CC BY
0TEXNOLOGIYA
UDK 623.165
QATTIQ MAISHIY CHIQINDILAR SOLINGAN PAKETLARNI PARCHALASH MASHINASI ISH JARAYONINI FIZIK MODELLASHTIRISH UCHUN O'XSHASHLIK
MEZONLARINI ISHLAB CHIQISH
Xankelov Tavbay Karshiyevich Toshkent davlat transport universiteti, professor, xankelovt9@gmail.com
Muxamedova Nafisa Baxodirovna Toshkent davlat transport universiteti, katta o'qituvchi, nafisa8828muxamedova@gmail.com
Annotatsiya. Maqola paketga solingan qattiq maishiy chiqindi(QMCH)larni parchalash jarayonini modellashtirish uchun asos bo'ladigan o'xshashlik mezonlarini ishlab chiqishga mo'ljallangan. O'xshashlik mezonlarini ishlab chiqishda mexanika qonunlari va fizik modellashtirishning o'lchamlar tahlili usuli qo'llanilgan. Ishlab chiqilgan o'xshashlik mezonlari paket parchalash mashinasini loyihalash, hisoblash va ishlab chiqarish uchun asos bo'ladi.
Аннотация. Статья посвящена разработке критериев подобия для моделирования процесса разрывания пакетов для твердых бытовых отходов. При разработке критериев подобия использованы следствия законов механики и метод анализа размерностей физического моделирования процессов. Разработанные критерии подобия могут быть использованы при проектировании, расчета и при производстве разрывателей пакетов.
Abstract. The article is devoted to the development of similarity criteria for modeling the process of tearing bags for municipal solid waste. When developing the similarity criterion, the consequences of the laws of mechanics and the method of dimensional analysis of physical modeling of processes are used. The developed similarity criteria can be used in the design, calculation and production of bag breakers.
Kalit so'zlar: Qattiq maishiy chiqindilar, paket parchalash mashinasi, o'xshashlik mezoni, fizik modellashtirish.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, машина для разрывания пакетов, критерии подобия, физическое моделирование.
Key words: municipal solid waste, machine for tearing bags, similarity criteria, physical modeling.
Kirish: Hozirgi paytda polietilen paketlardan nafaqat mahsulotarni qadoqlashda, balkim hosil bo'lgan maishiy chiqindilarni qadoqlashda va ulardan maishiy chiqindilar qabul qilish punktlariga eltishda ham foydalaniladi.QMCHlarning atrof-muhitga bo'lgan zararli ta'sirini kamaytirish maqsadida maishiy chiqindilarni qayta ishlashdan oldin QMCH solingan paketlarni parchalash hamda paketlardagi maishiy chiqindilardan ikkilamchi xom-ashyo sifatida foydalanish dolzarb vazifa bo'lib qolmoqda.Ma'lumki, QMCH solingan paketlarni parchalash operatsiyasi QMCHlarni kompleks qayta ishlash tizimida bog'lovchi zveno hisoblanadi, shuning uchun ko'p rivojlangan davlatlarda maishiy chiqindilar solingan paketlarni yuqori samaradorlikka va moslashuvchanlikka ega bo'lgan hamda maishiy chiqindilar xossalarini hisobga oladigan paketlarni parchalaydigan mashinalarni yaratish va ishlab chiqarish masalalariga alohida e'tibor qaratilmoqda.
Hozirgi paytda xorijiy ilmiy markazlar tomonidan yuqori samaradorlikka ega bo'lgan paket parchalash mashinalarini yaratish va ularni QMCHlarni kompleks qayta ishlash texnologik sxemasiga maishiy chiqindilar xossalarini, yig'ish usulini, to'planish hajmlarini, aholi daromadini, geografik joylashuvini va boshqa omillarni hisobga olgan holda joriy qilish muhim
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
ahamiyat kasb etadi. Ushbu masalada halq xo'jaligi uchun o'ta muhim bo'lgan va energiya va material sig'imi ko'rsatkichlari kam bo'lgan yuqori ish unumdorlikka ega bo'lgan paketlarni parchalash mashinalarini hisoblash va loyihalash masalalari muhim o'rin tutadi. Shunday qilib, paket parchalash mashinasi asosiy konstruktiv va texnologik parametrlarini aniqlash va asoslash nazariy va amaliy tadqiqotlarning ustuvor yo'nalishlari hisoblanadi.
