➤

Dynamics of machine units of saw gin with seed retractor device and condenser with pulse air stream

Abstract

Topicality and demand of the subject of dissertation. One of the key problems of complex measures of anti-crisis program, worked out under the guidance of the President of the Republic of Uzbekistan Islam Karimov, is - «...In the first turn, further acceleration of modernization, technical and technological re-equipment of enterprises, wide-range implementation of modem flexible technologies. This, first of all, concerns basic fields of economy branches, export-oriented and localized productions. The problem is set - to accelerate the programs of modernization, technical and technological re-equipment of production, conversion to international quality standards; this will allow to provide for solid position in both foreign and domestic market
Conversion to market economy arises in Uzbekistan one of the most important problems - to increasing a competitiveness of cotton product. Necessary condition of its solution is considerably improving the condition of salable product of fiber with optimal quality characteristics; fiber being the basic product of cotton-cleaning industry. So, technical re-equipment, provision of modem engineering and technology, development of mobile, operating and meeting market requirements competitive production - arc the most important strategic problems of cotton-cleaning industry by resolution of the Cabinet of Ministers of third of april 2007 year №70 «On the program of modernization and reconstruction of ginneries in the period 2007-2011».
In existing production lines the halt of any machine of the line leads to downtime of the whole complex or to operating the parallclly installed equipment with increased load. The first case is accompanied with free-running operation of coupled equipment (at short-term downtime) or with additional time necessary to clean coupled machines and startup of the complex after the halt. In the second case while operating with increased (above-standard) workload, the quality of cotton product becomes poor and resource-saving of technological machines is lower. All of these testify to reasonability of carrying out investigations on the development of machine units which meet requirements in productivity of machine configuration in terms of compatibility, dimensions and, finally, resource and energy saving.
Competitiveness of output product in market conditions is determined by its quality and cost, specified first of all by expenditures on its manufacturing. In manufacturing of a fiber lowering the production expenses in cotton plants may be achieved due to increase in efficiency, regular work of saw gins and cleaning effect of a condenser. Stability of operation of saw gins and condensers mainly depends on uniform feeding of cotton; here the importance of a feeder is very high. Improvement of existing saw gins and condensers, from the point of view of productivity increase and cleaning effect together with the least energy-consumption on the basis of known technical solutions, has practically exhausted all its possibilities; so the search of the means should be done on the basis of principally new unconventional technical solutions. Here arises a necessity to work out a feeder which will provide loosening, cotton cleaning before ginning and its uniform feeding into working chamber with specified production capacity and provision of required quality of fiber. To fulfill compatibility of machine units of a feeder and working chamber of saw gin in dimensions and production capacity it is necessary to work out a new structure of working chamber. So, development of dynamics of machine units of the processes of uniform feeding, ginning and cleaning of fiber in condenser with minimal energy-consumption presents an urgent problem; this thesis is devoted to the solution of this problem.
Purpose of reseach is a development on the basis of studies of the dynamics of machine units of new structures of saw gin and condenser, which satisfy requirements of productivity, compatibility and energy-consumption and conservation, meeting the requirements in cotton fiber quality.
Scientific novelty of dissertational reasearch consists in the following:
two-drum pin feeder, working chamber of saw gin with seed retractor device and consenscr with pulse air stream; methods and program software of calculation of dynamic processes, occuring in structures of machines of saw ginning have been worked out (675, 2354, IAP 02992, IAP 04037, FAP 00536, FAP 00589);
the regularities of changes of quality characteristics of fiber, seed and productivity of saw gin and fiber condenser in relation to characteristics of seed retractor pipe and pulsator have been revealed, allowing to rationally choose the modes and parameters of machines for cotton cleaning and ginning;
the regularities of changes in roller loading of 156-saw cylinder, seed retractor pipe and screw have been determined, as well as their cutoff rotation frequencies with account of technological resistance in working organs of gin, which allow to choose its dynamic and structural parameters;
mathematical model of machine units “feeder - saw gin - fiber condenser” has been worked out; it provides less energy-consumption and cost price of cotton fiber in processing of cotton.
Conclusion
On the basis of carried out theoretical and experimental study on elaboration of new generation of machines of primary processing of cotton the following conclusions and recommendations were formed:
1. Analytical review of literature and study of machine operation in cottonprocessing industry allow to reveal that according to existing technologic regulations scientific grounds and structures of working machines were developed. But the problem of efficiency increase of the system «cotton cleaning - saw ginning and fiber cleaning in condenser» as machine units insuring significant increase in productivity under least power consumption per the unit of product remains an actual one. Directions of investigations on development of new feeder -cleaner with uniform feeding of cotton into saw gin of working chamber with additional retraction of seed and fiber condenser with inclusion of pulse air stream into technologic cycle were determined.
2. Structure of gin feeder with two successive pin drums and gauze surfaces, covering them, was substantiated; design-technological scheme of operation, dynamic and mathematical models were worked out; differential equations of motion of machine unit of a feeder were drawn. With Gauss-Zaydel method on criterion of the longest pass of cotton along gauze surface and experiments conducted on laboratory-stand device some rational parameters of a feeder. Worked out algorithm and design program allow to recommend the drive.
3. By mathematical simulation of the motion of cotton segments and seeds in working chamber of saw gin it was stated that an assessment of operation productivity may be conducted on the basis of study of regularities of changes of their tangential velocities. Gin structure with reduced step of location of saw disks on the shaft and working chamber with seed retractor device, which consists of hollow rotating cylinder pipe with longitudinal slits and screw, located inside the pipe, was worked out. Rational geometric and kinematic parameters were established.
4. Dynamic and mathematical models of machine unit of saw gin with seed retractor device were built, different characteristics of the system «engine - executive machine» were analyzed. Calculations show that to provide uniform rotation of saw gin, elastic dissipative parameters of a drive.
5. On the basis of the Method of finite elements in the form of displacements, the methods of determination of force, strength factors and critical velocities of working shaft of cotton-processing machines were developed and recommended for engineering calculations. On the example of calculations of new gin 5DP-156 with seed retractor device, design studies in assessment of strength of the shaft of saw cylinder, seed retractor pipe and screw were carried out and it was stated that recommended parameters meet requirements of strength of similar structures.
6. On the basis of the method of linear programming some production resources of machines were calculated; they allow to decrease power consumption and hence to provide resource-saving due to optimal number of machines of different technologic purpose under the best quality characteristics of fiber in length 33,71mm, and output 33,92%. Using the method of planning of full-factor experiment of 2n type CKP experimental studies of assessment of productivity of worked out two-drum pin feeder together with saw gin were conducted and nine equations of regression to determine productivity of operation of a feeder and gin, fiber length, dirt in raw cotton, fiber output and so on were drawn at three levels of saw gin extensions and frequency of rotation of seed retractor pipe; optimal parameters of the latter were calculated as respectively X]=5l,97»52mm and *2=388,4 min1» 400 min’1. Here productivity of feeder in cotton reaches 7000 kg/hour, and saw gin in fiber - 2242 kg/hour, fiber length is 33,71mm.
7. Calculations on estimation of efficiency of application of a gin with seed retractor device in production line of processing of poorly cleaned growth of mediumstaple cotton, show 1,1 kWt or 2,9% decrease in specific energy-content per unit of product (fiber) in comparison with industrial gin - 5DP-130, with experimental industrial gin - DPZ-180 - 0,9 kWt or 2,7% decrease and with the best foreign sample -«Continental eagle» 10,92 kWt or 28,7% decrease. At rational composition of technological succession from transfer conveyor of cotton to bend transporter for fiber bales on one program of processing of 30000 ton of raw cotton per year, power consumption decreases from 480,5 down to 407,7 kWt due to increase in productivity from 12% to 50%, and economic benefit is 96,5 mln.soum.
8. Design-technological scheme and design program of motion of fiber ball on the surface of gauze drum were worked out, rational values of frequency of rotation of shutters of pulsator - 370 min , suction force of fiber - Рвтах=0,245 H and ratio of areas of shutters and pipeline - 0,7 of fiber condenser with pulse air stream were determined. Here minimal mass part of defects and dirt admixture in fiber were revealed at total relative velocity S’=l 1,87 m/s. Worked out algorithm and design program of the dynamics of machine unit of fiber condenser K.VVB with pulse air stream allow to recommend the moments of inertia - 35=0,003056; 36=0,05915 kg-m2; drive stiffness - C/=66,0275; C2=147,63; Сз=113,204; C4=13,518 Hm/rad, which ensure minimal power consumption and non-uniformity of rotation of gauze drum. As a result an additional cleaning effect (13%) is reached.
So, scientific grounds of the solution of the problem of development of machine units of two-drum feeder, saw gin with seed retractor device and fiber condenser with pulse air stream arc considered in the thesis; their implementation would contribute greatly into modernization of the branch of processing of raw cotton and would increase the competitiveness of the product of cotton-cleaning production.

Source type: Abstracts
Years of coverage from 1992
inLibrary
Google Scholar
Catalog of abstracts
Issue:
Branch of knowledge
CC BY f
1-76
42

Downloads

Download data is not yet available.
To share
Download
Mukhammadiev Д. (2023). Dynamics of machine units of saw gin with seed retractor device and condenser with pulse air stream. Catalog of Abstracts, 1(1), 1–76. Retrieved from https://www.inlibrary.uz/index.php/autoabstract/article/view/33753
1
Citations
Crossref
Сrossref
Scopus
Scopus
Google
Google

Keywords:

saw gin / kinematic and design scheme / engine assembly / engine cylinder saw / angular velocity / mathematical model

Abstract

Topicality and demand of the subject of dissertation. One of the key problems of complex measures of anti-crisis program, worked out under the guidance of the President of the Republic of Uzbekistan Islam Karimov, is - «...In the first turn, further acceleration of modernization, technical and technological re-equipment of enterprises, wide-range implementation of modem flexible technologies. This, first of all, concerns basic fields of economy branches, export-oriented and localized productions. The problem is set - to accelerate the programs of modernization, technical and technological re-equipment of production, conversion to international quality standards; this will allow to provide for solid position in both foreign and domestic market
Conversion to market economy arises in Uzbekistan one of the most important problems - to increasing a competitiveness of cotton product. Necessary condition of its solution is considerably improving the condition of salable product of fiber with optimal quality characteristics; fiber being the basic product of cotton-cleaning industry. So, technical re-equipment, provision of modem engineering and technology, development of mobile, operating and meeting market requirements competitive production - arc the most important strategic problems of cotton-cleaning industry by resolution of the Cabinet of Ministers of third of april 2007 year №70 «On the program of modernization and reconstruction of ginneries in the period 2007-2011».
In existing production lines the halt of any machine of the line leads to downtime of the whole complex or to operating the parallclly installed equipment with increased load. The first case is accompanied with free-running operation of coupled equipment (at short-term downtime) or with additional time necessary to clean coupled machines and startup of the complex after the halt. In the second case while operating with increased (above-standard) workload, the quality of cotton product becomes poor and resource-saving of technological machines is lower. All of these testify to reasonability of carrying out investigations on the development of machine units which meet requirements in productivity of machine configuration in terms of compatibility, dimensions and, finally, resource and energy saving.
Competitiveness of output product in market conditions is determined by its quality and cost, specified first of all by expenditures on its manufacturing. In manufacturing of a fiber lowering the production expenses in cotton plants may be achieved due to increase in efficiency, regular work of saw gins and cleaning effect of a condenser. Stability of operation of saw gins and condensers mainly depends on uniform feeding of cotton; here the importance of a feeder is very high. Improvement of existing saw gins and condensers, from the point of view of productivity increase and cleaning effect together with the least energy-consumption on the basis of known technical solutions, has practically exhausted all its possibilities; so the search of the means should be done on the basis of principally new unconventional technical solutions. Here arises a necessity to work out a feeder which will provide loosening, cotton cleaning before ginning and its uniform feeding into working chamber with specified production capacity and provision of required quality of fiber. To fulfill compatibility of machine units of a feeder and working chamber of saw gin in dimensions and production capacity it is necessary to work out a new structure of working chamber. So, development of dynamics of machine units of the processes of uniform feeding, ginning and cleaning of fiber in condenser with minimal energy-consumption presents an urgent problem; this thesis is devoted to the solution of this problem.
Purpose of reseach is a development on the basis of studies of the dynamics of machine units of new structures of saw gin and condenser, which satisfy requirements of productivity, compatibility and energy-consumption and conservation, meeting the requirements in cotton fiber quality.
Scientific novelty of dissertational reasearch consists in the following:
two-drum pin feeder, working chamber of saw gin with seed retractor device and consenscr with pulse air stream; methods and program software of calculation of dynamic processes, occuring in structures of machines of saw ginning have been worked out (675, 2354, IAP 02992, IAP 04037, FAP 00536, FAP 00589);
the regularities of changes of quality characteristics of fiber, seed and productivity of saw gin and fiber condenser in relation to characteristics of seed retractor pipe and pulsator have been revealed, allowing to rationally choose the modes and parameters of machines for cotton cleaning and ginning;
the regularities of changes in roller loading of 156-saw cylinder, seed retractor pipe and screw have been determined, as well as their cutoff rotation frequencies with account of technological resistance in working organs of gin, which allow to choose its dynamic and structural parameters;
mathematical model of machine units “feeder - saw gin - fiber condenser” has been worked out; it provides less energy-consumption and cost price of cotton fiber in processing of cotton.
Conclusion
On the basis of carried out theoretical and experimental study on elaboration of new generation of machines of primary processing of cotton the following conclusions and recommendations were formed:
1. Analytical review of literature and study of machine operation in cottonprocessing industry allow to reveal that according to existing technologic regulations scientific grounds and structures of working machines were developed. But the problem of efficiency increase of the system «cotton cleaning - saw ginning and fiber cleaning in condenser» as machine units insuring significant increase in productivity under least power consumption per the unit of product remains an actual one. Directions of investigations on development of new feeder -cleaner with uniform feeding of cotton into saw gin of working chamber with additional retraction of seed and fiber condenser with inclusion of pulse air stream into technologic cycle were determined.
2. Structure of gin feeder with two successive pin drums and gauze surfaces, covering them, was substantiated; design-technological scheme of operation, dynamic and mathematical models were worked out; differential equations of motion of machine unit of a feeder were drawn. With Gauss-Zaydel method on criterion of the longest pass of cotton along gauze surface and experiments conducted on laboratory-stand device some rational parameters of a feeder. Worked out algorithm and design program allow to recommend the drive.
3. By mathematical simulation of the motion of cotton segments and seeds in working chamber of saw gin it was stated that an assessment of operation productivity may be conducted on the basis of study of regularities of changes of their tangential velocities. Gin structure with reduced step of location of saw disks on the shaft and working chamber with seed retractor device, which consists of hollow rotating cylinder pipe with longitudinal slits and screw, located inside the pipe, was worked out. Rational geometric and kinematic parameters were established.
4. Dynamic and mathematical models of machine unit of saw gin with seed retractor device were built, different characteristics of the system «engine - executive machine» were analyzed. Calculations show that to provide uniform rotation of saw gin, elastic dissipative parameters of a drive.
5. On the basis of the Method of finite elements in the form of displacements, the methods of determination of force, strength factors and critical velocities of working shaft of cotton-processing machines were developed and recommended for engineering calculations. On the example of calculations of new gin 5DP-156 with seed retractor device, design studies in assessment of strength of the shaft of saw cylinder, seed retractor pipe and screw were carried out and it was stated that recommended parameters meet requirements of strength of similar structures.
6. On the basis of the method of linear programming some production resources of machines were calculated; they allow to decrease power consumption and hence to provide resource-saving due to optimal number of machines of different technologic purpose under the best quality characteristics of fiber in length 33,71mm, and output 33,92%. Using the method of planning of full-factor experiment of 2n type CKP experimental studies of assessment of productivity of worked out two-drum pin feeder together with saw gin were conducted and nine equations of regression to determine productivity of operation of a feeder and gin, fiber length, dirt in raw cotton, fiber output and so on were drawn at three levels of saw gin extensions and frequency of rotation of seed retractor pipe; optimal parameters of the latter were calculated as respectively X]=5l,97»52mm and *2=388,4 min1» 400 min’1. Here productivity of feeder in cotton reaches 7000 kg/hour, and saw gin in fiber - 2242 kg/hour, fiber length is 33,71mm.
7. Calculations on estimation of efficiency of application of a gin with seed retractor device in production line of processing of poorly cleaned growth of mediumstaple cotton, show 1,1 kWt or 2,9% decrease in specific energy-content per unit of product (fiber) in comparison with industrial gin - 5DP-130, with experimental industrial gin - DPZ-180 - 0,9 kWt or 2,7% decrease and with the best foreign sample -«Continental eagle» 10,92 kWt or 28,7% decrease. At rational composition of technological succession from transfer conveyor of cotton to bend transporter for fiber bales on one program of processing of 30000 ton of raw cotton per year, power consumption decreases from 480,5 down to 407,7 kWt due to increase in productivity from 12% to 50%, and economic benefit is 96,5 mln.soum.
8. Design-technological scheme and design program of motion of fiber ball on the surface of gauze drum were worked out, rational values of frequency of rotation of shutters of pulsator - 370 min , suction force of fiber - Рвтах=0,245 H and ratio of areas of shutters and pipeline - 0,7 of fiber condenser with pulse air stream were determined. Here minimal mass part of defects and dirt admixture in fiber were revealed at total relative velocity S’=l 1,87 m/s. Worked out algorithm and design program of the dynamics of machine unit of fiber condenser K.VVB with pulse air stream allow to recommend the moments of inertia - 35=0,003056; 36=0,05915 kg-m2; drive stiffness - C/=66,0275; C2=147,63; Сз=113,204; C4=13,518 Hm/rad, which ensure minimal power consumption and non-uniformity of rotation of gauze drum. As a result an additional cleaning effect (13%) is reached.
So, scientific grounds of the solution of the problem of development of machine units of two-drum feeder, saw gin with seed retractor device and fiber condenser with pulse air stream arc considered in the thesis; their implementation would contribute greatly into modernization of the branch of processing of raw cotton and would increase the competitiveness of the product of cotton-cleaning production.


background image

ТОШКЕНТ ТЎҚИМАЧИЛИК ВА ЕНГИЛ САНОАТ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

16.07.2013.Т.06.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

________________________________________________________________

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС

ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ ТЎҚИМАЧИЛИК ВА ЕНГИЛ САНОАТ ИНСТИТУТИ





МУХАММАДИЕВ ДАВЛАТ МУСТАФАЕВИЧ




ЧИГИТНИ ЧИҚАРУВЧИ ҚУРИЛМАЛИ АРРАЛИ ЖИН ВА

ПУЛЬСЛОВЧИ ҲАВО ОҚИМЛИ КОНДЕНСОР МАШИНА

АГРЕГАТЛАРИ ДИНАМИКАСИ



05.02.03 – Технологик машиналар. Роботлар, мехатроника ва робототехник тизимлар

(техника фанлари)







ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ









Тошкент

2014


background image

2

УДК 621.01:677.21

Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Сontents of the abstract of doctor's dissertation

Мухаммадиев Давлат Мустафаевич
Чигитни чиқарувчи қурилмали аррали жин ва пульсловчи
ҳаво оқимли конденсор машина агрегатлари динамикаси ……


3

Мухаммадиев Давлат Мустафаевич
Динамика машинных агрегатов пильного джина с
семяотводящим устройством и конденсора с
пульсирующим потоком ………………………………………..



26

Mukhammadiev Davlat
Dynamics of machine units of saw gin with seed retractor
device and condenser with pulse air stream ………………………


49

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works....................................................................


71



background image

3

ТОШКЕНТ ТЎҚИМАЧИЛИК ВА ЕНГИЛ САНОАТ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

16.07.2013.Т.06.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

________________________________________________________________

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС

ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ ТЎҚИМАЧИЛИК ВА ЕНГИЛ САНОАТ ИНСТИТУТИ





МУХАММАДИЕВ ДАВЛАТ МУСТАФАЕВИЧ




ЧИГИТНИ ЧИҚАРУВЧИ ҚУРИЛМАЛИ АРРАЛИ ЖИН ВА

ПУЛЬСЛОВЧИ ҲАВО ОҚИМЛИ КОНДЕНСОР МАШИНА

АГРЕГАТЛАРИ ДИНАМИКАСИ



05.02.03 – Технологик машиналар. Роботлар, мехатроника ва робототехник тизимлар

(техника фанлари)







ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ










Тошкент

2014


background image

4

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар

Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида 30.09.2014/В2014.5.Т319 рақам
билан рўйхатга олинган.

Докторлик диссертацияси

Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академияси Механика ва

иншоотлар сейсмик мустаҳкамлиги институтида

бажарилган.

Докторлик диссертациясининг тўла матни Тошкент тўқимачилик ва енгил саноат

институти ҳузуридаги Фан доктори илмий даражасини берувчи 16.07.2013.Т.06.01 рақамли
илмий кенгаш веб-саҳифасида www.titli.uz манзилига жойлаштирилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) веб-саҳифада

www.titli.uz

манзилига

ва

“ZiyoNet”

Ахборот-таълим

порталида

www.ziyonet.uz

манзилига

жойлаштирилган.

Илмий

маслаҳатчи:

Рахматқориев Шавкат Убайдуллаевич,

техника фанлари доктори, профессор

Расмий

оппонентлар:

Джураев Анвар Джураевич,

техника фанлари доктори, профессор

Алимухамедов Шавкат Пирмухамедович,

техника фанлари доктори, профессор

Рахмонов Хайриддин Қодирович,

техника фанлари доктори

Етакчи

ташкилот:

Нaмaнгaн муҳaндислик-технология институти

Диссертация ҳимояси Тошкент тўқимачилик ва енгил саноат институти ҳузуридаги

16.07.2013.Т.06.01 рақамли илмий кенгашнинг «25» декабр 2014 й. соат 10

00

даги мажлисида бўлиб

ўтади. (Манзил: 100100, Тошкент ш., Шоҳжаҳон, 5, тел. (+99871)- 253-06-06, 253-08-08, факс: 253-36-
17; e-mail:titlp_info@edu.uz)

Докторлик диссертацияси билан Тошкент тўқимачилик ва енгил саноат институтининг

Ахборот-ресурс марказида танишиш мумкин (02 рақам билан рўйхатга олинган). Манзил: 100100,
Тошкент ш., Шоҳжаҳон, 5, тел. (+99871)- 253-06-06, 253-08-08.

Диссертация автореферати 2014 йил «22» ноябрда тарқатилди.

(2014 йил «22»ноябрдаги № 02 рақамли реестр баѐнномаси)

К. Жуманиязов,

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш раиси, т.ф.д., профессор

А.З. Маматов,

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш илмий котиби, т.ф.д., профессор

А.Ж. Джураев,

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш ҳузуридаги илмий семинар раиси,

т.ф.д., профессор


background image

5

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АННОТАЦИЯСИ

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти.

Ўзбекистон

Республикаси Президенти Ислом Каримов раҳбарлигида ишлаб чиқилган инқи-
розга қарши чоралар дастурининг комплекс тадбирларидан бири бу «...Бирин-
чидан

–

корхоналарни модернизация қилиш, техник ва технологик қайта

жиҳозлашни янада жадаллаштириш, замонавий, мослашувчан технологияларни
кенг жорий этиш. Бу вазифа авваламбор иқтисодиѐтнинг асосий тармоқлари,
экспортга йўналтирилган ва маҳаллийлаштириладиган ишлаб чиқариш
қувватларига тегишлидир. Бу ўринда ишлаб чиқаришни модернизация қилиш,
техник ва технологик қайта жиҳозлаш, халқаро сифат стандартларига ўтиш
бўйича қабул қилинган тармоқ дастурларини амалга оширишни тезлаштириш
вазифаси қўйилмокда. Ўз навбатида, бу мамлакатимизнинг ҳам ташқи, ҳам
ички бозорда барқарор мавқега эга бўлишини таъминлаш имконини беради»

1

.

Бозор иқтисодиѐтига ўтиш муносабати билан Ўзбекистон пахта тозалаш

корхоналари олдига пахта толасининг рақобатбардошлигини оширишдек
муҳим масала қўйилмоқда. Бу масалани ҳал қилиш учун пахта тозалаш
саноатининг асосий маҳсулоти бўлган пахта толасининг товар кўринишини
тубдан яхшилаш лозим. Шунинг учун Ўзбекистон Республикаси Вазирлар
Маҳкамасининг «2007-2011 йилларда пахта тозалаш саноати корхоналарини
модернизация ва реконструкция қилиш дастури

тўғрисида» ги 2007 йил

3 апрелдаги 70-сонли қарорига асосан пахта тозалаш саноатининг асосий
стратегик вазифаси – бозор талабларига жавоб бера оладиган янги техника ва
технологияларни тезкор жорий қилиш орқали рақобатбардош маҳсулот ишлаб
чиқаришдир.

Мавжуд технологик оқим линиясидаги бирор машинанинг тўхташи бутун

комплекснинг тўхташига ѐки параллел оқим ускуналарининг юқори юкланиш
билан ишлашига олиб келади. Биринчи ҳолатда машиналарнинг салт ишлаши
(қисқа тўхташ ҳолатларида) ѐки кетма-кет жойлашган машиналарни
таъмирлаш, тозалаш ва тизимни қайта ишга туширишга қўшимча вақт
ажратилишига тўғри келади. Иккинчи ҳолатда, юқори юкланишда ишлаш
туфайли пахта толасининг сифати ѐки технологик машиналар ресурслари
камаяди. Бунинг ҳаммаси машиналар жойлашувида ўлчамларини, иш
унумдорликлари ва бирикиб ишлашини ҳисобга олувчи, ресурс ва энергия
тежамкорлиги талабларига жавоб берувчи машина агрегатлари тизимини
яратиш бўйича изланишлар олиб боришнинг мақсадга мувофиқлигини
кўрсатади.

Ишлаб чиқарилаѐтган маҳсулотнинг рақобатбардошлиги унинг сифати

ва авваламбор, ишлаб чиқариш харажатлари билан боғлиқ бўлган таннарх
билан аниқланади. Пахтадан тола ажратиб олишда пахта тозалаш
корхоналарининг ишлаб чиқариш харажатларини сезиларли пасайтиришга
аррали жиннинг иш унумини ва тола конденсорининг тозалаш

1

И.Каримов. Жаҳон молиявий-иқтисодий инқирози, Ўзбекистон шароитида уни бартараф

этишнинг йўллари ва чоралари. –Т.: Ўзбекистон, 2009, 56 б.


background image

6

самарадорлигини ошириш орқали эришиш мумкин. Аррали жин ва
конденсорнинг бир маромда ишлаши кўп ҳолларда уларни пахта билан бир
текисда таъминлашга боғлиқ ва бу жараѐнда пахта таъминлагичнинг аҳамияти
катта. Мавжуд аррали жин ва конденсорларни маълум техник ечимлар асосида
такомиллаштириш орқали иш унумдорлиги ва тозалаш самарадорлигини
ошириш ўз имкониятларини охиригача ишлатиб бўлди, шунинг учун
изланишларни янги ноанъанавий техник ечимлар орқали олиб бориш лозим.
Шу туфайли пахтадан толани ажратишдан олдин пахтани тозалаш, ѐйиш ва уни
бир маромда белгиланган иш унумида ишчи камерага етказувчи ва тола сифати
ўрнатилган талабларга жавоб берувчи пахта таъминлагични ишлаб чиқиш
зарурияти вужудга келади. Таъминлагич ва аррали жин ишчи камерасининг
ўлчамлари ва иш унумдорлиги бўйича бирикиб ишлашини таъминлаш учун
ишчи камеранинг янги конструкциясини яратиш лозим. Бу ўз навбатида
пахтани бир маромда таъминлаш, жинлаш ва конденсорда толани тозалаш
жараѐнларида кам энергия сарфловчи машина агрегатлари динамикасини
ривожлантириш зарурияти долзарб муаммо эканини кўрсатади. Ушбу
диссертация иши шу каби муаммони бартараф этишга бағишланган.

Тадқиқотнинг Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияларни

ривожлантиришнинг устувор йўналишларига мослиги.

Диссертация иши

Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияларни ривожлантиришнинг муҳим
йўналишлари: ФТД-2 – «Физика, астрономия, энергетика ва машинасозлик»
ҳамда АТД-3 – «Энергетика, энергия- ресурстежамкорлик, транспорт, машина
ва асбобсозлик» дастурларига мос ҳолда бажарилган.

Диссертация мавзуси бўйича халқаро илмий тадқиқотлар шарҳи.

Пахтадан толани ажратиш ва тозалашда аррали жин ва конденсор машина ва
агрегатлардаги динамик жараѐнларни ўрганиш билан боғлиқ тадқиқотлар
машинасозликнинг замонавий устувор йўналишларидан биридир.

АҚШ, Австралия, Германия, Буюк Британия, Япония, Хитой, Россия,

Ҳиндистон ва бошқа давлатларнинг илмий марказлари, олий таълим
муассасаларида технологик машина агрегатлар динамикаси масалаларини
ечишга доир тадқиқот ишлари олиб борилмоқда.

Пахтани жинлаш ва толани тозалаш жараѐнларини тушуниш ва ўрганиш

учун пахта тозалаш машина ва агрегатларини динамик тадқиқ этишда назарий
ва амалий механика, машина ва механизмлар назарияси ва информацион
технологияларидан фойдаланиш замонавий ѐндашув ҳисобланади.

