Создание рациональных схем и методы расчета параметров приводов основных технологических машин хлопковой промышленности

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире растет потребность в натуральному волокну, в частности, в хлопковом волокне. На сегодняшней день более, чем в 25 странах мира производится и выполняется первичная обработка хлопкового волокна. В настоящее время одной из актуальных проблем хлопковой промышленности является усовершенствование технологических машин с учетом современных требований, разработка рабочих органов и передач технологических машин на научной основе и внедрения их в промышленность. «В этой отрасли в США, Китае, Индии, Бразилии и других государствах достигнуты определенные успехи, а также особое внимание уделяется эффективности производства в хлопковой промышленности и усовершенствованию технологических машин и оборудований в целях обеспечения конкурентоспособности продукции» '. В Республике Узбекистан осуществляются широкомасштабные мероприятия по совершенствованию технологических процессов в хлопковой промышленности и созданию высокоэффективных агрегатов и машин. В этом отношении проведены ряд научно-исследовательских работ, в том числе по разработке автоматических систем управления режимов работы технологических машин хлопковой промышленности и контроля качества продукции, созданию новых приводных механизмов рабочих органов с целью обеспечения высокой производительности, обоснование их технологических параметров и режимов работы. В мировой практике особое значение имеет совершенствование техники хлопковой промышленности путем создания новых передач, влияющих на качественные показатели хлопкового волокна. В связи с этим, осуществление целенаправленных научных исследований по направлениям, включающим разработку новых эффективных конструкций ременных и цепных передач с переменным передаточным отношением, обоснование законов движения, интенсифицирующих необходимые технологические процессы и разработка для этого оптимальных приводных механизмов, разработка эффективных конструкций рабочих органов, позволяющих повышение производительности и получение хлопкового волокна высокого качества, считается одним из важных задач. Проведение научных исследований по вышеприведенным научно-исследовательским направлениям подтверждает актуальность темы данной диссертации. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-4761 от 27 октября 2015 года «Об образовании холдинговой компании «Узпахтасаноатэкспорт» и Постановлении Кабинета Министров №70 от 3 апреля 2007 года «О программе модернизации и реконструкции предприятий хлопкоочистительной промышленности на 2007-2011 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является создание новых эффективных схем приводных механизмов рабочих органов технологических машин хлопковой промышленности, обоснование параметров, обеспечивающих получение высокого качества хлопкового волокна. Научная новизна исследования состоит в следующем: создано устройство очистки от пыли рабочего органа машины разрыхлителя, а также усовершенствованы рабочий орган и барабан бунтораз-боршика; созданы новые схемы конструкции приводных механизмов, обеспечивающие необходимые законы движения рабочих органов технологических машин хлопковой промышленности; разработаны методы определения натяжений в ременных передачах для передачи движения в различных схемах передачи движения; получены законы движения рабочих органов с учетом рекомендованных новых схем передач в составе технологических машин хлопковой промышленности; экспериментальным методом определены законы движения и нагрузки рабочих органов, также выполнено обоснование рациональных параметров технологических процессов, обеспечивающих качество волокна. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Результаты проведенных научных исследованный по теме докторской диссертации «Создание рациональных схем и методы расчета параметров приводов основных технологических машин хлопковой промышленности» состоят в следующем: 1. Разработаны и рекомендованы новые эффективные схемы приводных механизмов технологических машин (сепаратор хлопка, сушильный барабан, агрегат очистки хлопка от мелкого и крупного сора и линтерные машины) хлопковой промышленности. Созданы новые эффективные конструктивные схемы отдельных рабочих органов сепаратора хлопка, агрегата для очистка хлопка от крупного и мелкого сора и линтерных машин. 2. Рекомендована новая конструкция ременной передачи с переменным передаточным отношением, имеющей составной с упругим элементом эксцентричный натяжной ролик для применения в передаточных механизмах технологических машин. 