QMCHlarni maydalash jarayonlarini tadqiq qilish, maydalagichlarning konstruktiv va texnologik parametrlarini asoslash, ekspluatatsion sharoitlar va maydalanyotgan material xossalaridan kelib chiqqan xolda maydalash mashinalarini tanlash, QMCHlarni kompleks saralash stansiyalarida ratsional kompanovka asosida joylashtirish masalalari bilan Ya.L.Shubov [1], A.N.Mirniy [2], V.I.Balovnev [3], A.N.Gonopolskiy[4], B.V.Klushansev[5], T.Q.Xankelov[6] kabi olimlar shug'ullanishgan. Ammo, yuqorida ismi shariflari keltirilgan olimlar ilmiy-tadqiqotlari paket parchalash mashinasi yordamida QMCH solingan paketlarni parchalash jarayonlarini tadqiq qilish va mashina asosiy konstruktiv va texnologik parametrlarini asoslash masalalariga bag'ishlanmagan.
Asosiy qism:
Paketlarni parchalash jarayonida mashina ishchi organi bilan paketning ta'sirlashishi asosida paydo bo'ladigan deformatsiya va kuchlanishlar orasidagi bog'lanishlarni jarayon reologik modellari ochib beradi. Paketlarni parchalash jarayoni reologik medeli 1-rasmda keltirilgan.
ö
1-rasm. QMCHlarni parchalash jarayoni sxemasi va reologik modeli
QMCHlarni parchalash jarayonini tavsiflovchi umumiy o'xshashlik mezonlarini olishda elastik-yopishqoq-plastik modeldan foydalanilgan. (ye) materialning kuch ta'siri ostida jadallik shakl o'zgarishini ifodalaydi (yop) va (q) zvenolar QMCH komponentlarining qattiq-plastik va yopishqoqlik xossalarining namoyon bo'lishini imitatsiya qiladi.
=T =T +T (1)
X e q yop \ '
bu yerda rz - tangensial kuchlanishlar yig'indisi, MPa; ze -tangensial deformatsiyaning
qattiq plastik tashkil etuvchisi MPa.
Paket parchalash mashinasi ishchi oranining QMCH solingan paket bilan ta'sirlashish jarayonida paydo bo'ladigan tangensial kuchlanishlarni parchalash jarayoni reologik modelidan kelib chiqqan holda ikkita zonaga ajratish mumkin:
elastik deformatsiya zonasi-bu yerda kuchlanish quyidagicha aniqlanadi
t = AG (2)
bu yerda r -elastik deformatsiya zonasidagi tangensial kuchlanish, MPa; y-siljish deformatsiyasi, MPa; G -siljish moduli, MPa.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
Plastik deformatsiya zonasidagi tangensial kuchlanish
t = y1G1 + rp! (3)
bu yerda yx -plastik deformatsiyalar zonasidagi siljish deformatsiyasi, MPa; G -plastik deformatsiyalar zonasidagi siljish moduli, MPa; rpl- plastik deformatsiyalar zonasidagi
tangensial kuchlanishlar, MPa.
QMCH komponentlari orasida ishqalanish va ilashish kuchlari mavjud bo'lgan Kulon-Morning plastik muhiti sifatida tasvirlangan.
Parchalashga qarshilik kuchi va parchalash mashinasi quvvatini aniqlaymiz.
Parchalashga qarshilik kuchi
P = —£ (4)
bu yerda l2 -paket parchalash mashinasi ishchi organining QMCH komponentlari bilan
ta'sirlashish yuzasi, m .
Parchalash jarayonining amalga oshirish uchun zarur bo'lgan quvvat miqdori
N = ImPfR (5)
Ishchi organ oldidagi kuchlanish qiymati Kulon-Mor nazariyasi asosida quyidagicha aniqlanadi
t = otgp + G (6)
3. O'xshashlik shartlarini ifodalovchi o'xshashlik mezonlarini (1)-(6) tenglamalardan integral analoglar usuli va mexanika qonunlaridan foydalanilgan holda topamiz.
t t t t P
P = —, P = —P =—, P* = P5 = —, P^ (7)
?G rfix Tpi c —Ylm
bu yerda
P - elastik deformatsiya zonasidagi tangensial kuchlarning siljishga qarshilik qiluvchi kuchlarga nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezoni;
P2 - plastik deformatsiya zonasidagi tangensial kuchlarning siljishga qarshilik qiluvchi kuchlarga nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezonlari;
P3 - plastik deformatsiya zonasidagi tangensial kuchlarning plastik kuchlarga bo'lgan nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezonlari;
/'4 - simpleks mezon bo'lib, normal a va tangensial r kuchlanishlar orasidagi chiziqli bog'lanishni ifodalaydi;
P5 - tangensial kuchlarning ilashish kuchlariga bo'lgan nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezoni;
P6 - normal kuchlarning siljish kuchlariga bo'lgan nisbatini ifodalovchi o'xshashlik
mezoni.
