TUKLI CHIGITNI TA’MINLASH BARABANINING ISHCHI PARAMETRLARINI ASOSLASH Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК621

TUKLI CHIGITNI TA'MINLASH BARABANINING ISHCHI PARAMETRLARINI

ASOSLASH

Aliyev Elmurod Botirjonovich Umumtexnika fanlari kafedrasi assistenti aliyev. elmurod4343@gmail. com

Mamaxonov Azam Abdumajitovich Umumtexnika fanlari kafedrasi professori [email protected]

Annotatsiya. Maqolada paxta chigitlarning o'ziga xos xususiyatlarini inobatga olgan holda, ta'minlash qurilmasi barabani ishlab chiqilgan.Taklif etilgan barabanning dinamik modeli ishlab chiqilgan. Barabanni tebranma harakatga keltiruvchi prujinalar bikirligini tavsiya qiymatlari berilgan. Prujina bikirligining turli qiymatlarida barabanning burchak siljishni vaqtga bog'liqlik va bikirlik ortishini sterjen tebranish chastotasiga bog'liqlik qonuniyatlari olingan.

Аннотация. В статье с учетом специфических особенностей семян хлопчатника рассматривается разработанной барабан питательного устройства. Танте, разработана динамическая модель предлагаемого барабана. Рекомендуемые значения жесткости пружин, заставляющих вибрационный барабан. При различных значениях жесткости пружины получены законы зависимости углового смещения барабана от времени и зависимости увеличения жесткости от частоты вибрации стержней.

Annotation. In the article, taking into account the specific features of cotton seeds, a drum feeding device is developed. A dynamic model of the proposed drum is developed. Recommended values of the spring stiffness force the vibrating drum. At different values of spring stiffness, laws of dependence of the angular displacement of the drum on time and dependence of the increase in stiffness on the vibration frequency of the rods are obtained.

Kalit so'zlar. Ta'minlash qurilmasi, chigit, baraban, prujina, kesuvchi kuch, kinetik energiya, potensial energiya, inertsiya momenti, bikirlik, tebranish, chastota.

Ключевые слова. устройство питатель, семян, барабан, пружина, сила сдвига, кинетическая энергия, потенциальная энергия, момент инерции, инерция, вибрация, частота.

Key words. feeder device, seeds, drum, spring, shear force, kinetic energy, potential energy, moment of inertia, inertia, vibration, frequency.

Kirish. Bugungi kunda Respublikamizda keng miqyosda yetishtirilayotgan paxta chigiti navlarining o'ziga xos fizik-mexanik xususiyatlarini aniqlagan holda, ta'minlash qurilmalarini yaratish dolzarb ahamiyat kasb etmoqda. Shuningdek mavjud bunker konstruksiyasi va ta'minlash jarayonining chuqur tahlili asosida ta'minlash barabanining resurstejamkor konstruksiyasi ishlab chiqish masalasi ham sohada o'z yechimini kutayotgan muammolardan biri hisoblanadi. Ta'minlash qurilmasining yangi konstruktiv o'zgarishning asosiy maqsadi sifatida bunker ichidagi chigit oqimining uzluksizligi va bir me'yorda ta'minlashi shu bilan birga ish unundorligining yuqori bo'lishiga erishish hisoblanadi. Bugungi kunga qadar chigitni taqsimlash barabani konstruksiyasini ishlab chiqishda qator emprik formulalardan foydalaniladi [1,2,3,4]. Olingan ifodalarda bunkerdan chiquvchi mahsulot doimiy korpus va ta'minlash barabani tutashgan chiqish yuzasi bo'ylab bir xil taqsimlanishini xarakterlaydi. Lekin amalda bunkerdagi mahsulotning ta'minlash barabaniga ta'siri turli yuzalarda turli qiymatni qayd etadi [5].

Chigitni ta'minlagichga ta'sir etuvchi yuklanishlar va qurilmani harakatlantiruvchi quvvat o'rtasidagi muttanosiblikka quyidagi omillar ta'sir etadi [1]:

S bunkerdagi chigit oqimining xarakteri;

S chigitning oquvchanlik xossasi;

S tanlangan bunker shakli;

S bunkerning aniq geometrik o'lchamlari;

S chigit va bunker o'rtasidagi ishqalanish xususiyati;

S ta'minlagich barabani va uning geometrik proporsiyasi;

S bunkerning to'ldirilganlik holati.

