CC BY
6
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март, 2020 г.
ВИБРАТОР БЕСШПИНДЕЛЬНОГО ХЛОПКОУБОРОЧНОГО АППАРАТА И ОПТИМИЗАЦИЯ ЕГО ПАРАМЕТРОВ
Урунов Абдухалил Маджидович
канд. техн. наук, Самаркандский государственный университет,
Республика Узбекистан, г. Самарканд E-mail: urunovabduxalil@smail. com
№ 3 (72)
SPINDLE-FREE COTTON-CLEANER VIBRATOR AND OPTIMIZATION
OF ITS PARAMETERS
Abdukhalil Urunov
Cand. tech. Sciences, Samarkand State University, Republic of Uzbekistan, Samarkand
АННОТАЦИЯ
В статье приведены принцип работы серийных хлопкоуборочных машин и новый способ сбора хлопка-сырца из раскрытых коробочек, обеспечивающий сохранение природных технологических свойств и исключение предуборочной дефолиации кустов. Основное отличие от существующих - комплексное воздействие нескольких возмущающих сил: вибрации, ионизации, электростатического поля и воздушных потоков на дольки хлопка-сырца.
ABSTRACT
The article describes the principle of operation of serial cotton pickers and a new method for collecting raw cotton from open boxes, which preserves the natural technological properties and eliminates pre-harvest defoliation of bushes. The main difference between which and the existing ones is the combined effect of several disturbing forces: vibration, ionization, electrostatic field and air flows on the cotton segments.
Ключевые слова: хлопкоуборочная машина, возмущающая сила, способ сбора хлопка-сырца, вибрация, природных технологических свойств.
Keywords: cotton picking machine, disturbing force, method of collecting raw cotton, vibration, natural technological properties.
Известно, что принцип работы серийных хлопкоуборочных машин основан на извлечении долек хлопка-сырца из раскрытых коробочек хлопчатника путем механического воздействия вращающихся вокруг своих осей вертикальных зубчатых рабочих органов шпинделей. При этом для обеспечения контакта рабочих органов с раскрытыми коробочками кусты хлопчатника габаритной шириной 40-50 см принудительно сжимаются в рабочей щели 32-34 мм между противостоящими шпинделями. Извлечение долек хлопка-сырца из коробочек происходит за счет захватывания их зубцами, растяжения и наматывания на цилиндрическую поверхность шпинделей.
Изложенный процесс механического воздействия на хлопок-сырец и другие элементы кустов хлопчатника вызывает отрицательное влияние на технологические свойства собранного хлопка-сырца. Выкалывание зубьев шпинделей в хлопок-сырец при их наматывании на шпиндель может привести к разрыву волокон. Принудительное сжатие кустов хлопчатника в рабочей камере вызывает повреждение их элементов, приводящее к повышению засоренности хлопка-сырца, а также сбивание на землю нераскрытых коробочек.
Кроме того, серийные хлопкоуборочные машины требуют предуборочную дефолиацию хлопчатника с
целью снижения засоренности хлопка-сырца, что отрицательно влияет на экологию.
В связи с вышеизложенным, под руководством д.т.н., профессора Г. Ш. Зокирова, проводятся исследования по созданию хлопкоуборочной машины, обеспечивающей сохранение природных технологических свойств собранного хлопка-сырца и исключение предуборочной дефолиации кустов.
Предложен новый способ сбора хлопка-сырца из раскрытых коробочек, основным отличием которого от существующих является комплексное воздействие нескольких возмущающих сил: вибрации, ионизации, электростатического поля и воздушных потоков на дольки хлопка-сырца.
Возмущающая сила вибрации обеспечивает уменьшение силы связи долек хлопка-сырца со створками коробочек или полное их отделение. Эта сила создается за счет ударного колебательного воздействия рабочего органа вибрационного устройства уборочного аппарата машины - вибратора на нижнюю часть стеблей кустов хлопчатника.
Библиографическое описание: Урунов А.М. Вибратор бесшпиндельного хлопкоуборочного аппарата и оптимизация его параметров // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 3(72). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/903 7
№ 3 (72)
A UNI
лт те)
7universum.com
UNIVERSUM:
технические науки
март, 2020 г.
Вибратор состоит из двух основных частей: ударного рабочего органа и передаточного механизма.
Нами разработаны и экспериментально проверены вибраторы с различными конструкциями рабочих органов и передаточных механизмов.
С целью определения входных параметров движения рабочего органа для синтеза передаточного механизма вибратора были исследованы закономерности передачи частоты и амплитуды рабочего органа на элементы кустов хлопчатника.
