автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Изыскание путей повышения эффективности валичного джинирования тонковолокнистого хлопка

ВВВДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СУЩЕСТБУЩЙХ КОНСТРУКЦИЙ ВАЛИЧНЫХ

ДЕИНОВ

1.1. Конструкций валичных джинов

1.2. Анализ исследований, посвященных вопросу повышения эффективности валичного джинирования тонковолокнистого хлопка-сырца

1.3. Задачи исследования.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ВАЛИЧНОГО ДЖИНИРОВАНИЯ ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПРИЖАТИЯ НОЖА К БАРАБАНУ.

2.1. Состояние вопроса. Факторы, влияющие на эффективность процесса затягивания волокна за нож

2.2. Исследование процесса джинирования при давлении прижатия ножа выше традиционного

2.3. Исследование температуры нагрева рабочего барабана в зависимости от давления прижатия ножа

2.4. Экспериментальное исследование влияния давления прижатия ножа к поверхности рабочего барабана на усилие затягивания волокна за нож

2.4.1. Методика проведения экспериментального исследования

2.5. Выводы

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ДШНИРОВАНИЯ.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА

3.1. Основные предпосылки интенсификации процесса валичного джинирования.

3.2. Нагружение волокон летучки в процессе джинирования на дайне с переменным периодическим усидием затягивания.

3.2.1. Динамическая модель процесса дотирования

3.3. Анализ математической модели.

3.4. Разработка конструкции каретки с вибрирующим ножом. Определение рациональных параметров кинематической схемы привода ножа.

3.4.1. Исследование динамики механизма привода ножа.

Выбор основных параметров

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ

ПАРАМЕТРОВ ВАЛИЧНОГО ДЖИНА ПО НОВОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЕ.

4.1. Разработка конструкции и исследование работоспособности нового валичного джина

4.2. Методика экспериментального исследования. Обоснование выбора факторов и уровней их варьирования для включения в план эксперимента.

4.3. Результаты экспериментов.ПО

4.4. Уравнения регрессии.

4.5. Контрольные эксперименты.

4.6. Анализ уравнений регрессии

4.7. Оптимизация параметров нового джина.

4.8. Выводы.

ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО ВАЛИЧНОГО ДША 127 5.1. Производственные испытания и влияние нового дайна на прядильные свойства волокна

5.2. Расчет экономической эффективности от внедрения нового вшшчного дайна.

5.3. Выводы

Актуальность теш. Главной задачей одиннадцатой пятилетки в свете решений ХХУ1 съезда КПСС является обеспечение дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы. По пятилетнему шгану развития народного хозяйства СССР на 1981-1985 гг. предусматривается значительное увеличение производства хлопка-сырца и доведение общего его среднегодового объёма заготовок в одиннадцатой пятилетке до 9,2 * 9,3 млн. тонн [I], [2] .

Большое внимание уделяется производству тонковолокнистых селекционных сортов хлопка, являющегося наиболее ценным сырьем,из которого вырабатывается особо ценные технические изделия - высокопрочные нити, трикотаж и другие изделия текстильной промышленности. К 1985 году намечается довести общий объём заготовок этого хлопка до 1100 тыс. тонн.

Увеличение валового сбора хлопка-сырца и снижение его себестоимости достигается в основном за счет применения комплексной механизации всех видов работ в хлопководстве, особенно применения машинной уборки хлопка-сырца.

В последние годы высокими темпами растет объём машинной уборки хлопка-сырца тонковолокнистых сортов, который в силу специфических свойств волокна имеет повышенные показатели засоренности и влажности.

С учетом возрастающих требований текстильщиков к качеству волокна основной задачей отечественной хлопкоочистительной промышленности в настоящее время является обеспечение своевременной и качественной переработки хлопка-сырца машинного сбора, при максим мальном сохранений ценных природных свойств волокна и семян.

Совершенствование технологических процессов переработки хлопка и конструкций машин должно идти по пути повышения производительности труда и качества перерабатываемого продукта. Особенно слабым звеном в существующем технологическом оборудовании при переработке тонковолокнистых разновидностей хлопка являются валичные джины - основная технологическая машина, осуществляющая отделение волокна от семян.

Существующие конструкции джинов ДВ, ДВ-1М, ДВМ не полностью обеспечивают возросших потребностей производства, как по производительности, так и по качеству волокна и семян.

