CC BY
10
Лд UNIVERSUM:
№ 8 (89)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_август. 2021 г.
ПОСТРОЕНИЕ РЕГРЕССИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОЦЕССА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ХЛОПКА-СЫРЦА
Усманов Хайрулла Сайдуллаевич
канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: usmanov. khayrulla@mail. ru
Махмудов Юсуф Абдусаидович
канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: yusuf _1963@mail. ru
Холйигитов Шерзод Норбой угли
исследователь,
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: Sher_1993@mail. ru
Амиркулова Мамлакат Ахрор кизи
студент,
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: mamlakan_2001@mail.ru
CONSTRUCTION OF A REGRESSION MODEL FOR THE PROCESS OF VERTICAL CLEANING OF RAW COTTON
Khairulla Usmanov
Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent
Yusuf Makhmudov
Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent
Sherzod Kholyigitov
Researcher
Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent
Mamlakat Аmirkulova
Student,
Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводиться схема и принцип работы разработанного модернизированного хлопкоочистительного агрегата для очистки от сорных примесей хлопка-сырца высоких сортов. Агрегат позволяет значительно уменьшить расход электроэнергии и уход волокна в сорные примеси за счет увеличения вдвое угла охвата сетчатой поверхностью колкового барабана и отсутствия встречных противоточных воздействий на очищаемый хлопок.
Библиографическое описание: ПОСТРОЕНИЕ РЕГРЕССИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОЦЕССА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ХЛОПКА-СЫРЦА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Усманов Х.С. [и др.]. 2021. 8(89). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12211
ABSTRACT
The article describes the scheme and principle of operation of the developed modernized cotton-cleaning unit for cleaning high-grade raw cotton from weeds. The unit allows to significantly reduce power consumption and fiber removal into trash impurities by doubling the angle of coverage by the mesh surface of the peel drum and the absence of counter-countercurrent effects on the cleaned cotton.
Ключевые слова: очистка хлопка, хлопкоочистительный агрегат, сорные примеси, колковый барабан. Keywords: cotton cleaning, cotton-cleaning unit, trash impurities, peel drum.
На хлопкоочистительных заводах, которые входят в состав хлопково-текстильных кластеров в настоящее время для очистки хлопка-сырца от мелких сорных примесей эксплуатируются серийные восьмибара-банные очистители марок СЧ-02, 1ХК и колковые блоки марки ЕН.178 в комплекте поточной линии УХК [1], разработанные в конце 80-х годов прошлого века.
На очистительных машинах 1ХК очистительные секции работают неэффективно, так как рабочий угол контакта колкового барабана и сетчатой поверхности составляет 100о.
Кроме этого в зоне транспортировки хлопка-сырца с одного барабана на другой происходит значительное повреждение хлопка-сырца (особенно при переработке низких сортов) из-за резкого
изменения направления движения хлопка-сырца в следующей секции очистки по ходу процесса.
В схеме модернизированного вертикального хлопкоочистительного агрегата, разработанного авторами, с четырьмя колковыми барабанами, их частота вращения нарастает сверху вниз, начиная с 390 об/мин на первом барабане и до 420 об/мин на четвертом. С целью исключения возврата хлопка на предыдущий колковый барабан, была изменена форма сетчатой поверхности. Эта модернизация позволила устранить забойные ситуации [2 -е.74-78], обеспечила равномерную бесперебойную транспортировку хлопка-сырца по колковым барабанам и сократила количество возврата хлопка-сырца на предыдущие колковые барабаны (Рис.1).
где: 1.Питающие валики; 2. Первый колковый барабан; 3. Сетчатая поверхность; 4. Второй колковый барабан; 5. Третий колковый барабан;6. Четвертый колковый барабан; 7. Сорные шнеки; 8. Выходной патрубок
Рисунок 1. Схема четырехбарабанного вертикального очистителя мелкого сора
Другой конструктивной особенностью вертикального хлопкоочистительного агрета является угол обхвата сетчатой поверхностью колкового барабана.
