Совершенствование конструкций рабочих органов питателей хлопка и методы расчѐта основных параметров

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. На мировом рынке хлопковое волокно является одним из основных продуктов текстильной промышленности. В странах мира из года в год увеличивается импорт хлопкового волокна. Согласно данных международного консультативного комитета (ICAC) за 2015-2016 годы ведущими странами по импорту хлопка являются такие страны, как Бангладеш, Вьетнам, Китай, Индонезия и Пакистан1. Повышение требований к качеству волокна на мировом рынке привело к повышению конкурентоспособности и улучшению качества выпускаемой продукции. Эти требования ставят перед хлопкоочистительной промышленностью задачу модернизации производства, а также переоснащение отрасли новой техникой и технологией. Особенно уделяется большое внимание совершенствованию хлопкоочистительных машин, имеющих высокую эффективность и созданию ресурсосберегающих технологий в мировой хлопкоочистительной отрасли. В мировой практике важное место занимают исследования по совершенствованию техники и технологии разрыхления, очистки и равномерной подачи хлопка-сырца по основным технологическим оборудованиям. Для выполнения вышеуказанной задачи разработка более эффективных технологий и устройств рыхления, очистки и равномерной подачи хлопка, создание ресурсосберегающих питающих валиков, колковых барабанов питателей, оптимизации параметров и режимов их работы являются актуальными. В Республике Узбекистан проведены мероприятия по повышению потребительских качеств продукции, созданию в процессах первичной переработки хлопка-сырца и системы управления высокоэффективного производства. В этом направлении, в частности, достигнуты ряд существенных результатов, получена продукция заданного качества по начальным качественным показателям хлопка-сырца, усовершенствована технология рыхления и подачи хлопка по технологическим машинам поточной линии переработки хлопка-сырца. В стратегии Действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы предусматривается «...повышение конкурентоспособности национальной экономики, ....сокращение в экономике энергетических и материальных расходов, широкое внедрение в производство энергосберегающих технологий...»2. При выполнении данного требования важным является создание технологий непрерывной подачи, эффективной очистки хлопка-сырца и внедрение их в производство. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указом Президента Республики Узбекистан № УП 4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан», Постановлением Президента Республики Узбекистан №ПП-2692 от 22 декабря 2016 года «О дополнительных мерах по ускоренному обновлению физически изношенного и морально устаревшего оборудования, сокращению производственных затрат предприятий отраслей промышленности», Постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан №5 от 8 января 2014 года «О дополнительных мерах по сокращению себестоимости продукции в промышленности», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Цель исследования. Совершенствование конструкций рабочих органов и создание методов расчета параметров и режимов движения питателей хлопка-сырца для машин первичной обработки хлопка. Научная новизна исследования заключается в следующем: разработаны усовершенствованные конструкции колковых барабанов питателя хлопка; разработана новая конструкция питателя хлопка с прерывистыми лопастями; получено аналитическое выражение для определения коэффициента неравномерности питания хлопком; определены зависимости изменения дисперсии угловой скорости колкового барабана питателя на основе изучения влияния случайного сопротивления от хлопка на угловую скорость колкового барабана питателя хлопка; получена формула для расчета коэффициента трения хлопка по волнистой поверхности лопастей валиков питателя аналитическим методом, усовершенствован метод расчета критической скорости колкового барабана. Выводы На основе проведенных исследований по диссертации на тему: «Совершенствование конструкций рабочих органов питателей хлопка и методы расчета основных параметров» можно сделать следующие выводы: 1. На основе анализа особенностей конструкций рабочих органов питателей хлопка рекомендована усовершенствованная схема конструкции питателя хлопка с прерывистыми и наклонными лопастями питающих валиков, это позволило рекомендовать новые конструкции барабанов с многогранными колками питателей хлопка. 2. Получена формула для определения коэффициента неравномерности питания хлопком питателя с прерывистыми лопастями. Это позволило получить сравнительные графические зависимости питания хлопком питающего валика. 3. Изучено влияние случайного сопротивления от хлопка на угловую скорость колкового барабана питателя хлопка, получены зависимости изменения дисперсии угловой скорости колкового барабана питателя в функции момента инерции системы. 4. На основе решения задачи динамики машинного агрегата с приводом питателя хлопка получены зависимости: неравномерного вращения рабочего органа от величины технологического сопротивления хлопка, жесткости и диссипации упругой передачи, момента инерции колкового барабана и питающих валиков, движущего момента двигателя от изменения технологического сопротивления хлопка и момента инерции рабочих органов. 5. Получены законы изменения угловой скорости, углового ускорения и крутящего момента на валу барабана с многогранными колками рекомендуемого питателя хлопка с помощью тензодатчиков, акселеметрических и магнитоэлектрических датчиков. На основе гармонического анализа кривой нагруженности вала колкового барабана питателя хлопка выявлено, что основной гармоникой колебаний крутящего момента является частота вращения барабана. 6. Результаты полнофакторных экспериментальных исследований позволяют рекомендовать следующие значения параметров; производительность - 6,0 т/ч; соотношение скорости питающих валиков - 1,28; зазор между питающими валиками - 80,0 мм, при которых очистительный эффект хлопка с использованием рекомендуемого питателя составляет выше 83 %. 7. Результаты сравнительных производственных испытаний модернизированного питателя позволили увеличить эффект очистки хлопка на 8-10% за счет достаточного разрыхления хлопка и равномерности подачи. 8. По результатам использования рекомендуемой конструкции питателя хлопка с волнистыми поверхностями лопастей питающих валиков, многогранных колков барабана и привода получен годовой экономический эффект для одного агрегата, который составляет по одному хлопкозаводу 78616,91 тысяч сумов.