автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и разработка станка для очистки каракульских шкурок

КАЗАХСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

КАЗАХСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭДЕКТРИФИКАЦИ И СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

АБДИКАИРОВ АБДИГАЛИ

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА СТАНКА ДЛЯ ОЧИСТКИ КАРАКУЛЬСКИХ ШКУРОК

Специальность 05.20.01 — механизация сельскохозяйственного

производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Алматы, 1995

Работа выполнена в Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства (HID "Каз-селъхозмеханизация").

Научный руководитель - академик КазАСХН,доктор техничосаих

наук,профессор Д.С.СЕИГБЕНЭВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,доцент

Е.С. АЯГАДИЕВ

кандидат технических наук,доцент Б.С.КШН0В

Ведущая организация - Казахская государственная головная

машиноиспытательная станция

Зацита диссертации состоится " /¿п с^х^сд^р 1996 г.

часов на засехании специализированного совета

Д.55.57.01 по присуждению ученоЯ степени доктора наук при Казахском научно- производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 480005у Республика Казахстан, г.Алыаты, пр.Ра^ымбека.ЗК, НПО "Казсельхозмеханиэация".

С диссертацией молено ознакомиться в библиотеке ШЮ "Казсель-хоз^еханизацил".

Автореферат разослан 1996" г.

у

Ученый секретарь специализированного совета,

канд. техн. наук,старший на/ч- sl/r-.frfjgi ный сотрудник К-К.UАЛЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Каракулеводство - одна из перспективных отраслей животноводства республик Средней Азии и Казахстана, основной продукцией которого являются каракульские шкурки.

Качество и товарный вид каракульских шкурок определяются не только их природными свойствами, но и во многом зависят от правильного и своевременного проведения их первичной обработки, для которой в настоящее время,в основном,используют машины и оборудование, разработанные НШ "Каэсельхозмеханизация" в 1965... 1990 годах,некоторые из которых в настоящее время морально устарели.

Поэтому совершенствование существующих и разработка новых технологий и технических средств для первичной обработки каракульских шкурок являются актуальными.

Очистка каракульских шкурок- самый трудоемкий процесс, на которую приходится до 35 % затрат труда первичной ее обработки, а удельный вес технического дефекта доходит до 30 %. Обусловлено бто тем, что существующие машины АОК-3, СЧС-2 не совершенны, имеют низкую производительность и были в свое время разработаны без учета различия упруго-прочностных свойств волосяного покрова и кож6еой ткани каракульской шкурки.

Настоящая работа направлена на решение этой проблемы и выполнена согласно тематических планов ШОКР Госагропрома СССР и ВАСХШЛ по заданиям: 0.сх.78.02.02.01 ; 0.сх.43.Н.02.02.02.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработка станка для очистки каракульских шкурок, обеспечивающего сохранение качества сырья,снижение затрат и улучшение условий труда.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

исследовать упруго-прочностные и другие свойства высушенных сухосоленых каракульских шкурок;

выбрать критерий оценки и рациональный тип рабочего органа предварительной очистки, исследовать его динамику и обосновать основные параметры ;

построить многофакторную математическую модель и обосновать оптимальные параметры рабочего органа окончательной очистки ;

разработать и исследовать альтернативные конструктивно-технологические схемы станка для очистки каракульских шкурок, выбрать рациональный из них;

разработать опытный образец станка, провести его испытания и расчет технико-экономических показателей.

Объектами исследования являлись высушенные сухосоленые каракульские шкурки, технологический процесс очистки, рабочие органы, макетные и экспериментальные образцы станка для очистки каракульских шкурок.