Бугунги кунда пахтани жинлаш ва толани тозалаш бўйича тадқиқот

ишлари АҚШ (Lummus, Continental eagle), Австралия (Lummus Australia Pty.,
Ltd.), Хитой (Shandong Swan Cotton Industrial Machinnery Stock Co.,Ltd),
Ҳиндистон (Nipha) ва бошқа мамлакатлар олимлари томонидан олиб борилиб,
пахтани жин ишчи камерасига таъминлагичлар орқали етказиб бериш, жинлаш
ва толани конденсорда тозалаш каби жараѐнлар бўйича етарлича тажриба
тўпланган.

Замонавий босқичда машина агрегатлари динамик тадқиқотларининг

мазкур йўналишлари ривожланиши нафақат технологик машиналар асосларини
тушуниш, балки энергия сарфини камайтириш ва пахта толаси сифатини


background image

7

сақлаш орқали иқтисодий самарадорликка эришиш имкониятларини очиб
беради.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Пахта тозалаш саноати машина

ва агрегатлар яратишнинг кўп йиллик тарихи ва унда пахта таъминлагичлар,
аррали жинлар ва конденсорларни ишлаб чиқишга доир тадқиқот натижалари
хорижий олим ва мутахассислардан Э. Уитни, С.З. Халл, Т. Эллиот, С.Э. Хугс,
Р.Н. Ракофф, А.В. Стенли, Р.Г. Хардин IV, П.А. Фанк ва бошқаларнинг
ишларида келтирилган. Чет эллик Ж.К. Бойкин

(АҚШ), К. Томпсон (Буюк

Британия), П. Кумар, M.K. Шарма (Ҳиндистон) каби олимлар пахтанинг
дастлабки кўрсаткичлари аррали жиннинг технологик ва энергетик
параметрларига таъсирини ўрганиш борасида илмий изланишлар олиб
боришмоқда.

Пахта тозалаш саноатида қўлланиладиган технологик машиналарни

динамик тадқиқ этишнинг назарий методологик асослари ривожланишига
олимлардан Р.Г. Маҳкамов, И.Т. Махсудов, А.Е. Лугачев, М. Тиллаев, М. Агза-
мов, Х.Т. Ахмедходжаев, Р.А. Мангутов, А. Жўраев, Р.И. Каримов, К.А. Кари-
мов, Ш.П. Алимуҳамедов ва бошқалар салмоқли ҳисса қўшишмоқда. Бу ишлар
асосан, пахта хом ашѐсининг хусусиятларини ва чет элда пахтани дастлабки
ишлашда АҚШ технологиясига асосланиб ишлаб чиқилган машиналар
конструкцияларини ўрганиш билан боғлиқ. Ўзбекистон олимлари томонидан
олиб борилган айрим тадқиқотларгина аррали жин таъминлагичида пахтани
тозалаш, жинлаш унумдорлигини ошириш ва энергия сарфини камайтириш
муаммоларига қаратилган. Пахтани жинлашда ишчи камерадан чигитни
чиқарувчи қурилманинг ҳамда толани пульсловчи ҳаво ѐрдамида тозалайдиган
конденсор конструкциялари ва узатиш механизмининг динамик параметрлари
ва кўрсаткичларини муқобиллаштириш муаммолари ҳозирги пайтгача
ўрганилмаган. Бу эса аррали жин иш унумдорлигини ошириш ва энергия
сарфини камайтириш ҳамда толани конденсорда тозалаш технологиясини
такомиллаштириш зарур эканидан далолат беради.

Диссертация тадқиқотининг илмий-тадқиқот ишлари режалари

билан боғлиқлиги

қуйидаги лойиҳаларда ўз аксини топган:

амалий илмий лойиҳалар: № 19.12 «Пахта тозалаш ва кўн маҳсулот

саноати технологик машиналарининг асосий ишчи органларини такомиллаш-
тириш ва технологиясини ишлаб чиқиш» (2003

–

2005 йй.); № А-13-166 «Турли

хил хўжалик юритиш шароитида юқори самарали, энергия ва ресурсларни
тежовчи ҳамда экспортбоб пахтани дастлабки қайта ишловчи машиналар
тизимини пахта тозалаш корхонасининг пахта хом ашѐсини тайѐрлов ҳажмини,
қайта ишлаш даври, селекцион ва саноат навларини ҳисобга олган ҳолда
яратиш» (2006

–

2008 йй.);

инновацион лойиҳа: № ФА-И4-Ф04 «Аррали жин ишчи камерасини

ишлаб чиқаришга татбиқ этиш» (2011

2012 йй.).

Тадқиқотнинг мақсади

мaшинa aгрегaтлaри динaмикaси тадқиқотлари

aсосидa иш унумдорлиги, ўзаро жойлашуви ва энергияни тежаш билан пахта
толaси сифaтини таъминлаш талабларига жавоб берувчи aррaли жин вa
конденсорнинг янги конструкцияларини яратиш.


background image

8

Қўйилган мақсадга мос равишда қуйидаги

тадқиқот вазифалари

белгилаб олинди:

аррали жинлаш технологик жараѐнларига асосланган машиналарни

таҳлил қилиш ва таъминлагич, аррали жин ишчи камераси ва конденсорнинг
янги конструкцияларини ишлаб чиқиш;

математик моделлаштириш асосида пахта толасининг таъминлагич

барабани, аррали жин ишчи камераси ва конденсор тўрли барабанида ҳаракат
жараѐнини ўрганиш;

ўтиш ва барқарорлашган режимлардаги динамик характеристикаларни ва

параметрларни аниқлаш имконини берувчи аррали жин ва конденсор
ишлашининг функционал қонуниятларини қуриш ва машина ишчи
органларининг рационал параметрларини топиш;

тузилган математик моделларни ЭҲМда татбиқ қилиш учун дастурий

воситалар ишлаб чиқиш;

назарий-тажрибавий тадқиқотлар асосида ўрта толали пахтани қайта

ишлаш технологик оқимида кам энергия сарфловчи машина агрегатлар
жойлашувининг узлуксизлиги ва иш унумдорликлари, ўлчамлари ва бирикиб
ишлаш талабларига жавоб берувчи янги ишлаб чиқилган аррали жинлаш
машинасининг самарадорлигини аниқлаш;

саноат ишлаб чиқариши шароитида чигитни ишчи камерадан қўшимча

чиқарувчи қурилмали аррали жин кўрсаткичларини тадқиқ этиш ва ундан
самарали фойдаланиш бўйича таклифлар ишлаб чиқиш.

Тадқиқот объекти

сифатида пахта тозалаш саноати технологик оқими

машина ва механизмлари олинган.

Тадқиқот предмети –

икки барабанли қозиқли таъминлагич, аррали жин

ва тола конденсори.

Тадқиқот усуллари.

Назарий тадқиқотларда замонавий назарий ва

амалий механика, машина ва механизмлар назарияси, ҳисоблаш математикаси
усулларидан фойдаланилди.

Тажрибавий тадқиқотларда эса лаборатория ва ишлаб чиқариш

шароитларида машиналар фаолияти ва пахта толаси сифатларини баҳолашнинг
замонавий ўлчов асбоб ва ускуналаридан, тажриба натижаларини қайта
ишлашда тадқиқотларни режалаштиришнинг статистик ва математик
усулларидан, дастурлар мажмуасини ишлаб чиқишда Fortran, Qbasic дастурлаш
тилларидан ва «ПЭР» иқтисодий ҳисоблаш мажмуасидан фойдаланилган.

Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

икки барабанли таъминлагич, чигитни ишчи камерадан қўшимча

чиқарувчи қурилмали аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимли конденсор (675,
2354, IAP 02992, IAP 04037, FAP 00589, FAP 00841) ҳамда аррали жинлаш
машиналари конструкциясининг динамик жараѐнларини ҳисоблаш услуби ва
дастурий таъминоти ишлаб чиқилган;

пахтани тозалаш ва жинлаш машиналарининг рационал режим ва

параметрларини танлаш имконини берувчи тола, чигит сифат кўрсаткичлари,
аррали жин ва тола конденсори иш унумдорликларининг чигитни чиқарувчи


background image

9

қувур ва пульсатор характеристикаларига боғлиқ равишда ўзгариш
қонуниятлари аниқланган;

ишчи органлардаги технологик қаршиликларни ҳисобга олган ҳолда

аррали жиннинг динамик ва конструктив кўрсаткичларини танлаш имконини
берувчи 156 аррали цилиндр вали, чигитни чиқарувчи қувур ва шнекларнинг
юкланиши қонуниятлари ҳамда улар айланишининг критик частоталари
аниқланган;

пахтани қайта ишлашда энергия сарфини ва пахта толаси таннархини

камайтирувчи «таъминлагич – аррали жин – тола конденсори» машина
агрегатларининг математик моделлари ишлаб чиқилган.

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

пахтанинг ифлосланганини

31%

гача камайтирувчи икки барабанли

таъминлагич ва толанинг ифлосланганини

13%

гача камайтирувчи пульсловчи

ҳаво оқимли конденсор ишлаб чиқилган;

икки барабанли таъминлагич, чигитни ишчи камерадан қўшимча

чиқарувчи қурилмали аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимли тола
конденсорларининг динамик кўрсаткичларини ҳисоблаш дастурлари (№ DGU
00829, № DGU 00830 ва № DGU 02400) ишлаб чиқилган;

156 аррали жин ишчи камерасига чигитни қўшимча чиқарувчи қурилмани

ўрнатиш орқали пахта толасининг сифат кўрсаткичларини сақлаган ҳолда иш
унумдорлиги соатига

2242,3 кг

га етказилган ва аррали цилиндрнинг

солиштирма электр энергия сарфи камайтирилган.

Олинган

натижаларнинг

ишончлилиги

математик

моделлар

механиканинг замонавий фундаментал қонунлари асосида қурилгани ва
назарий натижаларнинг лаборатория ва ишлаб чиқариш шароитида тажрибавий
натижалар билан солиштириш орқали тасдиқлангани билан асосланган.

Тадқиқот натижаларининг назарий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг назарий моҳияти қуйидагилардан иборат:

икки барабанли қозиқли таъминлагич, чигитни ишчи камерадан

чиқарувчи қурилмали аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимли тола конденсори
узатмаларининг динамик характеристикалари ва параметрларини аниқлашга
ѐрдам берувчи динамик ҳисоблаш услуби билан дастурий воситалар яратилган;
пахтанинг икки барабанли таъминлагичдаги, жин ишчи камерасидаги ва
толанинг тўрли барабан сиртидаги ҳаракатлари математик моделлари қурилган;
тола конденсори тозалаш самарадорлигининг пульсатор ўлчамларига нисбатан
ўзгариши ҳамда тола, чигит сифат кўрсаткичлари ва аррали жин иш
унумдорлигининг чигитни қўшимча чиқарувчи қувур айланиш частотасига
боғлиқ ҳолда ўзгариш қонуниятлари олинган.

Тадқиқотларнинг

амалий

аҳамияти

пахта

толаси

сифат

кўрсаткичларини сақлаган ҳолда қайта ишлаш харажатларини камайтирувчи
икки барабанли таъминлагич, чигитни ишчи камерадан чиқарувчи қурилмали
аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимли тола конденсорларининг янги
конструкциялари ишлаб чиқилган.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Ишлaб чиқилгaн

пульсловчи ҳaво оқимли КВВБ толa конденсори, икки бaрaбaнли тaъминлaгич


background image

10

ва чигитни ишчи кaмерaдaн чиқaрувчи қурилмaли тaкомиллaштирилгaн 156
aррaли жин ишчи кaмерaси «КРСВУ» мaркaси билaн «Ўзпахтасаноат»
уюшмаси корхоналарида ишлаб чиқаришга жорий этилиб, йиллик иқтисодий
самара 96,5 млн сўмни ташкил этган («Ўзпахтасаноат» уюшмасининг
04.09.2014 йилдаги жорий қилинганлик далолатномаси).

Ишнинг апробацияси.

Тадқиқот натижалари 14 та илмий-амалий

анжуманлар, шу жумладан 10 та ҳалқаро анжуманларда, хусусан: "Механика ва
машинасозлик муаммолари" (Тошкент, 1993 ва 1998 йй.); Назарий ва амалий
механика бўйича VIII Бутунроссия съездида (Пермь, 2001 й.); «Замонавий
шароитда канопни қайта ишлашнинг долзарб муаммолари» (Кострома, 2002 й.);
«Механиканинг ҳозирги замон муаммолари ва истиқболлари» (Тошкент, 2004,
2006 ва 2009 йй.) анжуманларида апробациядан ўтказилган.

Диссертация ишининг асосий натижалари ЎзР ФА Механика ва

иншоотлар сейсмик мустаҳкамлиги институти Ҳ.Ҳ.Усмонхўжаев номидаги
«Пахта мажмуаси машина ва механизмлари назарияси» бирлашган семинарида
(Тошкент, 2003

2014 йй.); «Paxtasanoat ilmiy markazi» АЖ Илмий Кенгаш

йиғилишида (Тошкент, 2006

2010 йй.) ва Тошкент тўқимачилик ва енгил

саноат институти ҳузуридаги 16.07.2013.Т.06.01 рақамли Илмий Кенгаш
қошидаги 05.02.03 – «Технологик машиналар. Роботлар, мехатроника ва
робототехник тизимлар» мутахассислиги бўйича илмий семинарида (Тошкент,
2014 й.) маъруза қилинди ва муҳокама этилди.

Натижаларнинг эълон қилинганлиги.

Диссертация мавзуси бўйича 46

та илмий иш, шу жумладан, халқаро журналларда 8 та илмий мақола чоп
этилган ҳамда 6 та Ўзбекистон Республикаси патенти ва дастурлаш
маҳсулотларига 3 та гувоҳнома олинган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация кириш, бешта боб,

хулоса ва таклифлар, 191 та фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ва иловадан
иборат. Диссертациянинг умумий ҳажми 211 саҳифа, 89 та расм ва 39 та
жадваллардан иборат.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш қисмида

диссертация тадқиқотининг долзарблиги ва зарурияти

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари шакллантирилган,
натижаларнинг назарий ва амалий аҳамияти аниқланган, тадқиқотнинг асосий
услубияти, ишнинг апробацияси, чоп этилган ишлар ва диссертация
тузилишига оид маълумотлар келтирилган.

Диссертациянинг

биринчи

боб

и

«Пахта

тозалаш

саноати

машиналарининг конструкцияларига доир ишларнинг шарҳи» деб номланган ва
унда МДҲ ва чет элларда ўрта толали пахтани қайта ишловчи технологик оқим
машиналар конструкциялари шарҳи келтирилган. Республикамиз ва чет элларда
ишлаб чиқаришда мавжуд бўлган пахтани қайта ишлаш технологик оқимлари
таҳлилига кўра жараѐн: пахтани қуритиш – тозалаш – тола ажратиш – толани
тозалаш босқичларини ўз ичига олади.


background image

11

Бу таҳлиллардан келиб чиққан ҳолда айтиш мумкинки, технологик

жараѐннинг бир маромда ишлаши аррали жин ва конденсорлар фаолиятидан,
уларнинг фаолиятлари эса ўз навбатида кўп жиҳатдан ишчи камерани пахта
билан бир текисда таъминланишига боғлиқ бўладики, таъминлагичнинг
аҳамияти бу жараѐн учун жуда катта ҳисобланади. Шу сабабдан таъминлагич,
аррали жин ва тола конденсорларини мажмуа кўринишида ўрганиш тақозо
этилади.

Адабиѐтлар таҳлили асосида пахтани қайта ишлаш оқим технологиясида

таъминлагичлар пахтани тозалаш ва тола ажратиш жараѐнларига бир маромда
ва узлуксиз етказиб берувчи асосий машиналар ҳисобланиши ва улар турли
жиҳатдан мажмуа фаолиятининг самарадорлигини ишлаб чиқишда яхлит
ѐндошув мавжуд эмаслиги аниқланган ва шу асосда илмий тадқиқот
вазифалари белгиланган.

«Аррали жин таъминлагичининг динамикаси» деб номланган

иккинчи

боб

аррали жиннинг икки барабанли қозиқли таъминлагич барабанини ишлаб

чиқишга, пахтанинг таъминлагич ичидаги ҳаракати ва таъминлагич – машина

агрегати узатмасининг

динамикасини

ЭҲМ ѐрдамида тадқиқ қилишга
бағишланган.

Таъминлагич жин қурилмаси-

нинг умумий мажмуасига киради ва
жин ишчи камерасига пахтани бир
текис етказиб бериш, юмшатиш,
пахтадан толани ажратишдан олдин
хас-чўплардан

қисман

тозалаш

вазифаларини бажаради. Юқорида
санаб

ўтилган

кўрсаткичларни

таъминлаш учун икки барабанли
қозиқли таъминлагич ишлаб чиқилди
(1-расм).

Таъминлагич

ичида

пахта

ҳаракатини ўрганиш учун тузилган ҳисоб схемасида ҳаракат олти қисмдан
иборат деб қаралган. Улардан биринчи, учинчи ва бешинчи қисмлари
пахтанинг қозиқли барабанлар сиртидаги ҳаракатини (2-расм), иккинчи,
тўртинчи ва олтинчи қисмлари эса пахтанинг барабанлардан ажралган ҳолдаги
ҳаракатини (3-расм) ифодалайди.

Келтирилган схемалар асосида пахтанинг қозиқли барабан сирти бўйлаб

ҳаракати (1) ва қозиқли барабан сиртидан ажралган ҳолдаги ҳаракатининг (2)
дифференциал тенгламалари тузилди:

)

cos(

)

sin(

2

)

(

2

2

*

2

2

o

o

тр

t

g

R

s

t

g

s

m

R

K

K

dt

s

d

(1)

1-расм. Икки барабанли таъминла-

гичнинг схемаси ва конструктив па-

раметрлари


background image

12

.

2

cos

2

sin

cos

sin

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

g

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

g;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

y

*

x

*

y

*

x

*

,

(2)

бу ерда

K

тр

– пахта ва қозиқли барабан орасидаги ишқаланиш коэффициенти;

К

*

– пропорционаллик коэффициенти;

o

ва

1

– пахтани барабан қозиқларига

тушиш ва ундан ажралиш бурчаклари;

– қозиқли барабаннинг айланиш ча-

стотаси, с

-1

;

m

– пахтанинг массаси, кг;

R

– қозиқли барабаннинг радиуси, м;

g

–

эркин тушиш тезланиши, м/с

2

;

t

– вақт,

с

;

V

х

ва

V

у

– пахта ҳаракати тезлигининг

х

ва

у

ўқларидаги проекциялари, м/с.

2-расм. Пахтанинг қозиқли барабан

сирти бўйлаб ҳаракати ҳисоб схемаси

а

б

а – юқоридан;
б – пастдан узилиш ҳолларида.

3-расм. Пахтанинг қозиқли

барабан сиртидан узилган

ҳолда ҳаракати ҳисоб схемаси

(1) ва (2) тенгламаларни ечиш учун

)

,

,

(

s

s

t

F

s

кўринишдаги иккинчи

тартибли дифференциал тенгламаларни ечишнинг Рунге-Кутта сонли усулидан
фойдаланилди. Ҳисоблашга киришишдан олдин вақт қадами

t

ҳамда

бошланғич

t

o

, s(t

o

)=s

o

ва

o

o

s

t

s

)

(

қийматлар берилди.

Икки барабанли таъминлагичнинг математик моделини ЭҲМда ҳисоблаш

натижасида пахтани таъминлагич ичидаги ҳаракатининг қозиқли барабан
сиртига тушиш бурчагига ва тезлигига (таъминлагич валикларнинг айланиш
частотаси ва таъминлагич унумдорлигига; 4-расм), шунингдек қозиқли
барабаннинг диаметри ва айланиш частотасига боғлиқ равишда ўзгариши
графиклари қурилди.

Аммо икки барабанли таъминлагичнинг ишчи камерага пахтани бир

текисда муайян унумдорликда етказиб беришини таъминлаш учун қозиқли
барабанлар айланиш тезлигининг ўзгаришларини ҳамда электр двигатели
сарфлаѐтган қувватни камайтириш лозим ва бу мақсадда таъминлагич машина
агрегатининг ҳаракат тенгламасига мурожаат қиламиз.


background image

13

- 0 ,3 0

- 0 ,2 5

- 0 ,2 0

- 0 ,1 5

- 0 ,1 0

- 0 ,0 5

0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,1 0

0 ,1 5

0 ,2 0

- 0 ,5

- 0 ,4

- 0 ,3

- 0 ,2

- 0 ,1

0

0 ,1

0 ,2

Х ўк и , м

У

ў

к

и

,

м

П = 1 2 3 4 . 9 к г /ч а с

П = 1 7 2 3 . 5 к г /ч а с

П = 1 4 7 5 к г /ч а с

2

1

П ахт а

4-расм. Чигитли пахта траекториясининг таъминлагич

валиклари айланиш частотаси ва унумдорлигига

боғлиқ равишда ўзгариши

Лагранжнинг II тур тенгламаларидан фойдаланиб, таъминлагич машина

агрегати ҳаракат тенгламаси тузилди:

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

;

)

(

)

(

3

3

13

1

13

3

3

13

1

13

3

3

3

2

2

12

1

12

2

2

12

1

12

2

2

2

1

3

13

1

3

3

13

1

3

2

12

1

2

2

12

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

пр

пр

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

М

i

i

в

i

i

c

М

i

i

в

i

i

c

M

i

в

i

c

i

в

i

c

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

(3)

бу ерда

D

,

1

,

2

,

3пр

– мос равишда айланувчи массаларнинг инерция

моментлари,

кг

м

2

;

M

D

,

M

1

,

M

2

,

M

3пр

– электр двигателининг айланувчи ўқи ва

таъминлагич барабанларга таъсир этувчи юкланишлар моментлари,

Н

м; c

1

, с

2

,

с

3

– тасмали узатманинг бикирлиги,

Н

м/рад; в

1

,в

2

,в

3

– тасмали узатмаларнинг

диссипация коэффициентлари,

Н

м

с/рад;

D

,

1

,

2

,

3

– тизим айланувчи

массаларининг бурчак тезликлари,

с

-1

;

i

D1

, i

12

, i

13

– тасмали узатманинг узатиш

нисбатлари.

Чизиқсиз дифференциал тенгламалар (3) тизими ЭҲМ ѐрдамида ечилди.

Сонли натижалар асосида қозиқли барабанлар (5-расм), ИВР-1 вариатори
етакчи ўқининг нотекис айланиши ва айланиш частотаси ўзгаришлари ҳамда
электр двигатели истеъмол қилаѐтган қувватнинг графиклари қуйидаги
берилган параметрлар учун (

0,%

): қаршилик моменти (

M

1

=12,475, М

2

=12,475,

М

3пр

=1,287 н

м

); тасмали узатманинг эластик ва диссипатив параметрлари

(с

1

=61,948, с

2

=41,472, с

3

=24,048 н

м/рад

ва

в

1

=0,3636, в

2

=0,2138, в

3

=0,1596

н

м

с/рад)

, электродвигатель инерция моменти

(

d

=0,158кг

м

2

), биринчи


background image

14

(

1

=4,469кг

м

2

) ҳамда иккинчи қозиқли барабанларнинг (

2

=4,469 кг

м

2

) ва

таъминлагич валикларининг (

3пр

=0,2547 кг

м

2

) ИВР-1 вариатори валига

нисбатан келтирилган моментлари аррали жин таъминлагичининг ҳақиқий
параметрларини камайтирилган (

-100%

) ва орттирилган (

100%

) қийматларида

қурилди.

Натижада машина агрегати ҳаракатининг тенгламалари тузилиб, динамик

характеристикалари ўрганилди ва таъминлагич узатмасининг рационал
параметрлари топилди. Аниқландики, электр двигатели истеъмол қилаѐтган
қувват

1,51

дан

1,366 кВт

гача камайтирилиб, қозиқли барабан айланиш

частотаси

494,3 мин

-1

(

51,76 с

-1

) га тенг бўлган ҳолда айланиш нотекислиги

0,00008

дан

0,00243

гача камаяди ва бу учун таъминлагичдаги учинчи тасмали

узатманинг эластик-диссипатив параметрлари

70 %

га (

24,048

дан

7,214

Н

м/рад

гача

)

камайтирилиши лозим.

4 8 9

4 9 0

4 9 1

4 9 2

4 9 3

4 9 4

4 9 5

4 9 6

4 9 7

4 9 8

4 9 9

- 1 0 0

- 8 0

- 6 0

- 4 0

- 2 0

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

Т и зи м п ар ам е т р л ар и н и н г ў зг ар и ш и , %

Б

и

р

и

н

ч

и

к

о

зи

к

л

и

б

а

р

а

б

а

н

а

й

л

а

н

и

ш

ч

а

с

т

о

т

а

с

и

,

о

б

/м

и

н

о т M

о т C 1 и В 1

о т C 2 и В 2

о т C 3 и В 3

о т J d

о т J 1

о т J 2

о т J 3 п р

а

4 8 7

4 8 8

4 8 9

4 9 0

4 9 1

4 9 2

4 9 3

4 9 4

4 9 5

4 9 6

4 9 7

4 9 8

4 9 9

5 0 0

- 1 0 0

- 8 0

- 6 0

- 4 0

- 2 0

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

Т и з и м п а р а м е т р л а р и н и н г ў з г а р и ш и , %

И

к

к

и

н

ч

и

к

о

зи

к

л

и

б

а

р

а

б

а

н

а

й

л

а

н

и

ш

ч

а

с

т

о

т

а

с

и

,

о

б

/м

и

н

о т M

о т C 1 и В 1

о т C 2 и В 2

о т C 3 и В 3

о т J d

о т J 1

о т J 2

о т J 3 п р

б

5-расм.

Биринчи (а) ва иккинчи (б) қозиқли барабанлар айланиш

частоталарининг ўзгариш графиклари

Тозалаш самарадорлигини ўрганиш мақсадида «PaxtaGin KB» ОАЖ

“Машина синаш маркази”да кенглиги

560 мм

бўлган икки барабанли

таъминлагичнинг тажриба қурилмаси яратилди. Ўтқазилган тажрибалар
натижасига кўра унинг иш унумдорлиги

1587 кг/соат

га тенг бўлганда тозалаш

самарадорлиги

31 %

ни ташкил этди.

Умуман олганда, яратилган кенглиги

560 мм

, диаметри

312 мм

ва

қозиқли барабанларининг айланиш тезлиги

490 мин

-1

, икки барабанли

таъминлагич унумдорлиги

1587 кг/соат

бўлганида пахтани 31%гача тозалайди

ва

0,84 кВт/соат

қувват истеъмол қилган ҳолда пахта зичлигини камайтириш

ва тозалаш ҳамда аррали жин ишчи камерасига бир маромда етқазиб беришни
таъминлайди. Эни

560 мм

ва иш унумдорлиги

1587 кг/соат

бўлган

таъминлагич ўрнатилган аррали жин унумдорлиги

508 кг/соат

ни (ѐки бир арра

учун

508/30=16,9 кг/соат

ни) ташкил этиши лозим. Серияда чиқираладиган

аррали жин унумдорлиги битта арра учун

15,3 кг/соат

ни ташкил этади.

Шунинг учун машина агрегатлар жойлашувининг узлуксизлиги ва иш
унумдорликлари, ўлчамлари ва бирикиб ишлаши бўйича мосликларини
таъминлаш мақсадида аррали жин яратиш зарурати туғилди.


background image

15

Диссертациянинг

учинчи

боб

и «Юқори унумдорликка эга аррали жин

ишчи камерасини яратиш» деб номланган. Унда аррали жин ишчи камерасига
қўшимча ўтқазилган чигитни олиб чиқувчи қурилмани назарий ўрганиш ва
ишлаб чиқиш ҳақида сўз боради.

Аррали жинни модернизация қилиш орқали унумдорлигини ошириш

учун хом ашѐ валигининг тезлиги ва массасини ошириш лозим. Хом ашѐ
валигининг тезлиги ва массасини ошириш учун ишчи камера ичига чигитни
чиқарувчи

R

радиусли қувур ўрнатилиши талаб этилади ва бу эса ишчи камера

ҳажмини (

V

об

-



R

2

l

) га камайтиради. Хом ашѐ валигининг массаси

G

га тенг.

Ишчи камера радиуси бўйлаб қувур деворидан брусгача масофа (

0.16 м-R

) ни

ташкил этади, яъни

R

ортиши билан бу масофа камаяди.

А. Мақсудов томонидан таклиф этилган тенгликни юқоридагиларни

ҳисобга олган ҳолда қуйидагича қайта ѐзиш мумкин:

Q

t

=Q

o

+1.35 (

-

o

)+7,1

[k

w

b

(0.16м-R)-

bo

]+0.5

[



(V

об



R

2

l)-G

o

], (4)

бу ерда

Q

o

– жин-

нинг

паспортда

кўрсатилган унум-
дорлиги;

,

o

ва

b

,

bo

– мос равиш-

да аррали цилиндр
ва

хом

ашѐ

валигининг таклиф
этилаѐтган ва қўл-
ланилаѐтган айла-
ниш тезликлари;

G,

G

o

– хом ашѐ вали-

гининг таклиф эти-
лаѐтган ва мавжуд
массаси;

k

– хом

ашѐ валиги айла-

ниш частотасининг ортишини ҳисобга олувчи коэффициент.

