейном и опыты повторялись. Выводы
1. Из рассмотренных схем (кольцевой, лопастной, лапчатый) был выбран уплотнитель с лапчатым рабочим органом, обеспечивающий лучшую производительность, требуемую плотность хлопка в контейнере.
2. Лабораторными экспериментами определены следующие параметры уплотнителя лапчатого типа: количество уплотнительных элементов n = 4 шт; площадь сечения лап Sn = 200 см2; угол поворота уплотнителя Ln= 42...450; ход уплотнителя hy = 0,4 м; усилие уплотнения Р = 2,0 кН; расстояние между уплотнительным элементом и стенкой контейнера AR = 0,25 м; высота первоначальной насыпки hHac =
0.5..0,6 м; цикл уплотнения t4 = 5.5,5 с.
Список литературы /References
1. Рашидов Н.Р., Аликулов С.Р. и др. Разработка оборудования к хлопкоуборочной машине для сбора в контейнеры, погрузочно-разгрузочных и транспортных средств длч их транспортировки. Сводный научно-технический отчет по теме 2,8. Янгиюль.1983. 118 с.
2. Alikulov S.R., Jurayev A. Research in compaction of cotton under its pulsed unloading in container trailers and modules of system «Multilift». // Известия ВУЗов. Технические науки. 2001, № 2-4.
3. Alikulov Sattar Ramazanovich, Eshkobilov Olim Kholikulovich. Analyses of the conditions of Cotton Parking in Containers with Flexible Cаsing. GEINTEC GESTAO INOVAKAO E TEXNOLOGIAS (Management,Innovation and Technologies). ISSN: 2237-0722. Vol.11. No.2 (2021). Accepted: 25.07. 2021
4. Alikulov Sattar Ramazanovich, Eshkobilov Olim Kholikulovich. The mexanizm for moving containers on a cotton picker. Annals of Forest Research. Vol.(1.15), 2022,
5. Радкевич В.Е., Юханов Ю.А. Местное уплотнение хлопка. // Хлопковая промышленность. 1977. №2. с. 11-13.
6. Мирошниченко Г.И. Боковое давление при уплотнении хлопка-сырца. В кн. Механическая технология волокнистых материалов. Ташкент. Фан, вып.20.1967. с. 37-41.
7. СССР. № 628644. Контейнер для волокнистых материалов. Глущенко А.Д., Федоров В.А., Матчанов Р.Д. Опубл. в Б.И. 1977. №38.
8. Глущенко А.Д., Сливинский Е.В., Асцатуров С.В. Экспериментальные исследования уплотнения хлопка-сырца в кузовах тракторных самосвальных прицепов. // Механизация хлопководства.1979. №7. с. 13-14.
9. Ямпольский А.Я. Влияние влажности хлопка-сырца на его основные механические свойства. // Хлопковая промышленность. 1962. №4. с. 11-15.
10. Рашидов Н.Р., Аликулов С.Р., Худойбердиев А.А. Выбор способа и схемы уплотнения хлопка в контейнерах. // Механизация хлопководства.1984. №4. с. 10-12.
11. Аликулов С.Р., Худойбердиев А.А. Определение хода уплотнителя хлопка-сырца в эластичных контейнерах. // Механизация хлопководства.1985. №1. с. 11-12.
12. СССР. № 1082105. Контейнер. Рашидов Н.Р., Худойбердиев А.А., Аликулов С,Р. Опубл. в Б.И. 1984. №18.
13.Худойбердиев А.А. Исследование объёма контейнера при контейнерной уборке и транспортировке хлопка-сырца. // Механизация хлопководства.1984. №9. с. 12-13.