Джины, работающие на хлопкозаводах, чаще всего показывают невысокую производительность, которая в лучших случаях достигает 70-90 кг волокна в час. Это объясняется тем, что существующие конструкции валичных джинов не обеспечивают требуемой эффективности и качества работы. При таком положении, естественно, вопрос определения путей повышения: эффективности работы валичных джинов и создания новой конструкции машины является актуальным.

Научная новизна. В результате проведенных исследований разработана математическая модель процесса валичного джинирования, которая позволяет определить влияние технологических и конструктивных параметров нового валичного джина на эффективность процесса, что позволяет обоснованно применять переменное периодическое фрикционное поле между ножом и рабочим барабаном с целью интенсификации процесса валичного джинирования; проведена оптимизация технологических и конструктивных параметров нового валичного джина.

Практическая ценность. Работа проводилась с 1980 года на кафедре "Машины и аппараты текстильной промышленности" Ташкентского института текстильной и легкой промышленности и на Марийском хлопкоочистительном заводе Туркменской ССР. В ней нашли развитие результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в лаборатории "Механика хлопкоочистительных машин" при ТИГЛИ и на хлопкозаводе.

Результаты исследований позволяют рекомендовать конструктивные и технологические параметры для проектирования нового валич-ного дайна.

Валичный джин новой конструкции с 1981 года эксплуатируется на Марийском хлопкозаводе Турк.ССР.

Методы исследования. Работа содержит теоретические и экспериментальные исследования.

Для теоретического исследования процесса валичного дотирования разрабатывались динамические и математические модели. Полученная математическая модель позволила провести анализ влияния технологических и конструктивных параметров отбойного органа на процесс нагружения семени летучки при джинировании.

Экспериментальные исследования проводились на хлопке-сырце разновидности "АШ-25" машинного и ручного сбора с применением методов математического планирования экспериментов.

Еа основании экспериментальных исследований проведена оптимизация технологических и конструктивных параметров нового валичного дайна и промышленная апробация. Оптимизация проведена на ЭВМ ЕС-1022.

Реализация в промышленность. На основе результатов исследований был спроектирован и изготовлен опытный образец каретки "ДВ-ВИБРО-2" валичного дайна, который был внедрен за Марийском хлопкозаводе и эксплуатируется по настоящее время. Эксплуатация опытного образца каретки валичного джина подтвердила его преимущества перед существующими джинами.

Ожидаемый экономический эффект за счёт повышения производительности и качества волокна составляет около 416864 руб. в год на один хлопкозавод с 40 валичными джинами.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций и предложений. Она изложена на НО страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 8 таблиц, список литературы из 67 наименований.

6. ОБЩЕ ВЫВОДЫ

Результаты проведенных экспериментальных и теоретических исследований позволяют сделать следующие выводы и предложения.

6.1. Анализ работ по валичному дотированию и по конструкциям валичных джинов показал, что интенсификация процесса валичного дотирования может идти по пути повышения дотирующей способности рабочего барабана и ножа и совершенствованию конструкции отбойного органа. Повышение джинирующей способности валичного джина может быть осуществлено путем создания нового материала с повышенными фрикционными свойствами, повышением давления между ножом и барабаном и применением жесткого ножа.

6.2. Проведены исследования влияния значений давления в зоне выше традиционных на качественные показатели процесса на усилие затягивания волокна за нож, на температуру нагрева барабана. Установлено, что работа джина при давлениях ножа свыше традиционных характеризуется резким повышением эффективности процесса и ростом температуры нагрева барабана. Наиболее рациональным методом снижения температуры нагрева барабана при сохранении эффективности процесса дотирования является применение периодического прижатия ножа с максимальным значением давления в два раза выше традиционных. Дальнейшее совершенствование этого процесса позволит существенно повысить эффективность процесса валичного дотирования.

6.3. Разработаны динамическая и математическая модели процесса валичного дотирования с учетом переменности затягивающего за нож усилия.

6.3.1. Проведен теоретический анализ математической модели и в результате анализа выявлены основные факторы, влияющие на процесс дотирования, к которым относятся: круговая частота отбойного органа, частота колебания ножа, жесткость поверхности рабочего барабана, частота вращения питающих валиков.