Если этот показатель при горизонтальной компоновке не првышает значения ад = 100о, то в модернизированном вертикальном очистителе этот показатель
увеличился до ад = 2100, что выше на 2,1 раза полезной площади сетчатых поверхностей серийных очистителей мелкого сора 1ХК. Если при горизонтальной технологии очистки хлопка-сырца от мелких сорных примесей коэффициент эффективности "живого" сечения равен ^=0,25^0,30 [3; с.-143], то в предлагаемом варианте 0,58^0,60.
Для исследования влияния рабочей зоны сетчатой поверхности, межосевого расстояния между двумя колковыми барабанами и производительности лабораторной установки на очистительный эффект по мелкому сору вертикального очистительного агрегата приняты следующие входные и выходные параметры [4].
x1 - рабочая зона сетчатой поверхности, а, градус. В лабораторной установке вертикального хлопкоочистительного агрегата мы приняли максимальное значение рабочей зоны сетчатой поверхности равное 2400 и минимальное значение равное 1800.
x2 - межосевое расстояние между двумя колковыми барабанами, L , мм.
С учетом вылета веера слоя хлопка-сырца из одного колкового барабана к последующему и обеспечения равномерного перемещения его по очистительным секциям нами принято максимальное
значение межосевого расстояния 360 мм, а минимальное значение 340 мм.
x3- производительность, П, т/час. Влияние производительности на очистительный эффект очистителей доказано многочисленными исследованиями, поэтому нами выбраны максимальная производительность установки 7 т/час и минимальная 3 т/час.
При проведении исследований выбран полнофакторный эксперимент [5 -275 с. ] 23 . После выбора основных факторов и уровней их варьирования было определено (Таблица 1), по каким выходным параметрам будет делаться заключение об оценке работы лабораторной установки, а также оптимизировать технологические параметры очистителя. На основании полученных показателей была составлена матрица планирования.
При проведении экспериментов выходным параметром выбран очистительный эффект лабораторной установки (у). Далее строим план матрицы планирования эксперимента, записав в стандартной форме условия проведения эксперимента в виде таблицы, в строках которой записаны данные опытов в столбцах "факторы" в кодовых обозначениях, с реализацией всех возможных сочетаний упорядоченных комбинацией факторов, на основании которых проводим 2 параллельных эксперимента.
Таблица 1.
Основные факторы и уровни варьирования
№ Наименование фактора Код обозначения Истинные значения фактора Диапозон изменения
-1 0 +1
1 Рабочая зона сетчатой поверхности, а, градус. х 1 180 210 240 30
2 Межосевое расстояние между двумя колковыми барабанами, L , мм. х 2 340 350 360 10
3 Производительность, П, т/час. х 3 3 5 7 2
Тогда количество экспериментов будет равно Полный план матрицы планирования приведен в
N = 23 = 8, с учетом количества повторностей т = 2 таблице 2.
обшее количество экспериментов равно N ■ т = 16
Таблица 2.
Полный план матрицы планирования - 2 3
т/р Факторы
Xi, градус X2, % Хз, т/час
1 180 340 3
2 240 340 3
3 180 360 3
4 240 360 3
5 180 340 7
6 240 340 7
7 180 360 7
8 240 360 7
Полученные экспериментальные данные были обработаны на ЭВМ в результате чего были получены регрессионные уравнения.
Для этого были изучены факторы влияющие на максимальное выделение мелких сорных примесей размером менее 10 mm. Результаты экспериментов представлены в таблице 3.
Находим значения коэффициентов регрессии по следующим формулам.
1 N 1 N
Ь =1 у у ь. = - У Х.у
0 / 1 и ? 1 \Т ' ' и '
N
и=1
/к
1 Л
ь = — У X X у
¡1 дт ¿—I и ]и^и ^ и=1
1 N
_XX X у
. . / ¡и /и киуи ^ и=1
(1)
После определения коэффициентов запишем кодированные изменяемые уравнения регрессии.