Аррали жиннинг битта арраси учун унумдорликни

20 кг/соат

гача

етказиш учун чигит чиқарувчи қувур диаметрининг минимал қийматида хом
ашѐ валиги айланиш частотасини

2,4

мартадан

3,4

мартагача (6-расм),

диаметрини эса

160

мм

дан

180 мм

гача орттириш кераклиги (4) ифодадан

аниқланди. Бунда арра диски ва қувур орасидаги масофа

40

мм

дан

30 мм

гача,

ишчи камеранинг ҳажми

16%

дан

20%

гача камаяди. Шу сабабли хом ашѐ вали-

гининг массасини орттириш учун арралар сонини

20%

га орттириш лозим.

Бунинг учун эса аррали дисклар оралиғини

18

мм

дан

15 мм

гача камайтириш

лозим.

Чигит чиқарувчи қурилмага эга аррали жин унумдорлигини ошириш учун

қуйидаги масалалар ечилди.

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

1 2 0

1 4 0

1 6 0

1 8 0

2 0 0

2 2 0

2 4 0

2 6 0

2 8 0

3 0 0

3 2 0

К у в у р д и а м е т р и , м м

Б

и

р

а

р

р

а

га

т

ў

гр

и

к

е

л

а

д

и

га

н

у

н

у

м

д

о

р

л

и

к

,

к

г/

с

о

а

т

k= 1

k= 1 ,4

k= 1 ,8

k= 2 ,2

k= 2 ,6

k= 3

k= 3 ,4

6-расм. Чигит чиқарув қурилмага эга аррали жин

қувур диаметридан ва хом ашѐ валиги бурчак тезли-

ги коэффициенти

k

дан боғлиқ равишда кутиладиган

унумдорлиги


background image

16

1. Тезлик векторининг радиал ва тангенциал ташкил этувчилари аниқлан-

ди

 

 

 

 

r

F

r

U

r

F

r

U

r

2

1

,

,

,

,

(5)

бу ерда

 

;

1

1

1

1

2

1

0

2

1

1







r

R

r

R

U

r

r

R

U

R

r

F

HC

Н

 

;

1

1

1

1

1

1

2

1

0

2

1

2









r

R

r

R

R

r

R

r

U

R

r

F

2

1

1

/

R

R

R

,

2

/

R

r

r

,

 

N

n

a

a

n

n

n

1

0

.

Хом ашѐ валигининг мос бурчак тезлиги топилди:

 

 

 

 

r

F

r

r

F

r

1

2

1

2

1

,

,

(6)

бу ерда

r,

– цилиндрик координаталар

U

r

, U

– тезлик векторининг радиуси

ва тангенциал ташкил этувчилари

R

1

ва

1

– ички цилиндрнинг радиуси ва

айланиш тезлиги;

R

2

– ташқи цилиндрнинг радиуси;

r

– қаралаѐтган нуқтанинг

радиуси.

Хом ашѐ валигининг кинематикасини ўрганиш натижасида аррали жин

юқори унумдорликда ишлаганда пахта зичлигининг камайиши ва унинг ишчи
камерага кирмай қолиши аниқланди. Бундай ҳолнинг юзага келиши

хом ашѐ

валиги ва ишчи камерага тушиши керак бўлган пахта ҳаракат йўналишларига
боғлиқ экан. Бу муаммони ҳал этиш учун хом ашѐ валиги йўлига пластина ўр-
натилди. Натижада хом ашѐ валигининг айланиш йўналиши ишчи камерага ту-
шиши керак бўлган пахта йўналиши томонга ўзгартирилди.

Олиб борилган тажрибалар натижасида чигит чиқарувчи қурилманинг

параметрлари аниқланди: ташқи диаметр –

159 мм

; тешиклар – бўйлама-

тирқиш кўринишида, қийшайтирилган, кенглиги

6 мм

; тешиклар сони – айлана

бўйлаб

16

та; қўшни тешиклар

0,5

қадамга силжитилган; тешикларнинг узунли-

ги –

250 мм

. Қувурнинг айланиш частотаси

360 мин

-1

га тенг ва у хом ашѐ вали-

ги билан бир хил йўналишда айланади; шнекнинг айланиш частотаси

720 мин

-1

га тенг ва у қувур ҳаракатига нисбатан қарама-қарши йўналишда айланади.

Таққослаш мақсадида ўтқазилган тажрибалар 30 аррали жинда бир аррага

мос келувчи тола бўйича унумдорлик соатига

10 кг

эканлиги аниқланди. Айнан

шундай ўлчамларга эга бўлган янги таклиф этилган 36 аррали чигит чиқарув
қурилмага эга жиннинг бир аррага тўғри келувчи унумдорлиги соатига

15,1 кг

ни ташкил этди. 36 аррали жиннинг унумдорлиги

81%

га ошди, яъни 30 аррали

жинга нисбатан 1 тонна толани ажратиш учун

45%

кам вақт сарфланиши

аниқланди.

Серияда чиқариладиган

аррали жин унумдорлиги (бир аррага

10 кг/соат

тола), қувур радиуси (

r=0,08 м

), хом ашѐ валининг бурчак тезлиги (

51 с

-1

ва

k

1

=3,3

) қийматларини (4) тенгламага қўйиб, чигитни чиқарув қурилмага эга


background image

17

аррали жиннинг ҳар бир аррага тўғри келувчи унумдорлиги

15,15 кг/соат

ни

топамиз. Бундай унумдорликда тишлардан фойдаланиш коэффициентининг
қиймати

k

=0,7 ни ташкил этади. Тажриба йўли билан топилган хом ашѐ

валининг бурчак тезлиги (хом ашѐ валининг ва қувур бурчак тезликларининг
йиғиндиси

15,476+37,699=53,175 с

-1

) унинг назариядаги қийматидан

2,175 с

-1

(

4,3%

)га фарқ қилади.

«Чигитни чиқарувчи қурилмага эга аррали жиннинг динамикаси» деб

номланган

тўртинчи боб

да аррали жиннинг статик ва динамик характеристика-

лари таҳлил қилинган ва чигитни чиқарувчи қурилмага эга 156 аррали тажриба-
саноат жинининг экспериментал текшириш натижалари келтирилган.

Чигитни чиқарувчи қурилмага эга аррали жин ишчи камераси деталлари,

хусусан, унинг асосий қисмлари – аррали цилиндр, чигитни чиқарувчи қувур ва
шнек сезиларли даражадаги ташқи юкланмалар таъсири остида бўлади.

Ишлаб чиқилган чигитни чиқарувчи қурилмага эга 36 аррали жин асосида

такомиллаштирилган 156 аррали жин яратиш ва тажрибада текшириш учун
қуйидаги назарий масалалар ечилди.

I.

Лагранжнинг II тур тенгламаларидан фойдаланиб, 156 аррали

цилиндр машина агрегати ҳаракатининг дифференциал тенгламаси тузилди:

II.

;

)

(

)

(

);

(

)

(

5

5

25

2

25

4

5

25

2

25

4

5

5

5

25

2

4

5

25

2

4

2

2

2

M

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

(7)

бу ерда

D2

,

5

– электр двигатели ва аррали цилиндрларнинг инерция

моментлари,

кг

м

2

;

M

D2

,

M

5

– электр двигатели ва аррали цилиндр валларига

тушаѐтган юкланишларнинг моментлари,

Н

м; c

4

– муфтанинг эластиклик

бикирлиги,

Н

м/рад; в

4

– муфтанинг диссипация коэффициенти,

Н

м

с/рад;

D2

,

5

– электр двигатели ва аррали цилиндрларнинг бурчак тезликлари,

с

-1

;

i

D25

–

муфтанинг узатиш нисбати.

5ДП-156 жиннинг 156 аррали цилиндри машина агрегатини тадқиқ

қилиш учун тезлаштириш усули ѐрдамида аррали цилиндрнинг инерция
моменти

2

=1.244 кг

м

2

, аррали цилиндр валига тушаѐтган технологик

юкланиш моменти

M

2

=М

ср

+М

о

cos(



б

t/6)



о

)

аниқланди (бу ерда

М

ср

=843.72

Н

м; М

о

=78.78 Н

м;

б

=



490/30 рад/с; t

–

вақт

;

о

–

бошланғич фаза) ва ҳисоб

йўли билан муфтанинг бикирлиги

c

4

=23065,2 Н

м/рад

ва диссипация

коэффициенти

в

4

=128,5346 Н

м

с/рад

қийматлари топилди.

Чизиқсиз дифференциал тенгламалар (7) тизими ЭҲМда Рунге-Кутта

усулида сонли ечилиб, ҳаракатлантирувчи двигателнинг И.С. Пинчук, А.Е. Ле-
вин ва М.М. Соколов таклиф этишган турли характеристикаларида аррали
цилиндрнинг динамикаси ўрганилди.

Аррали цилиндр ҳаракати тенгламасини ўрганиш натижасида қуйидаги-

лар аниқланди: муфтанинг эластик-диссипатив параметрлари -90 дан 100% гача
орттирилса, А.Е. Левин ва И.С. Пинчук характеристикаларидан фойдаланилган-
да айланишнинг нотекислиги

7,44

10

-3

дан

4,85

10

-2

гача ортади, М.М. Соколов

характеристикасидан фойдаланилганда эса

6,44

10

-3

дан

6,39

10

-3

гача камаяди;


background image

18

5ДП-156 аррали цилиндри инерция моменти

-90

дан

100%

гача орттирилса,

М.М. Соколов ва А.Е. Левин характеристикаларида аррали цилиндр айланиши-
нинг нотекислиги деярли бир хилда

6,58

10

-3

дан

6,32

10

-3

гача ва

1,08

10

-2

дан

1,02

10

-2

гача камаяди, И.С. Пинчук характеристикасида эса

7,23

10

-3

дан

9,38

10

-3

гача ортади (7-расм); двигатель инерция моментининг ўзгариши

М.М. Соколов ва А.Е. Левин характеристикаларида аррали цилиндр
айланишининг нотекислигига таъсир этмайди; электр двигателининг ўтиш ва
барқарорлашиш режимларини ўрганиш учун А.Е. Левин ва М.М. Соколов
характеристикаларидан, барқарор режимида эса И.С. Пинчук характеристика-
сидан фойдаланиш тавсия этилади.

Умуман олганда, аррали

цилиндр

айланишининг

нотекислигини камайтириш
учун

эластик-диссипатив

параметрларни

23065,2

дан

29984,76

Н

м/рад

гача

(

128,534

дан

167,09

Н

м

с/рад

гача) орттириш

лозим.

II. Шунингдек, чекли

элементлар усулини кўчиш-
лар шаклида қўллаш орқали
ўтказилган

ҳисоблашлар

натижасида биринчи, иккин-
чи

ва

учинчи

критик

тезликларнинг аррали цилиндр учун

117,9; 450,2

ва

774,3 рад/с

, чигитни

чиқарувчи қувур учун

203,65; 811,16; 1814,06 рад/с

ва шнек учун

74,85;

292,48; 636,1 рад/с

қийматлари аниқланди. Чигит чиқарувчи қувурнинг

кўндаланг ва шнекнинг бўйлама силжишлари қонуниятлари олинди: уларнинг
максимал қийматлари

l=0,191 м

учун -

2,91·10

-6

м

ни ва

l=0,293 м

учун -

6,33·10

-

5

м

ни ташкил этди.

Арралар сони 130 тадан 156 тага етказилганда аррали цилиндр валининг

диаметрини катталаштириш шарт эмаслиги аниқланди. Чунки аррали
цилиндрнинг бурчак тезлиги биринчи критик соҳага

кр

р

1

75

,

0

(қаттиқ

вал –

76,969<88,451 рад/с

) мос келди ва ўқнинг узунлик бўйича кўндаланг

силжиши

0,1058 мм

ни ташкил этди.

Чигитни чиқарувчи қувур максимал кучланишининг қиймати

max

=15,4

10

5

н/м

2

(қувур материали пўлат-45нинг рухсат этилган кучланиши

[

k

]

=1029,7

10

5

Н/м

2

) ва тешик соҳалари учун бурилиш бурчагининг қиймати

max

= 0,0324

эканлиги аниқланди.

II. Такомиллаштирилган чигит чиқарувчи қурилмага эга аррали 5ДП-156

жиннинг тажриба учун яратилган намунасида ўтқазилган эксплуатация
синовлари натижасида унинг тола ажратиш технологик жараѐнини қониқарли

0

0 ,0 1

0 ,0 2

0 ,0 3

0 ,0 4

0 ,0 5

- 9 0 - 7 5 - 6 0 - 4 5 - 3 0 - 1 5

0

1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

9 0

Э л а с т и к - д и с с и п а т и в п а р а м е т р л а р н и н г ў з г а р и ш и , %

А

р

р

а

л

и

ц

и

л

и

н

д

р

н

и

н

г

н

о

т

е

к

и

с

а

й

л

а

н

и

ш

и

М .М .С о к о л о в

А .Е .Л е в и н

И .С .П и н ч у к

7-расм. Эластик-диссипатив параметрларни

аррали цилиндр айланиши нотекислигига

таъсири


background image

19

бажарганлиги, тола бўйича унумдорлиги

2242,3 кг/соат

, толаси ажратилган

чигитнинг туклилиги

11,4%

дан чигит чиқарувчи қувурдан кейин

10,36%

га

тушгани, асосий аррали жин сарфлаѐтган қувват

77,2 кВт/соат,

чигит

чиқарувчи қувурники эса

4,5 кВт/соат

га ва толани олиш учун ҳаво сарфи

0,7

м

3

/с

га тенг эканлиги аниқланди.

Такомиллаштирилган, чигит чиқарувчи қувурга эга аррали 5ДП-156

жиннинг Бектемир, Алимкент, Қорасув ва Пскент пахта тозалаш заводларига
жорий қилиниши унумдорлик ортишини ва электр энергиясининг солиштирма
сарфланишининг камайиши билан бирга машина агрегатлари жойлашувининг
узлуксизлиги ва иш унумдорликлари, ўлчамлари ва бирикиб ишлаш бўйича
мослиги (пахта учун

7007 кг/соат

) ни кўрсатди. Йиллик иқтисодий самара 96,5

миллион сўмдан ортиқ бўлиши аниқланди.

Таклиф этилаѐтган икки барабанли қозиқли таъминлагич, чигит чиқарув

қурилмасига эга аррали жин ва тола конденсорининг самарадорлигини баҳолаш
учун 2

n

марказий композицион режасини қўллаб, тажриба тадқиқотлари

ўтказилди. Кириш параметрлари сифатида – арранинг чиқиб туриш баландлиги
(

х

1

=47, 52, 57 мм

) ва чигит чиқарувчи қувурнинг айланиш частотаси (

х

2

=365,

389, 413 мин

-1

) олинди, чунки бу параметрлар таъминлагич, аррали жин ва

конденсор иш унумдорликларини, энергия сарфини, пахта ва чигитнинг
ифлосланганлигини, чигитни камерадан чиқариш, чигитнинг туклилиги ва
шикастланганлиги, ножинс аралашмаларнинг толадаги масса улуши, тола
узунлиги омилларини белгилайди.

Натижада қуйидаги регрессия тенгламалари олинди:

у

1

=6958,3682+272,3858

х

1

х

2

-788,3332

х

1

2

+292,2118

х

2

2

;

у

2

=2242,1568+87,6096

х

1

х

2

-256,3984

х

1

2

+98,126

х

2

2

;

у

3

=5,6267-0,8583

х

1

+0,2217

х

2

-0,37

х

1

х

2

;

у

4

=74,8216-3,3642

х

1

+2,3646

х

2

+2,4129

х

1

х

2

;

у

5

=0,2107+0,1093

х

1

+0,0052

х

2

+0,008

х

1

х

2

;

у

6

=1,7573-0,0643

х

1

-0,195

х

2

+0,06

х

1

х

2

+0,1227

х

1

2

-0,1889

х

2

2

;

у

7

=1,1450+0,6477

х

1

-0,3029

х

2

-0,5087

х

1

х

2

+0,1699

х

1

2

-0,2817

х

2

2

;

у

8

=11,4905+0,1322

х

1

-0,3356

х

2

-0,1426

х

1

х

2

+0,3439

х

1

2

;

у

9

=33,7083-0,5535

х

1

2

.

(8)

Муқобил пахта толаси сифатини аниқлашда мезон қилиб унинг узунлиги

қаралди ва масалани ечишда қуйидаги чекланишлардан фойдаланилди:
таъминлагичнинг пахта бўйича унумдорлиги –

у

1

=

7000 кг/соат

; тола бўйича

жин унумдорлиги –

у

2

=

2340 кг/соат

; чигитнинг қувур орқали чиқарилиши

–

у

3

=

7%

; жин аррали цилиндри истеъмол қилаѐтган қувват –

у

4

=

75 кВт/соат

;

чигитнинг ифлосланганлиги

у

5

=

0,33%

; ножинс аралашмаларнинг толадаги

масса улуши –

у

6

=

4,9%

; чигитнинг механик шикастланишининг ортиши –

у

7

=

7,9%

; чигитнинг туклилиги –

у

8

=

12,28

%.


background image

20

Регрессия тенгламасидан муқобил кўрсаткичларни аниқлаш «Оптимал-

ловчи моделнинг ечимини Ньютон усулида излаш» дастури ѐрдамида бажарил-
ди. Натижада арранинг чиқиб туриш баландлиги (

х

1

=51,5 мм

) ва қувурнинг ай-

ланиш частотаси (

х

2

=387,6 мин

-1

) ҳамда бу катталикларга мос келувчи таъмин-

лагичнинг унумдорлиги

6956 кг/соат,

аррали жиннинг унумдорлиги

2242 кг/соат

, толанинг узунлиги

у

9

=

33,71 мм

аниқланди. Чигит чиқарув қурил-

масига эга 156 аррали жин яратиш оқим линиясининг пахта бўйича унумдорли-
гини

7,4 т/соат

(тола бўйича

2,385 т/соат

) гача етказиш имконини берди. 36

аррали ва 156 аррали чигит чиқарув қурилмага эга жинлар унумдорликлари-
нинг фарқи

5,9%

ни ташкил этади.

Ўтказилган назарий ва амалий тадқиқотлар асосида ифлосланиши турли-

ча бўлган пахта бўйича унумдорлиги 7

т/соат

бўлган ишлаб чиқариш оқими

яратилди; яратилган жин юқори унумдорликни ва толани сифатли тозалашни,
машина агрегатларини ўринлаштиришда бирикиб ишлаш, ўлчамлар ва маҳсул-
дорлик бўйича талабларни қондириб, тола бўйича 2242

кг/соат

унумдорликни

ва электр энергия сарфини камайтириш имконини берди.

Демак, таклиф этилган иккита чигит ажратувчи қурилмага эга 5ДП-156

аррали жинлари ишлаб чиқариш оқими 188 ишчи куни режимида

18206,3 т

пахта толаси етиштириб бериш имконига эга.

Диссертациянинг пульсловчи ҳаво оқимли тола конденсори яратишга

бағишланган

бешинчи

боб

и

«Тола

конденсори

машина

агрегати

динамикасининг тадқиқоти» деб номланган. Унда машина агрегатининг
динамикаси ўрганилган, шунингдек тажриба асосида пульсловчи ҳаво оқимли
конденсор геометрик ва аэродинамик параметрларини ўрганиш орқали таклиф
этилган конденсорнинг самарадорлиги аниқланган.

8

расм. Тола конденсорини

ҳисоблашга доир схема


9

расм. Сўриш кучини пульсатор

заслонкасининг бурилиш

бурчагидан боғлиқлиги

Ҳисоблаш схемаси асосида (8

9 расмлар) толанинг тўрли барабан

устидаги ҳаракатининг дифференциал тенгламалари тузилди:

,

)

cos(

)

(

]

2

)

sin(

)

cos(

[

2

*

2

2

2

2

o

o

o

o

тр

t

g

s

R

m

K

R

s

R

s

t

g

t

m

A

m

P

K

dt

s

d

(9)


background image

21

бу ерда

K

тр

– тола ва тўрли барабан орасидаги ишқаланиш коэффициенти;

К

*

– пропорционаллик коэффициенти;

o

– толани тўрли барабан сиртига

тушиш бурчаги;

– тўрли барабаннинг айланиш частотаси,

с

-1

;

m

– толанинг

массаси,

кг

;

R

– тўрли барабаннинг радиуси,

м

;

g

– эркин тушиш тезланиши,

м/с

2

;

t

– вақт,

с

;

Р

о

–

сўриш кучининг доимий ташкил этувчиси,

Н

;

А

– сўриш

кучининг ўзгарувчи қисми амплитудаси,

Н

;

– пульсатор заслонкасининг

айланиш частотаси,

с

-1

;

o

– пульсатор заслонкасининг бошланғич фазаси.

(9) тенгламани ечишда Рунге-Кутта усулидан фойдаланилди.
Пульсатор айланиши частотасининг

0

ва

700 мин

-1

интервалида амплиту-

да функцияси ва йиғинди нисбий тезликларнинг ташкил этувчиларига таъсири-
ни ўрганиш натижасида параметрларнинг рационал қийматлари:

=370·

/30 с

-1

;

Р

о

=0,3

P

вmax

Н; А=0,7

P

вmax

Н

аниқланди (10–11 расмлар). Йиғинди тезликлар-

нинг мос максимал қийматлари

S’=11,87032 м/с

ва

Sa’=0,869451 м/с

ни ташкил

этди.

=0 с

-1

;

Р

о

=P

вmax

=0,245 Н; А=0 Н

ҳоли учун эса бу тезликлар

S’=5,527653

м/с

ва

Sa’=0,18704 м/с

га тенг бўлди.

0 ,5

0 ,9 6

1 ,4 2

1 ,8 8

2 ,3 4

2 ,8

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

П у л ь с а т о р з а с л о н к а с и а й л а н и ш ч а с т о т а с и , а й л /м и н

S

a

',

м

/c

5

6 ,6

8 ,2

9 ,8

1 1 ,4

1 3

S

',

м

/с

S a ', м /с

S ', м /с

А

0,15

0,26

0,37

0,48

0,59

0,7

0,81

0,92

1,03

1,14

1,25

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Заслонка ва кувур юзалари нисбати

S

a'

, м

/c

5,5

6,5

7,5

8,5

9,5

10,5

11,5

12,5

13,5

14,5

15,5

S

',

м

/c

Sa, м/с

S', м/с

б

10-расм. Пульсатор заслонкаси айланиши частотасидан (а) ҳамда заслонка

ва қувур юзалари нисбатидан (б) боғлиқ равишда толанинг амплитудаси

(Sa’) ва йиғинди нисбий тезликнинг (S’) ўзгаришлари

II турдаги Лагранж тенгламаларидан фойдаланиб пульсловчи ҳаво

оқимли конденсор узатмаси машина агрегатининг ҳаракат дифференциал
тенгламаси тузилди:

;

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

6

6

56

5

56

4

6

56

5

56

4

6

6

5

6

56

5

4

6

56

5

4

5

45

4

45

3

5

45

4

45

3

5

5

4

5

45

4

3

5

45

4

3

4

34

3

34

2

4

34

3

34

2

4

4

3

4

34

3

2

4

34

3

2

3

3

3

1

3

3

3

1

3

3

3

3

1

3

3

1

М

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

пр

D

D

D

D

D

D

пр

D

D

D

D

D

D

D

(10)

бу ерда

D

,

2

,

3

,

4

,

5

,

6

–

двигатель ротори, редукторнинг кириш

вали, тўрли барабан, шлюз затвори, оралиқ вал ва пульсатор заслонкасининг


background image

22

бурчак тезликлари,

с

-1

;

i

D2

, i

23

, i

34

, i

45

, i

56

– тизимнинг узатиш нисбатлари;

i

D3

–

двигатель ва тўрли барабан валлари орасидаги узатиш нисбати.

Умумлашган коорди-

наталар сифатида машина
агрегатлари айланувчи мас-
саларининг бурчак тезлик-
лари

D

,

3

,

4

,

5

,

6

;

пульсловчи ҳаво оқимли
конденсор КВВБнинг айла-
нувчи валларидаги қарши-
лик моментлари

M

2

, M

3

, M

4

,

M

5

, M

6

; тўрли барабан валига

келтирилган

қаршилик

моменти

M

3пр

; пульсатор

заслонкасининг

таянчга

нисбатан қаршилик моменти

M

5

’

ва пульсатор заслонка-

сига

таъсир

этувчи

пульсловчи ҳаво оқими қаршилигининг моменти

M

6

”

(

Н

м

) қабул қилинди.

Конденсор сарфлаѐтган қувватни камайтириш мақсадида конденсор

машина агрегати сарфлаѐтган энергия минимумини мезон деб олиниб, динамик
синтез ўтказилди. Қўшимча мезон сифатида тўрли барабан айланиши
нотекислиги қабул қилинди ва бу танлов толани ташиш ва тозалаш режимлари
бузилишининг олдини олиш зарурати билан тушунтирилди (12-расм).

а) б)

1 - тўрли барабан; 2 - шлюз затвори; 3 - оралиқ вал; 4 - пульсатор заслонкаси.

12-расм. Электр двигатель сарфлаѐтган қувватнинг (а) ва тўрли барабан
айланиш нотекислигининг (б) инерция моментларига нисбатан ўзгариши


Муқобил параметрларни аниқлашда сарфланаѐтган қувват мезон қилиб

олинди. Бунинг учун сарфланаѐтган қувватнинг оралиқ вал, пульсатор
заслонкаси инерция моменти ва эластик-диссипатив параметрларига боғлиқ
равишда ўзгаришининг полиномиал муносабати тузилди.

0

0,8

1,6

2,4

3,2

4

45

80

115

150

185

220

255

290

Бурчак, град.

Тол

ан

и

н

г

н

и

сб

и

й

х

арак

ати

(S

,

м

)

в

а

тез

л

и

ги

(S

',

м

/с

)

-50

-15

20

55

90

125

Тол

ан

и

н

г

н

и

сб

и

й

тез

л

ан

и

ши

S

",

м

/с

2

S, м

S', м/с

S", м/c2

11-расм. Пульсацияли сўрувчи ҳаво оқимли

тўрсимон барабаннинг бурилиш бурчагидан

боғлиқ равишда тола ҳаракати ўзгаришининг

характеристикаси


background image

23

Иккинчи тартибли марказий композицион режадан фойдаланиб, электр

двигатели сарфлаѐтган қувватнинг оралиқ вал (

5

) ва пульсатор заслонкаси

(

6

) инерция моментидан боғлиқ равишда ўзгариш муносабати қурилди:

y=

1024,02-0,704

x

1

-

6,488

x

2

+

1,047

x

1

x

2

+

0,626

x

1

2

+

0,651

x

2

2

,

(11)

бу ерда

0028875

,

0

00385

,

0

5

1

х

,

02535

,

0

0338

,

0

6

2

х

.

(10) тенгламалар ва (11) муносабатдан фойдаланиб параметрларнинг

қуйидаги муқобил қийматлари аниқланди:

5

=0,003056;

6

=0,05915 кг

м

2

.

Ўтиш жараѐнининг муҳим кўрсаткичи – юкланиш бошлангандан кейин

тўрли барабан, шлюз затвори,
оралиқ

вал

ва

пульсатор

заслонкаси бурчак тезликлари
тебранишларининг ўз максимал
четланишларига чиқиши учун
кетадиган

вақт

айланувчи

массалар инерция моментлари-
га, эластик қисмлар харак-
теристикаларига ва технологик
қаршиликларнинг

катталик-

ларига боғлиқ бўлади (13-расм).

Дастлабки таҳлил нати-

жаларига кўра, заслонка айла-
ниш частотасининг ўзгариши
(

x

1

) ва пульсатор заслонканинг

қувур

кўндаланг

кесими

юзасига нисбати (

x

2

) конденсорнинг тозалаш самарадорлигига таъсир этувчи

асосий омиллар экан. Бу омилларнинг таъсирларини ўрганиш учун икки
омилли жараѐнга мос иккинчи тартибли ортогонал режалаштириш
матрицасидан фойдаландик.

Тажриба пахта толасининг бир партияси, нави ва кўриниши (С-6524, II

нав, машина терими) учун пульсловчи ҳаво оқимли 20 аррали жинда 3ОВП–
КВВБ пульсатор айланиш частотасининг

200, 430, 660 айл/мин

қийматларида,

пульсатор заслонканинг қувур кўндаланг кесими юзига нисбатининг

0,5; 0,7;

0,9

қийматларида ўтқазилди.

Тажриба натижаларини математик қайта ишлаш ишончлиликнинг

0,95

қийматида олиб борилди. Регрессия тенгламаси тола таркибидаги ножинс ара-
лашмалар

x

1

ва

x

2

омилларнинг табиий катталиклари учун регрессия тенглама-

си қуйидаги кўринишга эга бўлди:

y=

11,467-0,004

x

1

-

17,535

x

2

+

0,0047

x

1

x

2

+

11,382

x

2

2

.

(12)

Бу муносабат асосида аниқланган пульсатор заслонкаси ва қувур кўнда-

ланг кесими юзалари нисбатининг

0,7

ва пульсатор айланиш частотасининг 37

0

айл/мин

қийматларида энг яхши тозалаш самарадорлигига эришилди: тозалаш

самарадорлиги

13%

га ортди.