6.4. Разработана новая конструктивная схема валичного джина с переменным фрикционным полем в зоне контакта ножа с барабаном без согласования фаз действия отбойного органа и ножа. Проведено теоретическое исследование динамики механизма привода с целью выбора конструктивных параметров.

6.4.1. Экспериментально определено влияние основных параметров конструкции нового валичного джина на качественные показатели в процессе дотирования и уровни их варьирования.

6.4.2. Проведен дробно-факторный эксперимент с целью оптимизации параметров нового джина. Получены уравнения регрессии битого семени в волокне, кожицы с волокном, содержание пороков и сорных примесей в волокне, комбинированные жгутики, а также поврежденнос-ти семян, которые с достаточной точностью описывают влияние основных параметров конструкции на работу машины.

6.4.3. Проведена оптимизация параметров новгго валичного джина на ЭВМ ЕС-1022 с применением метода скользящего допуска, что позволило получить следующие оптимальные параметры джина:

Для ручного сбора Для машинного сбора

1) круговая частота отбойного органа - 51,0 рад/с - 51,0 рад/с

2) частота колебания ножа - 20,5 Гц - 21,0 Гц

3) жесткость поверхности ра- 2 бочего барабана - 13,0 МН/м.мм - 15,1 МН/м.мм

4) частота вращения питающих валиков - 0,2 рад/с - 0,2 рад/с

6.5. Экономический эффект от внедрения каретки "ДВ-ВИБРО" с рекомендуемыми параметрами составит 416864 руб. в год на один хлопкоочистительный завод.

1. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981-85 года и на период до 1990 года. Материала ХХУ1 съезда КПСС.-М.: Политиздат, 1981, с. 46.

2. Усманов В.У. и др. "Основные направления развития хлопкоочистительной промышленности Узбекистана в одиннадцатой пятилетке1.1 Реф. сб. Хлопковая промышленность , 1981, № 3, с.3-5.

3. Федоров С.А. Учение о хлопке.- М.: Гизлегпром, 1983,с.360.

4. Соркин Н.Б. Практика сбора и первичной обработки хлопка-сыща в США.- ЦНИИХПром, 1955, № 36, с. 26.

5. Котов Д.А., Левкович Б.А. Этапы развития валичного джинирова-ния.- Сб. Научно-исследовательских работ, № 16.- Ташкентский текстильный институт.-Ташкент, 1964, с. 47-55.

6. Нестеров Г.П. и др. Переработка тонковолокнистого хлопка-сырца в СССР и за рубежом.- УзИНТИ.- Ташкент, 1979, с. 13-32.

7. Хафизов И.К. и др. Валичное дотирование тонковолокнистого хлопка-сырца в Советском Союзе и за рубежом (обзор).-УзИНТИ.-Ташкент, 1974, с. 6-16.

8. Джабаров Г.Д. и др. Первичная обработка хлопка.- М.:Легкая индустрия, 1978, с. 140.

9. Хафизов И.К. Новый материал рабочего валика. Реф. сб. Хлопковая промышленность", 1973, № 4, с. 15-16.

10. A.C. 50II22 (СССР) Валичный джин ( Мирошниченко Г.И., Корабель-ников Р.В., Якубов Д.)- Опубл. в Б.И. 1976, № 4.

11. Корабельников Р.В. Теоретические и экспериментальные исследования процессов и конструкций рабочих органов машин для переработки тонковолокнистого хлопка-сырца с целью повышения качества и эффективности их работы.-Дисс. докт.техн.наук.-Кос-рома, 1981.

12. Левкович Б.А. Элементы теории дотирования.- Ташкент: УзГиз, 1938, с.

13. Рогов П.А. Механика валичного джина. Дисс. канд.техн. наук.-Ташкент, 1940, с. 175.

14. Златовратский И Исследование возможности и целесообразности осуществления дифференцированного (раздельного) джинирования. - Ташкент, 1939, с. 17.

15. Роганов Б.И. Производительность валичного джина. Дисс. . канд.техн.наук.- Ташкент, 1942, с. 155.

16. Болдинский Г.И. и др. О работе кожаного барабана и отбойного валика валичного джина.- Сб. научно-исследовательских работ ЦНИШШрома, вып. ХУ, 1973.

17. Роганов Б.И. Теоретические основы валичного волокноотделителя.- Хлопководство, № 7, 1953, с. 15-17.