Chigitni belgilangan miqdorda eng samarali va ishonchli ta'minlash, ommaviy oqimli barabanli ta'minlagich va bunkerning kombinatsiyalashgan qurilmasi yordamida erishish mumkin. Chigitni taqsimlash bunkerini chigit bilan to'lganlik ko'rsatkichi ham o'z navbatida ta'minlash jarayoniga ta'sir etuvchi muhim omil hisoblanadi.

So'ngi yillarda ta'minlash qurilmalarida oqim qiymatini boshqarish va ularni texnologik talablarga muvofiqlashtrishga keng e'tibor qaratilmoqda [1,2]. Bu esa o'z navbatida bunkerdagi mahsulotni turib qolishini oldini oluvchi turli vibratsion qurilmalarni texnologik tizimga tadbiq etish ehtiyojini yuzaga keltirmoqda. Tebrantiruvchi qurilmaning oddiy konstruksiyasi tebransh kuchini yuzaga keltiruvchi platformadan tashkil topadi. Mahsulot oqimini boshqarish va uni optimal qiymatini ta'minlash, texnologik tizimning ish unumdorlik ko'rsatkichini yuqori bo'lishini ta'minlaydi. Vibratorlar bunker ichidagi mahsulotni chiziqli tebranma harakatlanishini ta'minlab, mahsulotni titrab-sakratish yoki tebranib siljitish vazifalarini amalga oshiradi. Tebranish chastotasi, amplitudasi va tebranish burchaklari vibratorlarning asosiy ishchi parametrlari hisoblanadi. Tebranish kuchini yuzaga keltirishiga mos holda vibratorlar: to'g'ridan to'g'ri va bilvosita ta'sir etuvchi konstruksion tuzilishlarga ega.

To'g'ridan to'gri ta'sir etuvchi vibrator konstruksiyasi markazdan qochma kuch hisobiga tebranishlarni yuzaga keltiradi bu esa o'z navbatida tayanchdagi podshipniklar mustahkamlik ko'rsatkichini yuqori bo'lishi lozimligini anglatadi.

Bilvosita yuzaga keluvchi kuch hisobiga ishlaydigan vibratorlarning ish bajarish imkoniyatlari ta'minlash tizimidagi rezonans xodisasi yoki hususiy tebranish chastotasiga shuningdek, prujina-massa tizimining nisbiy tebranishiga asoslanadi. Ko'p hollarda katta sig'imli bunkerlarda mahsulot chiqish teshigi zonasiga vibratorlar joriy etiladi. Bu esa qo'shimcha harajatlar va energiya sarfini yuqori bo'lishiga sabab bo'ladi.

Reisner [5] tomonidan olib borilgan tadqiqotlar, ta'minlash qurilmasidagi boshlang'ich yuk oqimi nominal ish jarayonidagi yuklanish qiymatidan 2-^4 martagacha katta bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi. Biroq, [1,2] tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, mahsulot oqim yuklanishi ayrim vaqtlarda 4-^8 martagacha ortib ketishi mumkin.

Ta'minlash barabani konstruksiyasini ishlab chiqish. Mahsulot oqimini bir me'yorda uzluksizligini ta'minlash maqsadida tukli chigitni taqsimlash barabani konstruksiyasi ishlab chiqildi (1-rasm). Ta'minlash barabani val 1, trapetsiyasimon shaklli diska 2 va unga payvandlash yo'li bilan mahkamlangan chorak qisimli baraban bo'laklari 3, baraban sirtida joylashgan plankalar 4, barabanlar bo'lak 3 larini orasidagi tirqishlarni yopib turuvchi rezina tiqinlar 5 hamda trapetsiya shaklli sterjenlar og'irlik markazlarini bog'lovchi prujina 6 lardan iborat [7-9].