1 - с=13.52; 2 - с=6.76; 3 - с=27.03 Н

м/рад; 4 -

=0.029; 5 -

=0.118 кг

м

2

; 6 - M=0.15; 7 - M=0.6 H

м.

13-расм. Конденсор параметрларининг
турли қийматларида асинхрон двига-
тель ҳаракатлантирувчи моментининг
вақтга боғлиқ равишда ўзгариши


background image

24

Х У Л О С А

Олиб борилган назарий ва тажрибавий тадқиқотлар асосида пахтани

дастлабки қайта ишлаш технологик машиналарининг янги авлодини ишлаб
чиқиш учун қуйидаги хулоса ва тавсиялар шакллантирилди:

1. Адабиѐтларнинг аналитик таҳлили ва пахта тозалаш саноати

машиналарининг ишлашини ўрганиш пахтани тозалаш ва уни аррали жинга бир
текисда тақсимловчи икки барабанли таъминлагични, ишчи камерага чигитни
чиқариш қувури ўрнатилган аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимли тола
конденсорини ишлаб чиқиш зарурияти аниқланди.

2. Икки кетма-кет жойлашган қозиқли барабанлар ва уларни ўраб турувчи

тўрли сиртга эга жин таъминлагичининг конструкцияси асосланди,
таъминлагич машина агрегати фаолиятининг технологик ҳисоб схемаси,
динамик ва математик моделлари ишлаб чиқилди ҳамда ҳаракатнинг
дифференциал тенгламалари тузилди. Гаусс-Зейдель усулидан фойдаланиб
пахтани турли юзада энг кўп масофа босиб ўтиш мезони бўйича ҳамда
лаборатория шароитида ўтказилган тажриба асосида таъминлагичнинг
рационал параметрлари аниқланди. Ишлаб чиқилган алгоритм ва дастурлар
таъминлагич узатмасининг динамик параметрларини аниқлаш имкониятини
яратди.

3. Пахта ва чигитнинг аррали жин ишчи камерасидаги ҳаракатини

математик моделлаштириш ѐрдамида уринма тезликни ўзгариш қонуниятини
ўрганиш орқали қурилманинг самарадор ишлашини баҳолаш имконияти
аниқланди. Арралари орасидаги қадам камайтирилган ва қўшимча чигит
чиқариш қувури ўрнатилган жин ишчи камерасининг конструкцияси ишлаб
чиқилди. Уларнинг геометрик ва кинематик параметрларининг рационал
қийматлари аниқланди.

4. Чигит чиқарувчи қурилмага эга аррали жин машина агрегатининг

динамик ва математик моделлари қурилди, “двигатель

бажарувчи машина”

тизимининг турли характеристикалари таҳлил қилинди ва юритма динамик
параметрларининг рационал қийматлари аниқланди.

5. Чекли элементлар усулини кўчишлар шаклида қўллаш орқали пахта

тозалаш машиналари валлари критик тезликларини, уларни кучга ва
мустаҳкамликка ҳисоблаш усуллари ишлаб чиқилди ва муҳандислик ҳисоблаш
ишлари учун тавсия этилди. Янги чигит чиқарувчи қурилмага эга 156 аррали
жинни ҳисоблаш мисолида аррали цилиндр вали, чигит чиқарувчи қувур ва
шнеклар мустаҳкамлигини баҳолаш бўйича ҳисоблаш тадқиқоти ўтказилди ва
уларнинг мустаҳкамликка қўйилган талабларга жавоб берувчи конструкцион
параметрлари тавсия этилди.

6. Таклиф этилаѐтган икки барабанли қозиқли таъминлагич, қўшимча

чигит чиқарувчи қурилмага эга аррали жин ва тола конденсори
самарадорлигини баҳолаш учун 2

n

марказий композицион режасини қўллаб,

тажриба тадқиқотлари ўтказилди. Регрессия тенгламасидан муқобил
кўрсаткичларни аниқлаш «Оптималловчи моделнинг ечимини Ньютон усулида


background image

25

излаш» дастури ѐрдамида бажарилди. Натижада арранинг колосникдан чиқиб
туриш баландлиги

х

1

=51,97

52мм

ва қувурнинг айланиш частотаси

х

2

=388,4

400

мин

-1

бўлиши топилди ва бу ҳолда таъминлагичнинг

унумдорлиги

7000 кг/соат,

аррали жиннинг унумдорлиги

2242 кг/соат

,

толанинг узунлиги

33,71 мм

эканлиги аниқланди.

7. Назарий ва тажрибавий тадқиқотлар ҳамда 5ДП-156 (5ДП-130) ва ДПЗ-

216 (ДПЗ-180) аррали жинларни саноат ва корхоналараро синаш натижалари бу
машиналарни «O’zpaxtasanoat» уюшмасига қарашли 5 та пахта тозалаш
корхоналарига жорий қилиш имкониятини берди. Пахтани қайта ишлаш
технологик оқимидаги машиналарни рационал фойдаланиш туфайли

30000

т

пахтани қайта ишловчи корхона учун электроэнергия сарфи

480,5

дан

407,7 кВт/соат

гача камаяди ва иш унумдорлиги

12%

дан

50%

гача ошади, бу

эса йилига

96,5 млн. сўм

иқтисодий самара беради.

8. Пахта толасининг тўрли барабан юзасидаги ҳаракати технологик ҳисоб

схемаси ва уни ҳисоблаш дастури ишлаб чиқилиб, улар ѐрдамида қуйидаги
рационал қийматлар аниқланди: пульсатор заслонкаси айланиш тезлиги

370 мин

-1

, толани сўриш кучи

Р

вmax

=0,245 H

, заслонка ва қувур юзаларининг

нисбати

0,7

. Бунда толадаги ифлосликлар ва аралашмаларнинг минимал

қиймати йиғма нисбий

S’=11,87 м/с

тезликда аниқланди. Пульсловчи ҳаво

оқимли

конденсор КВВБ машина агрегатлари динамикасини ўрганиш учун

яратилган алгоритм ва дастур асосида энергия сарфининг ва тўрли барабан
айланиши нотекислигининг минимал қийматларини таъминловчи узатманинг
динамик параметрлари тавсия этилди. Натижада қўшимча

13%

тозалаш

самарасига эришилди.

Шундай қилиб, диссертация ишида икки барабанли таъминлагич,

чигитни чиқарувчи қурилмага эга аррали жин ва пульсловчи ҳаво оқимили
конденсор машина агрегатларини яратиш муаммосининг илмий асосланган
техник ечимлари баѐн этилди. Бу машина агрегатларини жорий этилиши пахта
хом ашѐсини қайта ишлаш соҳасининг аҳамиятли қайта қурилишига ва пахта
маҳсулотларининг ташқи бозордаги рақобатбардошлигини оширишга салмоқли
ҳисса қўшади.


background image

26

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК 16.07.2013.Т.06.01 ПРИ ТАШКЕНТСКОМ ИНСТИТУТЕ

ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ







МУХАММАДИЕВ ДАВЛАТ МУСТАФАЕВИЧ



ДИНАМИКА МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ ПИЛЬНОГО ДЖИНА

С СЕМЯОТВОДЯЩИМ УСТРОЙСТВОМ И КОНДЕНСОРА

С ПУЛЬСИРУЮЩИМ ПОТОКОМ


05.02.03

«Технологические машины. Роботы, мехатроника

и робототехнические системы»

(технические науки)



АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ











Ташкент – 2014


background image

27

Тема докторской диссертации зарегистрирована за № 30.09.2014/В2014.5.Т319

в Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан.

Докторская диссертация выполнена в Институте механики и сейсмостойкости сооружений

Академии наук Республики Узбекистан.

Полный текст докторской диссертации размещен на веб-странице Научного совета

16.07.2013.Т.06.01 по присуждению ученой степени доктора наук при Ташкентском институте
текстильной и легкой промышленности по адресу www.titli.uz.

Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский) размещен на веб-

странице по адресу www. titli.uz и Информационно-образовательном портале “ZiyoNet”по адресу
www.ziyonet.uz

.

Научный

консультант:

Рахматкариев Шавкат Убайдуллаевич,

доктор технических наук, профессор

Официальные

оппоненты:

Джураев Анвар Джураевич,

доктор технических наук, профессор

Алимухамедов Шавкат Пирмухамедович,

доктор технических наук, профессор

Рахмонов Хайриддин Кадирович,

доктор технических наук

Ведущая

организация:

Наманганский инженерно-технологический институт



Защита диссертации состоится «25» декабря 2014 г. в 10

00

часов на заседании научного совета

16.07.2013.Т.06.01 при Ташкентском институте текстильной и легкой промышленности по
адресу: 100100, г. Ташкент, ул. Шохжахон, 5, тел. (+99871)- 253-06-06, 253-08-08, факс: 253-36-17;
e-mail:titlp_info@edu.uz.

С докторской диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре

Ташкентского института текстильной и легкой промышленности (регистрационный номер 02).
Адрес: 100100, г.Ташкент, ул. Шохжахон, 5, тел. (+99871)- 253-06-06, 253-08-08.

Автореферат диссертации разослан «22» ноября 2014 года

(протокол рассылки № 02 от 22 ноября 2014 г.).

К. Жуманиязов,

председатель научного совета по присуждению

учѐной степени доктора наук, д.т.н., профессор

А. Маматов,

ученый секретарь научного совета по присуждению

учѐной степени доктора наук, д.т.н., профессор

А. Джураев,

председатель научного семинара при

научном совете по присуждению учѐной

степени доктора наук, д.т.н., профессор


background image

28

АННОТАЦИЯ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ


Актуальность и востребованность темы диссертации.

Одной из клю-

чевых проблем комплексных мероприятий антикризисной программы, разрабо-
танной под руководством Президента Республики Узбекистан Ислама Каримо-
ва, является следующее «...В первую очередь, это дальнейшее ускоренное про-
ведение модернизации, технического и технологического перевооружения
предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий. Это прежде
всего касается базовых отраслей экономики, экспорто-ориентированных и ло-
кализуемых производств. Ставится задача ускорения реализации принятых от-
раслевых программ модернизации, технического и технологического перево-
оружения производства, перехода на международные стандарты качества, что
позволит обеспечить устойчивые позиции как на внешнем, так и на внутреннем
рынках»

1

.

Переход к рыночной экономике ставит перед Узбекистаном одну из важ-

нейших задач

повышение конкурентоспособности хлопковой продукции. Не-

обходимым условием еѐ решения является существенное улучшение товарного
вида волокна при наилучших качественных показателях

основной продукции

хлопкоочистительной промышленности. В связи с этим, по Постановлению Ка-
бинета Министров Республики Узбекистан от 3 апреля 2007 года №70 «О про-
грамме модернизации и реконструкции предприятий хлопкоочистительной
промышленности на 2007–2011 годы»

важнейшую стратегическую задачу

хлопкоочистительной промышленности составляет еѐ техническое перевоору-
жение, оснащение современной техникой и технологиями, создание мобильно-
го, оперативно реагирующего на запросы рынка конкурентоспособного произ-
водства.

В существующих поточных линиях остановка любой машины потока

приводит либо к простою всего комплекса, либо к работе параллельно установ-
ленного оборудования с повышенной нагрузкой. Первый случай сопровождает-
ся работой сопряженного оборудования на холостом ходу (при кратковремен-
ных простоях) или с дополнительным временем, необходимым для чистки со-
пряженных машин и пуска комплекса после остановки. Во втором случае при
работе с увеличенной нагруженностью снижаются качество хлопковой продук-
ции и ресурсосбережение технологических машин. Все это свидетельствует о
целесообразности проведения исследований по созданию машинных агрегатов,
удовлетворяющих требованиям производительности компоновок машин по со-
прягаемости, габаритам и, в конечном итоге, по ресурсо- и энергосбережению.

Конкурентоспособность выпускаемой продукции в рыночных условиях

определяется еѐ качеством и стоимостью, обусловленной, прежде всего, затра-
тами на ее производство. При выработке волокна заметного снижения произ-
водственных затрат на хлопкозаводах можно достичь за счет повышения про-
изводительности, бесперебойной работы пильных джинов и очистительного

1

И.Каримов. Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в

условиях Узбекистана. –Т.: Узбекистан, 2009, 48 с.


background image

29

эффекта конденсора. Стабильность работы пильных джинов и конденсоров во
многом зависит от равномерности питания их хлопком, где очень высока роль
питателя. Совершенствование существующих пильных джинов и конденсоров с
позиции повышения их производительности и очистительного эффекта при
наименьшем потреблении электроэнергии на основе известных технических
решений практически исчерпало все свои возможности, поэтому поиск путей
должен вестись на основе принципиально новых нетрадиционных технических
решений. В связи с этим возникает необходимость разработки питателя, обес-
печивающего разрыхление, очистку хлопка перед джинированием и
равномерную его подачу в рабочую камеру с заданной производительностью
при обеспечении требуемого качества волокна. Для осуществления сопрягае-
мости машинных агрегатов питателя и рабочей камеры пильного джина по га-
баритам и производительности необходимо разработать новую конструкцию
рабочей камеры. Следовательно, развитие динамики машинных агрегатов про-
цессов равномерного питания, джинирования и очистки волокна на конденсоре
при минимуме энергопотребления является актуальной проблемой, решению
которой посвящена настоящая диссертация.

Соответствие исследования приоритетным направлениям развития

науки и технологий Республики Узбекистан.

Диссертация выполнена в соот-

ветствии с приоритетными направлениями развития науки и технологий Рес-
публики Узбекистан: ПФИ-2

–

«Физика, астрономия, энергетика и машино-

строение» и ППИ-3

–

«Энергетика, энерго- и ресурсосбережение, транспорт,

машино- и приборостроение».

Обзор международных научных исследований по теме диссертации.

Исследования, связанные с изучением динамических процессов машинных аг-
регатов пильного джина и конденсора при джинировании и очистке хлопка, яв-
ляются одним из приоритетных направлений современного машиностроения.

В зарубежных научных центрах и высших учебных заведениях США,

Австралия, Германии, Англии, Японии, Китая, России, Индии и других стран
ведутся научно-исследовательские работы по решению задач динамики
машинных агрегатов технологических машин.

Современным подходом к исследованию динамики хлопкоочистительных

машин и агрегатов для изучения и представления процессов джинирования и
очистки хлопка является использование теоретической и прикладной механики,
теории механизмов и машин и информационных технологий.

На сегодняшний день накоплен достаточный опыт исследовательских ра-

бот по процессам джинирования и очистки волокна учеными США (Lummus,
Continental eagle), Австралии (Lummus Australia Pty., Ltd.), Китая (Shandong
Swan Cotton Industrial Machinnery Stock Co.,Ltd), Индии (Nipha) и других стран
по процессам питания хлопком рабочей камеры джина, джинированию и
очистке волокна на конденсорах.

На современном этапе развитие исследований динамики машинных агре-

гатов в данном направлении важно не только для понимания основ технологи-
ческих машин, но и позволяет достичь существенного экономического эффекта


background image

30

путем снижения энергозатрат и сохранения качественных свойств хлопкового
волокна.

Степень изученности проблемы.

Многолетняя история развития

промышленного производства машин и агрегатов хлопкоочистительной
промышленности, в частности питателей, пильных джинов и конденсоров,
рассмотрены в работах таких зарубежных ученых и специалистов, как
Э. Уитни, С.З. Халл, Т. Эллиот, С.Э. Хугс, Р.Н. Ракофф, А.В. Стенли,
Р.Г. Хардин IV, П.А. Фанк и др.

Влияние исходных свойств хлопка-сырца на технологические и энергети-

ческие параметры пильного джина изучены в научных работах зарубежных
ученых Ж.К. Бойкина (США), К. Томпсона (Англия), П. Кумара, M.K. Шарма
(Индия).

Значительный вклад в развитие теоретико-методологических основ дина-

мики технологических машин, используемых в хлопкоочистительной промыш-
ленности, внесли научные исследования, выполненные под руководством уче-
ных Р.Г. Махкамова, И.Т. Махсудова, А.Е. Лугачева, М. Тиллаева, М. Агзамова,
Х.Т. Ахмедходжаева, Р.А. Мангутова, А. Джураева, Р.И. Каримова,
К.А. Каримова, Ш.П. Алимухамедова и др. Эти работы в основном связаны с
изучением свойств хлопка-сырца и конструкции машин зарубежного
производства, основанных на американской технологии первичной обработки
хлопка. Отдельные немногочисленные исследования ученых Узбекистана по-
священы проблемам очистки хлопка в питателях, увеличению производитель-
ности и снижению энергозатрат в процессе джинирования хлопка. Вместе с
тем, до настоящего времени нет научных исследований, связанных с использо-
ванием конструкций машин для вывода семян из рабочей камеры семяотводя-
щим устройством при джинировании и пульсирующего потока для очистки во-
локна в конденсорах, оптимизации динамических параметров и характеристик
приводных механизмов. В связи с этим назрела необходимость модернизации
пильного джина с целью повышения производительности и снижения энер-
гозатрат в процессе джинирования и технологии очистки волокна в конденсо-
рах.

Связь диссертационного исследования с планами научно-

исследовательских работ

отражена в следующих проектах:

прикладные проекты: №19.12 «Разработка технологий и совершенствова-

ние основных рабочих органов технологических машин хлопкоочистительной и
кожевенной промышленности» (2003–2005 гг.); № А-13.166 «Создание высоко-
эффективных, энерго-, ресурсосберегающих и экспортоориентированных си-
стем машин первичной переработки хлопка для различных условий хозяйство-
вания с учетом климатических особенностей, производственных мощностей
хлопкозаводов, объема заготовок, периода обработки, разновидностей сортов
хлопка» (2006–2008 гг.);

инновационный проект: № ФА-И4-Ф04 «Внедрение в производство рабо-

чей камеры пильного джина» (2011

2012 гг.).

Цель исследования:

создание новых конструкций пильного джина и

конденсора на основе исследования динамики машинных агрегатов,


background image

31

удовлетворяющих требованиям по производительности, сопрягаемости и энер-
госбережению с обеспечением качества хлопкового волокна.

Для реализации поставленной цели определены следующие

задачи ис-

следования:

проанализировать технологический процесс, основанный на использова-

нии машин пильного джинирования и разработать новые конструкции питате-
ля, рабочей камеры пильного джина и конденсора;

изучить движение хлопкового волокна в машинах на основе математиче-

ского моделирования процессов: на колковом барабане питателя, в рабочей ка-
мере пильного джина и на поверхности сетчатого барабана;

составить уравнения движения машинных агрегатов питателя, рабочей

камеры пильного джина и конденсора с учетом переходного и установившегося
режимов работы для выявления закономерностей их функционирования и
нахождения рациональных параметров рабочих органов машин;

разработать программные средства для реализации полученных матема-

тических моделей на ЭВМ;

выявить эффективность вновь разработанных конструкций машин пиль-

ного джинирования, удовлетворяющих требованиям при минимуме энергопо-
требления, компоновки машинных агрегатов по производительности, сопрягае-
мости и габаритам на основе теоретико-экспериментальных исследований в со-
ставе поточной линии по переработке средневолокнистого хлопка;

исследовать показатели работы джина с семяотводящим устройством в

промышленных условиях и выдать рекомендации по эффективному его исполь-
зованию.

Объектом исследования

являются машины и агрегаты поточной линии

хлопкоочистительной промышленности.

Предмет исследования

двухбарабанный колковый питатель, пильный

джин и конденсор волокна

.

Методы исследований.

Теоретические исследования проводились на ос-

нове использования методов современной теоретической и прикладной меха-
ники, теории механизмов и машин и вычислительной математики.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и произ-

водственных условиях с использованием современной измерительной аппара-
туры и приборов по оценке качества работы машин и хлопкового волокна. Об-
работка экспериментальных данных производилась методами статистики и ма-
тематического планирования эксперимента. При разработке программного
обеспечения использованы языки программирования Fortran, Qbasic и пакет
экономических расчетов «ПЭР».

Научная новизна диссертационного исследования

заключается в сле-

дующем:

разработаны двухбарабанный колковый питатель, рабочая камера пиль-

ного джина с семяотводящим устройством, конденсор с пульсирующим пото-
ком, методика и программные средства расчета динамических процессов в
конструкциях машин пильного джинирования (675, 2354, IAP 02992, IAP 04037,
FAP 00589, FAP 00841);


background image

32

выявлены закономерности изменения качественных показателей волокна,

семян и производительности пильного джина и конденсора волокна от характе-
ристик семяотводящего устройства и пульсатора, позволяющие выбрать рацио-
нальные режимы и параметры машин для очистки и джинирования хлопка;

определены закономерности изменения нагружения вала 156-пильного

цилиндра, семяотводящей трубы и шнека, а также установлены их критические
частоты вращения с учетом технологических сопротивлений в рабочих органах
джина, позволившие выбрать его динамические и конструктивные параметры;

разработана математическая модель машинных агрегатов «питатель –

пильный джин – конденсор волокна», обеспечивающая снижение энергозатрат
и себестоимости хлопкового волокна при переработке хлопка.

Практические результаты исследования

заключаются:

в разработке двухбарабанного питателя пильного джина, снижающего за-

соренность хлопка-сырца на 31% и конденсора с пульсирующим потоком,
снижающим массовую долю пороков и сорных примесей в волокне на 13%;

в создании программной продукции для расчетов динамических

параметров питателя, пильного джина с семяотводящим устройством и
конденсора волокна с пульсирующим потоком (программы для ЭВМ №DGU
00829, №DGU 00830 и №DGU 02400);

в модернизации рабочей камеры пильного джина с установкой семяотво-

дящего устройства, позволившей довести производительность 156-пильного
джина по волокну до 2242,3 кг/час при сохранении качественных показателей и
снизивщей удельный расход электроэнергии.

Достоверность полученных результатов

основывалась на математиче-

ских моделях, построенных с использованием фундаментальных положений
современной механики и сравнения результатов с теоретическими и опытными
данными, полученными в лабораторных и производственных условиях.

Теоретическая и практическая значимость

результатов исследова-

ния.

Теоретическая значимость результатов работы:

созданы методики с программными средствами расчета динамики приво-

да двухбарабанного колкового питателя, рабочей камеры пильного джина с се-
мяотводящим устройством и конденсора волокна с пульсирующим потоком,
позволяющие установить их динамические характеристики и параметры; разра-
ботаны математические модели движения хлопка внутри двухбарабанного кол-
кового питателя и рабочей камеры пильного джина с семяотводящим
устройством, а также волокна на поверхности сетчатого барабана конденсора
волокна с пульсирующим потоком, дающие возможность управления основны-
ми технологическими параметрами машин с обоснованием их конструктивных
и динамических параметров; установлен закон изменения очистительного эф-
фекта конденсора волокна в зависимости от частоты вращения заслонки пуль-
сатора и соотношения площадей заслонки пульсатора и трубопровода, а также
изменения качественных показателей волокна, семян и производительности
пильного джина с семяотводящим устройством в зависимости от частоты вра-
щения семяотводящей трубы.


background image

33

Практическая значимость результатов

разработанные новые конструк-

ции эффективных технологических машин пильного джинирования, удовлетво-
ряющие требованиям компоновки машинных агрегатов при наименьшем энер-
гопотреблении по производительности, сопрягаемости и габаритам двухбара-
банного колкового питателя, рабочая камера пильного джина с семяотводящим
устройством и конденсор волокна с пульсирующим потоком снижают затраты
на переработку при сохранении качественных показателей хлопкового волокна.

Внедрение результатов исследования.

На основе проведенных исследо-

ваний разработанные конденсор волокна

КВВБ

с пульсирующим потоком,

двухбарабанный питатель и модернизированная рабочая камера 156-пильного
джина с семяотводящим устройством под маркой «КРСВУ» внедрены в произ-
водство на предприятиях ассоциации «Узпахтасаноат», годовой экономический
эффект составляет 96,5 млн сум

.

(акт ассоциации «Узпахтасаноат» о внедрении

в производство от 04.09.2014).

Апробация работы.

Результаты исследования доложены на 14 научно-

практических конференциях, в том числе 10 международных: «Проблемные во-
просы механики и машиностроения» (Ташкент, 1993 и 1998 гг.); на VIII Все-
российском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001 г.);
«Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Кострома,
2002 г.); «Современные проблемы и перспективы механики» (Ташкент, 2004,
2006 и 2009 гг.) и др.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуж-

дались на научных семинарах: на объединенном научном семинаре «Теория
механизмов и машин промышленного комплекса» им. Х.Х.Усманходжаева ИМ
и СС АН РУз (Ташкент, 2003

2014 гг.); на Ученом совете при АО «Paxtasanoat

ilmiy markazi» (Ташкент, 2006

2010 гг.) и на научном семинаре по

специальности 05.02.03

«Технологические машины. Роботы, мехатроника и

робототехнические системы» при Научном совете 16.07.2013.Т.06.01 при Таш-
кентском институте текстильной и легкой промышленности (Ташкент, 2014 г.).

Опубликованность результатов

. По теме диссертации опубликовано 46

научных трудов, в том числе 8 научных статей в международных журналах, по-
лучено 6 патентов Республики Узбекистан и 3 свидетельства на программные
продукты.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пя-

ти глав, заключения, списка литературы из 191 наименования, приложений, со-
держит 211 страниц текста, 89

рисунков и 39 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

дается обоснование актуальности темы диссертационной

работы, сформулированы цель и задачи исследования, определены теоретиче-
ская значимость и практическая ценность, даны общая методика исследования,
основные положения, выносимые на защиту, апробация работы, сведения о
публикациях и структуре диссертации.

В первой главе диссертации

– «Обзор работ по конструкциям машин

хлопкоочистительной промышленности»

– проведен обзор по конструкциям


background image

34

технологических машин поточной линии по переработке средневолокнистых
сортов хлопка в СНГ и за рубежом. Анализ существующих технологических
линий отечественных и зарубежных производств показывает, что процесс пере-
работки хлопка протекает по схеме сушка – очистка – джинирование хлопка –
очистка волокна.

Из результатов анализа следует, что стабильность работы технологиче-

ской линии зависит от работы пильных джинов и конденсора, а пильных джи-
нов и конденсоров во многом от равномерности питания хлопком рабочей ка-
меры джина, где роль питателя очень высока. Поэтому возникает необходи-
мость изучения питателей, пильных джинов и конденсоров волокна.

На основе анализа результатов исследований определено направление по

созданию новых конструктивных решений пильного джинирования и
конденсора на основе теории машинных агрегатов, удовлетворяющих
требованиям непрерывности и системности технологической линии по
производительности, сопрягаемости при унификации их отдельных узлов и
наименьшем энергопотреблении с обеспечением требования по качеству
хлопкового волокна.

Вторая глава

– «Динамика

питателя пильного джина» – посвя-
щена разработке двухбарабанного
колкового барабана питателя (рис.1)
пильного джина и исследованию
движения хлопкового потока внутри
питателя и динамики машинного
агрегата привода питателя на ЭВМ.

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. Для обеспечения вышеука-
занных показателей нами разработан двухбарабанный колковый питатель.

Расчетная схема для изучения движения хлопка внутри питателя состоит

из шести частей. Из них первая, третья и пятая совершаются на поверхности
колковых барабанов (рис. 2), а вторая, четвертая и шестая

–

с отрывом от кол-

ковых барабанов (рис. 3).

На основе расчетной схемы составлены дифференциальные уравнения

движения хлопка по поверхности колкового барабана (1) и движения хлопка с
отрывом от колковых барабанов (2):

)

cos(

)

sin(

2

)

(

2

2

*

2

2

o

o

тр

t

g

R

s

t

g

s

m

R

K

K

dt

s

d

(1)

Рис. 1. Конструктивные параметры

и схема двухбарабанного питателя


background image

35

;

2

cos

2

sin

cos

sin

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

g

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

g;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

y

*

x

*

y

*

x

*

(2)

где

K

тр

– коэффициент трения между хлопком и колками барабана;

К

*

– коэф-

фициент пропорциональности;

o

и

1

– угол захвата и сброса хлопка колками

барабана;

– частота вращения колкового барабана, с

-1

;

m

– масса хлопка, кг;

R

– радиус колкового барабана, м; g – ускорение свободного падения, м/с

2

;

t

–

время, с;

V

х

и

V

у

– проекция скорости движения хлопка по осям

х

и

у

, м/с.

а

б

а - для верхнего отрыва;

б - для нижнего отрыва

Рис.2. Расчетная схема движения

хлопка на поверхности колкового ба-

рабана

Рис. 3. Расчетная схема движе-

ния хлопка с отрывом от кол-

ковых барабанов

При решении уравнений (1) и (2) использовался численный метод Рунге-

Кутта для дифференциального уравнения второго порядка вида

)

,

,

(

s

s

t

F

s

.

Перед началом вычислений задавались шаг

t

и начальные значения

t

o

, s(t

o

)=s

o

и

o

o

s

t

s

)

(

.

В результате реализации математической модели двухбарабанного пита-

теля на ЭВМ построены графики изменения движения хлопка-сырца внутри
питателя в зависимости от угла и скорости падения на поверхность колкового
барабана (частоты вращения питающих валиков и производительности питате-
ля) (рис.4); от диаметра и частоты вращения колковых барабанов.

Однако для эффективной работы двухбарабанного питателя, обеспечива-

ющего равномерную подачу хлопка в рабочую камеру с заданной производи-
тельностью, необходимо установить пути снижения неравномерности враще-
ния колковых барабанов и потребляемой мощности электродвигателя питателя,
используя уравнения движения машинного агрегата питателя.

