Совершенствование отбойного органа валичного джина с целью повышения качества волокна и семян

Актуальность темы

Решениями ХХУТ съезда КПСС и «Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981;1985 и на период до 1990 года» предусмотрено доведение среднего годового сбора хлопка-сырца до 9,2−9,3 млн. тонн, из них особо ценного тонковолокнистого до 0,9−1,0 млн. тонн [I] .

Развитие хлопководства и переход на машинный сбор требует увеличения мощностей хлопкозаводов, повышения производительности технологического оборудования и улучшения качества продукции, внедрения в технологический процесс производства комплексной механизации и автоматизации.

С 1981 по 1985 годы намечается построить в хлопкосеющих районах Узбекской ССР 25 новых хлопкоочистительных заводов, более 80 заготовительных пунктов, 90 сушильноочистительных цехов. За счет реконструкции, расширения и технического перевооружения действуюо щих и строительства новых предприятии предусматривается увеличить мощности по переработке хлопка на 730 тыс. тонн, в том числе тонковолокнистого на 200 тыс. тонн [2] .

Хлопкоочистительные заводы Советского Союза — это мощные дустриальные цредприятия, на которых осуществляется сушка, предварительная и окончательная очистка, джинирование (отделение волокна от семян), очистка, увлажнение и прессование волокна. Главным звеном в указанном процессе является джинирование. Джинирование первых сортов тонковолокнистого хлопка-сырца осуществляется на валичных джинах, обеспечивающих лучшее по сравнению с пильными сохранение природных качеств волокна и семян и способствующих снижению мягких пороков в волокне и механических повреждений волокон. Из волокна тонковолокнистых разновидностей хлопка-сырца вырабатываются высокопрочные технические ткани, корд, швейные нити, а также высококачественные ткани [з] .

Валичные джины отечественной конструкции появились лишь в 40-х годах. За это время произошло несколько смен машин ХДВ, ХДВМ, ДВ и ДВ-1М, которые практически мало чем отличаются друг от друга. Основными недостатками отечественных валичных джинов являются относительно невысокая производительность по волокну, достаточно высокая поврежденность семян (10−12%) и засоренность ими волокна, т. е. существующие джины не удовлетворяют требованиям промышленности как по производительности, так и по качеству волокна и семян.

Целью настоящей работы является исследование основных причин поврежденности семян при валичном джинировании и создание оптимальной конструкции отбойного органа, приводящей к улучшению качества волокна и семян при высокой производительности джина.

Научная новизна:

— исследованы основные причины повреждения семян при валичном джинировании;

— разработана математическая модель процесса дотирования с учетом основных сил, действующих на семена и волокна летучек в зоне дотирования, позволяющая целенаправленно вести поиск оптимальной конструкции отбойного органа;

— экспериментально исследованы особенности процесса нагруже-ния летучки отбойным органом упругой конструкции, определено оптимальное значение коэффициентов податливостей отбойных лопастей;

— разработана новая конструкция упругого отбойного органа (защищенная авторским свидетельством СССР № 956 637).обеспечивающая высокую технологическую надёжность работы джина;

— проведена оптимизация его параметров, из условия получения волокна и семян высокого качества.

Практическая ценность. Работа проводилась с 1979 года в лаборатории «Механика хлопкоочистительных машин» Узминхлопкопрома при Ташкентском институте текстильной и легкой промышленности и на Шаартузском хлопкоочистительном заводе.

Проведенные экспериментальные и теоретические исследования позволили определить причины поврежденности семян при валичном дотировании и разработать практические рекомендации по их устранению.

Полученные результаты исследований отбойного органа новой конструкции позволяют проектировать новые валичные джины более совершенной конструкции.

Эксплуатация нового отбойного органа на Шаартузском хлопкоочистительном заводе позволила повысить качество волокна и семян при валичном дотировании.

Методы исследования. В работе содержатся теоретические и экспериментальные исследования. Проведены теоретические и экспериментальные исследования основных причин поврежденности семян при валичномдотировании.

Для теоретического изучения процесса отбоя семян при валичном дотировании использовались динамические и математические модели с учетом основных сил, возникающих в процессе нагружения летучки хлопка-сырца отбойным органом.

Для экспериментального подтверждения полученных зависимостей на лабораторном стенде с изменяемыми параметрами модели отбойного органа проведены исследования процесса нагружения волокна и семян летучки отбойной лопастью методом тензометрирования. Полученная математическая модель, а также результаты обработки осциллограмм позволили провести анализ влияния технологических и конструктивных параметров отбойного органа на процесс нагружения семени летучки при дотировании.

Разработанная новая конструкция отбойного органа исследовалась с применением математических методов планирования. Обработка результатов экспериментов и оптимизация параметров конструкции нового отбойного органа и режимов его работы проводилась на ЭВМ ЕС-1022 с применением метода скользящего допуска.

Результаты оптимизации отбойного органа были проверены в производственных условиях.

Реализация результатов работы в промышленности. Конструкция нового отбойного органа валичного джина с рекомендуемыми параметрами с октября 1982 г. используется на Шаартузеком хлопкоочистительном заводе. Использование новых отбойных органов позволило уменьшить поврежденноеть семян и количество пороков и сорных примесей в волокне при более высокой производительности джина.