3. Рекомендован аналитический метод расчета натяжения в передачах с вертикальным и горизантальным разположснисм растяжимого и нсрастяжимого ремней. Получены выражения, показывающие связь натяжения ремня от параметров передачи. На основе их анализа можно констатировать следующее: увеличение растяжимости материала ремня приводит к уменьшению напряжения; облегчает равномерное распространение натяжения между ветвями ремня; трение ремня характеризуется формой поперечного сечения ремня и вектором реактивной силы давления в условиях контакта; определены закономерности движения шкивов от натяжного ролика ременной передачи, отношения диаметров ведущего и ведомого шкивов. 4. Для технологических машин хлопковой промышленности кинематический анализ ременной передач с переменным передаточным отношением выполнен аналитическим методом и определены выражения для угловой скорости всдушего шкива. Определены угловая скорость, угловое ускорение ведомого шкива ременной передачи с ППО, законы изменения передаточного отношения в зависимости от эксцентриситета и радиуса натяжного ролика. Построены графики амплитуд угловой скорости ведомого шкива передачи в зависимости от эксцентриситета и радиуса натяжного ролика, определены закономерности уменьшения колебаний угловой скорости и передаточного отношении с увеличением радиуса натяжного ролика; определены математические выражения, позволяющие найти предварительное натяжение и коэффициент скольжения ремня ременной передачи с ППО привода. 5. Разработаны расчетные схемы для систем (сушильный агрегат, регенератор хлопка, пильный джин, волокноочиститель, линтерная машина), имеющие усовершенствованный привод технологических машин хлопковой промышленности, также получены математические модели, выражающие законы движения рабочих органов. Получены законы движения, угловой скорости и крутящего момента при нагрузке ротора электродвигателя на основе численного решения уравнений. 6. Составлены расчетные схемы и получены математические модели усовершенствованных приводных механизмов регенератора хлопка, пильного джина, волокноочистителя, линтерных машин с учетом механической характеристики электродвигателя, ременных передач с ППО и сопротивления хлопка. 7. Определены закономерности изменения колебания угловых скоростей вращающихся масс в зависимости от моментов инерции колковых барабанов. Для очистительной машины от мелкого сора рекомендованы наиболее приемлемые значения: J, = (0,02-0,026)Яис2; J, = (0,32-0,35)Яис2; J, = (0,27-0,30)Яис2 8. Для обеспечения соответствующих коэффициентов неравномерности угловой скорости рекомендован упругий коэффициент ременных передач (350-450) Нм/рад. 9. В результате применения предлагаемых передаточных механизмов для технологических машин хлопковой промышленности получены следующие данные испытаний: - в сушильной машине по рекомендуемой схеме привода по отношению существующей: влагоотбор увеличен на 1,2%; очистительный эффект повысился в среднем на 4,1...4,5%; снизились отходы волокна в среднем на 0,45-0,5%; - в усовершенствованном сепараторном устройстве по отношению к сепаратору СС-15А поврежденные семена и части волокнистых семян уменьшились почти в два раза, выделение мелких и крупных сор увеличилось на 2,3%; - в приводе очистительной секции от мелкого сора, установив ременную передачу для каждого колкового барабана отдельно при использовании соответствующих эксцентричных натяжных роликов по отношению к существующей схеме, эффективность очистки увеличилась на 5,1%, сумма отходов и дефектов волокна уменьшилась на 0,23%, механическое повреждение семян снизилось на 0,1%; - при применении рекомендуемых цепных передач, щеточных валиков, конструкции колосников относительно существующего варианта достигнуто повышение очистительного эффекта на 16,34%, повреждаемость семян снизилась на 1,46%, количество свободных волокон на хлопке уменьшилось в 2 раза. Ресурс привода увеличился почти в два раза. - в пильном джине с цепной передачей и облегченным пильным цилиндром по отношению к существующей машине количество поврежденных семян уменьшилось на 0,03%, колибинированные пороки волокон снизились на 0,08%. Часть семян с волокном снизилось на 0,02%, если производительность увеличилась за час на 18 кг, то и выход волокна за час повысился на 1,18%; - по результатам испытаний агрегата с рекомендованным для очистителя волокна 1ВПУ облегченным пильным цилиндром и имеющего цепную передачу с составной звездочкой по отношению к существующей машине в рекомендованном варианте уменьшились сумма отходов и дефектов на 0,215%, в том числе мелкие отходы на 0,008%, крупные отходы на 0,195%, поврежденные семена на 0,0105%; - в результате применения рекомендованной ременной передачи с ППО в приводе ворошителя линтерной машины относительно существующей линтерной машины 5ЛП уменьшились опущенность семян на 1,9%, механическое повреждение семян на 0,7%, отходы в составе пуха и массовое количество целых семян на 0,5%. По отношению к пуха производительность увеличилась до 4,3 кг/час, выход пуха повысился на 0,4%. Общая годовая экономическая эффективность усовсршенствованых приводов составила 124 млн 914тысяч сумов.