Используя уравнение Лагранжа II рода, были получены дифференциаль-

ные уравнения движения машинного агрегата питателя в общем виде:


background image

36

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

;

)

(

)

(

3

3

13

1

13

3

3

13

1

13

3

3

3

2

2

12

1

12

2

2

12

1

12

2

2

2

1

3

13

1

3

3

13

1

3

2

12

1

2

2

12

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

пр

пр

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

М

i

i

в

i

i

c

М

i

i

в

i

i

c

M

i

в

i

c

i

в

i

c

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

(3)

где

D

,

1

,

2

,

3пр

– соответственно моменты инерции вращающихся масс,

кг

м

2

;

M

D

,

M

1

,

M

2

,

M

3пр

– соответственно моменты нагрузок, действующих на

вращающийся вал электродвигателя и барабанов питателя,

Н

м; c

1

, с

2

, с

3

– жест-

кость ременной передачи,

Н

м/рад; в

1

,в

2

,в

3

– коэффициенты диссипации ре-

менной передачи,

Н

м

с/рад;

D

,

1

,

2

,

3

– угловые скорости вращающихся

масс системы,

с

-1

;

i

D1

, i

12

, i

13

– передаточные отношения ременной передачи.

Система

нелинейных

дифференциальных

уравне-

ний (3) решена на ЭВМ. На
основе численных результатов
были построены графики из-
менения

неравномерности

вращения и частоты вращения
колковых барабанов (рис. 5),
ведущего

вала

вариатора

ИВР-1 и потребляемой мощ-
ности электродвигателя в за-
висимости от следующих дей-
ствительных параметров си-
стемы (

0,%

): момента сопро-

тивления

(

M

1

=12,475;

М

2

=12,475; М

3пр

=1,287 Н

м

);

упруго-диссипативных параметров

(с

1

=61,948, с

2

=41,472, с

3

=24,048 Н

м/рад

и

в

1

=0,3636, в

2

=0,2138, в

3

=0,1596 Н

м

с/рад)

ременных передач, момента инерции

электродвигателя

(

D

=0,158кг

м

2

), первого

(

1

=4,469кг

м

2

) и второго

(

2

=4,469кг

м

2

) колковых барабанов и питающих валиков (

3пр

=0,2547кг

м

2

),

приведенная к валу вариатора ИВР-1, при уменьшении (-

100%

) и увеличении

(

100%

) действительных параметров питателя пильного джина.

В целом, составлены уравнения движения машинного агрегата, изучены

динамические характеристики и найдены рациональные параметры привода
питателя, при которых обеспечивается улучшение разрыхления, очистки и рав-
номерной подачи хлопка в рабочую камеру. Установлено, что при снижении
потребляемой мощности электродвигателя с 1,510 до 1,366 кВт неравномер-
ность вращения колковых барабанов увеличивается с 0,00008 до 0,00243 при
частотах вращения колковых барабанов 490,2 мин

-1

(51,33 с

-1

). В связи с этим

для снижения потребляемой мощности необходимо уменьшить упруго-
диссипативные параметры третьей ременной передачи питателя на 70% (с

24,048

до

7,214

Н

м/рад)

.

-0 ,3 0

-0 ,2 5

-0 ,2 0

-0 ,1 5

-0 ,1 0

-0 ,0 5

0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,1 0

0 ,1 5

0 ,2 0

-0 ,5

-0 ,4

-0 ,3

-0 ,2

-0 ,1

0

0 ,1

0 ,2

Х , м

О

с

ь

У

,

м

П = 1 2 3 4 .9 к г /ч а с

П = 1 7 2 3 .5 к г /ч а с

П = 1 4 7 5 к г /ч а с

2

1

Х л о п о к

Рис.4. Изменение траектории хлопка в зави-

симости от частоты вращения питающих

валиков и производительности питателя


background image

37

480

482

484

486

488

490

492

494

496

498

500

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Изменения параметров системы, %

Ча

ст

о

т

а

в

р

а

щ

е

н

и

я

п

е

р

в

о

го

ко

лк

о

в

о

го

б

а

р

а

б

а

н

а

в

о

б

/м

и

н

от M

от C1 и В1

от C2 и В2

от C3 и В3

от Jd

от J1 и J2

от J3пр

а

480

482

484

486

488

490

492

494

496

498

500

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Изменения параметров системы, %

Ча

ст

о

т

а

в

р

а

щ

е

н

и

я

в

т

о

р

о

го

к

о

лк

о

в

о

го

б

а

р

а

б

а

н

а

в

о

б

/м

и

н

от M

от C1 и В1

от C2 и В2

от C3 и В3

от Jd

от J1 и J2

от J3пр

б

Рис. 5. График изменения частоты вращения первого (а) и второго (б)

колковых барабанов

Для исследования очистительного эффекта в МИЦ АО «PaxtaGin KB» со-

здана экспериментальная установка питателя с двумя барабанами шириной

560

мм

. Экспериментальные исследования двухбарабанного колкового питателя

показали, что при производительности

1587 кг/ч

очистительный эффект дости-

гается до

31%

.

В целом, созданный двухбарабанный питатель шириной

560 мм

, диамет-

ром

312 мм

и частотой вращения

490 мин

-1

колковых барабанов при производи-

тельности по хлопку

1587 кг/ч

до 31% с очистительным эффектом и потребляе-

мой мощностью питателя

0.84 кВт

будет обеспечивать улучшение разрыхле-

ния, очистку и равномерную подачу хлопка в рабочую камеру пильного джина.
С учетом производительности питателя

1587 кг/ч

для ширины

560 мм

необхо-

дим пильный джин производительностью

508 кг

волокна в час (или

16,9 кг

во-

локна на пилу в час). Но серийный пильный джин имеет производительность

15,3 кг

волокна на пилу в час, что не обеспечивает сопрягаемости питателя и

джина по производительности. Для этого необходимо разработать пильный
джин, удовлетворяющий требованиям компоновки машинных агрегатов по со-
прягаемости, габаритам и производительности.

В третьей главе

– «Разработка рабочей камеры пильного джина повы-

шенной производительности» – проведены теоретические исследования и раз-
работано дополнительное семяотводящее устройство в рабочей камере пильно-
го джина.

Для повышения производительности с точки зрения модернизации пиль-

ного джина необходимо увеличить скорость и массу сырцового валика, для че-
го следует установить внутри рабочей камеры семяотводящую трубу. Установ-
ка семяотводящей трубы радиусом

R

уменьшает объем рабочей камеры

(V

об

-



R

2

l),

при этом масса сырцового валика равна

G.

Расстояние по радиусу рабо-

чей камеры от стенки трубы до лобового бруса составляет

(0.16м-R),

с увели-

чением

R

оно уменьшается.

Учитывая предложенные А. Максудовым равенства, можно записать:


background image

38

Q

t

=Q

o

+1.35

(

-

o

)+7.1

[k

w

b

(0.16м-R)-

bo

]+0.5

[



(V

об



R

2

l)-G

o

] , (4)

где

Q

o

– паспортная производительность джина;

,

o

– предлагаемая и суще-

ствующая окружная скорость пильного цилиндра;

b

,

bo

– предлагаемая и су-

ществующая окружная скорость сырцового валика;

G, G

o

– предлагаемая и су-

ществующая масса сырцового валика;

k

– коэффициент, учитывающий увели-

чение частоты вращения сырцового валика.

Установлено, что
для увеличения произ-
водительности пиль-
ного джина до

20

кг/час

для одной пилы

при минимальных зна-
чениях диаметра се-
мяотводящей

трубы

необходимо увеличить
частоту

вращения

сырцового валика от

2,4

до

3,4

раз (рис. 6), а

диаметр – с

160

до

180 мм

. При этом за-

зор между пильным диском и трубой уменьшается с

40

до

30 мм

, а объем рабо-

чей камеры – с

16

до

20%

. Поэтому для снижения массы сырцового валика

необходимо увеличить количество пил на

20%

на пильном валу, а для этого

уменьшить шаг расположения пильных дисков с

18

до

15 мм

.

Для обеспечения эффективного функционирования джина с семяотводя-

щей системой решены следующие задачи.

Определены радиальная и тангенциальная составляющие вектора скоро-

сти

 

 

 

 

r

F

r

U

r

F

r

U

r

2

1

,

,

,

,

(5)

где

 

;

1

1

1

1

2

1

0

2

1

1







r

R

r

R

U

r

r

R

U

R

r

F

HC

Н

 

;

1

1

1

1

1

1

2

1

0

2

1

2









r

R

r

R

R

r

R

r

U

R

r

F

2

1

1

/

R

R

R

,

2

/

R

r

r

,

 

N

n

a

a

n

n

n

1

0

.

Определена угловая скорость сырцового валика

 

 

 

 

r

F

r

r

F

r

1

2

1

2

1

,

,

(6)

здесь

r,

– цилиндрические координаты

U

r

, U

– компоненты вектора скорости

по радиальному и тангенциальному направлениям

R

1

и

1

– радиус и скорость

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

1 2 0

1 4 0 1 6 0

1 8 0 2 0 0

2 2 0

2 4 0 2 6 0

2 8 0 3 0 0

3 2 0

Д и а м е т р т р у б ы , м м

П

р

о

и

з

в

о

д

и

т

е

л

ь

н

о

с

т

ь

,

к

г

в

о

л

о

к

н

а

н

а

п

и

л

у

в

ч

а

с

k= 1

k= 1 ,4

k= 1 ,8

k= 2 ,2

k= 2 ,6

k= 3

k= 3 ,4

Рис. 6. Изменение ожидаемой производительности
пильного джина с семяотводящим устройством

в

зависимости от диаметра трубы и коэффициента
увеличения угловой скорости сырцового валика k


background image

39

вращения внутреннего цилиндра;

R

2

– радиус внешнего цилиндра;

r

– радиус

рассматриваемой точки.

В результате изучения кинематики сырцового валика установлена причи-

на, не позволяющая входить разрыхленному хлопку в рабочую камеру при вы-
сокой производительности. Причина этого состоит в направлениях скоростей
сырцового валика и поступающего в рабочую камеру хлопка-сырца. Для реше-
ния этой проблемы мы на пути сырцового валика устанавливаем преграду,
вследствие чего происходит хороший захват хлопка-сырца, поступающего в ра-
бочую камеру.

В результате проведенных экспериментальных исследований установле-

ны параметры механизма вывода семян: наружный диаметр –

159 мм

; пазы

продольно-щелевые, скошенные, шириной

6 мм

; число пазов –

16

штук по

окружности; соседние пазы расположены со сдвигом

0,5

; длина пазов –

250 мм

.

Частота вращения трубы –

360 мин

-1

в сторону вращения сырцового валика; ча-

стота вращения шнека –

720 мин

-1

, направление движения шнека

против дви-

жения трубы.

В результате сравнительных испытаний установлено, что часовая произ-

водительность 30-пильной установки составила

10 кг

волокна на пилу в час.

Предлагаемый 36-пильный джин с семяотводящим устройством тех же габари-
тов имеет производительность до

15,1 кг

волокна на пилу в час. Производи-

тельность 36-пильного джина повышается на

81%

, то есть для получения одной

тонны волокна расходуется на

45%

меньше времени, чем на 30-пильном джине.

Подставляя значения производительности типового пильного джина (

10

кг

волокна на пилу в час), радиуса трубы (R=0,08м), угловой скорости сырцово-

го валика (

51 с

-1

и

k

1

=3,3

) в уравнение (4), получим производительность пиль-

ного джина с семяотводящим устройством равной

15,15 кг

волокна на пилу в

час. При данной производительности

коэффициент использования зубьев пил

составляет

k

=0,7. Разница между теоретическими (

51 с

-1

) и экспериментальны-

ми значениями угловой скорости сырцового валика (суммарной угловой скоро-
сти сырцового валика и трубы

15,476+37,699=53,175 с

-1

) составляет

2,175 с

-1

(

4,3%

).

В четвертой главе

– «Динамика пильного джина с семяотводящим

устройством» – дан анализ статических и динамических характеристик пиль-
ного джина и приведены результаты экспериментальных исследований опытно-
промышленного 156-пильного джина с семяотводящим устройством.

В пильном джине с семяотводящим устройством под значительным сило-

вым воздействием от внешних нагрузок находятся детали рабочей камеры и,
главным образом, ее основные узлы – пильный цилиндр, семяотводящая труба
и шнек.

Для создания и экспериментального исследования модернизированного

156-пильного джина на основе разработанного 36-пильного джина с семяотво-
дящим устройством были решены следующие задачи:

I. На основе использования уравнения Лагранжа II рода выведены диф-

ференциальные уравнения движения машинного агрегата 156-пильного
цилиндра джина 5ДП-156 в следующем общем виде:


background image

40

;

)

(

)

(

);

(

)

(

5

5

25

2

25

4

5

25

2

25

4

5

5

5

25

2

4

5

25

2

4

2

2

2

M

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

(7)

где

D2

,

5

– соответственно моменты инерции электродвигателя и пильного

цилиндра,

кг

м

2

;

M

D2

,

M

5

– соответственно моменты нагрузок, действующие на

вращающихся валах электродвигателя и пильного цилиндра,

Н

м; c

4

– жест-

кость муфты,

Н

м/рад; в

4

– коэффициенты диссипации муфты,

Н

м

с/рад;

D2

,

5

– угловые скорости электродвигателя и пильного цилиндра,

с

-1

;

i

D25

– пере-

даточное отношение системы.

Для исследования машинного агрегата пильного цилиндра джина 5ДП-

156 были экспериментально определены момент инерции пильного цилиндра
методом разгона

2

=1,244 кг

м

2

,

технологическая нагрузка, действующая на

вращающийся вал пильного цилиндра

M

2

=М

ср

+М

о

cos(



б

t/6)



о

)

(где

М

5ср

=843,72 Н

м; М

5о

=78,78 Н

м;

б

=



490/30 рад/с; t

–

время

;

о

–

начальная

фаза) и далее расчѐтным путем определены жесткость

c

4

=23065,2 Н

м/рад

и ко-

эффициент диссипации муфты

в

4

=128,5346 Н

м

с/рад

.

Используя систему нелинейных дифференциальных уравнений (7), мы

исследовали на ЭВМ динамику пильного цилиндра при различных характери-
стиках приводного двигателя, предложенного И.С. Пинчуком, А.Е. Левиным и
М.М. Соколовым. Для решения системы уравнений использовали численный
метод Рунге-Кутта.

На основе результатов исследования уравнения движения пильного ци-

линдра установлено следующее: с увеличением значений упруго-диссипа-
тивных параметров муфты от -90 до 100% при характеристиках А.Е. Левина и
И.С. Пинчука увеличивается неравномерность вращения с 7,44

10

-3

до 4,85

10

-2

;

а при характеристике М.М. Соколова – с 6,44

10

-3

до 6,39

10

-3

; с увеличением

значений момента инерции электродвигателя от -60 до 100% при характеристи-
ках М.М. Соколова и А.Е. Левина неравномерность вращения пильного цилин-
дра постоянна и соответственно равна 6,35

10

-3

и 1,06

10

-2

, а при характеристике

И.С. Пинчука от -90 до 0% неравномерность вращения пильного цилиндра
5ДП-156 уменьшается с 1,11

10

-2

до 7,9

10

-3

; далее увеличивается до 1,3

10

-2

(рис. 7); с увеличением значений момента инерции пильного цилиндра 5ДП-156
от -90 до 100% при характеристиках М.М. Соколова и А.Е. Левина неравно-
мерность вращения пильного цилиндра одинаково уменьшается с 6,58

10

-3

до

6,32

10

-3

и с 1,08

10

-2

до 1,02

10

-2

; а при характеристике И.С. Пинчука увеличи-

вается с 7,23

10

-3

до 9,38

10

-3

; изменение момента инерции двигателя при ха-

рактеристиках М.М. Соколова и А.Е. Левина не влияет на неравномерность
вращения пильного цилиндра 5ДП-156; для изучения переходного и устано-
вившегося режимов электродвигателя рекомендуется характеристика А.Е.
Левина и М.М. Соколова, а для установившегося режима – характеристика
И.С. Пинчука.


background image

41

В целом установлено,

что для снижения неравно-
мерности вращения пильно-
го цилиндра необходимо
увеличить упруго-диссипа-
тивные параметры с

23065,2

до

29984,76 Н

м/рад

(с

128,534

до

167,09 Н

м

с/рад

).

II. Установлены рас-

четные значения первой,
второй и третьей критиче-
ских скоростей пильного
цилиндра

117,9; 450,2 и

774,3 рад/с

, семяотводящей трубы

203,65; 811,16, 1814,06 рад/с

и шнека

74,85;

292,48; 636,1 рад/с,

на основе использования метода конечных элементов в

форме перемещений. Получена закономерность поперечного перемещения се-
мяотводящей трубы и шнека по длине, максимальные значения которых соот-
ветственно составляют -

2,91·10

-6

м

при

l=0,191 м

и

-6,33·10

-5

м

при

l=0,293 м

.

Установлено, что нет необходимости в увеличении диаметра вала пиль-

ного цилиндра при увеличении количества пил со 130 до 156 штук, так как уг-
ловая скорость пильного цилиндра находится в первой докритической зоне

кр

р

1

75

,

0

– жесткий вал –

76,969<88,451 рад/с

и поперечное перемеще-

ние вала по длине составляет

0,1058 мм

.

Определены максимальные напряжения

max

=15,4

10

5

Н/м

2

([

k

]

=

=1029,7

10

5

Н/м

2

– допускаемое напряжение материала трубы сталь 45) и угол

поворота

max

= 0,0324

семяотводящей трубы в зонах с пазами при кручении.

III. В результате проведения эксплуатационных

испытаний опытного об-

разца модернизированного пильного джина 5ДП-156 с семяотводящим
устройством установлено, что экспериментальный джин удовлетворительно
выполняет технологический процесс джинирования, при этом производитель-
ность по волокну составляет

2242,3 кг/ч

, опушенность семян после джина –

11,4%

и после семяотводящей трубы –

10,36%

, энергоемкость основного пиль-

ного джина –

77,2 кВт/час

, семяотводящей трубы –

4,5 кВт/час

, расход воздуха

для съема волокна –

0,7 м

3

/с

.

Внедрение

модернизированного

пильного

джина

5ДП-156

с

семяотводящим устройством в технологический процесс на Бектемирском,
Карасуйском, Алимкентском и Пскентском хлопкозаводах показали повышение
производительности и снижение удельного расхода электроэнергии, а также то,
что машинные агрегаты удовлетворяют по сопрягаемости, габаритам и произ-
водительности (по хлопку –

7007 кг/ч

). Годовой экономический эффект состав-

ляет более 96,5 млн.сум.

Для оценки эффективности предлагаемого двухбарабанного колкового

питателя, пильного джина с семяотводящим устройством и конденсора волокна
проведены экспериментальные исследования с применением многофакторного

0

0 ,0 1

0 ,0 2

0 ,0 3

0 ,0 4

0 ,0 5

-9 0 -7 5 -6 0 -4 5 -3 0 -1 5

0

1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

9 0

И з м е н е н и е з н а ч е н и я у п р у г о -д и с с и п а т и в н ы х п а р а м е т р о в , %

Н

е

р

а

в

н

о

м

е

р

н

о

с

т

ь

в

р

а

щ

е

н

и

я

-

п

и

л

ь

н

о

го

ц

и

л

и

н

д

р

а

М .М .С о к о л о в

А .Е .Л е в и н

И .С .П и н ч у к

Рис. 7. Влияние упруго-диссипативных па-

раметров на неравномерность вращения

пильного цилиндра


background image

42

эксперимента типа 2

n

(центрального композиционного плана). За входные па-

раметры приняты: выступ пил (

х

1

=47, 52, 57 мм

) и частота вращения семяотво-

дящей трубы (

х

2

=365, 389, 413 мин

-1

), так как эти параметры определяют произ-

водительность питателя, пильного джина и конденсора, энергозатраты, засо-
ренность хлопка, семян, вывод семян из рабочей камеры, опушенность и по-
врежденность семян, массовая доля пороков и сорных примесей в волокне,
длины волокна.

По результатам исследований получены регрессионные уравнения:

у

1

=6958,3682+272,3858

х

1

х

2

-788,3332

х

1

2

+292,2118

х

2

2

;

у

2

=2242,1568+87,6096

х

1

х

2

-256,3984

х

1

2

+98,126

х

2

2

;

у

3

=5,6267-0,8583

х

1

+0,2217

х

2

-0,37

х

1

х

2

;

у

4

=74,8216-3,3642

х

1

+2,3646

х

2

+2,4129

х

1

х

2

;

у

5

=0,2107+0,1093

х

1

+0,0052

х

2

+0,008

х

1

х

2

;

у

6

=1,7573-0,0643

х

1

-0,195

х

2

+0,06

х

1

х

2

+0,1227

х

1

2

-0,1889

х

2

2

;

у

7

=1,1450+0,6477

х

1

-0,3029

х

2

-0,5087

х

1

х

2

+0,1699

х

1

2

-0,2817

х

2

2

;

у

8

=11,4905+0,1322

х

1

-0,3356

х

2

-0,1426

х

1

х

2

+0,3439

х

1

2

;

у

9

=33,7083-0,5535

х

1

2

.

(8)

Обобщенным показателем эффективности функционирования рассматри-

ваемой машины является качество волокна, то есть обеспечение наибольшей
его длины при ограничениях: производительности питателя по хлопку –

у

1

=

7000 кг/час; производительности пильного джина по волокну –

у

2

=

2340 кг/час; выхода семян через трубу

у

3

=

7%; потребляемой мощности

пильного цилиндра пильного джина –

у

4

=

75 кВт; засоренности семян –

у

5

=

0,33%; массовой доли пороков и сорных примесей в волокне –

у

6

=

2,0%;

прироста механических поврежденностей семян –

у

7

=

1,0%; опушенности семян

у

8

=

11,5%.

Оптимизацию регрессионных уравнений провели по общепринятой про-

грамме «Поиска решения оптимизируемой модели по методу Ньютона». В ре-
зультате реализации оптимизации нами определены выступ пилы

х

1

=51,5 мм и

частота вращения трубы

х

2

=387,6 мин

-1

, при которых производительность пита-

теля –

у

1

=

6956 кг/ч и пильного джина –

у

2

=

2242 кг/ч, а длина волокна –

у

9

=

33,71 мм. Создание 156-пильного джина с семяотводящим устройством даст

возможность довести производительность поточной линии по хлопку до

7.4 т/ч

(по волокну –

2,385 т/ч

). Разность между результатами производительности 36-

и 156- пильных джинов с семяотводящими устройствами составляет 5,9%.

На основе проведенных теоретико-экспериментальных исследований раз-

работана поточная линия производительностью до 7 т/ч по хлопку при различ-
ной засоренности исходного сырца; разработанный джин обеспечивает высо-
кую производительность и качественную очистку хлопкового волокна, удовле-


background image

43

творяющую требованиям компоновки машинных агрегатов по сопрягаемости,
габаритам и производительности по волокну 2242 кг/ч, и снижение удельных
расходов электроэнергии.

Следовательно, рекомендуемая поточная линия с двумя пильным джина-

ми 5ДП-156 с семяотводящим устройством и периодом работы в 188 рабочих
дней перерабатывает 18206,3 тонны хлопкового волокна.

В пятой главе диссертации

– «Исследование динамики машинного агре-

гата конденсора волокна» – разработан новый конденсор волокна с пульсиру-
ющим воздушным потоком. Проведены исследования динамики машинного аг-
регата, а также экспериментальные исследования геометрических и аэродина-
мических параметров конденсора с пульсирующим потоком, на основании ко-
торых определена эффективность предложения.

На основе расчетной схемы составлено дифференциальное уравнение

движения волокна по поверхности сетчатого барабана (рис. 8

9):

,

)

cos(

)

(

]

2

)

sin(

)

cos(

[

2

*

2

2

2

2

o

o

o

o

тр

t

g

s

R

m

K

R

s

R

s

t

g

t

m

A

m

P

K

dt

s

d

(9)

где

K

тр

– коэффициент трения между волокном и сетчатым барабаном;

К

*

– ко-

эффициент пропорциональности;

o

– угол падения волокна на поверхность

сетчатого барабана;

– частота вращения сетчатого барабана,

с

-1

;

m

– масса

волокна,

кг

;

R

– радиус сетчатого барабана,

м

; g – ускорение свободного паде-

ния,

м/с

2

;

t

– время,

с

;

Р

о

– постоянная составляющая силы всасывания,

Н

;

А

–

амплитуда переменной составляющей силы всасывания, Н;

– частота враще-

ния заслонки пульсатора,

с

-1

;

o

– начальная фаза заслонки пульсатора. Для ре-

шения уравнения (9) использовался численный метод Рунге-Кутта.

Рис. 8. Расчетная схема конденсора

волокна



Рис. 9. Зависимость силы всасыва-

ния волокна от угла поворота за-

слонки пульсатора

В результате исследований влияния частоты вращения пульсатора в ин-

тервале от

0

до

700 мин

-1

на составляющие функции амплитуды и суммарной

относительной скорости выяснили, что рациональными являются параметры

=370·

/30 с

-1

;

Р

о

=0,3

P

вmax

Н; А=0,7

P

вmax

Н

(рис. 10

–

11), при которых макси-


background image

44

мальная суммарная скорость S’=11,87032 м/с и Sa’=0,869451 м/с, в то время как
для

=0 с

-1

;

Р

о

=P

вmax

=0,245 Н; А=0 Н

, S’=5,527653 м/с и Sa’=0,18704 м/с.

0 ,5

0 ,9 6

1 ,4 2

1 ,8 8

2 ,3 4

2 ,8

-1 0 0

1 0 0

3 0 0

5 0 0

7 0 0

Ч а с т о т а в р а щ е н и я з а с л о н к и , о б /м и н

А

м

п

л

и

т

у

д

а

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

й

с

к

о

р

о

с

т

и

в

о

л

о

к

н

а

(

S

a

',

м

/c

)

5

6 ,6

8 ,2

9 ,8

1 1 ,4

1 3

С

у

м

м

а

р

н

а

я

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

а

я

с

к

о

р

о

с

т

ь

в

о

л

о

к

н

а

(

S

',

м

/с

)

S a ', м /с

S ', м /с

а

0 ,1 5

0 ,2 6

0 ,3 7

0 ,4 8

0 ,5 9

0 ,7

0 ,8 1

0 ,9 2

1 ,0 3

1 ,1 4

1 ,2 5

0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1

С о о т н о ш е н и я п л о щ а д е й з а с л о н к и и т р у б о п р о в о д а

А

м

п

л

и

т

у

д

а

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

й

с

к

о

р

о

с

т

и

в

о

л

о

к

н

а

(

S

a

',

м

/c

)

5 ,5

6 ,5

7 ,5

8 ,5

9 ,5

1 0 ,5

1 1 ,5

1 2 ,5

1 3 ,5

1 4 ,5

1 5 ,5

С

у

м

м

а

р

н

а

я

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

а

я

с

к

о

р

о

с

т

ь

в

о

л

о

к

н

а

(

S

',

м

/c

)

S a , м /с

S ', м /с

б

Рис. 10. Изменение амплитуды и суммарной относительной скорости волок-

на в зависимости от

частоты вращения заслонки пульсатора

(а) и со-

отношения площадей заслонки и трубопровода (б)

Используя уравнения Лагранжа II рода, получим дифференциальные

уравнения движения машинного агрегата привода конденсора с пульсирующим
потоком в общем виде:

;

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

6

6

56

5

56

4

6

56

5

56

4

6

6

5

6

56

5

4

6

56

5

4

5

45

4

45

3

5

45

4

45

3

5

5

4

5

45

4

3

5

45

4

3

4

34

3

34

2

4

34

3

34

2

4

4

3

4

34

3

2

4

34

3

2

3

3

3

1

3

3

3

1

3

3

3

3

1

3

3

1

М

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

пр

D

D

D

D

D

D

пр

D

D

D

D

D

D

D

(10)

где

D

,

2

,

3

,

4

,

5

,

6

–

угловые скорости ротора двига-
теля, входного вала редуктора,
сетчатого барабана, шлюзового
затвора, промежуточного вала и
заслонки пульсатора,

с

-1

;

i

D2

, i

23

,

i

34

, i

45

, i

56

–

передаточные от-

ношения системы;

i

D3

–

переда-

точное соотношение между ва-
лами двигателя и сетчатого ба-
рабана.

За обобщенные коорди-

наты принимаются угловые пе-
ремещения вращающихся масс
машинного агрегата

D

,

3

,

0

0 ,8

1 ,6

2 ,4

3 ,2

4

4 5

8 0

1 1 5

1 5 0

1 8 5

2 2 0

2 5 5

2 9 0

У го л , гр а д

О

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

е

п

е

р

е

м

е

щ

е

н

и

е

(

S

,

м

)

и

с

к

о

р

о

с

т

ь

(

S

',

м

/с

)

-5 0

-1 5

2 0

5 5

9 0

1 2 5

О

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

е

у

с

к

о

р

е

н

и

е

в

о

л

о

к

н

а

S

"

,

м

/с

2

S , м

S ', м /с

S ", м /c 2

Рис. 11.