Научная новизна. Впервые исследован и разработан принципиально новый станок очистки каракуля (ССЖ-200) проходного типа,в результате которых:

на основе требований улучшения качества каракуля и повышения производительности труда предложена технологическая схема очистки, при которой шкурка сгибается в средней части и облегает поверхность расстила с обоих сторон с одновременной фиксацией всех ее участков и перемещается в таком положении через последовательно расположенные рабочие органы ударного и счесывающего воздействий, которые предварительно разрушают загрязнители ударом,а затем,полностью их удаляет с волосяной поверхности шкурки счесыванием ;

получены уравнения,описывающие взаимосвязь скорости упара билы с упруго-прочностными свойствами шкурки и покрытия поверхности расстила ;

предложен критерий для оценки рабочего органа предварительной очистки- коэффициент эффективности рабочего органа ;

установлены закономерности распределения размеров высушенных сухосоленых каракульских шкурок и обоснованы геометрические параметры станка очистки каракуля ;

определены фрикционные а также упруго-прочностные свойства шкурки на растяжение и сжатие ;

установлены закономерности колебания бил на основании которых обосновано оптимальное соотношение между длиной билы и расстоянием от центра вращения ротора до оси его подвеса,обеспечивающее стабильный и эффективный режим работы ;

получены ыногсхфакторные математические модели,адекватно описывающие технологический процесс окончательной очистки и обоснованы оптимальные ее параметры.

Станок С0К-2СЮ выполнен на уровне новых технических — репений (а.с. 1254016 СССР, патент 1597 Республики Казахстан ).

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований были реализованы в исходных требованиях,утвержденных Госагропромом СССР (номер госрегистрации (Ж-3/20) и техническом задании на разработку станка для очистки каракульских шкурок С0К-200,а также использованы Зональным конструхторским бюро НПЗ "Казсельхоз-механизация" при разработке опытного образца станка, успешно прошедшего государственные испытания и рекомендованного я постановке на производство (Казахская И1С,протокол Я 08-55-87(4301410)

и Центральным научно-исследовательским институтом экспериментального проектирования овцеводческих и коневодческих комплексов (г. Бишкек) при проектировании типовых убойных пунктов на 20, 30 и 40 тыс.каракульских ягнят в сезон (номера типовых проектов 803-9-11 С, 603-9-12 С, 803-9-13 С ).

Станок С0К-200 включен в "Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986...1995 годы" (часть П, "Животноводство",позиция Ж.3.14.05). И внедрен в семи каракулеводческих хозяйствах Казахстана,а также в совхозе "Кзыл-кумский" Кенимехского района Республики Узбекистан и госхозе "Сум-бор" Монголии.Суммарный экономический эффект на объем внедрения составляет более 230 тыс. долларов США (в ценах 1990 г.).

Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на ученых советах НЮ "Казсельхозмеханизация" (1982...1990 гг.) на У- региональной конференции молодых ученых и специалистов Сибири и Дальнего Востока (г.Новосибирск,1983 г.),на Республиканской конференции молодых ученых и специалистов Казахской ССР (г.Шымкент, 1986 г.),на Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (г.Алма-Ата,1989 г.),на научно-практических конференциях Казахского СХИ (1983...Г989 гг.).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе получено 2 авторских свидетельства на изобретения и I патент Республики Казахстан.

Объем работы. Диссертация состоит из введения,пяти глав, общих выводов,списка использованной литературы и 'приложений. Изложена на/^страницах машинописного текста, содержит 58 рисунка -/Р таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность теки, дана об-

щая характеристика работы, сформулированы основные положения,выносимые на защиту.

В первой главе приведены основные сведения о строении и товарных свойствах каракульской шкурки и проведен анализ существующих технологий их первичной обработки.Изучены современный уровень механизации процесса очистки каракуля,кож,мехов и ^текстильных изделий,а также характер загрязнения волосяного покрова шкурки.

Предложено очистку шкурок производить за один пропуск на машинах проходного типа с последовательно расположенными рабочими органами - ударного (для предварительного разрушения загрязнителей) и счесывающего действий(для окончательного удаления разрушенных загрязнителей с поверхности шкурки).

Определены условия обеспечивающие качество очистки:

I ступень (предварительная очистка)

<553 < < [(Тем] , (I)

П ступень (окончательная очистка)

(Гр < (Ту < <зм , (2)

где [б^м] - допустимое напряжение на смятие (сжатие) коневой ' и ^ ткани,Па ; (5^, Оа3-напряжение,создаваемое рабочим органом и предел прочности загрязнителя,Па ; (5м, Су - напряжение,необходимое для вырывания волоса из мездры и предел упругости волоса,Па.

Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе изложены результаты теоретических исследований.