Экономический эффект от применения нового отбойного органа на одном хлопкоочистительном заводе валичного дотирования с 40 джинами составит 163 283 рубля в год.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций и предложений. Она изложена на 107 страницах машинописного текста, содержим 40 рисунков, 16 таблиц, список литературы из 82 наименований и приложения.

6.3. Выводы.

Производственные испытания, проведенные на Шаартузском хлопкоочистительном заводе и расчет экономической эффективности от внедрения регулируемого отбойного органа позволяет сделать следующие выводы:

1. Монтаж регулируемого отбойного органа на джине ДВ-1М требует внесения незначительных изменений в устройство и наладку.

2. Регулируемый отбойный орган удобен в обслуживании и обеспечивает высокую технологическую надёжность работы валичного джина.

3. Волокно и семена, получаете с машин, оснащенных регулируемым отбойным органом с лопастями на упругом основании, имеют высокое качество.

4. Расчет показал, что при внедрении регулируемых отбойных органов годовой экономический эффект составляет 163 283 рубля на один хлопкозавод.

ОБЩЕ вывода И РЖОМЕНДАЦЙИ В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Исследованы и определены основные причины поврежденности семян при валичном дотирований.

Установлено, что поврежденность семян в основном возникает из-за большого разброса зазора между отбойным органом и ножом, игольчатым барабаном и сетчатой поверхностью, что является следствием несовершенства конструкции серийного джина-6тмечено также, что причиной повреждения семян являются контактные напряжения при взаимодействии отбойной лопасти с семенами, а также защемление семян летучек в улючной канавке рабочего барабана и между отбойным и рабочим барабанами. Намечены пути устранения этих источников повреждения.

2.Разработана более совершенная классификация отбойных органов, включающая новые признаки, которые позволяют целенаправленно вести поиск и проектирование отбойных органов валичного джина.

3.Получила дальнейшее развитие теория процесса отбоя семян. Разработаны модели процесса нагружения летучки отбойной лопастью с учетом основных сил, действующих на волокно и семя в зоне джи-нирования.

Анализ полученных зависимостей показал более щадящий режим нагружения семян и волокон летучки отбойным органом упругой конструкции по сравнению с жесткой конструкцией серийного джина.

4. Экспериментальные исследования процесса нагружения летучки хлопка-сырца отбойной лопастью, проведенные методом тензомет-рирования, подтвердили полученные модели процесса отбоя семян, что позволило рекомендовать значение коэффициента податливости отбойных лопастей в пределах 0,04 — 0,05 мм/н.

5. На базе теоретических исследований разработана новая конструкция упругого отбойного органа.

Определены факторы, влияющие на процесс отбоя семян, которые учтены при экспериментальной оптимизации параметров конструкции нового отбойного органа.

К ним относятся угловая скорость вращения отбойного органа, зазор между отбойным органом и ножом, цроизводительность джина, податливость отбойной лопасти и её приведенная масса.

6. Реализация матрицы планирования и обработка результатов экспериментов позволила получить систему уравнений регрессии, которые описывают влияние параметров отбойного органа на качественные показатели волокна и семян.

Анализ полученных зависимостей показал, что на количество пороков и сорных примесей в волокне, а также на поврежденность семян при валичном датировании существенное влияние оказывают зазор между лопастями отбойного органа и неподвижным ножом, угловая скорость отбойного органа и производительность джина. Эффект влияния составляет, в зависимости от разновидности перерабатываемого хлопка-сырца: зазор — 50 * 64%, скорость — 20 -г 45%, производительность — 254−30%.

7. Оптимизация параметров отбойного органа, проведенная на ЭВМ ЕС-1022 методом скользящего допуска позволила рекомендовать следующие режимы дотирования в зависимости от разновидности перерабатываемого хлопка-сырца: для хлопка разновидности С-6037.

— зазор между лопастью отбойного органа и ножом — 0,5 мм;

— угловая скорость отбойного органа -50,24 рад/с;

— производительность джина по волокну — 126 кг/ч;

— приведенная жесткость лопастей — 20−1-25 н/мм.

Для хлопка разновидности Аш"25:

— зазор между лопастью отбойного органа и ножом — 0,6 мм;

— угловая скорость отбойного органа.

— производительность джина по волокну.

— приведенная жесткость лопастей.

— 53,80 рад/с;

— 120 кг/ч;

— 20 * 25 ц/мм.

Для хлопка разносидности 6249-В: — зазор между лопастями отбойного органа и ножом.

— угловая скорость отбойного органа.

— производительность джина по волокну.

— 0,7 мм- -52,33 рад/с- - 122 кг/ч;

— приведенная жесткость отбойных лопастей — 20 -г 25 н/мм.

8. Испытания регулируемых отбойных органов с лопастями на упругом основании на Шаартузеком хлопкоочистительном заводе показали, что содержание пороков в волокне на джинах с новыми отбойными органами на 0,22 * 0,46% меньше чем на серийных джинах, а поврежденность семян меньше на 0,8 -§- 1,1%.

9. Экономический эффект от внедрения новых отбойных органов на одном хлопкоочистительном заводе составит 163 283 рубля в год.