QMCHlarni parchalash jarayonini ifodalovchi qo'shimcha o'xshashlik mezonlarini o'lchamlar tahlili usulidan foydalangan topamiz[7].
Paket parchalash mashinasi ish unumdorligi to'g'ridan-to'g'ri keyingi bosqichdagi ish jarayonlari ish unumdorligiga, qolaversa QMCHlarni kompleks qayta ishlashga mo'ljallangan saralash stansiyasi ish unumdorligiga ta'sir qiladi. QMCH solingan paketlarni parchalash jarayonini amalga oshiruvchi mashina ish unumdorligi ko'p sonli omillarga bog'liq bo'lib, ularning ichida asosiylari quyidagilar: mashina quvvati parchalash darajasi va qayta ishlanayotgan material turi. Bizning holatda, qayta ishlanayotgan material turi aniq, hamda parchalash darajasi ham oldindan aniq.QMCHlarni maydalash darajasi taxminan 2 ga teng
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
bo'lganligi uchun bir pog'onali maydalashni amalga oshirish yetarli. Chunki bir pog'onali maydalashda eng ko'pi bilan uchga teng bo'lgan maydalash darajasini amalga oshirish mumkin.
Ma'lum bir chegaralar va farazlar qabul qilingandan keyin pichoqli paket parchalash ish unumdorligini aniqlash formulasini quyidagi funksional bog'lanish ko'rinishda yozamiz.
Q = ç(D,n ,N,a,L , a, 5 , l ,g), (8)
bu yerda D QMCH solingan paketlarni parchalash mashinasi vali diametri, m; n -QMCH solingan paket parchalash mashinasi vali aylanish chastotasi, s-1; N - paket parchalash
2 3
mashinasi quvvati, kgm /c a -kolosnikli panjara tirqishi o'lchami, m; L - paket parchalash mashinasi vali eni, m; a -pichoqlar tomonidan paketlarni kesish burchagi, gradus; 5 - QMCH solingan paket hajmiy og'irligi, kg/m3 l -val eni, g - erkin tushish tezlanishi, m/c2.
Mazkur jarayon uchun o'xshashlik mezonlarini topamiz. Bizning holatda jarayonni tavsiflovchi n = 10. Ko'rib chiqilayotgan kattaliklardan a-paketlarni parchalash burchagi avtomatik ravishda o'xshashlik mezoni hisoblanadi [8]. Qolgan 10-1=9 ta kattaliklar o'lchov birliklari 3 ta asosiy o'lchov birliklari orqali ifodalanadi: massa-M, uzunlik-L, vaqt-Г.
Ushbu kattaliklar o'lchov birliklari formulalarini yozib chiqamiz. [d] = [l] = [l] = [a] = L, [Q]=MT 1, [n] = T 1, [N]= ML2T 3, [g] = LT 2, [5] = ML'3.
Jarayonni tavsiflovchi o'xshashlik mezonlarini topish uchun bazaviy kattaliklarni tanlash zarur. Tanlangan bazaviy kattaliklarga barcha asosiy o'lchov birliklarini kiritish zarur. Bizning holatda asosiy o'lchov birliklariga ega bo'lgan 3 ta 5.D, g (m = 3) kattaliklarni qabul qilamiz.
U holda 9-3=6 ta o'xshashlik mezonlarini topamiz. P8 mezonni topish uchun masalan, Q parametr o'lchov birligini kasr suratiga yozamiz mahrajiga esa S,D,g kattaliklar o'lchov birliklari ko'paytmasini yozamiz va o'lchov birliklarining noma'lum darajasi ko'rsatkichlarini llj , n2, Lb lar bilan belgilaymiz.