к к к у = Ьо+у Ьгхг +У ЬчX X/ + У ь IX XXI
¡=1 ¡<1 ¡< Ч<1
(2)
Для проведения расчетов значений коэффициентов определяем средние значения из таблицы. Среднее значение:
Ьо = ^ У
ср1 + Уср2 + Уср3 + Уср4 + Уср5 + У ср6 + Уср7 + Уср8 )= 53,2271
Рассмотрим линейные значения коэффициентов
Ь =-( ХцУср1 + х12Уср2 + х13Уср3 + + хУр + ^бУс^б + + Х8 Усъ ) = 2,2063
Ь2 — 1 (^21 ~Уср + Х^^У ср2 + ^2зУ^срз + + Х^^У ср5 + Х^^У ср6 + Х^^ ср + Х^^У ср8 ) — 2,1854
Ьз — 1 ( Х31 + ^32 ~У ср 2 + Х33 ~У срз + ^34 У^ср4 + Х35 + Х36У ср6 + Х37У ср-] + ^38 У^ср8 ) — 2,3812
Таблица 3.
Матрица планирования, экспериментальные и расчетные показатели
№ опыта Промежуточные значения факторов Очистительный эффект установки, уг Уи ¥Яи Л0(%)
Х1 Х2 Х3 у ¡1 у ¡2
1 - - - 54,3333 55,0667 54,7000 0,2689 55,396 1,2561
2 + - - 60,4667 60,1333 60,3000 0,0556 60,192 - 0,1800
3 - + - 51,4667 51,1333 51,3000 0,0556 51,408 0,2107
4 + + - 56,4667 55,8000 56,1333 0,2222 55,438 - 1,2552
5 - - + 53,4333 52,0667 52,7500 0,9339 52,054 - 1,3367
6 + - + 54,4667 53,3333 53,9000 0,6422 54,008 0,2006
7 - + + 45,8333 44,8333 45,3333 0,5000 45,225 - 0,2395
8 + + + 51,7667 51,0333 51,4000 0,2689 52,096 1,3357
Рассмотрим нелинейные значения коэффициентов:
Ь12 = 1 (х11 Х21УсЛ + Х12 Х22УУР2 + Х13Х33УУР3 + Х14Х34УУР4 + Х15 х25 У УР5 + Х16 Х26 УУРб + Х17 Х27 УУР7 + Х18 Х28У УЛ )= 0
Ь23 = ~ (х21 Х31 Уср + Х22Х32Уср2 + Х23Х33У СР3 + Х24Х34УсР4 + Х25Х35 УсР5 + Х26Х36УсРб + Х27Х37 УсР7 + Х28Х38УсРв ) = _0
Ьц23 (хцХ21 Х31УсД + Х^2Х22Х32 Уср2 + Х13Х23Х33 Уср + Х14Х24Х34 Уср4 + Х15Х25 Х35 Уср5 + Х^Х26Х36 Уср6 +
Х17 Х27Х37 УсЛ + Х18Х28Х38 Уср8
)= 0,7104
В этом случае принимаем многофакторную модель:
Уд = Ь0 + Ьх + Ь2х2 + Ь3х3 + Ь2-*1-*2 +
+¿13 -Хз + Ь23 Х2 Х3 + Ъ123 Х1Х2 Х3
(3)
Для представления модели в окончательном виде используем критерий Стьюдента. Проверяем значимость коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента. Предварительно все коэффициенты регрессии рассчитываются при одинаковом доверительном диапазоне^.
- 1 N
5 2( у) =1Е 52 ( у) = 0,0022153;
^ и=1
5(у) = у/5(у) = д/0,0022153 = 0,0166406
АЪ = ^ = 2,12 ■ °,0166406 = 0,0497735
т ^ л/8
Табличное значение коэффициента Стьюдента берем из справочника:
Р0, / (5„) = N (т-1)
= ^ [Рд = 0,95;/ = 8■ (3-1) = 16] = 2,12.
При условии, когда коэффициенты регрессии выше доверительного коэффициента, тогда они считаются значимыми.
