CC BY
14ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПИТАТЕЛЯ ПИЛЬНОГО ДЖИНА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ
ОЧИСТИТЕЛЬНОГО ЭФФЕКТА 1 2 Рахманов Х. К. , Муродова И. Н.
1Рахманов Хайридин Кодирович /Rakhmanov Khayridin Kodirovich - доктор технических наук,
профессор;
2Муродова Истат Нуруллаевна /Murodova Istat Nurullaevna - старший преподаватель, кафедра технологии и оборудования, инженерно-технический факультет,
Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: для создания новых конструкций технологических машин на основе исследования динамики машинных агрегатов необходимы новые технические решения, учитывающие внутренние и внешние нагрузки. В данной статье приведены математические модели движения хлопка внутри барабанного питателя. Представлена формула для определения длины колков барабана. Составлено дифференциальное уравнение, позволяющее получить закономерности изменения частоты вращения барабанов с учетом диссипативных свойств передач, позволяющее определить рациональные значения динамических параметров приводов. Ключевые слова: джин, питатель, барабан, летучка, шнек, валик, мягкие примеси, ткань, натяжение, хлопок.
Питатель входит в общий комплекс джинной установки и обеспечивает равномерную подачу хлопка-сырца в рабочую камеру джина, тщательное разрыхление и дополнительную очистку его от сорных примесей перед процессом джинирования. По назначению в технологическом процессе питатели делятся на питатели-рыхлители и питатели очистители хлопка-сырца от мелкого и крупного сора, по количеству рабочих барабанов на однобарабанные и многобарабанные [1, с. 149].
Однобарабанные питатели предназначены главным образом для рыхления и равномерной подачи хлопка в рабочую камеру джина. Конструкции однобарабанных питателей несложны по устройству, удобны в обслуживании и ремонте, но имеют очистительный эффект по мелкому сору всего 5-6% [4, с. 169].
а) б)
Рис. 1. Питатель хлопка-сырца и расчетная схема движения хлопка на поверхности колка барабана; 1 - питающие валики, 2 - приемный колковый барабан, 3 - сетчатый поверхность, 4 - выпускной барабан, 5 - лоток, 6 - транспортёр
К питателям пильных джинов предъявляются следующие технологические требования: хлопок-сырец перед поступлением в рабочую камеру джина должен быть разрыхлен до своих первичных структурных составных частей - долек и летучек; в его составе не должно быть случайно попавшей примеси; поток хлопка-сырца, подаваемый в рабочую камеру джина, должен обладать высокой степенью равномерности как по времени, так и по ширине питателя, в питателе не должно быть образования пороков волокна, дробленности семян и ухода летучек в сор.
Для обеспечения вышеуказанных показателей нами предложено модернизированный барабанный колковый питатель [1, 2].
Предлагаемая нами конструкция питателя рис. 1 (а) работает в следующем порядке. Хлопок-сырец распределительным шнеком направляется в шахту, а из нее поступает в питатель джина. Питающие валики 1, получая вращение навстречу друг другу от питающего механизма, захватывают хлопок из шахты и равномерным слоем подают его к приемному колковому барабану 2, который, разрыхлив хлопок, протаскивает его по сетчатой поверхности 3, очищает хлопок-сырец от мелких сорных примесей и подает его выпускному барабану 4. Последний выпускной барабан 4 выполняет функцию уловителя мягких примесей. Конструктивно он представляет собой вал диаметром 50-70 мм с радиально расположенными специальными колками. В составе хлопка-сырца кроме крупного и мелкого сора имеются случайно попавшие во время сбора в него посторонние примеси ( ткань кусочки полиэтилена и т.д.). Последние, внедряясь в массу хлопка, своими специальными длинными колками зацепляют мягкие примеси, которые наматываются на вал малого диаметра и периодически очищаются. Сорные примеси, выделенные через отверстия сетчатой поверхности, собираются на дне корпуса питателя и выводятся сорным транспортером 6 из машины. По лотку 5 хлопок-сырец направляется в рабочую камеру джина.
Для исследования процесса очистки хлопка-сырца от случайно попавших т мягких примесей нами изучена теоретическая модель движения примесей на поверхности колка барабана. Для вдержки мягких примесей на поверхности колка барабана возникают силы натяжения Тн, которые имеет две составлявшие Т1, Т2 на криволинейной поверхности колка. На основании теоретической модели можно получить следующее дифференциальное уравнение [3, 5].
тЬ ~ /к^-5-й (1)
- - ^-^По" - ^ [-Р (/Оо - /)] - т(*0 -5)„» (2)
Здесь: ^-коэффициент трения между тканью и колком; коэффициент трения между нитью и слоем хлопка;
ю- угловая скорость барабана.
После решения уравнения (2) численным методом при 1=0.25, а=п, т=0.12г, Я=0.25м получим следующую зависимость
Рис. 2. Кривая, определяющая перемещения ткани во времени от значения силы натяжения
Т1=1.2Т2 =0.046Н
По анализу полученных расчетов можно выбрать длину колков барабана.
При проектировании колкового барабана важным является обеспечить его уравновешенность, а также необходимую прочность и жесткость таких его деталей, как вал и колковая планка.