(MT "y , (9)
7 (ML )a (L)a2(LT-2 )a3 Daraja ko'rsatkichlarini kasr surati va mahrija mos o'lchov birliklari bir biriga tenglashtirib aniqlaymiz va a = 1, a = 2,5 a3 = 0,5 lar uchun
r (MT-1)1
7 (ML3)1(L)25(LT-2)0'5 . O'lchov birliklari o'rniga fizik kattaliklar belgilarini qo'yamiz va o'xshashlik mezonining yakuniy holatiga ega bo'lamiz.
^7= Dw W
Shu yo'l bilan qolgan o'xshashlik mezonlarini topamiz.
p=nD0L p=L p =L P =a p =a p = N
p g05 Dp10 Dpi1 Dp12 a pi3 5D35g05 ' p - hajmiy kuchlarning og'irlik kuchlariga nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezoni; p - inersiya kuchlarining og'irlik kuchlarina bo'lgan nisbatini ifodalovchi o'xshashlik mezoni;
po-simpleks mezoni bo'lib, val enining diametriga nisbatini ifodalaydi; p J -simpleks mezoni bo'lib, ishchi organ pichoqlari uzunligining val diametriga nisbatini ifodalaydi;
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
P12-simpleks mezoni bo'lib, kolosnikli panjara tirqishi enining val diametriga nisbatini ifodalaydi;
P13 -normal va tangensial kuchlar orasidagi burchakni ifodalovchi o'xshashlik mezoni.
Muhit xossalarini saqlagan holda eksperimental tadqiqotlar olib borilganda ilashish kuchlari, QMCH komponentlari orasidagi ichki ishqalanish burchaklari va QMCH komponentlari ishchi organ pichoqlari orasidagi tashqi ishqalanish burchaklari saqlanib qoladi. Bundan tashqari, elastik va plastik zonalardagi tangensial kuchlar nisbatlari bir xilligi saqlangan holda taqribiy fizik modellashtirish sharoitlarida eksperimentlar o'tkaziladi. Bu shartlarda o'lchamlar tahlili usulidan foydalanib aniqlangan mezonlar bizni qiziqtiradi. U holda mezonlar tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi.
Q nD05 L l a
-= ^-iTT" ,a,— ,— ,— , (11)
5D2 5 g0 5 g0'5 D D D Tenglama tahlili shuni ko'rsatadiki, parchalash jarayoniga 6 ta o'xshashlik mezoni ta'sir qilishi va bu jarayonning ko'p omilligi va murakkabligi, uni soddalashtirishni talab qiladi. Agarda biz mashina konstruksiyasi, material xossalari va mashina geometrik o'lchamlari orasidagi munosabatlarni hisobga oladigan bo'lsak, u xolda, L l a
P =—, P„ =—, P, =—, P9 = a, kabi o'xshashlik mezonlarini ma'lum aniq qiymatlarda
9 D, io D, и D, 1.
belgilaydigan bo'lsak, P7 va P8 o'xshashlik mezonlari orasida to'g'ri proporsional bog'lanish mavjud degan bashoratni ilgari sursak, u holda
Q = k ■ ^ Q = k ■ nD3 (12)
cr^2,5 0,5 0,5
oD , g , g ,
Xulosa: olib borilgan tadqiqotlar asosida ishlab chiqilgan o'xshashlik mezonlari paket parchalash jarayonini fizik modellashtirish va shuning natijasi o'laroq paket parchalash mashinasi fizik modelini yaratish va shu asosda natural o'lchamdagi mashina asosiy parametrlarini aniqlash hamda ratsional konstruksiyaga ega bo'lgan paket parchalash mashinasini yaratish imkonini beradi.
ADABIYOTLAR
1. Щубов Л.Я. Схемы механической сортировки отходов(анализ технологий)//Твердые бытовые отходы.2012,№3, С.14-25.
2. Мирный А.Н. Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов. Чистый город. М., 1998, № 1, С.8-15.
3. Баловнев В.И. Оптимизация и выбор инновационных систем и процессов транспортно-технологических машин: Учебное пособие.-М.: ТЕХГОЛИГРАФЦЕНТР,2014. -392с.
4. Гонопольский А.М. и др.Технология пульповой переработки и удаления пищевых отходов из мест их образования//Экология и промышленность России, 2014(12).С.4-7.
5. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкция. Расчет. Особенности эксплуатации.-М.: Машиностроение, 1990.-320с.
6. Ханкелов Т.К., Турсунов Ш.С., Эшназарова Л.Г., Нишанов А.А. Математическая модель процесса дробления твердых бытовых отходов // Вестник ТАДИ,2018, №4.-С.3-7.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