Из полученных результатов видно, что расчетные
значения коэффициентов Ъ0, Ъх, Ъ2, Ъ3, Ъх 2, Ъ 23 > АЬ
выше табличных значений, поэтому все они принимаются значимыми. Согласно этих условий коэффициенты ¿13 и ¿23 являются не значимыми.
В результате получаем следующую модель:
У* = 53,2271 + 2,2063х1 -2,1854х2 -2,3813х3 + +0,5188х1х2 +0,7104 х1х2 х3
(4)
Для проверки адекватности модели используем формулу критерия Фишера. Для этого сравним экспериментальные и расчетные данные выходного фактора (Таблица 4).
С учетом значимых коэффициентов N=6,
имеем: 52 (у) =
над Уу '
Е (уи - уш )2
N - к-1
= 1,98
Таблица 4.
Значения
и=1
Уи
у*и у и - у*
55,396 -0,696
60,192 0,108
51,408 -0,108
55,438 0,696
52,054 0,696
54,008 -0,108
45,225 0,108
52,096 -0,696
(Уи - Уяи}
54,7 60,3 51,3 56,1
52.8
53.9
45.3
51.4
0,484 0,012 0,012 0,484 0,484 0,012 0,012 0,484
Е
и =1
1,984
и
Полученное значение больше значения 52 (у) = 0,3684 , поэтому расчетное значение критерия определяем по формуле:
Р* = 51 / 52 = 5,3845 .
Находим табличное значение коэффициента Фишера:
Рр = 0,95;/(52) = 16, /(&)= 4] = 5,85. (5)
Так как из условия, ^ < Гт, то модель считается адекватной.
Выводы: В связи с повсеместным переходом на машинный сбор хлопка-сырца в хлопково-текстиль-ных кластерах необходимо модернизировать очистительное оборудование хлопкозаводов, так как существующее оборудование морально и физически устарело.
Разработан очиститель мелкого сора вертикального способа очистки на котором значительно уменьшились нагрузки на электрические двигатели, вследствии чего суммарная потребляемая мощности машины составил W=6 kWt. Экономия электроэнергии составила 50% по сравнению с существующим очистителем (12 kWt). Металлоемкость модернизированного очистителя мелкого сора составила
№ 8 (89)
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
август, 2021 г.
2480 kg, что на 20% меньше эксплуатируемого очистителя хлопка от мелких сорных примесей марки
образца инновационного агрегата с вертикальной компоновкой колково-планчатых барабанов. Определено, что при межосевом расстоянии между двумя колковыми барабанами не превышающей значения 350 тт при производительности установки 5 t/chas достигается наиболее соответствующее значение очистительного эффекта машины равное 56%.
1ХК.
Разработан лабораторный образец хлопко -очистительного агрегата. На основании полнофакторных регресионных уравнений определены рациональные параметры производственного
Список литературы:
1. Usmanov Kh.S., Yu.A. Makhmudov M.A. Gapparova Technological features of cotton cleaning in cotton-textile clusters of Uzbekistan Materials of the XVI International scientific and practical Conference Areas of scientific thought - 2019, December 30, 2019 - January 7, 2020: Sheffield. -226-229 pp.
2. Усманов Х.С., Sobirov I.K., Khaitbaev Kh.Kh Calculation of force effects on cotton fly during cleaning on vertical cleaner International scientific and practical Conference Modern views and research - 2021, January-February, 2021: Egham.Independent Publishing Network Ltd -14, pp. 74-78 DOI: http://doi.org/10.37057/E_7.
3. Г.И. Мирошниченко «Основы проектирования машин первичной обработки хлопка--сырца». М. Машиностроение, 1972, с.-143.
4. Усманов Х.С., Аббазов И.З., Мардонов Б.М., Ходжиев М.Т., Тангиров А.Э., Сирожиддинов Ф.Н. Программа создания трехфакторной регрессионной модели № DGU 06855 Свидетельство об официальной регистрации програтты для электронных-вычислительных машин от 01.07.2019 года.
5. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976. -275 с.