Характеристика изменения дви-

жения волокна в зависимости от угла по-

ворота сетчатого барабана с пульсирую-

щим всасыванием воздушного потока


background image

45

4

,

5

,

6

;

M

2

, M

3

, M

4

, M

5

, M

6

–

моменты сопротивления вращающихся валов

конденсора КВВБ с пульсирующим потоком,

Н

м

;

M

3пр

–

приведенный момент

сопротивления к валу сетчатого барабана,

Н

м

;

M

5

’

, M

6

”

–

момент сопротивле-

ния соответственно в опорах заслонки пульсатора и от пульсирующего воз-
душного потока, действующего на заслонку пульсатора,

Н

м

.

Для снижения потребляемой мощности конденсора проведен динамиче-

ский синтез машинного агрегата конденсора по критерию минимума потребля-
емой энергии. При этом в качестве дополнительного критерия принята нерав-
номерность вращения сетчатого барабана, что необходимо для предотвращения
нарушения нормального процесса транспортировки и очистки волокна от поро-
ков и сорных примесей (рис. 12).

а) б)

1 - сетчатый барабан; 2 - шлюзовой затвор; 3 - промежуточный вал; 4 - заслонка

пульсатора

Рис. 12. Изменение потребляемой мощности электродвигателя (а) и

неравномерности вращения сетчатого барабана (б) в
зависимости от моментов инерции

Оптимизация параметров производилась по критерию потребляемой

мощности. Для этого построена полиноминальная связь изменений потребляе-
мой мощности электродвигателя в зависимости от момента инерции промежу-
точного вала, заслонки пульсатора и упруго-диссипативных параметров.

Используя центральный композиционный план второго порядка, мы по-

строили зависимость изменения потребляемой мощности электродвигателя от
момента инерции промежуточного вала (

5

) и заслонки пульсатора (

6

), кото-

рая имеет следующий вид:

y=

1024,02-0,704

x

1

-

6,488

x

2

+

1,047

x

1

x

2

+

0,626

x

1

2

+

0,651

x

2

2

,

(11)

где

0028875

,

0

00385

,

0

5

1

х

,

02535

,

0

0338

,

0

6

2

х

.

В результате реализации математической модели (11) получены следую-

щие оптимальные параметры:

5

=0,003056;

6

=0,05915 кг

м

2

.

Важные показатели переходного процесса

–

время продолжения после

включения нагрузки и максимальный размах колебаний угловой скорости сет-


background image

46

чатого барабана, шлюзового затвора, промежуточного вала и заслонки пульса-
тора зависит от значения моментов инерций вращающихся масс, характеристик
упругих звеньев и технологического сопротивления (рис. 13).

Как показал предвари-

тельный анализ, основными
факторами, влияющими на очи-
стительный эффект конденсора,
являются изменение частоты
вращения заслонки (

x

1

) и отно-

шение

площадей

заслонки

пульсатора и трубопровода (

x

2

).

С целью определения влияния
основных факторов

x

1

и

x

2

ис-

пользуем матрицу ортогональ-
ного планирования второго по-
рядка для двухфакторного про-
цесса.

Эксперимент

проведен

при переработке одинаковой

партии, сорта и разновидности хлопкового волокна (С-6524, II сорт, машин-
ного сбора) по схеме: 20-пильный джин – 3ОВП, КВВБ с пульсирующим пото-
ком и с частотами вращения пульсатора

200, 430, 660 об/мин

, при отношениях

площадей заслонки пульсатора и трубопровода

0,5; 0,7; 0,9.

Математическую обработку результатов экспериментов производили с

уровнем надежности

0,95

.

Уравнения регрессии статически описывают харак-

тер изменения содержания пороков в волокне и сорных примесей конденсора
волокна с пульсирующим воздушным потоком и имеют следующий вид с нату-
ральными значениями факторов

x

1

и

x

2

:

y=

11,467-0,004

x

1

-

17,535

x

2

+

0,0047

x

1

x

2

+

11,382

x

2

2

.

(12)

Построенный по (12) наилучший очистительный эффект достигается при

соотношении площадей заслонки и трубопровода

0,7

и частоте вращения за-

слонки

370 об/мин

, при этом относительный очистительный эффект увеличива-

ется до

13%

.











1 - с=13.52; 2 - с=6.76; 3 - с=27.03 Н

м/рад; 4 -

=0.029; 5

-

=0.118 кг

м

2

; 6 - M=0.15; 7 - M=0.6 H

м

Рис. 13. Изменение движущего момента

асинхронного двигателя при пуске в

функции времени при различных пара-

метрах конденсора


background image

47

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследова-

ний по разработке нового поколения машин по первичной переработке хлопка
сформированы нижеследующие выводы и рекомендации.

1. Аналитический обзор литературных источников и изучение функцио-

нирования машин хлопкоперерабатывающей промышленности позволили
определить направления исследований по разработке нового питателя-
очистителя с равномерной подачей хлопка в пильный джин, рабочей камеры с
дополнительным выводом семян и конденсора волокна с включением пульси-
рующего потока воздуха в технологический цикл.

2. Обоснована конструкция питателя джина с двумя последовательными

колковыми барабанами и сетчатыми поверхностями, охватывающими их, раз-
работаны расчетно-технологическая схема функционирования, динамическая и
математическая модели и составлены дифференциальные уравнения движения
машинного агрегата питателя. Пользуясь методом Гаусса-Зайделя по критерию
наибольшего пути прохождения хлопка по сетчатой поверхности, а также экс-
периментами, выполненными на лабораторно-стендовой установке, определены
рациональные параметры питателя. Разработанные алгоритм и программа рас-
чета позволили рекомендовать динамические параметры привода.

3. Математическое моделирование движения летучек и семян в рабочей

камере пильного джина позволило установить, что оценку эффективности еѐ
работы можно осуществить на основе изучения закономерности изменения их
касательных скоростей. Разработана конструкция джина с уменьшенным шагом
расположения пильных дисков на валу и рабочей камеры с семяотводящим
устройством, состоящим из полой вращающейся цилиндрической трубы с про-
дольными прорезями и шнека, расположенного внутри трубы. Установлены ра-
циональные геометрические и кинематические параметры.

4. Составлены динамическая и математическая модели машинного агре-

гата пильного джина с семяотводящим устройством, проанализированы раз-
личные характеристики «двигатель

исполнительная машина» и определены

рациональные значения динамических параметров привода.

5. На базе метода конечных элементов (МКЭ) в форме перемещений раз-

работана и рекомендована для инженерных расчетов методика определения си-
ловых, прочностных факторов и критических скоростей рабочих валов хлопко-
перерабатывающих машин. На примере расчета нового джина 5ДП-156 с се-
мяотводящим устройством выполнены расчетные исследования по оценке
прочности вала пильного цилиндра, семяотводящей трубы и шнека, и установ-
лено, что рекомендуемые их параметры удовлетворяют требованиям прочности
подобных конструкций.

6. Пользуясь методом планирования полнофакторного эксперимента типа

2

n

ЦКП выполнены экспериментальные исследования оценки эффективности

разработанного двухбарабанного колкового питателя совместно с пильным
джином и составлены девять уравнений регрессии для определения производи-
тельности работы питателя и джина, длины волокна, засоренности сырца, вы-


background image

48

хода волокна и др. При трех уровнях выступа пил джина и частоты вращения
семяотводящей трубы рассчитаны оптимальные параметры последних, соответ-
ственно

х

1

=51,97

52мм и

х

2

=388,4 мин

-1

400 мин

-1

. При этом производитель-

ность питателя по хлопку достигает 7000 кг/ч, пильного джина по волокну
2242 кг/ч, а длина волокна составит 33,71 мм.

7. Теоретические и экспериментальные исследования, а также промыш-

ленные и межведомственные испытания новых джинов типа 5ДП-156
(5ДП-130) и ДПЗ-216 (ДПЗ-180) позволили создать и внедрить их в технологи-
ческие циклы пяти хлопкоочистительных заводов ассоциации «O’zpaxtasanoat».
При рациональном составлении технологической последовательности от пере-
валочного конвейера хлопка до ленточного конвейера для кип волокна на про-
грамму переработки в 30 000 т хлопка-сырца в год расход электроэнергии сни-
жается от 480,5 до 407,7 кВт/час за счет повышения производительности от
12% до 50%, а экономический эффект составляет 96,5 млн. сум.

8. Разработаны расчетно-технологическая схема и программа расчета

движения комка волокна по поверхности сетчатого барабана, определены раци-
ональные значения частоты вращения заслонки пульсатора

370 мин

-1

, сила

всасывания волокна

Р

вmax

=0,245 H

и соотношения площадей заслонки и тру-

бопровода

0,7 конденсора волокна с пульсирующим потоком. При этом выяв-

лена минимальная массовая доля пороков и сорных примесей в волокне при
суммарной относительной скорости равной S’=11,87 м/с. Разработанный алго-
ритм и программа расчета динамики машинного агрегата конденсора волокна
КВВБ с пульсирующим потоком позволили рекомендовать динамические па-
раметры привода, при которых минимальны потребление энергии и неравно-
мерность вращения сетчатого барабана, в результате чего достигается дополни-
тельный очистительный эффект

13%.

Таким образом, в диссертации изложены научные обоснования решения

проблемы создания машинных агрегатов двухбарабанного питателя, пильного
джина с семяотводящим устройством и конденсора волокна с пульсирующим
потоком, внедрение которых вносит значительный вклад в модернизацию от-
расли переработки хлопка-сырца и повышает конкурентоспособность продук-
ции хлопкоочистительного производства.


background image

49

SCIENTIFIC COUNCIL on AWARD of SCIENTIFIC DEGREE of

DOCTOR of SCIENCES 16.07.2013.Т.06.01 at TASHKENT INSTITUTE OF

TEXTILE AND LIGNT INDUSTRY

_____________________________________________________________

MINISTRY OF HIGHER AND SECONDARY SPECIAL EDUCATION OF

THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

TASHKENT INSTITUTE OF TEXTILE AND LIGHT INDUSTRY






MUKHAMMADIEV DAVLAT


DYNAMICS OF MACHINE UNITS OF SAW GIN

WITH SEED RETRACTOR DEVICE AND

CONDENSER WITH PULSE AIR STREAM


05.02.03 – Technological machines. Robots, mechatronics and robot-technical systems

(technical sciences)



ABSTRACT


OF DOCTORAL DISSERTATION










Tashkent – 2014


background image

50

The subject of doctoral dissertation is registered by the Supreme Attestation

Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan in number

30.09.2014/В2014.5.Т319.

Doctoral dissertation is carried out at the Institute of mechanics and seismic stability of

structures of the Academy of sciences of the Republic Uzbekistan.

The full text of doctoral dissertation is placed on web-page of the Scientific council

16.07.2013.Т.06.01 at the TITLI at the address www.titli.uz.

Abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English) is placed on web- page to ad-

dress

www.titli.uz

and Information-educational portal “ZiyoNet” to the address www.ziyonet.uz.

Scientific

consultant:


Official

Rakhmatkariev Shavkat Ubaydullaevich,

doctor of technical sciences, professor

opponents:

Juraev Anvar,

doctor of technical sciences, professor

Alimukhamedov Shavkat,

doctor of technical sciences, professor

Rakhmonov Khayriddin,

doctor of technical sciences

Leading

organization:

Namangan technological-engineering institute

Defense of the dissertation

will take place on "25" december 2014 at 10

00

o’clock at a meeting of the

scientific council 16.07.2013.Т.06.01 at Tashkent institute of textile and light industry (Аdress: 100100,
Tashkent, str. Shohjahon, 5, tel. (99871)-253-06-06, 253-08-08, fax:253-36-17; e-mail: titlp_info@edu.uz).

Doctoral dissertation could be reviewed at the Information-resource center of Tashkent institute of

textile and light industry (registration number 02). Аdress: 100100, Tashkent, str. Shohjahon, 5, tel. (998
71)- 253-06-06, 253-08-08.

Abstract of the dissertation

sent out on "22" of november 2014 year

(mailing report № 02, on "22" of november 2014 year )


K. Jumaniyazov,

chairman of scientific council on award of

scientific degree of doctor of sciences, doctor

of technical sciences, professor

A. Mamatov,

scientific secretary of scientific council on award

of scientific degree of doctor of sciences, doctor of

technical sciences, professor

A.Juraev,

chairman of scientific seminar under scientific

council on award of scientific degree of doctor of

sciences, doctor of technical sciences, professor


background image

51

ANNOTATION OF DOCTORAL DISSERTATION

Topicality and demand of the subject of dissertation.

One of the key prob-

lems of complex measures of anti-crisis program, worked out under the guidance of
the President of the Republic of Uzbekistan Islam Karimov, is – «…In the first turn,
further acceleration of modernization, technical and technological re-equipment of
enterprises, wide-range implementation of modern flexible technologies. This, first of
all, concerns basic fields of economy branches, export-oriented and localized produc-
tions. The problem is set – to accelerate the programs of modernization, technical and
technological re-equipment of production, conversion to international quality stand-
ards; this will allow to provide for solid position in both foreign and domestic market
»

1

.

Conversion to market economy arises in Uzbekistan one of the most important

problems – to increasing a competitiveness of cotton product. Necessary condition of
its solution is considerably improving the condition of salable product of fiber with
optimal quality characteristics; fiber being the basic product of cotton-cleaning indus-
try. So, technical re-equipment, provision of modern engineering and technology,
development of mobile, operating and meeting market requirements competitive
production – are the most important strategic problems of cotton-cleaning industry by
resolution of the Cabinet of Ministers of third of april 2007 year №70 «On the pro-
gram of modernization and reconstruction of ginneries in the period 2007-2011».

In existing production lines the halt of any machine of the line leads to down-

time of the whole complex or to operating the parallelly installed equipment with in-
creased load. The first case is accompanied with free-running operation of coupled
equipment (at short-term downtime) or with additional time necessary to clean cou-
pled machines and startup of the complex after the halt. In the second case while op-
erating with increased (above-standard) workload, the quality of cotton product be-
comes poor and resource-saving of technological machines is lower. All of these tes-
tify to reasonability of carrying out investigations on the development of machine
units which meet requirements in productivity of machine configuration in terms of
compatibility, dimensions and, finally, resource and energy saving.

Competitiveness of output product in market conditions is determined by its

quality and cost, specified first of all by expenditures on its manufacturing. In manu-
facturing of a fiber lowering the production expenses in cotton plants may be
achieved due to increase in efficiency, regular work of saw gins and cleaning effect
of a condenser. Stability of operation of saw gins and condensers mainly depends on
uniform feeding of cotton; here the importance of a feeder is very high. Improvement
of existing saw gins and condensers, from the point of view of productivity increase
and cleaning effect together with the least energy-consumption on the basis of known
technical solutions, has practically exhausted all its possibilities; so the search of the
means should be done on the basis of principally new unconventional technical solu-
tions. Here arises a necessity to work out a feeder which will provide loosening, cot-

1

I.Karimov. World financial-economic crisis, ways and measures to overcome them in conditions

of Uzbekistan. - T.: Uzbekistan, 2009, 56 p.


background image

52

ton cleaning before ginning and its uniform feeding into working chamber with speci-
fied production capacity and provision of required quality of fiber. To fulfill compat-
ibility of machine units of a feeder and working chamber of saw gin in dimensions
and production capacity it is necessary to work out a new structure of working cham-
ber. So, development of dynamics of machine units of the processes of uniform feed-
ing, ginning and cleaning of fiber in condenser with minimal energy-consumption
presents an urgent problem; this thesis is devoted to the solution of this problem.

Conformity of research to priority directions of development of sc i-

ence and technologies of the Republic of Uzbekistan.

Present work is execut-

ed in accordance with priority direction of development of science and technology of
the Republic of Uzbekistan by FRP-2 – «Physics, astronomy, power and mechanical
engineering» and ARP-3 – «Power, energy-power-save, transport, machine- and in-
strument building».

International review of scientific researches on the theme of dissertation.

Studies connected with the investigation of dynamic processes of machime unit of
saw gin and condenser at ginning and cotton refining present priority directions in
modern machine-building.

In foreign research centres and higher educational institutes of USA, Australia,

Germany, England, Japan, China, Russia, India and others, scientific research studies
on solution of the problems of the dynamics of mechanical aggregates of technologi-
cal machines have been carried out.

The use of theoretical and applied mechanics, theory of mechanisms and ma-

chines and information technologies presents a modern approach to the study of the
dynamics of cotton-refining machines and units for investigation and presentation of
the processes of ginning and cotton refining.

At present a significant experience in research studies of the processes of gin-

ning and cotton fibre refining is accumulated by the researchers in USA (Lummus,
Continental eagle), Australia (Lummus Australia Pty., Ltd.), China (Shandong Swan
Cotton Industrial Machinnery Stock Co.,Ltd), India (Nipha) and other countries, as
well as on processes of cotton feeding of the working chamber of gin, ginning and
fibre refining in condensers.

On modern stage the development of the studies of the dynamics of mechanical

aggregates in this direction is important not only for the understanding of the bases of
technological machines, but it also may lead to the achievement of essential econom-
ic profit due to economy of energy consumption and maintenance of quality proper-
ties of cotton fiber.

Degree of study of problem.

The history of development of industrial produc-

tion of machines and aggregates of ginning industry, in particular, feeders, saw gins
and condensers, in last decades were considered in the works of such foreign re-
searchers and specialists as E. Whitney, S.Z. Hall, T. Elliot, S.E. Hughs, R.N. Rakoff,
A.V. Stanley, R.G. Hardin IV, P.A. Funk and others.

The effect of initial properties of raw cotton on technological and energy pa-

rameters of saw gin is realized in scientific works by foreign scientists J.C. Boykin
(USA), K. Tompson (Great Britain), P. Kumar, M.K. Sharma (India).


background image

53

A considerable contribution to the development of theoretical-methodological

basis of the dynamics of technological machines, used in ginning industry, was done
by scientific studies, carried out under the guidance of such scientists as R.G. Makh-
kamov, I.T. Makhsudov, A.E. Lugachev, M. Tillaev, M. Agzamov, H.T. Ahmed-
khodjaev, R.A. Mangutov, A. Djuraev, R.I. Karimov, K.A. Karimov, Sh.P. Alimuha-
medov and others. These works in general are connected with the study of raw cotton
properties and structure of machines of foreign production, based on American tech-
nology at primary processing of cotton. Certain few studies of the researchers of the
Uzbekistan were devoted to the problems of cotton refining in the feeders, to an in-
crease of efficiency and decrease of energy-consumption in the process of cotton gin-
ning. Along with this, scientific investigations connected with the use of structures of
machines for seed retraction from working chamber with seed retractor device at gin-
ning and pulse flow for fibre ginning in condensers and optimization of dynamic pa-
rameters and characteristics of drive mechanisms have not been completely studied
yet. So, there appears a necessity to modernize the structure of saw gin and to in-
crease its efficiency and decrease of energy-consumption in the process of ginning
and technology of fibre refining in condensers.

Connection of dissertational research with the plans of scientific-research

work (SRW)

is reflected in following projects:

State scientific-technical programs: tocic No 19.12 «Development of technolo-

gies and improvement of principal working elements of technological machines of
cotton-cleaning and tanning industry» (2003–2005); No А-13.166 «Development of
high-performance, energy- and resource-saving and export-oriented systems of ma-
chines of primary processing of cotton for different conditions of management with
account of climate features, production capacity of cotton plants, amount of stock, pe-
riod of processing, different growths of cotton» (2006–2008).

Innovation project: No FA-I4-F04 «Introduction in manufacture of the working

chamber saw gin» (2011–2012).

Purpose of reseach

is a development on the basis of studies of the dynamics

of machine units of new structures of saw gin and condenser, which satisfy
requirements of productivity, compatibility and energy-consumption and
conservation, meeting the requirements in cotton fiber quality.

To achieve this goal the following

tasks of reseach

are solved:

to analyze technological process, based on the use of machines of saw ginning

and to work out new structures of a feeder, working chamber of saw gin and conden-
ser;

to study the movement of cotton fiber in machines on the basis of mathemati-

cal simulation of the process: on pin drum of a feeder, in working chamber of saw gin
and on the surface of gauze drum;

to derive the equations of motion of machine units of a feeder, working cham-

ber of saw gin and condenser with account of transition and steady-state modes of
operation in order to reveal the regularities of their operation and to find rational pa-
rameters for working elements of machines;

to develop program software to realize obtained mathematical models with the

aid of PC;


background image

54

to reveal productivity of newly developed structures of machines of saw gin-

ning, which meets the requirements (at least energy-consumption) of configuration of
machine units in coupling and dimensions on the basis of theoretical-experimental
studies in the structure of production line of processing of medium-staple cotton;

to study the parameters of operation of a gin with seed retractor in industrial

conditions and to give recommendation for its effective usage.

Object of research

is the object of study is machines and units of production

line of cotton-cleaning industry.

Subject of research

– two-drum pin feeder, saw gin and fiber condenser.

Methods of research.

Theoretical studies have been conducted on the basis of

the use of the methods of modern theoretical and applied mechanics, theory of mech-
anisms and machines and computational mathematics.

Experimental studies were conducted in laboratory and industrial conditions

with the use of modern measuring equipment and devices on evaluation of quality of
machine operation and cotton fiber. Processing of experimental data was done by the
methods of statistics and mathematical planning of experiments. Fortran, Qbasic and
a packet of economic calculations “PER” were used in elaboration of software.

Scientific novelty of dissertational reasearch

consists in the following:

two-drum pin feeder, working chamber of saw gin with seed retractor device

and consenser with pulse air stream; methods and program software of calculation of
dynamic processes, occuring in structures of machines of saw ginning have been
worked out (675, 2354, IAP 02992, IAP 04037, FAP 00536, FAP 00589);

the regularities of changes of quality characteristics of fiber, seed and produc-

tivity of saw gin and fiber condenser in relation to characteristics of seed retractor
pipe and pulsator have been revealed, allowing to rationally choose the modes and
parameters of machines for cotton cleaning and ginning;

the regularities of changes in roller loading of 156-saw cylinder, seed retractor

pipe and screw have been determined, as well as their cutoff rotation frequencies with
account of technological resistance in working organs of gin, which allow to choose
its dynamic and structural parameters;

mathematical model of machine units “feeder – saw gin – fiber condenser” has

been worked out; it provides less energy-consumption and cost price of cotton fiber
in processing of cotton.

Practical results of reseach

consists in the following:

in development of two-drum feeder of saw gin, which reduces down to 31%

dirt content of raw cotton and condenser with pulse air stream, which reduces down
to 13% mass part of defects and dirt admixture in fiber;

in development of program software for PC-aided calculations to determine

dynamic parameters of a feeder, saw gin with seed retractor device and fiber
condenser with pulse air stream (PC programs No DGU 00829, No DGU 00830 and
No DGU 02400);

in modernization of working chamber of saw gin with installation of seed re-

tractor device, which allows to increase productivity of 156 saw gin in fiber up to
2242,3 kg/hour while maintaining quality characteristics and reducing specific energy
consumption.


background image

55

Reliability of results obtained

is based on mathematical models, built with

the use of fundamental concepts of modern mechanics and comparison of results with
theoretical and tests data, obtained in laboratory and industrial conditions.

Theoretical and practical value of results of research.

The scientific

significance of the results of work:

developed methods with program means of calculation of the dynamics of a

drive of two-drum pin feeder, working chamber of saw gin with seed retractor device
and condenser of fiber with pulse air stream, which allow to establish their dynamic
characteristics and parameters; worked out mathematical models of cotton movement
inside two-drum pin feeder and working chamber of saw gin with seed retractor de-
vice, and fibers on the surface of gauze drum of fiber condenser with pulse air stream,
which give a possibility to guide principal technological parameters of machines with
substantiation of their constructive and dynamic parameters; theoretical-experimental
studies of technological process of changes of cleaning effect of fiber condenser in
relation to frequency of rotation of pulsator shutters and ratio of areas of pulsator
shutters and pipeline, as well as the change in quality characteristics of fiber, seed
and productivity of saw gin with seed retractor device, depending on rotation fre-
quency of seed retractor pipe.

The practical significance of this study

worked out new structures of effecive

technological machines of saw ginning, which meet requirements of configuration of
machine unit with least energy-consumption in productivity, compatibility and
dimensions of two-drum pin feeder, working chamber of saw gin with seed retractor
device and condenser of fiber with pulse air stream, which lowers the expenses on
processing while maintaining quality characteristics of cotton fiber;

effective energy-saving configuration of machines on the basis of newly

worked out structures of machine units on processing of medium-staple cotton.

Realization of results of researches

. On the basis of carried out studies fiber

condenser

KVVB

with pulse air stream, double-drum feeder and modernized working

chamber of 156-saw gin with seed retractor device under the brand name «KRSVU»
introduced into production at the enterprises of the association «O'zpaxtasanoat», an-
nual economic impact of 96,5 million sum (the act of association «O'zpaxtasanoat»
the introduction into production of 4.09.2014).

Approbation of work.

Results of the research were reported at 14 scienstific

conferences, including 10 international conferences:

«Problem issues of mechanics and machine-building» (Tashkent, 1993 and

1998); VIII All-Russian Congress on theoretical and applied mechanics (Perm,
2001); «Actual problems of lint processing in modern conditions» (Kostroma, 2002);
«Modern problems and perspectives in mechanics» (Tashkent, 2004, 2006 and 2009)
and other.

The main results of the thesis discussed at scientific seminars:united seminar of

the division «Theory of mechanisms and machines of cotton industry» of the Institute
of Mechanics and Seismic Stability of Structures AS RUz; at Scientific counsil OAO
«Paxtasanoat ilmiy markazi» and at a scientific seminar on the specialty

05.02.03 –

«Technological Machines. Robots, Mechatronics and Robot-technical Systems» at


background image

56

Scientific council 16.07.2013.Т.06.01 in Tashkent institute of textile and light indus-
try (Tashkent, 2014).

Publication of results

. 46 scientific works were published on the topic of the

dissertation, including 8 scientific articles, published in international journals, 6 pa-
tents of the Republic of Uzbekistan and 3 certificates on program product.

Structure and volume of dissertation.

The thesis consists of the introduction,

five chapters, conclusion, reference and appendixes. The thesis is presented on 211
pages, including 89 figures and 39 tables.


MAIN CONTENTS OF DISSERTATION

Introduction

presents a substantiation of the urgency of the theme of the the-

sis, formulates aims and problems of investigation, determines theoretical im-
portance and practical value, gives general methods of studies, basic statements,
submitted for defense, approbation of the thesis, information on publication and the
structure of the thesis.

In the first chapter of the thesis

– «Review of works on structures of ma-

chines in cotton-cleaning industry» a review of structures of technological machines
of production line in processing of medium-staple growth of cotton in CIS countries
and abroad is done. An analysis of existing technological lines of domestic and for-
eign productions shows that the process of cotton processing progresses along the fol-
lowing scheme: drying – cleaning – cotton ginning – fiber cleaning.

Hence the stability of operation of technological line depends on the work of

saw gins and condenser; and the stability of the latter two – depends mainly on uni-
formity of cotton feeding into working chamber of a gin, where the importance of a
feeder is very high. That is why there appears a necessity to study the feeders, saw
gins and fiber condensers.

A direction on development of new constructive solutions of saw ginning and

condenser on the basis of the theory of machine units, meeting requirements in
continuity and system character of technologic lines in productivity, compatibility
with unification of certain links and the least energy-consumption, with provision of
quality requirements of cotton fiber, was determined on the basis of results of
analysis.

The second chapter

– «Dynamics of a feeder of saw gin» is devoted to

development of two-drum pin drum of a feeder of saw gin and to PC study of motion
of cotton inside feeder and dynamics of machine unit of the drive of a feeder.

The feeder enters general complex of gin utility and provides uniform feeding

of raw cotton into working chamber of a gin, thorough loosening and additional
cleaning from dirt admixtures before the process of ginning.

To ensure above-mentioned characteristics we have worked out two-drum pin

feeder (Fig.1): to increase the level of loosening and uniform feeding of cotton we
have reduced the diameter of pin drum from

400

down to

312 mm

, and the frequency

of its rotation from

512

down to

490 revolutions/minute

and have installed an addi-

tional pin drum.


background image

57

Design

scheme to study
cotton motion in-
side the feeder con-
sists of six parts.
The first, third and
fifth of them occur
on the surface of
the first, third and
fifth pin drums, re-
spectively (Fig. 2),
and

the

second,

fourth and sixth –
with

separation

from pin drums
(Fig. 3).

а

б

а – for upper separation;

b – for lower separation

Fig.2. Design scheme of cotton motion on

the surface of pin drum

Fig. 3. Design scheme of cotton

motion with separation from pin

drums

On the basis of design scheme differential equations of cotton motion on the

surface of pin drum (1) and cotton motion with separation from pin drums (2) were
derived:

)

cos(

)

sin(

2

)

(

2

2

*

2

2

o

o

тр

t

g

R

s

t

g

s

m

R

K

K

dt

s

d

(1)

;

2

cos

2

sin

cos

sin

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

g

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

g;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

y

d

;

m

)

(

)

V

(K

= -

dt

x

d

y

*

x

*

y

*

x

*

(2)

Fig. 1. Constructive parameters and scheme of two-drum

feeder


background image

58

where

K

тр

– is a friction coefficient between cotton and pins of a drum;

К

*

–

coefficient of proportionality;

o

and

1

– angle of gripping and discharge of cotton

by drum pins;

– frequency of rotation of pin drum, с

-1

;

m

– cotton mass, kg;

R

– ra-

dius of pin drum, m; g – acceleration due to gravity, m/s

2

;

t

– time, s;

V

х

and

V

у

–

projection of cotton velocity in

х

and

у

directions, m/s.