18. Мищенко В.Н. Отчет по изучению работы валичных джинных батарей на хлопкозаводах в г. Иолотане.- ЦНИИХПром, 1930, № 13,с.73.

19. Левкович Б.А. и др. Первичная обработка хлопка.- М.:Гизлег-пром, 1950.

20. Федоров С.А. Технология первичной обработки хлопка.- М.-Л.: Гизлегпром, 1973, с. 685.

21. Мирошниченко Г.И. Основы проектирования машин первичной обработки хлопка.- М.: Машиностроение, 1972, с. 283.

22. Джабаров Г.Д. и др. Первичная обработка хлопка.- М.: Легкая индустрия, 1978, с. 142.

23. Wazvia М.ШИит.РгорегШь о/ Мег Ып ЪоШг Coming fflatMiafc. Technical builetin bls ik90 Untied Siüies ßepa2tmeni of Qg2Lcül!iuze,gu!L J97k

24. Хафизов И.К. Исследование захвата волокна рабочим валикомваличного джина.- Дисс. .канд. техн.наук.- Ташкент, 1970, с. 210.

25. Захаров И.Я. Волокноотделитель марки ХДВ.- Сб. научно-исследовательских работ ТТИ, вып. № 4, 1937.

26. Хафизов И.К. и др. Выбор оптимального расположения основных рабочих органов валичного джина»- Ташкент, УзИНТИ, 1971.

27. Зияев К.Г. и др. Скоростной режим валичного дотирования. -Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1980, № 3, с.15-16.

28. Ctaienee &MonQ2d ün Jmpzoifed Seeol Coíton Feea/ez faz use Wiie a Roiazy -Jtniís toílbz &¿n Stand ¿JnLíed Síales QQpazímení of agziüuí -íuzq mz ¿ih7, <970.

29. Хакимов Б.Х. и др. К вопросу о влиянии диаметра и окружной скорости рабочего валика на показатели процесса дотирования.-Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 2, 1972.

30. Мирошниченко Г.И., Корабельников Р.В., Якубов Д. Исследование жесткости системы "рабочий валик-неподвижный нож" валичного джина и её влияние на надёжность процесса.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 3,1972,с.14-15.

31. Корабельников Р.В., Максудов И. Экспериментальное исследование жесткости поверхности рабочего барабана валичного джина.-Изв. вузов Техн. текст, промышл., J& 3,1975,с.20-22.

32. Корабельников Р.В., Максудов И. Уплотнение поверхности рабочего барабана валичного джина в процессе джинирования.- Реф.сб. Хлопковая промышленность, № 3, 1975, с. 16.

33. Мирошниченко Г.И., Корабельников Р.В., Якубов Д. Исследование плотности рабочего валика валичного джина и её влияние на усилие затягивания волокна за нож.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 2, 1972, с. 12-14.

34. Тураханов Х.Х. Совершенствование конструкции основных рабочих органов валичного джина с целью повышения их дотируемой способности.- Дисс. . канд. техн. наук.-Кострома,КТИ,1983.

35. Рогов П.А. Механика валичного джина. -Дисс. канд.техн. наук.-Ташкент, 1940, с. 175.

36. Павляк А.И. Исследование валичного джина марки ХДВ с отбойными молоточками.- Автор. дисс. .канд.техн.наук.-Ташкент,1970, с. 24.

37. Волькович Ю.Н. Исследование долговечности и работоспособности отбойного органа валичного джина для переработки тонковолокнистого хлопка-сырца.- Дисс. . канд.техн.наук.-Ташкент,1971, с. 212.

38. Зульфанов С.З. Исследование отбойных органов валичного джина.-Дисс. .канд.техн.наук.-Ташкент, 1974, с. 188.

39. Каландаров Р. Исследование процесса дотирования новых разновидностей тонковолокнистого хлопка-сырца.- Дисс. . канд. техн.наук.-Ташкент,1975, с. 208.

40. Якубов Д. Исследование некоторых факторов, влияющих на технологическую надёжность валичного джина. Дисс. . канд. техн. наук. -Кострома, КТИ, 1975,с.16-17.

41. Бектурсынов Ш., Павляк А.И. Исследование работы новых отбойных устройств жесткого типа при валичном дотировании.-Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1973, № I, с. 18-19.