Технологический процесс очистки каракульских шкурок на предлагаемом станке (а.с. 1254016 СССР, патент 1597 РК) осуществляется следующим образом (рис.1).Шкурку 10 дожат на загрузочный стол I волосяным покровом вверх.И в момент освобождения загрузочного окна подают ее внутрь станка.Подошедшая следующая секция планок 3 захватывает шкурку.Под действием силы тяжести и обжимйых валиков б

шкурка складывается пополам,облегая на секцию с двух ее сторон. Фиксируется шкурка - автоматически,системой прижимных валиков 7 и струн 8. Очистительные устройства установлены с обоих сторон рабочей ветви транспортера и выполнены в виде рабочих органов ударного 4 действия - первая пара и счесывающего 5 действия -вторая пара. Проходя между рабочими органами шкурка очищается от загрязнителей- вначале происходит разрушение загрязнителей рабочим органом ударного действия, а затем полное их удаление с волосяной поверхности шкурки рабочим органом счесывающего действия. Направление вращения рабочих органов противоположное направлению движения транспортера.Очищенная шкурка снимается с транспортера выгрузным барабаном 9.

Рис.1. Схема станка

1-стол ; 2- транспортер ; 3- поверхность расстила; 4;5 - рабочие органы ударного и счесывающего действий; 6;7- обжимные и при-

• жимные валики; 8- струны;

9- выгрузной барабан ;

10- шкурка.

где

Коэффициент эффективности рабочих органов

Кэф = ^¡ь ,

^ - степень очистки, % ; 11

- степень воздействия, шт

1-1 чг-Т

(3)

(4)

где

- длина пути активной зоны контакта билы со шкуркой, ы; ■С - длина пути, перемещения шкурки за один оборот рабочего органа, й ; £ -количество осей подвеса или закрепления бил, шт.

Длина пути активной зоны контакта билы со.шкуркой зависит

от способа воздей-ствия рабочего органа на шкурку и его кснструк-

ции.Определяется для рабочих органов:

ударно-расчесывающего действия с упруго закрепленными гребенками

л. и ^

Л

(5)

где ^ - радиус рабочего органа, м; Н -высота, установки рабочее го органа над поверхностью шкурки,м; п -высота волосяного покрова шкурки,м; Л -кинематический показатель, Л-ЩХ.7 ; ^ -центральный угол,образуемый между вертикальной осью рабочего органа и гребенкой в момент соприкосновения ¡[контакта) ее с кожевой тканью, рад.

ударно-расчесывающего действия с шарнирно закрепленными гребенками

(б)

где £ - расстояние,от оси вращения рабочего органа до оси " подвеса Сил, м.

ударного действия с шарнирно закрепленными билами

¡Г———•

ударного действия с упруго закрепленными билами /.» ■ -1Г~7 2 К-ссассог ^

у[иг-(н-и) -а^] + ь + -— • (8)

Длина пути активной зоны контакта для рабочего органа ударно-истирающего действия определяется по выражению (5),так как ' характер взаимодействия его со икуркой идентичен с характером взаимодействия рабочего органа ударно-расчесывающего действия с упругими гребенками.

Исследовании рабочего процесса молотковых измельчителей, дробилок,а также ударному разрушению материалов посвящены работы

Горячкина В.П..Гернета К.Ы.,Горанского В.А.,Бремера Г.И..Мельникова C.B.«Барабашкина В.П..Сеитбекова Л.С..»Алшинбаева Ü.P..Осланова A.A..Шамова Н.Т.,Ревенко И.И.,Пановой B.C. и других. В молотковых измельчителях и дробилках отклонение молотков считается нежелательным явлением, так как оно вызывает изменение технологического зазора и как следствие - изменение (нарушение)степени измельчения или дробления материала.

По выдвинутой нами гипотезе для достидения качественной и бездефектной очистки взаимодействие билы со шкуркой' должен происходить только в момент удара, а затем,било,доллдао отклонится на такой угол при котором исключался бы его дальнейший контакт со шкуркой до следующего оборота рабочего органа.