Анализ технологического процесса показывает, что эффект воздействия вибратора на кусты хлопчатника оказывает определяющее влияние на показатели работы бесшпиндельного хлопкоуборочного аппарата. Эффект воздействия вибратора в свою очередь зависит от ряда факторов, связанных с его рабочим процессом и конструкцией. Определение оптимального сочетания численных величин этих факторов, обеспечивающего требуемую эффективность воздействия, возможно планированием и проведением многофакторного эксперимента [1, 2].
На основе результатов поисковых однофакторных опытов установлено, что основными факторами, определяющими эффект воздействия вибратора на кусты хлопчатника являются: частота колебания рабочего (ударного) органа вибратора, Гц - х1, амплитуда колебания рабочего органа А, мм - х2 высота точки удара рабочего органа по стеблю куста хлопчатника относительно его основания мм - хз. В качестве критерия оптимизации у, выражающего эффект воздействия вибратора, было принято количество раскрытого хлопка-сырца, уменьшившего связи со створками коробочек или потерявшего эту связь.
В целях исследований и рабочей гипотезы указывалось на необходимость сохранения природных технологических свойств хлопка-сырца при сборе его бесшпиндельным уборочным аппаратом с вибратором кустов хлопчатника. В связи с этим, для определения влияния рабочего процесса бесшпиндельного уборочного аппарата с предлагаемым вибратором на технологические свойства собранного хлопка-сырца были проведены стендовые опыты.
Рисунок 2. Двумерные сечения поверхности отклика при Х2=0
Пмм h
юга +о.5
85
67.5 -as
50 -1
-— J-зз
Т'Ч ч
/Ч
ч / - и,
ч
30
-0.5 40
о
50
♦аэ 60
Да
Лез
Рисунок 1. Двумерные сечения поверхности отклика при Хз=0
Рисунок 3. Двумерные сечения отклика при Хз=0
С поля были срезаны и привезены недеформиро-ванные кусты хлопчатника сорта «Ташкент-1», засеянные на междурядьях 90 см и раскрытые на 65...80%. Часть из них была закреплена на рейке стенда, которой затем сообщено поступательное движение в рабочей камере аппарата с предлагаемым вибратором. С собранного в процессе работы аппарата хлопка-сырца были отобраны образцы (вариант 1) для определения их технологических свойств. С оставшейся части кустов раскрытый хлопок-сырец был собран вручную, из него также были отобраны образцы для анализа (вариант 2).
Образцы хлопка-сырца были переданы для анализа в исследовательскую лабораторию НПО «Хлоп-копром». Лабораторный анализ проводился на приборах ДШ-ЗМ и Жукова в десятикратной повторности. В таблице 1 приведены обработанные статистически результаты анализа. Из таблицы 1 видно, что технологические свойства хлопка-сырца, собранного бесшпиндельным аппаратом с вибратором кустов, почти не отличается от ручного хлопка-сырца. Большее количество коротких волокон (на 0,6%) в хлопке-сырце ручного сбора можно объяснить влиянием механического воздействия рук на волокна при извлечении долек из коробочек.
№ 3 (72)
A UNI
лт те)
7universum.com
UNIVERSUM:
технические науки
март, 2020 г.
Таким образом, рабочий процесс бесшпиндельного уборочного аппарата с вибратором кустов хлопчатника не оказывает отрицательного влияния на
природные технологические свойства собранного хлопка-сырца.
Таблица 1.
Результаты лабораторного анализа образцов хлопка-сырца
Вариант образца Показатели качества
Разрывное усилие, Н Сортность Метрический номер Длина, мм Короткие волокна, % Повреждение семян, %
1 0,041 II 5630 32/33 2,2 0
2 0,041 II 6270 32/33 2,8 0
Область применения указанных факторов, т.е. уровни и интервалы их варьирования установлены с учетом физико-механических свойств и конструктивных требований, связанных с компоновкой вибратора на уборочном аппарате, а также на основе одно-факторных поисковых опытов.
Для выбора нижнего и верхнего уровня варьирования частоты удара вибратора по кусту хлопчатника требовалось проведение поисковых однофакторных опытов. С другой стороны частота удара определяет кинематику и динамику передаточного механизма вибратора, и тем самым влияет на надежность работы последнего. То есть при превышении частоты удара определенной величины, возникающие в звеньях и
кинематических парах силы могут привести к поломке механизма.
Анализ полученных по трем вариантам сочетаний факторов показывает, что в качестве оптимальных могут быть приняты следующие их значения: х1=0,5; х2=-0,5; хз=-0,71.
Планированием и проведением многофакторного эксперимента получены оптимальные параметры воздействия рабочего органа вибратора на кусты хлопчатника, обеспечивающие требуемое входное возмущение стеблей: амплитуда колебаний рабочего органа А=40 мм, частота удара у=25 Гц, высота приложения удара относительно основания кустов И=75 мм.
Список литературы:
1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976, -280 с.
2. Тихомиров В.В. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия, 1974, -262 с.