42. Гильманов Н.Г. Исследование новых отбойных органов валичного джина.- Дисс. .канд.техн.наук.-Кострома,КТИ,1980.

43. Кузыбаев Х.К. Исследование влияния конструктивных параметров отбойного органа на технологические показатели работы валичного джина. -Дисс. .канд. техн.наук.-Ташкент,1981.

44. Корабельников Р.В.,Якубов Д. Исследование параметров конструкции валичного джина с подвижным ножом,- Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 2, 1979, с. 19-20.

45. Корабельников Р.В., Якубов Д.»Мирошниченко Г.И. Эффективностьприменения вибрации ножа в валичном джине.-Реф. сб. Хлопковая промышленность, й 3, 1977.

46. Мирошниченко Г.И., Корабельников Р.В., Якубов Д. Использование ультразвука и механических колебаний в технологическом процессе валичного джина. Отчет ТИТЛП, 1973.

47. Кузыбаев Х.К. и др. Новое в валичном джинировании.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 3, 1977.

48. Untied Sicrtes DaienttÑ$.9HM2tmízoshn¿chen6o &.3, kazaéeSnitov RJ,Ja&utoir D, Tjuíin P.N.

49. Palenl specL^icaiLon Mi.ii75.M6 /¡TÍLZOsÁnic^enh £ J, когаб&Шок R.V,Jahu6ov Tjuíin PN) of G-zeaí bziíain anal No2ÍÁe2n Зга2and .

50. Лебедев B.C. Основы процесса "машины и аппараты предприятий бытового обслуживания.- М.: Лёгкая индустрия, 1976, с.81.

51. Мирошниченко Г.И., Корабельников Р.В., Якубов Д. Повышение надёжности узла дотирования валичного джина. -Отчет ТИТЛП, 1975, № 3/I-7I, с. 68-82.

52. Мирошниченко Г.И., Корабельников Р.В., Якубов Д. Исследование температурного режима в рабочей зоне трения валичного джина.-Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1973, 16 I,о.11-12.

53. Корабельников Р.В.,Севиндиков А.Х.,Якубов Д. Пути повышения эффективности валичного дотирования.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1981, № 4, с. 15-17.

54. A.C. 417546 (СССР) Отбойный орган валичного дайна. Корабель-ников Р.В., Мирошниченко Г.И.,Якубов Д.-Опубл. в Б.И.,1974, № 8.

55. A.C. 630308 (СССР) Отбойный орган валичного дайна. Корабельни-ков Р.В.,Якубов Д.»Мирошниченко Г.И.-Опубл. в Б.И.,1978,№ 40.

56. Баранов В.Н., Захаров Ю.Е. Электрогидравлические и гидравлические вибрационные механизмы.- М.¡Машиностроение, 1977,с.19-20.

57. Севиндиков А.Х.,Корабельников Р.В. Исследование работоспособности нового валичного дайна и влияния его параметров на качество волокна и семян.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1982, ¡b 6, с. 15-16.

58. Севиндиков А.Х., Усманов A.B., Корабельников Р.В. Новое в ва-личном даинировании тонковолокнистого хлопка-сырца.-Экспресс инф. УзНИИНТИ, 1973.

59. Севиндиков А.Х. Влияние параметров конструкции нового валичного дайна на качество волокна и семян.- Реф. сб. Хлопковая промышленность, № 3, 1983, с.4-5.

60. Севиндиков А.Х., Корабельников Р.В. Исследование взаимодействия основных рабочих органов валичного дайна с хлопком-сырцом. Тезисы ТИТЛП, 1982, с. 153-154.

61. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов.- РДМУ 109-77.-Москва,1978, Госстандарт Сов. Мин. СССР.

62. Севастьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия, 1980.

63. Максимов В.Н., Федоров В.Д. Применение методов математического планирования эксперимента при отыскании оптимальных уеловий культивирования микроорганизма.-М.¡Московский университет, 1969.

64. Корабельников Р.В., Якубов Д., Мирошниченко Г.И. Исследование процесса валичного дотирования с помощью скоростной киносъёмки.« Реф. сб. Хлопковая промышленность, 1971, № I,c.I5.

65. Балтабаев С.д. К теории и практике переработки хлопка-сырца советских тонковолокнистых разновидностей.-Ташкент: ФАН, 1978, с. 76.