Наименьший угол на которое должен отклонится при этом било определяется из выражения

YVn = atxsln ¡¿Г VpC/э- Н+ h)(p ~ R„){p-£)\ (9)

где h - полуперимегр треугольника стороны которого соответст-Г венно равны -

А верхнее значение отклонения билы ограничивается условием

Утак~ ~ ¥гр, (Ю)

где' ^р- угол трения скольжения билы с шарнир, град.

При этом предельно допустимое количество осей подвеса бил будет равно

у, . 23г __;_âK_:_(id

R< 0 "

где ö - центральный угол расстановки осей подвеса бил,рад.

Для обеспечения выполнения условий (1),(2) и (9),ПО) необходимо установить взаимосвязь меяду скоростью удара бильг и упруго-прочностными свойствами и параметрами поверхности'расстила.."При ударе

било сминает волосяную поверхность шкурки и деформирует упругое покрытие поверхности расстила (рис.2),одновременно,изгибая ножевую ткань и частично ее деформируя.При этом,в момент наибольшей деформации упругого покрытия,давление в зоне (по пятну) контакта ¿¡е должно превышать напряжений .разрушающих кожевую ткань.

Энергия,поглащаемая упругим покрытием будет равна

ССдеср —

2 вУБп [6см]5 25ЕГ-

(12)

где В,^ -ширина и радиус закругления билы, м;Еп,8п-модуль упругости и толщина покрытия,Па,м.

Рис.2. Схема воздействия билы на шкурку и упругое покрытие при ударе

I- било ; 2- шкурка ;

3- упругое покрытие.

Предположим, что при ударе кинетическая энергия билы полностью превращается в потенциальную энергию линейно деформируемого покрытия. Тогда,приравнивая,потенциальную энергию упругого покрытия с кинетической энергией системы (рабочего органа),равной суто кинетических энергия диска и билы определим скорость удара билы 4 [¿¡¡тК-ВЦ Г^см]5

а

25 е

т'

Тр

(13)

где

а+кг^

- момент инерции диска относительно оси вращения,кг.

Зр - момент инерции билы относительно мгновенно.! оси в момент удара, кг.ьг; К -отношение относительной скорости билы к переносно* скорости ротора.

С другой стороны,скорость удара билы должна быть достаточной ,чтобы разрушить загрязнитель, т.е. -С учетом последнего, преобразуем уравнение (13) и определим минимальную толщину покрытия поверхности расстила,обеспечивающую целостность ноже-

вой ткани шкурки I

(14)

~~ 86"'Г[<ГСМ]5 Из (14) следует,что,варьируя толщиной и упругостью покрытия поверхности расстила шкурки, можно обеспечить качественную очистку для любого режима работы станка.

В третьей главе изложена программа и методика экспериментальных исследований. Размеры шкурок определялись по резу^атам замеров шкурок двух сезонов.Статистические характеристики выборки- математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение определялись за каждый год отдельно, а затем эти характеристики сравнивались и устанавливалась их принадлежность к одной генеральной совокупности по нуль-гипотезе. Упруго-прочгност-ше показатели высушенной сухосоленой каракульской шкурки на растяжение определялись по стандартной методике с использованием лабораторной установки специально разработанной для этой 'дели. Запись усилий растяжения' и удлинения образца производилась осциллографом Н041У4.2 через усилитель ТОПАЗ-4-01.

Исследование кожевой ткани шкурки на сжатие проведено методом вдавливания шара. Величина напряжения смятия (сжатия) кожевой ткани определялась по формуле _____

<гсм = рсж Е2/ей (15)

где -сила давления шара на коневую' ткань,при которой происходит ности ко'че; поверхности

Определение напряжения кожевоЯ ткани шкурки в зоне (по пятну) контакта проводилось по методике проф.Апьферова С.А. по формуле

Чт

(16)

где Юш, - соответственно,масса,радиус и скорость шара в момент удара, кг, м, м/с.

Коэффициенты трения шкурки определялись при малых (до 0,7

м/с) и больших (4...15 м/с) скоростях скольжения по методике

проф.Храпача Е.И. по формуле

к

(17)

где А -действительная сила трения, Н ; -сила сжатия * шкурки,Н.

Я

— _

К

(18)

где

/т -сила трения.регистрируемая тензоаппаратурой, Н;

- радиус ротора, м; -с -расстояние от точки контакта нажимного штока и месдозы до вертикальной оси ротора, м.