Konstruksiya quyidagi tartibda harakatlanadi: Val 1 dan harakat trapetsiya shaklli disk 2 orqali baraban 3 sirtida joylashgan plankalar 4 ga uzatiladi. Bunker chiqish teshigidagi chigit qatlami baraban planka 4 lar orqali ma'lum qalinlikda kesib olib, aylanma harakat orqali keying bosqichga uzatiladi. Bu jarayon baraban 3 atrofida joylashgan planka 4 larning har birida takrorlanadi. Chigit qatlamini kesish natijasida yuzaga keluvchi qarshilik kuchi o'z navbatida planka 4 ga ta'sir qilib, uni aylanish harakatiga qarama qarshi tomonga buraydi. O'z navbatida baraban 3ning chorak shakli trapetsiyasimon diska 2ni ham val 1 ga nisbatan aylanish yo'nalishiga teskari tarzda kichik qiymatda deformatsiyalaydi. Bu esa o'z navbatida

trapetsiyasimon shaklli disklar 2 ga mahkamlangan prujinalarning kichik qiymatda birini cho'zilishiga sabab bo'lsa, navbatdagisini siqilishiga sabab bo'ladi. Prujina 6 larning bikirliklari hisobiga yig'ilgan energiya o'z navbatida baraban bo'lagi 3 da joylashgan planka 4 larini kichik qiymatda tebranishini ta'minlaydi.

1-rasm. Tukli chigitni ta'minlash barabani sxemasi

Buning natijasida ilashishda bo'lgan tukli chigit qatlamining tebranishi yuzaga keladi. Bu esa baraban 3 planka 4 lari oraliqlarini chigit bilan to'lish samaradorligini oshiradi. Prujina 6 larning deformatsiyalari natijasida yuzaga keluvchi baraban 3 lar orasida tirqishlar ularga yelimlangan rezina 5 lar orqali doimiy yopib turiladi. Bu esa o'z navbatida chigitni ta'minlash unumdorligi ortishiga va tizimni uzilishlarsiz ishlashiga imkon yaratadi.

Vibratsion baraban ishchi parametrlarini asoslash. 1-rasmdagi taklif etilayotgan ta'minlash barabani tarkibidagi prujinalarning ishalash davomida vibratsion harakatda bo'lishi bunkerdagi tukli chigitni bir me'yorda ta'minlash imkonini berishini qayd etgan edik. Ta'minlash barabani konstruksiyasining prujinalari bikrliklarini aniqlash va barabanning aylanma-tebranma harakat qonuniyatini o'rganish olib borilayotgan tadqiqot maqsadining asosiy mazmunini kasb etadi [6-8]. Quyida 2-rasmda taklif etilayotgan ta'minlash qurilmasi barabanining hisob sxemasi keltirilgan.

2-rasm. Ta'minlash barabanining hisob sxemasi

2-rasmda keltirilgan ta'minlash barabanining hisob sxemasiga muvofiq, baraban chorak qismiga ta'sir etuvchi kuch va moment qiymatlarini quyidagicha ifodalaymiz. Baraban plankasiga ta'sir etuvchu F kuch ta'siridan yuzaga keluvchi tashqi qarshilik momenti Mtni quyidagi ifoda orqali aniqlaymiz:

bu yerda F = Fk — chigit qatlamini kesib oluvchi kuch, N,l = OA = A3, m.

Prujina qarchilik kuchining momenti Mv quyidagi ifoda orqali aniqlanadi [9]:

(1)

(2)

bu yerda FBl —prujinaning elestiklik kuchi.

Hisob sxemada keltirilgan statsionar holatdagi buralish burchagi (pc — qiymatini aniqlaymiz. Buning uchun satikaning muvozanat tenglamasiga muvofiq O nuqtaga nisbatan barabanga ta'sir etuvchi barcha kuchlarning momentlari yig'indisi 0 ga tenglik shartidan foydalanamiz:

u hol da, F -21 — Fgl ■ I — 0, bundan 2 F - Fgl = 0.

—

Elastiklik kuchi: Fgl — c-1 - cosa • tp = 0, bu yerda c — prujinaning bikrlik koeffisiyenti. U holda tashqi yuklanish ta'siridagi ta'minlash barabanining statsionar holatdagi burilish burchagini quyidagicha aniqlash mumkin:

clcosa

Ta'minlash barabanining aylanma harakat differensial tenglamasini tuzamiz:

(3)

(4)

(4) ifodaga muvofiq, barabanning buralish burchagini <p = <p(t) vaqtga bog'liq o'zgarish fqonuniyatini ko'rib chiqamiz. Bunda t = 0: ^(0) = 0, <¡£>(0) = co.