Solving equations (1) and (2), Runge-Kutt’s method for differential equation of

the second order of the form

)

,

,

(

s

s

t

F

s

was used. Step

t

and initial values

t

o

,

s(t

o

)=s

o

and

o

o

s

t

s

)

(

were given before computations.

As a result of PC realization of mathematical model of two-drum feeder, the

graphs of the change of raw cotton motion inside feeder were built, depending on an
angle and velocity of drop on the surface of pin drum (frequency of rotation of feed
roller and productivity of a feeder) (Fig.4); on diameter and frequency of rotation of
pin drums.

Estimation of rational

parameters

of

two-drum

feeder was carried out by
Gauss-Zeydel’s method ac-
cording to criterion of cotton
path along gauze surface. As
a result of study of raw cot-
ton motion inside two-drum
feeder, diameter (

312 mm

)

and frequency of rotation of
pin

drums

(

51,31

s

-1

),

productivity of a feeder
(

1587 kg/hour

) and incidence

angle of cotton on the surface
of pin drum (

о

=90º

), were

determined; these character-
istics ensure the best loosen-

ing, cleaning and uniform feeding of cotton into working chamber.

However for effective operation of two-drum feeder, which provides uniform

feeding of cotton into working chamber with given productivity, it is necessary to de-
termine the ways to reduce non-uniform character of rotation of pin drums and ener-
gy-consumption of electric motor of a feeder, using the equation of motion of ma-
chine unit of a feeder.

Using Lagrange equation of the second kind we have introduced differential

equations of the motion of machine unit of a feeder in general form:

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

;

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

;

)

(

)

(

3

3

13

1

13

3

3

13

1

13

3

3

3

2

2

12

1

12

2

2

12

1

12

2

2

2

1

3

13

1

3

3

13

1

3

2

12

1

2

2

12

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

пр

пр

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

М

i

i

в

i

i

c

М

i

i

в

i

i

c

M

i

в

i

c

i

в

i

c

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

(3)

-0 , 3 0

-0 , 2 5

-0 , 2 0

-0 , 1 5

-0 , 1 0

-0 , 0 5

0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,1 0

0 ,1 5

0 ,2 0

-0 , 5

-0 , 4

-0 , 3

-0 , 2

-0 , 1

0

0 ,1

0 ,2

a

x

is

У

,

m

Х , m

П = 1 2 3 4 .9 k g /h o u r

П = 1 7 2 3 .5 k g /h o u r

П = 1 4 7 5 k g /h o u r

2

1

C o tto n

Fig.4. Change of the trajectory of cotton depend-

ing on frequency of rotation of feed rollers and

productivity of a feeder


background image

59

where

D

,

1

,

2

,

3пр

– are moments of inertia of rotating mass, respectively kg

m

2

;

M

D

,

M

1

,

M

2

,

M

3пр

– moments of loads, respectively, acting on rotating roll of electric

motor and feeder drums,

Н

м; c

1

, с

2

, с

3

– rigidity of belt drive,

Н

m/rad; в

1

,в

2

,в

3

–

coefficients of dissipation of belt drive,

Н

m

s/rad;

D

,

1

,

2

,

3

– angular veloci-

ties of rotating mass of the system,

с

-1

;

i

D1

, i

12

, i

13

– transmission ratio of belt drive.

The system of non-linear differential equations (3) was PC solved. On the basis

of numeric results the graphs of changes of non-uniformity and frequency of rotation
of pin drums (Fig. 5), leading roll of variator IVR-1

and power-consumption of elec-

tric motor were built depending on the following actual parameters of the system
(

0,%

): resistance moment (

M

1

=12,475; М

2

=12,475; М

3пр

=1,287 Н

m

); elastic-

dissipative parameters

(с

1

=61,948, с

2

=41,472, с

3

=24,048 Н

m/rad

and

в

1

=0,3636,

в

2

=0,2138, в

3

=0,1596 Н

m

s/rad)

of belt drives, moments of inertia of electric motor

(

D

=0,158kg

m

2

), first

(

1

=4,469kg

m

2

) and second (

2

=4,469kg

m

2

) pin drums and

feed rollers (

3пр

=0,2547kg

m

2

), reduced to the roll of variator IVR-1, at decreasing

(

-100%

) and increasing (

100%

) of real parameters of a feeder of saw gin.

480

482

484

486

488

490

492

494

496

498

500

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Изменения параметров системы, %

Ча

ст

о

т

а

в

р

а

щ

е

н

и

я

п

е

р

в

о

го

к

о

лк

о

в

о

го

б

а

р

а

б

а

н

а

в

о

б

/м

и

н

от M

от C1 и В1

от C2 и В2

от C3 и В3

от Jd

от J1 и J2

от J3пр

а

480

482

484

486

488

490

492

494

496

498

500

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Изменения параметров системы, %

Ча

ст

о

т

а

в

р

а

щ

е

н

и

я

в

т

о

р

о

го

к

о

лк

о

в

о

го

б

а

р

а

б

а

н

а

в

о

б

/м

и

н

от M

от C1 и В1

от C2 и В2

от C3 и В3

от Jd

от J1 и J2

от J3пр

Б

Fig. 5. Graph of changes of rotation frequencies of the first (а) and second (b)

pin drums

Equations of motion of machine unit were drawn, dynamic characteristics were

studied and rational parameters of feeder drive were found, which ensure the best
loosening, cleaning and uniform cotton feeding into working chamber. It was stated,
that in reduction of power consumption of electric motor from 1,510 down to 1,366
kWt non-uniformity of rotation of pin drums increases from 0,00008 up to 0,00243 at
frequency of rotation of pin drums 490,2 min

-1

(51,33 s

-1

). So to lower power con-

sumption it is necessary to decrease elastic-dissipative parameters of the third belt
drive to 70% (from

24,048

to

7,214

Н

m/rad)

.

To study cleaning effect in MTC AO «PaxtaGin KB» an experimental utility of

a feeder with two drums

560 mm

wide, was worked out. Experimental studies of two-

drum pin feeder show, that at productivity

1587 kg/hour

cleaning effect reaches

31%

.

On the whole, developed two-drum feeder with width of

560 mm

, diameter

312

mm

and frequency of rotation

490 min

-1

of pin drums at productivity in cotton

1587


background image

60

kg/hour

with cleaning effect

up to

31% and power consumption of a feeder

0,84

kWt/hour

will ensure the best loosening, cleaning and uniform cotton feeding into

working chamber of saw gin. With productivity of a feeder

1587 kg/hour for the

width

560 mm

, productivity of saw gin should be

508 kg

of fiber per hour (or

508/30=16,9 kg

of fiber per saw per hour). But serial saw gin has a productivity of

15,3 kg

of fiber per saw per hour; this does not ensure compatibility of a feeder and

gin in productivity. Thus it is necessary to work out a saw gin, satisfying require-
ments of configuration of machine units in compatibility, dimensions and productivi-
ty.

In the third chapter

– «Development of working chamber of saw gin of high-

er productivity» theoretical studies and elaboration of additional seed retractor device
in working chamber of saw gin are given.

To increase productivity from the point of view of modernization of saw gin it

is necessary to increase velocity and mass of raw material roller. An increase in ve-
locity and mass of raw material roller may be achieved by installation of seed retrac-
tor pipe inside working chamber. An installation of seed retractor pipe of

R

radius re-

duces the volume of working chamber

(V

об

-



R

2

l);

mass of raw material roller

equals to

G.

The distance of a radius of working chamber from the wall of pipe to

buffer beam is

(0,16m -R).

With increase of

R

it becomes less.

Taking into consideration equalities, offered by A. Maksudov, we may write

down:

Q

t

=Q

o

+1,35

(

-

o

)+7.1

[k

w

b

(0,16м-R)-

bo

]+0,5

[



(V

об



R

2

l)-G

o

] , (4)

here

Q

o

– is passport productivity of a gin;

,

o

– offered and existing circumferential

velocities of saw cylinder;

b

,

bo

– offered and existing circumferential velocities of

raw material roller;

G, G

o

– offered and existing mass of raw material roller;

k

– coef-

ficient, accounting an increase in frequency of rotation of raw material roller.

It was stated that to increase productivity of saw gin up to

20 kg/hour

per one

saw at minimum values of diameter of seed retractor pipe, it is necessary to increase
frequencies of rotation of raw material roller up to

2,4

–

3,4

times (Fig. 6), and diam-

eter – from

160

to

180 mm

. Here clearance between saw disk and pipe becomes less,

from

40

to

30 mm

, and the volume of working chamber - from

16

to

20%

. So, to less-

en the mass of raw material roller, it is necessary to increase the number of saws to

20%

on saw shaft, and to shorten the step of location of saw disks from

18

to

15 mm

.

To ensure effective operation of gin with seed retractor device the following

problems were solved.

Where determined vector of radial and tangential velocity components

 

 

 

 

r

F

r

U

r

F

r

U

r

2

1

,

,

,

,

(5)

where

 

;

1

1

1

1

2

1

0

2

1

1









r

R

r

R

U

r

r

R

U

R

r

F

HC

Н

 

;

1

1

1

1

1

1

2

1

0

2

1

2









r

R

r

R

R

r

R

r

U

R

r

F


background image

61

2

1

1

/

R

R

R

,

2

/

R

r

r

,

 

N

n

a

a

n

n

n

1

0

.

Was determined angular velocity of raw material roller

 

 

 

 

r

F

r

r

F

r

1

2

1

2

1

,

,

(6)

here

r,

– are cylinder coordinates

U

r

, U

– components of vector of velocity in ra-

dial and tangential directions

R

1

and

1

– radius and velocity of rotation of internal

cylinder;

R

2

– radius of external cylinder;

r

– radius of discussed point.

From investigations

of kinematics of raw mate-
rial roller the reason was
stated, which did not allow
loosened cotton to be fed
into working chamber at
high productivity. The rea-
son consists of directions of
velocities of raw material
roller and raw cotton fed
into working chamber. To
overcome this problem we
install an obstruction on the
path of raw material roller.
Due to it there occurs a

good gripping of raw cotton, entering into working chamber.

As a result of carried out experimental studies the following parameters of the

mechanism of seed retractor were determined: external diameter –

159 mm

; longitu-

dinal-slot, bevel grooves

6 mm

wide; the number of grooves –

16

along the circum-

ference; next grooves are located with

0,5

shift, the length of grooves –

250 mm

, fre-

quency of pipe rotation –

360 min

-1

to the direction of rotation of raw material roller;

frequency of rotation of a screw

720 min

-1

, direction of screw motion-opposite to pipe

motion.

On the basis of comparative tests it was stated that productivity per hour of 30-

saw device is

10 kg

of fiber per saw per hour. Offered 36-saw gin with seed retractor

device of similar dimensions has productivity up to

15,1 kg

of fiber per saw per hour.

Productivity of 36-saw gin is increased to

81%

, that is, to obtain one ton of fiber,

45%

less time is spent, comparing with 30-saw gin.

Substituting the values of productivity of typical saw gin (

10 kg

of fiber per

saw per hour), pipe radius (R=0.08m), angular velocity of raw material roller (

51 s

-1

and

k

1

=3,3

) into equation (4) we will have productivity of saw gin with seed retractor

device as equal to

15,15 kg

of fiber per saw per hour. With this productivity coeffi-

cient of the use of saw teeth is

k

=0,7. The difference between theoretical (

51 s

-1

) and

experimental values of angular velocity of raw material roller (total angular velocity
of raw material roller and pipe

15,476+37,699=53,175 s

-1

) is

2,175 s

-1

(

4,3%

).

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0 3 0 0 3 2 0

D ia m e te r o f p ip e , m m

P

ro

d

u

c

ti

v

it

y

o

f

fi

b

e

r,

k

g

,

p

e

r

s

a

w

p

e

r

hour

k = 1

k = 1 ,4

k = 1 ,8

k = 2 ,2

k = 2 ,6

k = 3

k = 3 ,4

Fig. 6. The change of expected productivity of saw

gin with seed retractor device relative to diameter

of pipe and coefficient of angular velocity of raw

material roller k


background image

62

In the fourth chapter

– «Dynamics of saw gin with seed retractor device» an

analysis is done of static and dynamic characteristics of saw gin, and results of exper-
imental studies of test-industrial 156-saw gin with seed retractor device are given.

In saw gin with seed retractor device under considerable force effect from ex-

ternal loads there are the elements of working chamber and, mainly, its principal
structures – saw cylinder, seed retractor pipe and screw.

To create and experimentally study a modernized 156-saw gin on the basis of

worked out 36-saw gin with seed retractor device, the following problems were
solved:

I. by Lagrange equation of the II kind differential equations of motion of ma-

chine unit of 156 saw cylinder were derived in the following general form:

;

)

(

)

(

);

(

)

(

5

5

25

2

25

4

5

25

2

25

4

5

5

5

25

2

4

5

25

2

4

2

2

2

M

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

(7)

where

D2

,

5

– are moments of inertia of saw cylinder and engine, kg

m

2

;

M

D2

,

M

5

–

moments of of saw cylinder and engine,

Н

m

; c

4

– further rigidity of clutch,

Н

m/rad;

в

4

– coefficients of dissipation of clutch,

Н

ms/rad;

D2

,

5

– angular velocities of

saw cylinder and engine,

с

-1

;

i

D25

– transmission ratio of the system.

To study machine unit of saw cylinder of gin 5DP-156 moment of inertia of

saw cylinder was experimentally determined by the method of acceleration

2

=1,244 kg

m

2

,

technologic load acting on rotating shaft of saw cylinder

M

2

=М

ср

+М

о

cos(



б

t/6)



о

)

(where

М

5ср

=843,72 Н

m; М

5о

=78,78 Н

m;

б

=



490/30 rad/s; t

–

time

;

о

–

initial phase) and further rigidity

c

4

=23065.2

Н

m/rad

and coefficient of dissipation of clutch

в

4

=128,5346 Н

m

s/rad

were deter-

mined by design.

Using the system of non-linear differential equations (7), we have studied with

PC the dynamics of saw cylinder under different characteristics of drive engine, of-
fered by I.S. Pinchuk, A.E. Levin, and M.M. Sokolov. Runge-Kutt’s numeric method
was used for the solution of the system of equations.

On the basis of results of study of motion equation of saw cylinder the follow-

ing was stated: With an increase of values of elastic-dissipative parameters of a clutch
from -90 to 100% with A.E. Levin and I.S. Pinchuk characteristics non-uniformity of
rotation is increased from 7,44

10

-3

to 4,85

10

-2

; and with M.M. Sokolov’s character-

istics – from 6,44

10

-3

to 6,39

10

-3

; With an increase of the values of the moment of

inertia of electric motor from -60 to 100% with characteristics by M.M. Sokolov and
A.E. Levin, non-uniformity of rotation of saw gin is constant and equals to 6,35

10

-3

and 1,06

10

-2

respectively, and with characteristic given by I.S. Pinchuk - from -90 to

0% , non-uniformity of rotation of saw cylinder 5DP-156 drops from 1,11

10

-2

to

7,9

10

-3

; and later grows till 1,3

10

-2

(Fig. 7); With an increase of the values of the

moment of inertia of saw cylinder 5DP-156 from -90 to 100% with M.M.Sokolov and
A.E.Levin’s characteristics, non-uniformity of rotation of saw cylinder equally de-
creases from 6,58

10

-3

to 6,32

10

-3

and from 1,08

10

-2

to 1,02

10

-2

; and with I.S. Pin-

chuk’s characteristics increases from 7,23

10

-3

to 9,38

10

-3

; The change of the mo-


background image

63

ment of inertia of an engine with M.M. Sokolov and A.E. Levin’s characteristics does
not effect non-uniformity of rotation of saw cylinder 5DP-156; To study transition
and steady-state modes of electric motor A.E. Levin and M.M. Sokolov’s characteris-
tics are recommended, and for steady-state mode – the ones by I.S. Pinchuk.

On the whole, it

was stated that for the re-
duction of non-unifor-
mity of rotation of saw
cylinder it is necessary to
increase elastic dissipa-
tive

parameters

from

23065,2

to

29984,76

Н

m/rad

(from

128,534

to 167,09 Н

m

s/rad

).

II. Design values

of the first, second and
third critical velocities of
saw cylinder were stated:

117,9; 450,2 and 774,3

rad/s

, seed retractor pipe

203,65; 811,16; 1814,06 rad/s

and screw

74,85; 292,48;

636,1 rad/s,

on the basis of the method of finite elements in the form of displacement.

Regularity of transversal displacement of seed retractor pipe and screw along the
length, with maximal values of -

2,91·10

-6

m

at

l=0,191 m

and

-6,33·10

-5

m

at

l=0,293

m

was obtained.

It was stated that there does not arise a necessity in increase of diameter of a

shaft of saw cylinder with an increase in number of saws from 130 to 156, since an-
gular velocity of saw cylinder is in the first subcritical zone

кр

р

1

75

,

0

– rigid

shaft –

76,969<88,451 rad/s

and transversal displacement of the shaft along the

length is

0,1058 mm

.

Maximal stresses were determined

max

=15,4

10

5

Н/m

2

([

k

]

=1029,7

10

5

Н/m

2

–

allowable stress of the material of pipe steel-45)

and an angle of rotation

max

=

0,0324

of seed retractor pipe in the zone with grooves at torsion.

III. As a result of carried out operation tests of an example of modernized saw

gin 5DP-156 with seed retractor device it was stated that experimental gin successful-
ly conducts technologic process of ginning; productivity in fiber is

2242,3 kg/hour

,

downiness of seed after gin –

11,4%

and after seed retractor pipe –

10,36%

, power-

consumption of principal saw gin –

77,2 kWt/hour

, seed retractor pipe –

4,5

kWt/hour

, air flow consumption to remove fiber –

0,7 m

3

/s

.

Implementation of modernized saw gin 5DP-156 with seed retractor device in-

to technological process in Baktemir cotton cleaning plant has shown an increase in
productivity and a decrease in specific power consumption, as well as the fact that
machine units satisfy the requirements in compatibility, dimensions and productivity
(in cotton –

7007 kg/hour

). Economic benefit is more than 96,5 mln.soum.

0

0 ,0 1

0 ,0 2

0 ,0 3

0 ,0 4

0 ,0 5

-9 0

-7 5

-6 0

-4 5

-3 0

-1 5

0

1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

9 0

C h a n g e in v a lu e s o f e la s tic -d is s ip a tiv e p a ra m e te rs , %

N

o

n

-u

n

if

o

rm

it

y

o

f

ro

ta

ti

o

n

o

f

c

y

li

n

d

e

r

М .М .С о к о л о в

А .Е .Л е в и н

И .С .П и н ч у к

Fig. 7.The effect of elastic-dissipative parameters on

non-uniformity of rotation of saw cylinder


background image

64

To estimate productivity of offered two-drum pin feeder, saw gin with seed re-

tractor device and fiber condenser, experimental investigations were carried out with
the use of multi-factor experiment of the 2

n

type (central composition plan). Entering

parameters are: extension of saws (

х

1

=47, 52, 57 mm

) and frequency of rotation of

seed retractor pipe (

х

2

=365, 389, 413 min

-1

), as these parameters estimate productivi-

ty of a feeder, saw gin and condenser; power-consumption, dirt content in cotton and
seed, seed outlet from working chamber, downiness and damage degree of seed, mass
part of defects and dirt admixtures in fiber, the length of fiber.

Based on results of the study regression equations were obtained:

у

1

=6958,3682+272,3858

х

1

х

2

-788,3332

х

1

2

+292,2118

х

2

2

;

у

2

=2242,1568+87,6096

х

1

х

2

-256,3984

х

1

2

+98,126

х

2

2

;

у

3

=5,6267-0,8583

х

1

+0,2217

х

2

-0,37

х

1

х

2

;

у

4

=74,8216-3,3642

х

1

+2,3646

х

2

+2,4129

х

1

х

2

;

у

5

=0,2107+0,1093

х

1

+0,0052

х

2

+0,008

х

1

х

2

;

у

6

=1,7573-0,0643

х

1

-0,195

х

2

+0,06

х

1

х

2

+0,1227

х

1

2

-0,1889

х

2

2

;

у

7

=1,1450+0,6477

х

1

-0,3029

х

2

-0,5087

х

1

х

2

+0,1699

х

1

2

-0,2817

х

2

2

;

у

8

=11,4905+0,1322

х

1

-0,3356

х

2

-0,1426

х

1

х

2

+0,3439

х

1

2

;

у

9

=33,7083-0,5535

х

1

2

.

(8)

Generalized characteristic of productivity of operation of discussed machine is

fiber quality, that is, insurance of its greatest length under limitations: feeder produc-
tivity in cotton –

у

1

=

7000 kg/hour; saw gin productivity in fiber –

у

2

=

2340 kg/hour;

seed retraction through a pipe –

у

3

=

7%; power-consumption of saw cylinder of saw

gin –

у

4

=

75 kWt/hour; dirt content in fiber –

у

5

=

0,33%; mass part of defects and dirt

admixture in fiber –

у

6

=

2,0%; increase in mechanical damage of seed –

у

7

=

1,0%;

downiness of seed

у

8

=

11,5%.

Optimization of regression equations was conducted according to conventional

program «search of solution of optimized model by Newton’s method». As a result of
realization of optimization we have obtained the values of saw extension

х

1

=51,5 mm

and frequency of pipe rotation

х

2

=387,6 min

-1

, with these values feeder productivity

is –

у

1

=

6956 kg/hour and saw gin –

у

2

=

2242 kg/hour, and the length of fiber –

у

9

=

33,71mm. Creation of 156-saw gin with seed retractor device will give a possibil-

ity to increase productivity in cotton of production line up to

7,4 ton/hour

(in fiber –

2,385 ton/hour

).

As a result of conducted tests of 156-saw gin with seed retractor device, it was

stated that productivity in cotton of production line may be increased up to 7,0
ton/hour (in fiber – 2,242 ton/hour). Difference between productivity results of 36-
and 156-saw gins with seed retractor devices is 5,9%.

On the basis of conducted theoretical-experimental studies on production line

with productivity up to 7 ton/hour in cotton at different dirt content of raw material,


background image

65

worked out gin ensures high efficiency and cleaning quality of cotton fiber, meeting
the requirements of configuration of machine units in compatibility, dimensions and
productivity in fiber 2242 kg/hour and reduction in specific consumption of energy.

So, recommended production line with two saw gins 5DP-156 with seed retrac-

tor device processes 18206,3 ton of cotton fiber during operation period of 188 work-
ing days.

In the fifth chapter of the thesis

– «Study of dynamics of machine unit of fi-

ber condenser» – new fiber condenser with pulse air stream was worked out. The
studies were carried out of the dynamics of machine unit and experimental investiga-
tion of geometric and air-dynamic parameters of condenser with pulse air stream;
these studies determine productivity of offered device.

On the basis of design scheme differential equation of fiber motion along the

surface of gauze drum was drawn (Fig. 8

9):

,

)

cos(

)

(

]

2

)

sin(

)

cos(

[

2

*

2

2

2

2

o

o

o

o

тр

t

g

s

R

m

K

R

s

R

s

t

g

t

m

A

m

P

K

dt

s

d

(9)

where

K

тр

– is friction coefficient between fiber and gauze drum;

К

*

– coefficient of

proportionality;

o

– fiber incidence angle on the surface of gauze drum;

– fre-

quency of rotation of gauze drum,

s

-1

;

m

– fiber mass,

kg

;

R

– radius of gauze drum,

m

; g – acceleration due to gravity,

m/s

2

;

t

– time,

s

;

Р

о

–

constant component of suc-

tion force,

Н

;

А

– amplitude of variable component of suction force, Н;

– frequen-

cy of rotation of shutters of pulse air stream. To solve equation (9) Runge-Kutt nu-
meric method was used.

Fig. 8. Design scheme condenser fiber


Fig. 9. Dependence of the absorption

of the fiber angle for damp-
ers pulsator

As a result of studies of the effect of rotation frequency of pulse air stream

within the interval from

0

to

700 min

-1

on component functions of amplitude and total

relative velocity, it was revealed that the most rational are the parameters

=370·

/30

s

-1

;

Р

о

=0,3

P

вmax

Н; А=0,7

P

вmax

Н

(Fig. 10

11), where maximal total velocity

S’=11,87032 m/s and Sa’=0,869451 m/s, when for

=0 s

-1

;

Р

о

=P

вmax

=0,245 Н; А=0

Н

, S’=5,527653 m/s and Sa’=0,18704 m/s.


background image

66

0 ,5

0 ,9 6

1 ,4 2

1 ,8 8

2 ,3 4

2 ,8

- 1 0 0

1 0 0

3 0 0

5 0 0

7 0 0

Ч а с т о т а в р а щ е н и я з а с л о н к и , о б /м и н

А

м

п

л

и

т

у

д

а

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

й

с

к

о

р

о

с

т

и

в

о

л

о

к

н

а

(

S

a

',

м

/c

)

5

6 ,6

8 ,2

9 ,8

1 1 ,4

1 3

С

у

м

м

а

р

н

а

я

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

а

я

с

к

о

р

о

с

т

ь

в

о

л

о

к

н

а

(

S

',

м

/с

)

S a ', м /с

S ', м /с

a

0 ,1 5

0 ,2 6

0 ,3 7

0 ,4 8

0 ,5 9

0 ,7

0 ,8 1

0 ,9 2

1 ,0 3

1 ,1 4

1 ,2 5

0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1

С о о т н о ш е н и я п л о щ а д е й з а с л о н к и и т р уб о п р о в о д а

А

м

п

л

и

т

у

д

а

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

й

с

к

о

р

о

с

т

и

в

о

л

о

к

н

а

(

S

a

',

м

/c

)

5 ,5

6 ,5

7 ,5

8 ,5

9 ,5

1 0 ,5

1 1 ,5

1 2 ,5

1 3 ,5

1 4 ,5

1 5 ,5

С

у

м

м

а

р

н

а

я

о

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

а

я

с

к

о

р

о

с

т

ь

в

о

л

о

к

н

а

(

S

',

м

/c

)

S a , м /с

S ', м /с

b

Fig. 10. The change in amplitudes and total relative velocity of fiber against fre-

quency of rotation of pulse air stream shutters (a) and

of shutters and pipeline (b)

Using Lagrange equation of the II kind, we obtain differential equations of the mo-

tion of machine unit of a drive of condenser with pulse air stream in the general form:

;

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

)

(

)

(

,

)

(

)

(

6

6

56

5

56

4

6

56

5

56

4

6

6

5

6

56

5

4

6

56

5

4

5

45

4

45

3

5

45

4

45

3

5

5

4

5

45

4

3

5

45

4

3

4

34

3

34

2

4

34

3

34

2

4

4

3

4

34

3

2

4

34

3

2

3

3

3

1

3

3

3

1

3

3

3

3

1

3

3

1

М

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

М

i

в

i

с

i

i

в

i

i

c

i

в

i

c

M

пр

D

D

D

D

D

D

пр

D

D

D

D

D

D

D

(10)

where

D

,

2

,

3

,

4

,

5

,

6

– are angu-

lar velocities of the rotor
of engine, inlet shaft of
reduction gear, gauze
drum, lock-gate, inter-
mediate shaft and pulse
air stream shutter, s

-1

;

i

D2

, i

23

, i

34

, i

45

, i

56

–

transmission ratio of the
system;

i

D3

– transmis-

sion ratio between the
shafts of engine and
gauze drum.

Angular displacements of rotating mass of machine units

D

,

3

,

4

,

5

,

6

were taken as generalized coordinates; M

2

, M

3

, M

4

, M

5

, M

6

– moments of resistance

of rotating shafts of condenser KVVB

with pulse air stream, Н

m; M

3пр

– reduced

moment of resistance to the shaft of gauze drum, Н

m; M

5

’

, M

6

”

– moments of re-

0

0 ,8

1 ,6

2 ,4

3 ,2

4

4 5

8 0

1 1 5

1 5 0

1 8 5

2 2 0

2 5 5

2 9 0

У го л , гр а д

О

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

е

п

е

р

е

м

е

щ

е

н

и

е

(

S

,

м

)

и

с

к

о

р

о

с

т

ь

(

S

',

м

/с

)

- 5 0

- 1 5

2 0

5 5

9 0

1 2 5

О

т

н

о

с

и

т

е

л

ь

н

о

е

у

с

к

о

р

е

н

и

е

в

о

л

о

к

н

а

S

"

,

м

/с

2

S , м

S ', м /с

S ", м /c 2

Fig. 11.

Characteristics of changes of fiber motion

against angle of rotation of gauze drum with pulse air
suction stream


background image

67

sistance in shutter bearings of pulse air stream and from pulsating air stream acting
on shutters of pulse air stream, respectively, Н

m.

To decrease power-consumption of condenser, dynamic synthesis of machine

unit of condenser was carried out based on the criterion of the minimum of power-
consumption. Here as an additional criterion a non-uniformity of rotation of gauze
drum was taken; this was done to prevent the damage of normal process of transpor-
tation and cleaning of cotton fiber from dirt and admixtures (Fig. 12).