Расположение деталей барабана при его проектировании должно быть таким, чтобы он был статически и динамически уравновешен. Вследствие неточности изготовления и сборки, а также неоднородности материала, в большинстве случаев барабаны неуравновешенны, что при их значительном весе и больших угловых скоростях может вызвать не только дополнительные вредные нагрузки на подшипниках, но и вибрации всего питателя, а это приведет к прежде временному износу и поломкам. Однако, исследования показали, что неравномерность вращения колковых барабанов не только приводит к поломкам, но и намного уменьшает улавливающие способности барабана, а также уменьшает очистительный эффект питателя. В связи с этим, для выявления изменение нагрузки на рабочие органы, одновременно нами была изучена динамика вращающих органов с учетом диссипативных характеристик передачи.
Расчетная схема для изучения неравномерности вращения рабочих органов с учетом массы движения хлопка внутри питателя приведена на рис. 1 (б). Движение хлопка внутри питателя состоит из шести частей. Из них первая, третья и пятая совершаются на поверхности колковых барабанов, а вторая, четвертая и шестая - с отрывом от колковых барабанов.
На основе расчетной схемы составлены дифференциальные уравнения движения хлопка по поверхности колкового барабана [2, с. 134].
При решении уравнений (2) и (3) использовался численный метод Рунге-Кутта [4, с. 123] для дифференциального уравнения второго порядка вида
_ Л д _ р Г д д). После решения уравнения численным методом получим графики
Л2 1
изменения частоты вращения колковых барабанов с учетом параметров системы и диссипативных характеристик передач (рис. 3).
Рис. 3. График изменения частоты вращения полковых барабанов
где Ктр - коэффициент трения между хлопком и колками барабана; К - коэффициент пропорциональности;
(0 и ( - угол захвата и сброса хлопка колками барабана;
® - частота вращения колкового барабана;
с-1; т - масса хлопка, кг; К - радиус колкового барабана, м;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
t - время, с.
На основе анализа полученных результатов исследований установлено, что для эффективной работы барабанного питателя, обеспечивающей его улавливающие способности от мягких примесей и равномерной подачи хлопка в рабочую камеру заданной производительности, необходимо уменьшить неравномерности вращения колковых барабанов путем оптимизации упруго-диссипативных параметров передачи.
Литература
1. Рахманов X. К. Разработка рациональной технологии распределения хлопка-сырца при его складировании: Дис... канд. техн. наук. Ташкент, 1996. с. 107.
2. Джураев А. Моделирование динамики машинных агрегатов хлопкоперерабатывающих машин. Ташкент: Фан, 1984. С. 128-139.
3. Джураев А. Динамика рабочих механизмов хлопкоперерабатывающих машин. Ташкент: Фан, 1987. С. 168-178.
4. Туранов Х. Т. Колебание и нагруженность составных валов барабанного типа некоторых хлопковых машин. Ташкент: Фан, 1982. С. 165-170.
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Попов А. М.
Попов Александр Михайлович /Popov Aleksandr Mihajlovich - кандидат технических наук,
доцент, кафедра высшей математики, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: для достижения требуемых характеристик в измерительный комплекс вводится структурная избыточность - один и тот же процесс регистрируется несколькими измерительными приборами. В условиях большого объема данных необходимо в автоматизированном режиме вовремя обнаружить момент выхода одного или нескольких приборов из строя. В статье рассмотрен простой способ периодического контроля надежности измерительной системы на основе синхронных данных. Для решения указанной задачи показания приборов в одни и те же моменты времени изучаются двумя способами: более точным - осреднением трех наблюдений и более устойчивым - взятием выборочной медианы из трех наблюдений. Затем, изучая меру согласия указанных выше статистик, принимается решение об исправности одного из приборов измерительной системы. Ключевые слова: экспоненциально модифицированное распределение Гаусса, структурная избыточность, непараметрический коэффициент асимметрии.
Для достижения требуемых характеристик в измерительный комплекс вводится структурная избыточность - один и тот же процесс регистрируется несколькими измерительными приборами. При этом используются датчики с различной частотой дискретизации, точностью и надежностью.
В самом простом случае приборы не имеют динамической погрешности, и результат измерений представляет собой массивы независимых в совокупности наблюдений, выполненных в различные промежутки времени.
В условиях большого объема данных необходимо в автоматизированном режиме вовремя обнаружить момент выхода одного или нескольких приборов из строя. Для решения указанной задачи можно изучить показания приборов в одни и те же моменты времени двумя способами: более точным - осреднением трех наблюдений и более устойчивым - взятием выборочной медианы из трех наблюдений. Затем, изучая меру согласия указанных выше статистик, принять решение об исправности одного из приборов измерительной системы.
Рассмотрим, для примера, эксперимент с тремя приборами, осуществляющими измерения за t± = 2, t2 = 3 и t3 = 5 минимальных тактов t. Одномоментным наблюдениям будут соответствовать элементы массивов с номерами кЛ /15\
k2J = C -^loJ.C EN, (1)
где коэффициенты kt равны частному от деления наименьшего общего кратного
30 30
чисел НОК(2,3,5) = 30 на t. А именно, при C = 1: ki= — = 15, k2 = — = 10,
30 30 30 30
k3 = — = 6, при C = 2: ki= 2 — = 30, k2 = 2 — = 20, k3 = 2 — =12 и т. д.