OB sterjenning oz — aylanish o'qiga nisbatan inertsiya momentini quyidagicha aniqlaymiz:

(5)

Agar aylanma harakat burchak tezligi com e'tiborga olsak, B'nuqta massasini m —deb olsak, (6) ifodani quyidagicha yozishimiz mumkin:

(7)

Chigitni ta'minlash jarayoni yuzasidan olib borilgan tadqiqotlar [6-8] tahlilini inobatga olinsa, (7) ifodani quyidagi tartibda yozish mumkin bo'ldai:

L-<p = 2l

^■^■h-^Klib

fiK-C

L£J e A

(8)

Olib borilayotgan tadqiqot maqsadiga muvofiq bunkerdan kelayotgan chigitni kesib oluvchi kuch ta'sirida baraban bir bo'lagi tebranishini ko'rib chiqamiz. Baraban aylanma harakati davomida chigit qatlamini kesuvchi F kuch ta'sirida prujinalar ham deformatsiyalanishi bizga ma'lum. Bu holda baraban bo'lagi kesuvchi kuch va prujinalardagi bikirlik kuchlari ta'sirida tebranma harakatga keladi. Bunda prujinalarda yuzaga keluvchi kuchlarning absissa va ordinate o'qlariga nisbatan teng a burchak ostida deb hisoblasak kuchlarni ushbu o'qqa nisbatan proyeksiyalari quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:

F<n= = c(l-Ideosa

(9)

Baraban bo'lagi va unga ulangan prujinalar tizimi uchun tebranish burchagi <p ning vaqtga bog'liq o'zgarishini ifodalovchi qonuniyatni langranj tenglamasi yordamida aniqlash imkoni mavjud:

U holda tizim uchun kinetik energiya:

Prujinaning potensial energiyasi:

(10)

(11)

Baraban aylanma harakat qilishi natijasida prujinaning uzayishi yoki qisqarishi quyidagicha ifodalanadi:

U holda prujinanig potensial energiyasi:

U holda sistema uchun Langranjning tenglamasini quyidagicha ifodalaymiz [10]:

ri fdT\ 3T . dP dt\d<ß)

(12)

(13)

(14)

Kinetik va potensial energiyalar:

Ekanligini inobatga olsak differrensial tenglama quyidagi ko'rinishni oladi: l<p = 2clr sin<pcos<p = 0

Barabanning valga nisbatan siljish burchagi kichik qiymatda bo'lsa tenglamani quyidagi shaklda yozish mimkin:

(15)

Olingan garmonik tebranish tenglamasini umimiy yechimi quyidagicha:

bu yerda q>0- boshlang'ich amplituda, w —burchak chastotasi, S — boshlang'ich faza. Barabanning burchak chastotasini aniqlasak:

_ \2cl?

~ \J I

w

(17)

Natijalarning o'zaro bog'liqliklarini aniqlash. (17) tenglama orqali ta'minlash barabani bo'lagini prujinalar ta'sirida qanday tebranayotganini ko'rishimiz mumkin. Tebranish chastotasini aniqlashda prujinalarning bikirligi c, baraban bo'lagining massasi m, va uzuligi L orqali aniqlash mumkin bo'ladi. Ayni barabanni me'yoridagi tebranishi baraban plankalari orasini chigit bilan to'lishini, bunkerda turib qolmaslini ta'minlaydi. Bu tebranishlar garmonik xususiyat^egabo'lib, amplitudaviy qiymatlari vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi.

3-rasm. Burchak siljishni vaqtga bog'liqlik grafiklari

Tadqiqot maqsadiga mos holda barabanning geometrik parametrlarini turli qiymatlarida prujinalarinig turli bikirlik qiymatlarida tebranish qonuniyatini vaqtga bog'lanish grafiklarini ko'rib chiqamiz.

Bunker chiqish teshigidagi tukli chigit massasini kesib oluvchi kuch qiymati bunker to'la ya'ni, k = 5m, bo'lganda F = 20 ■ 103/V, baraban bo'lagining balandligi l = 0,25m, massasi

m = 37 kg, prujinaning bikirligi c = 3-10s — (3-rasm, a); c = 3,S-105 — (3-rasm, b);

: = - 1 .ü: — (3-rasm, c) bo'lgan hollarida barabanning o'z valiga nasbatan siljish burchagining

o'zgarish qonuniyati keltirilgan (3.4-rasm). Bu grafiklardan shuni ko'rishimiz mumkinki, prujina bikirligining ortishi bilan tebranish chastotasi ham oshmoqda. Bunday o'zgarish prujina bikirligini ortishi ya'ni qattiqroq bo'lgani sayin tebranishlar soni ortib boradi. Tezroq amalga oshishini ifodalaydi. Har bir tebranish chastotasi va amplituda o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan.