а) b)

1-gauze drum; 2- lock-gate; 3- intermediate shaft; 4- pulse air stream shutter

Fig. 12. The change in consumed power of electric motor (а) and non-

uniformity of rotation of gauze drum (b) depending on inertia moments

Parameter optimization was carried out according to criterion of power con-

sumed. So a polynomial connection of changes of consumed power of electric motor
was built in dependence on the moment of inertia of intermediate shaft, pulse air
stream shutters and elastic-dissipative parameters.

Using central composition plan of the second order we have built the depend-

ence of changes of consumed power of electric motor on the moment of inertia of in-
termediate shaft (

5

) and pulse air stream (

6

), which has the following form:

y=

1024,02-0,704

x

1

-

6,488

x

2

+

1,047

x

1

x

2

+

0,626

x

1

2

+

0,651

x

2

2

,

(11)

where

0028875

,

0

00385

,

0

5

1

х

,

02535

,

0

0338

,

0

6

2

х

.

After realization of mathematical model (10) and (11) the following optimal

parameters were obtained:

5

=0,003056;

6

=0,05915 kg

m

2

.

Important characteristics of transition process, such as: time of continuation af-

ter activation of load and maximal peak-to-peak value of angular velocity of gauze
drum, lock-gate, intermediate shaft and pulse air stream shutters depend on the value
of moments of inertia of rotating mass, characteristics of elastic links and technologic
resistance (fig 13).

Preliminary analysis shows that principal factors, influencing on cleaning ef-

fect of condenser, are the change of the frequency of rotation of shutters (

x

1

) and ratio

of areas of shutters of pulse air stream and pipeline (

x

2

). To determine the effect of


background image

68

principal factor

x

1

and

x

2

we will use the matrix of orthogonal planning of the second

order for two-factor process.

An experiment was car-

ried out in processing of similar
groups, growth and variety of
cotton fiber (С-6524, II growth,
machine harvesting) according
to scheme: 20-saw gin – 3OVP-
KVVB with pulse air stream and
frequencies of rotation

–

200,

430, 660 revolution/minute

, at

the ratio of areas of shutters of
pulse air stream and pipeline

–

0,5; 0,7; 0,9.

Mathematical

treatment

of results of experiments was

carried out with the level of reliability

0,95

.

Regression equations statically describe

the character of changes of dirt and admixture content of fiber condenser with pulse
air stream and acquire the following form with natural values of factors

x

1

and

x

2

:

y=

11,467-0,004

x

1

-

17,535

x

2

+

0,0047

x

1

x

2

+

11,382

x

2

2

.

(12)

The best cleaning effect is reached (12) at the ratio of areas of shutters and

pipeline

0,7

and frequency of rotation of shutters

370 revolutions/minute

, relative

cleaning effect shows

13%

rise.

CONCLUSION

On the basis of carried out theoretical and experimental study on elaboration of

new generation of machines of primary processing of cotton the following conclu-
sions and recommendations were formed:

1. Analytical review of literature and study of machine operation in cotton-

processing industry allow to reveal that according to existing technologic regulations
scientific grounds and structures of working machines were developed. But the prob-
lem of efficiency increase of the system «cotton cleaning – saw ginning and fiber
cleaning in condenser» as machine units insuring significant increase in productivity
under least power consumption per the unit of product remains an actual one. Direc-
tions of investigations on development of new feeder –cleaner with uniform feeding
of cotton into saw gin of working chamber with additional retraction of seed and fiber
condenser with inclusion of pulse air stream into technologic cycle were determined.

2. Structure of gin feeder with two successive pin drums and gauze surfaces,

covering them, was substantiated; design-technological scheme of operation, dynam-
ic and mathematical models were worked out; differential equations of motion of ma-
chine unit of a feeder were drawn. With Gauss-Zaydel method on criterion of the
longest pass of cotton along gauze surface and experiments conducted on laboratory-

1 - с=13.52; 2 - с=6.76; 3 - с=27.03 Н

m/rad; 4 -

=0.029; 5 -

=0.118 kg

m

2

; 6 - M=0.15; 7 - M=0.6 H

m

Fig. 13. The change of driving moment of

asynchronous engine at startup in time func-

tion at different parameters of condenser.


background image

69

stand device some rational parameters of a feeder. Worked out algorithm and design
program allow to recommend the d

rive.

3. By mathematical simulation of the motion of cotton segments and seeds in

working chamber of saw gin it was stated that an assessment of operation productivi-
ty may be conducted on the basis of study of regularities of changes of their tangen-
tial velocities. Gin structure with reduced step of location of saw disks on the shaft
and working chamber with seed retractor device, which consists of hollow rotating
cylinder pipe with longitudinal slits and screw, located inside the pipe, was worked
out. Rational geometric and kinematic parameters were established.

4. Dynamic and mathematical models of machine unit of saw gin with seed re-

tractor device were built, different characteristics of the system «engine

executive

machine» were analyzed. Calculations show that to provide uniform rotation of saw
gin, elastic dissipative parameters of a drive.

5. On the basis of the Method of finite elements in the form of displacements,

the methods of determination of force, strength factors and critical velocities of work-
ing shaft of cotton-processing machines were developed and recommended for engi-
neering calculations. On the example of calculations of new gin 5DP-156 with seed
retractor device, design studies in assessment of strength of the shaft of saw cylinder,
seed retractor pipe and screw were carried out and it was stated that recommended
parameters meet requirements of strength of similar structures.

6. On the basis of the method of linear programming some production re-

sources of machines were calculated; they allow to decrease power consumption and
hence to provide resource-saving due to optimal number of machines of different
technologic purpose under the best quality characteristics of fiber in length 33,71mm,
and output 33,92%. Using the method of planning of full-factor experiment of 2

n

type

CKP experimental studies of assessment of productivity of worked out two-drum pin
feeder together with saw gin were conducted and nine equations of regression to de-
termine productivity of operation of a feeder and gin, fiber length, dirt in raw cotton,
fiber output and so on were drawn at three levels of saw gin extensions and frequency
of rotation of seed retractor pipe; optimal parameters of the latter were calculated as
respectively

х

1

=51,97

52mm and

х

2

=388,4 min

-1

400 min

-1

. Here productivity of

feeder in cotton reaches 7000 kg/hour, and saw gin in fiber

2242 kg/hour, fiber

length is 33,71mm.

7. Calculations on estimation of efficiency of application of a gin with seed re-

tractor device in production line of processing of poorly cleaned growth of medium-
staple cotton, show 1,1 kWt or 2,9% decrease in specific energy-content per unit of
product (fiber) in comparison with industrial gin – 5DP-130, with experimental in-
dustrial gin – DPZ-180 - 0,9 kWt or 2,7% decrease and with the best foreign sample -
«Continental eagle» 10,92 kWt or 28,7% decrease. At rational composition of tech-
nological succession from transfer conveyor of cotton to bend transporter for fiber
bales on one program of processing of 30000 ton of raw cotton per year, power con-
sumption decreases from 480,5 down to 407,7 kWt due to increase in productivity
from 12% to 50%, and economic benefit is 96,5 mln.soum.

8. Design-technological scheme and design program of motion of fiber ball on

the surface of gauze drum were worked out, rational values of frequency of rotation


background image

70

of shutters of pulsator

370 min

-1

, suction force of fiber

Р

вmax

=0,245 H

and ratio of

areas of shutters and pipeline

0,7 of fiber condenser with pulse air stream were de-

termined. Here minimal mass part of defects and dirt admixture in fiber were re-
vealed at total relative velocity S’=11,87 m/s. Worked out algorithm and design pro-
gram of the dynamics of machine unit of fiber condenser KVVB with pulse air
stream allow to recommend the moments of inertia

5

=0,003056;

6

=0,05915

kg

m

2

;

drive stiffness

с

1

=66,0275; с

2

=147,63; с

3

=113,204; с

4

=13,518 H

m/rad

,

which ensure minimal power consumption and non-uniformity of rotation of gauze
drum. As a result an additional cleaning effect (13%) is reached.

So, scientific grounds of the solution of the problem of development of

machine units of two-drum feeder, saw gin with seed retractor device and fiber
condenser with pulse air stream are considered in the thesis; their implementation
would contribute greatly into modernization of the branch of processing of raw cotton
and would increase the competitiveness of the product of cotton-cleaning production.


background image

71

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ-

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ-

LIST OF PUBLISHED WORKS

I бўлим (I часть; I part)

1.

Мухаммадиев Д.М. Определение критической угловой скорости

семяотводящей трубы пильного джина. «Узбекский журнал Проблемы механи-
ки». – Ташкент. 2013. - №2. – С. 18-22.

2.

Мухаммадиев Д.М. Определение производительности семяотводяще-

го устройства пильного джина. «Узбекский журнал Проблемы механики». –
Ташкент. 2012. - №1. – С. 73-75.

3.

Mukhammadiev D.M., Sh.U.Rakhmatkariev, F.Z.Arifdzhanov. Analysis of

static and dynamic characteristics of a saw cylinder of a gin. Print version

-

ISSN

1052-6188, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2009, Vol. 38, No. 2,
pp. 120–123. © Allerton Press, Inc., 2009.

4.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифджанов А.З. Анализ

статических

и

динамических

характеристик

пильного

цилиндра

волокноотделителя. «Проблемы машиностроения и надежности машин». – Рос-
сия, Москва. 2009. -№2. – С.13-17.

5.

Mukhammadiev D.M. Algorithm Development for the Pulsator VBFC

Machine Unit Simulation. Print version - ISSN 1052-6188, Journal of Machinery
Manufacture and Reliability, 2009, Vol. 38, No. 1, pp. 82–86. © Allerton Press, Inc.,
2009.

6.

Мухаммадиев Д.М. Разработка алгоритма для численных исследова-

ний машинного агрегата КВВБ с пульсатором. «Проблемы машиностроения и
надежности машин». – Россия, Москва. 2009. -№1. – С.94-99.

7.

Мухаммадиев Д.М. Пути повышения технологических и эксплуатаци-

онных свойств машин пильного джинирования // Журнал «Проблемы текстиля».
– Ташкент, 2008. -№3.- С. 20-24.

8.

Мухаммадиев Д.М. Исследование математической модели машинного

агрегата двухбарабанного питателя // Научно-технический журнал «Известия
вузов. Технология текстильной промышленности», - Россия, Иваново, 2008. -
№4С. –С. 115-118.

9.

Рахматкариев Ш.У., Корабельников Р.В., Мухаммадиев Д.М.

Исследование движения хлопка-сырца внутри двухбарабанного питателя.
«Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности». – Россия, Ивано-
во. 2008. -№2С. – С.37-40.

10.

Мухаммадиев Д.М. Изучение изменения производительности пильно-

го джина с семяотводящей системой. «Узбекский журнал Проблемы механики».
– Ташкент. 2008. - №2-3. – С. 69-72.

11.

Мухаммадиев Д.М. Разработка алгоритма для численных исследова-

ний движения волокна по поверхности сетчатого барабана при всасывающем
пульсирующем воздушном потоке. Журнал «Вестник КрасГАУ». - Россия,
Красноярск. 2008. - №1. – С.232-236.


background image

72

12.

Мухаммадиев Д.М. Исследование неравномерности вращения пиль-

ного цилиндра джина 5ДП-156 при различных характеристиках асинхронного
электродвигателя. Журнал «Вестник КрасГАУ». - Россия, Красноярск. 2008. -
№1. – С.236-241.

13.

Мухаммадиев Д.М. Разработка рабочей камеры пильного джина с се-

мяотводящей системой // Журнал «Вестник ТашГТУ» (Спец. выпуск материалов
Республиканской научно-практической конференции «Интеграция науки, обра-
зования и производства»). – Ташкент, 2005. - С. 183-186.

14.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Бахадиров К.Г. Испытания

рабочей камеры пильного джина с дополнительной семяотводящей системой //
Журнал «Проблемы текстиля». – Ташкент, 2004. -№1.- С. 33-38.

15.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Хамидов А.А. Моделирова-

ние движения сырцового валика рабочей камеры пильного джина с семеноотво-
дящей трубой // Узбекский журнал «Проблемы механики». – Ташкент, 2003. -
№5.- С. 35-39.

16.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка-сырца внутри пи-

тателя // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». – Ташкент, 2004. -
№2.- С. 78-83.

17.

Мухаммадиев Д.М. Исследование относительного движения волокна

по поверхности конденсорного барабана // Журнал «Вестник аграрной науки
Узбекистана». – Ташкент, 2003. - №4.- С. 101-105.

18.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Бахадиров К.Г. Составление

динамических и математических моделей машинного агрегата пильного цилин-
дра волокноотделителя // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». –
Ташкент, 2003. - №1.- С. 86-90.

19.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Исследование геометриче-

ских и технологических параметров конденсора // Журнал «Вестник аграрной
науки Узбекистана». – Ташкент, 2002. - №3.- С. 72-76.

20.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифжанов А.З. Анализ ди-

намических характеристик пильного цилиндра // Журнал «Вестник аграрной
науки Узбекистана». – Ташкент, 2002. - №1.- С. 83-89.

21.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифжанов А.З. Статиче-

ские характеристики пильного цилиндра волокноотделителя // Журнал «Вестник
аграрной науки Узбекистана». – Ташкент, 2001. - №4.- С. 62-67.

22.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. О повышении эффективности

конденсорного барабана // Узбекский журнал «Проблемы механики». – Таш-
кент, 1999. - №6. - С. 24-27.

23.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Динамика машинного агрега-

та конденсора волокна с пульсатором // Доклады Академии наук Республики
Узбекистан. – Ташкент, 1997. - №11.- С. 21-24.

24.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Экспериментальное исследо-

вание влияния пульсатора на очистительный эффект конденсора волокна // Уз-
бекский журнал «Проблемы механики». – Ташкент, 1996. - №5.- С. 58-61.



background image

73

Патентлар (патенты; patents)

25.

Патент РУз FAP 00841 “Рабочая камера пильного джина”/

Мухаммадиев Д.М. // Давлат патент идораси. Расмий ахборотнома.- Ташкент,
2013. - №10. – С. 64-65.

26.

Патент РУз FAP 00589 “Рабочая камера пильного джина”/

Мухаммадиев Д.М., Жумакулов Г.У. // Давлат патент идораси. Расмий ахборот-
нома.- Ташкент, 2010. - №12. – С. 48-49.

27.

Патент РУз IAP 04037. “Питатель пильного джина”/.Рахматкариев

Ш.У., Мухаммадиев Д.М., Абдурахманов С.С. // Давлат патент идораси. Расмий
ахборотнома.- Ташкент, 2009. - №4.

28.

Патент РУз IAP 02992. Рабочая камера пильного джина /

Рахматкариев Ш.У., Зикрияев Э.З., Тютин П.Н., Мухаммадиев Д.М., Жумакулов
Г.У., Алакбаров Ш.Н., Абдурахмонов С.С. // Давлат патент идораси. Расмий ах-
боротнома.- Ташкент, 2006. - №1. – С. 89-90.

29.

Предварительный патент РУз № 675. Очиститель волокнистого мате-

риала / Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. // Расмий ахборотнома Патент-
ного ведомства ГКНТ РУз.- Ташкент, 1994. - №1. – С. 43-44.

30.

Предварительный патент РУз № 2354. Очиститель волокнистого ма-

териала / Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. // Расмий ахборотнома Па-
тентного ведомства ГКНТ РУз. – Ташкент, 1995. - №1. – С. 59-60.

31.

Мухаммадиев Д.М. Расчет статических и динамических характери-

стик пильных цилиндров. На официальную регистрацию программы для ЭВМ
№DGU 02400 от 28.11.2011 г.

32.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка сырца внутри пи-

тателя очистителя (IDXSVPO). На официальную регистрацию программы для
ЭВМ №DGU 00829 от 10.09.2004 г.

33.

Мухаммадиев Д.М. Исследования машинного агрегата конденсора

волокна с пульсатором (IMAKVP). На официальную регистрацию программы
для ЭВМ №DGU 00830 от 10.09.2004 г.

II бўлим (II часть; II part)

34.

Мухаммадиев Д.М. Определение критической угловой скорости се-

мяотводящей трубы пильного джина// Международная научно-техническая кон-
ференция «Современные проблемы механики». – Ташкент, 2009. Книга 1. - С.
199-201.

35.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Исследование пильного джи-

на с семяотводящей системой // Международная научно-техническая конферен-
ция «Современные проблемы и перспективы механики». – Ташкент, 2006. - С.
641-644.

36.

Мухаммадиев Д.М. Составление динамических и математических мо-

делей машинного агрегата питателя пильного волокноотделителя // Междуна-
родная научно-техническая конференция «Современные проблемы механики
машин». – Ташкент, 2004. - С. 143-145.


background image

74

37.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка-сырца внутри пи-

тателя // Международная начно-техническая конференция «Современные про-
блемы механики машин». – Ташкент, 2004. - С. 140-142.

38.

Мухаммадиев Д.М. Разработка эффективной, энергосберегающей

технологии на основе разработанных технологических машин по переработки
хлопка // Материалы международной конференции «Проблемы механики и сей-
смодинамики сооружений». – Ташкент, 2004. - С. 543-545.

39.

Мухаммадиев Д.М. Исследование влияния шага и угла установки ко-

лосников на очистительный эффект питателя // Материалы международной кон-
ференции «Проблемы механики и сейсмодинамики сооружений». – Ташкент,
2004. - С. 541-543.

40.

Мухаммадиев Д.М. О критических скоростях валов хлопкоочисти-

тельных машин // Тезисы Республиканской научно-технической конференции
«Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстиль-
ной, легкой и полиграфической промышленности». – Ташкент, 2004. - С. 11.

41.

Мухаммадиев Д.М. Исследование неравномерности вращения валов

хлопкоочистительных машин при различных характеристиках электродвигателя
// Тезисы Республиканской научно-технической конференции «Современные
наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной, легкой и по-
лиграфической промышленности». – Ташкент, 2004. - С. 10.

42.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Ахметов К.А., Арифжанов

А.З. Анализ статических и динамических характеристик пильного цилиндра во-
локноотделителя // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник
научных трудов с международным участием. Вып.8. - Красноярск: ИПЦ КГТУ,
2002. С. 355-367.

43.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Ахметов К.А. Исследование

неравномерности вращения пильного цилиндра волокноотделителя 5ДП-130 при
различных характеристиках асинхронного электродвигателя // Транспортные
средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов с международным
участием. Вып.8. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - С. 345-355.

44.

Хамидов А., Тютин П.Н., Рахматкариев Ш.У., Мухаммадиев Д.М. О

движении летучек и семян внутри рабочей камеры волокноотделителя с допол-
нительным семявыводящим устройством // Аннотации докладов Международ-
ной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна
в современных условиях». – Кострома, 2002. - С. 162.

45.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Моделирование машинных

агрегатов пильного волокноотделителя с динамическими характеристиками //
Аннотации докладов VIII Всероссийского съезда по теоретической и приклад-
ной механике. – Пермь, 2001. - С. 444.

46.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Влияние геометрических па-

раметров сетчатого барабана на технологические показатели конденсора // Рес-
публиканская научно-техническая конференция «Современные проблемы тео-
рии механизмов, машин и машиноведения» – Ташкент, 1999. - С. 87-89.


background image

75








































Подписано в печать 18.11.2014 г. Формат 60х84.

1/16

Гарнитура “Таймс”. Печ.лист 4,75. Тираж 100 экз. Заказ № 501

Отпечатано в типографии ТИТЛП.

г.Ташкент, ул. Шахжахон 5.



background image

76




References

Мухаммадиев Д.М. Определение критической угловой скорости семяотводящей трубы пильного джина. «Узбекский журнал Проблемы механики». - Ташкент. 2013. - №2. - С. 18-22.

Мухаммадиев Д.М. Определение производительности семяотводяще-го устройства пильного джина. «Узбекский журнал Проблемы механики». -Ташкент. 2012. - №1. - С. 73-75.

Mukhammadiev D.M., Sh.U.Rakhmatkaricv, F.Z.Arifdzhanov. Analysis of static and dynamic characteristics of a saw cylinder of a gin. Print version - ISSN 1052-6188, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2009, Vol. 38, No. 2, pp. 120-123. © Allerton Press, Inc., 2009.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифджанов А.З. Анализ статических и динамических характеристик пильного цилиндра волокноотделителя. «Проблемы машиностроения и надежности машин». - Россия, Москва. 2009. -№2. - С. 13-17.

Mukhammadiev D.M. Algorithm Development for the Pulsator VBFC Machine Unit Simulation. Print version - ISSN 1052-6188, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2009, Vol. 38, No. 1, pp. 82-86. © Allerton Press, Inc., 2009.

Мухаммадиев Д.М. Разработка алгоритма для численных исследований машинного агрегата КВВБ с пульсатором. «Проблемы машиностроения и надежности машин». - Россия, Москва. 2009. -№1. - С.94-99.

Мухаммадиев Д.М. Пути повышения технологических и эксплуатационных свойств машин пильного джинирования // Журнал «Проблемы текстиля».-Ташкент, 2008. -№3.- С. 20-24.

Мухаммадиев Д.М. Исследование математической модели машинного агрегата двухбарабанного питателя // Научно-технический журнал «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», - Россия, Иваново, 2008. -№4С. -С. 115-118.

Рахматкариев Ш.У., Корабельников Р.В., Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка-сырца внутри двухбарабанного питателя. «Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности». - Россия, Иваново. 2008. -№2С. - С.37-40.

Мухаммадиев Д.М. Изучение изменения производительности пильного джина с семяотводящей системой. «Узбекский журнал Проблемы механики».-Ташкент. 2008. - №2-3. - С. 69-72.

Мухаммадиев Д.М. Разработка алгоритма для численных исследований движения волокна по поверхности сетчатого барабана при всасывающем пульсирующем воздушном потоке. Журнал «Вестник КрасГАУ». - Россия, Красноярск. 2008. - №1. - С.232-236.

Мухаммадиев Д.М. Исследование неравномерности вращения пильного цилиндра джина 5ДП-156 при различных характеристиках асинхронного электродвигателя. Журнал «Вестник КрасГАУ». - Россия, Красноярск. 2008. -№1,-С.236-241.

Мухаммадиев Д.М. Разработка рабочей камеры пильного джина с се-мяотводящей системой // Журнал «Вестник ТашГТУ» (Спец, выпуск материалов Республиканской научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства»). - Ташкент, 2005. - С. 183-186.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Бахадиров К.Г. Испытания рабочей камеры пильного джина с дополнительной семяотводящей системой // Журнал «Проблемы текстиля». - Ташкент, 2004. -№1,- С. 33-38.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Хамидов А.А. Моделирование движения сырцового валика рабочей камеры пильного джина с семеноотво-дящей трубой // Узбекский журнал «Проблемы механики». - Ташкент, 2003. -№5,- С. 35-39.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка-сырца внутри питателя // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». - Ташкент, 2004. -№2,- С. 78-83.

Мухаммадиев Д.М. Исследование относительного движения волокна по поверхности конденсорного барабана // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». - Ташкент, 2003. - №4,- С. 101-105.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Бахадиров К.Г. Составление динамических и математических моделей машинного агрегата пильного цилиндра волокноотделителя // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». -Ташкент, 2003. - №1,- С. 86-90.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Исследование геометрических и технологических параметров конденсора // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». - Ташкент, 2002. - №3,- С. 72-76.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифжанов А.З. Анализ динамических характеристик пильного цилиндра // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». - Ташкент, 2002. - №1,- С. 83-89.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Арифжанов А.З. Статические характеристики пильного цилиндра волокноотделителя // Журнал «Вестник аграрной науки Узбекистана». - Ташкент, 2001. - №4,- С. 62-67.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. О повышении эффективности конденсорного барабана // Узбекский журнал «Проблемы механики». - Ташкент, 1999. - №6. - С. 24-27.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Динамика машинного агрегата конденсора волокна с пульсатором // Доклады Академии наук Республики Узбекистан. - Ташкент, 1997. - №11,- С. 21-24.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Экспериментальное исследование влияния пульсатора на очистительный эффект конденсора волокна // Узбекский журнал «Проблемы механики». - Ташкент, 1996. - №5,- С. 58-61.

Патент РУз FAP 00841 “Рабочая камера пильного джина”/ Мухаммадиев Д.М. И Давлат патент идораси. Расмий ахборотнома.- Ташкент, 2013. - №10.-С. 64-65.

Патент РУз FAP 00589 “Рабочая камера пильного джина”/ Мухаммадиев Д.М., Жумакулов Г.У. // Давлат патент идораси. Расмий ахборотнома.- Ташкент, 2010. - №12. - С. 48-49.

Патент РУз IAP 04037. “Питатель пильного джина”/.Рахматкариев Ш.У., Мухаммадиев Д.М., Абдурахманов С.С. И Давлат патент идораси. Расмий ахборотнома,- Ташкент, 2009. - №4.

Патент РУз IAP 02992. Рабочая камера пильного джина / Рахматкариев Ш.У., Зикрияев Э.З., Тютин П.Н., Мухаммадиев Д.М., Жумакулов Г.У., Алакбаров Ш.Н., Абдурахмонов С.С. // Давлат патент идораси. Расмий ахборотнома.- Ташкент, 2006. - №1. - С. 89-90.

Предварительный патент РУз № 675. Очиститель волокнистого материала / Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. И Расмий ахборотнома Патентного ведомства ГКНТ РУз.- Ташкент, 1994. - №1. - С. 43-44.

Предварительный патент РУз № 2354. Очиститель волокнистого материала / Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. // Расмий ахборотнома Патентного ведомства ГКНТ РУз. - Ташкент, 1995. - №1. - С. 59-60.

Мухаммадиев Д.М. Расчет статических и динамических характеристик пильных цилиндров. На официальную регистрацию программы для ЭВМ №DGU 02400 от 28.11.2011 г.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка сырца внутри питателя очистителя (IDXSVPO). На официальную регистрацию программы для ЭВМ №DGU 00829 от 10.09.2004 г.

Мухаммадиев Д.М. Исследования машинного агрегата конденсора волокна с пульсатором (IMAKVP). На официальную регистрацию программы для ЭВМ №DGU 00830 от 10.09.2004 г.

Мухаммадиев Д.М. Определение критической угловой скорости се-мяотводящей трубы пильного джина// Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы механики». - Ташкент, 2009. Книга 1. - С. 199-201.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Исследование пильного джина с семяотводящей системой // Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы и перспективы механики». - Ташкент, 2006. - С. 641-644.

Мухаммадиев Д.М. Составление динамических и математических моделей машинного агрегата питателя пильного волокноотделителя // Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы механики машин». - Ташкент, 2004. - С. 143-145.

Мухаммадиев Д.М. Исследование движения хлопка-сырца внутри питателя // Международная начно-техническая конференция «Современные проблемы механики машин». - Ташкент, 2004. - С. 140-142.

Мухаммадиев Д.М. Разработка эффективной, энергосберегающей технологии на основе разработанных технологических машин по переработки хлопка И Материалы международной конференции «Проблемы механики и сейсмодинамики сооружений». - Ташкент, 2004. - С. 543-545.

Мухаммадиев Д.М. Исследование влияния шага и угла установки колосников на очистительный эффект питателя // Материалы международной конференции «Проблемы механики и сейсмодинамики сооружений». - Ташкент, 2004.-С. 541-543.

Мухаммадиев Д.М. О критических скоростях валов хлопкоочистительных машин И Тезисы Республиканской научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной, легкой и полиграфической промышленности». - Ташкент, 2004. - С. 11.

Мухаммадиев Д.М. Исследование неравномерности вращения валов хлопкоочистительных машин при различных характеристиках электродвигателя // Тезисы Республиканской научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной, легкой и полиграфической промышленности». - Ташкент, 2004. - С. 10.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Ахметов К.А., Арифжанов А.З. Анализ статических и динамических характеристик пильного цилиндра волокноотделителя // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов с международным участием. Вып.8. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. С. 355-367.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У., Ахметов К.А. Исследование неравномерности вращения пильного цилиндра волокноотделителя 5ДП-130 при различных характеристиках асинхронного электродвигателя // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов с международным участием. Вып.8. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - С. 345-355.

Хамидов А., Тютин П.Н., Рахматкариев Ш.У., Мухаммадиев Д.М. О движении летучек и семян внутри рабочей камеры волокноотделителя с дополнительным семявыводящим устройством // Аннотации докладов Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях». - Кострома, 2002. - С. 162.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Моделирование машинных агрегатов пильного волокноотделителя с динамическими характеристиками // Аннотации докладов VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. - Пермь, 2001. - С. 444.

Мухаммадиев Д.М., Рахматкариев Ш.У. Влияние геометрических параметров сетчатого барабана на технологические показатели конденсора // Республиканская научно-техническая конференция «Современные проблемы теории механизмов, машин и машиноведения» - Ташкент, 1999. - С. 87-89.

inLibrary — is a scientific electronic library built on the paradigm of open science (Open Science), the main tasks of which are the popularization of science and scientific activities, public quality control of scientific publications, the development of interdisciplinary research, a modern institute of scientific review, increasing the citation of Uzbek science and building a knowledge infrastructure.

CONTACTS:

Republic of Uzbekistan, Tashkent, Parkent street 51, floor 2

(+998) 99-006-61-10

info@inscience.uz

NAVIGATION:

Journals
Conferences
Organizations
Authors
Blog
Contact
© Copyright 2025 in Science All Rights Reserved | Developed by in Science | Site create by in Designer