Prujina bikirligi c — 3 ■ 10" — qiymatida baraban siljish burchagi tebranish chastotasi w — 38.93 Hz, amlitudasi Ab — 0,1 rad tashkil etsa, c — 3,5 ■ 10s— qiymatida baraban siljish burchagining tebranish chastotasi w = 42.11Hz , amlitudasi Ab = 0,1 rad; c = 4-105 —

qiymatida baraban siljish burchagining tebranish chastotasi 4-5.02Hz , amlitudasi Ab = 0,1 rad qiymatni tashkil etmoqda.

Tebranishlarni ortishi baraban plankalarni oraliqlarini to'lishini tezlashtirishi va to'lish ko'rsatkichini ta'minlasa, tayanchlarga tushuvchi yuklanish ko'rsatkichini ortib ketishiga sabab bo'ladi.

w, Hz

-,-,-,-,-,-,- C,-2

300 320 340 360 380 400 miTT

4-rasm. Prujina bikirligini ortishini sterjen tebranish chastotasiga bog'liqlik grafigi

4-rasmda prujina bikirligi c ni tebranish chastotasi w ga bog'liqlik grafigi keltirilgan. Grafikdan shuni xulosa qilish mumkinki, prujina bikirkigining ortishi tebranish chastotasini ortishiga sabab bo'ladi.

Xulosa. Ta'minlash qurilmasi uchun vibratsion harakat qiluvchi baraban konstruksiyasi taklif etildi. Baraban konstruksiyasini sxematik hisob sxemesi ishlab chiqilib, mexanik tizim uchun matematik - dinamik model ishlab chiqildi. Olingan dinamik munosabat vibratsion baraban tizimini loyihalash uchun mexanik harakatlarni prognoz qilishda muhim ahamiyatga ega. Bog'lanish grafiklaridan shuni xulosa qilish mumkinki baraban orqali chigit qatlamini kesuvchi kuch F qiymatiga mos ravishda baraban bo'laklarini bir biriga bog'lovchi prujina bikirligini c = 3,5-10:: — bo'lishi, bunda tebranish chastotasi =42.11 Hz , amlitudasi .-!■. = ; ; :■.-..-.' bo'lishi maqsadga muvoviq bo'ladi.

ADABIYOTLAR

1. Jie Guo. Investigation of arching behavior under surcharge pressure in mass-flow bins and stress states at hopper/feeder interface. A thesis submitted in fulfillment of the requirements for the award of the degree of Doctor of Philosophy. School of Engineering The University of Newcastle. April 2014.

2. AW Jenike, Storage and flow of solids. Bull. Univ. of Utah 123 (1964).

3. AW Roberts, in Characterization of bulk solids, D. McGlinchey, Ed. (Blackwell Publishing, CRC Press, 2005), pp. 85-131.

4. EJ Benink, Flow and stress analysis of cohesionless bulk materials in silos, related to codes (Universiteit Twente, Entschede, The Netherlands, 1989).

5. K. Shinohara, Y. Idemitsu, K. Gotoh, T. Tanaka, Mechanism of gravity flow of particles from a hopper. Ind. Most. Chem. Process Des. Dev. 7, 378-383 (1968).

6. Elmurod Aliyev, A'zam Mamaxonov. Paxta chigitni ta'minlash qurilmasi uchun samarali baraban konstruksiyasini ishlab chiqish va ish unumdorligini aniqlash. Mexanika va texnologiya ilmiy texnik jurnali. 2023 yil maxsus son.

7. Elmurod Aliyev, A'zam Mamaxonov. Development of efficient chain transmission construction based on analysis of constructive characteristics of chain drives of technological machines. Scientific and Technical Journal Namangan Institute of Engineering and Technology. Volume 8. Issue 4. 2023. P. 159-169.

8. E.B.Aliyev., A.A.Mamaxonov Chigitni ta'minlash qurilmasining zanjirli uzatmasi parametrlarinihisoblash. Qurilish va ta'lim ilmiy jurnali. volume 2, Issue 3№2 (8) 2024. B:184-191.

9. Geoffrey Burns, Richard Gonzalez. Improving spring-mass parameter estimation in running using nonlinear regression methods. Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, 2200 Bonisteel Blvd, Ann Arbor, MI 48109-2099, USA.