Рис.3. Экспериментальная установка

Т-раыа;2-вал; 3-шкив ;4-диск; 5-било;6-шкурка;

7-поверхность расстила шкурки;

8- хлиноременная передача^-электродвигатель ; 10-экран.

Для исследования динамики рабочего органа ударного действия применен безинерционный .бесконтактны'1, метод- метод скоростной киносъемки. Исследования проводились на лабораторной ус-

тановке,показанной на рис.3. Съемка производилась скоростной кинокамерой СНС-ГЫ с частотой 3000 кадров в секунду. Дешифровка кинограмм (рис.4) производилась на монтажном столе "Экран-Тб".

Исследования влияния частоты вращения щеточного барабана,скорости подачи шкурки и зазора между щёточным барабаном и поверхностью расстила шкурки на степень и энергоемкость процесса окончательной очистки проводились с применением методов многофакторного анализа (теории планирования экспериментов). Описание оптимальной области поверхности отклика проводилось уравнениями регрессии второго порядка,адекватность которых проверялась по критерию Фишера.

Выбор рациональной конструктивно-технологической схемы станка из пяти альтернативных вариантов проводился по условии:

И- З+Г+R + А men

(19)

где 3? Г", /?,А - соответственно, затраты на заработную плату .горючесмазочные материалы и электроэнергию, на ремонт и техническое обслуживание, реновацию; D - дефектность шкурок, f.

Экспериментальные данные обрабатывались на ПЗБМ PC/AT.

В четвертой главе излоаены результаты экспериментальных исследований и их анализ.

Сравнение статистических характеристик выборок двух сезонов по нуль-гипотезе показало принадлежность их к одной генеральной совокупности,а все. эмпирические кривые распределения размеров шкурки подчиняются нормальному закону с параметрами: длина шкурки (810,55 + 77,43) мм .ширина шкурки по передним ножкам (561,50 + 73,02) мм. ширина шкурки по задним ноккам (574,84 + 74,52) мм, ширина шкурки в средней части (300,46 + 40,02) мм.

-я?

Рис.4. Фрагменты кинограмм

Результаты исследований упруго-прочностных свойств ложевой ткани сухосоленых каракульских шкурок на растяжение показывают,что величины их в зависимости от топографических участков шкурки- различны и колеблются в широких пределах. При этом установлено,что наибольшую предельную прочность имеют эбразцы, взятые с хребтовой части (32,07 МПа). Наибольшее удлинение при

эазрыве имеет хребтовая часть шсурки (35,49 %),наименьшее- огузок :18,12 %).

Исследование на растяжение в продольном и поперечном направ-1ениях показало, что шкурка является более прочной в продольном гаправлении,чем в поперечном. Это объясняется расположением колла-■еновых волокон. Коэффициент равномерности На разрыв составляет |,728, на появление трещины -0,676. По удлинениям,соответственно, ри разрыве -0,917, при появлении трещинц-0,948.

I -¿гч. ''

Исследование на сжатие кожевой ткани проводились с образцами взятыми только с хребговоЗ части шкурки.Установлено, что

при напряжении сжатия 107,3...112,5 МЛа происходит смятие коже-

et

вой ткани (треск лицевого слоя) шкуркиУнапряление ножевой ткани в зоне (по пятну) контакта с увеличением скорости удара увеличивается (рис.5).Увеличение толщины упругого покрытия поверхности расстила наоборот - уменьшает величину контактного напряжения (рис.6).Сравнение показывает, что значение напряжения в зоне контакта во много раз меньше напряжения смятия кожевой ткани шкурки ( Скт « 5,65.. .50,53 кОа.«^» 10?,3...112,5 Ulla).

<8,0 12,0 6/3 0

{

2

Рис.5. Зависимости напряжения ножевой ткани шкурки в зоне (по пятну) контакта от скорости удара

Х- при Еп « 2,0 МПа ;

2- при •» 0,2 1,'Ла ;

3-при Еп» 0,02 МПа.

о 3,0 6,0 9,0 12,0

б^кПа ; 40,0

■ гор о

, {

i 3

У

Рис.б. Зависимости напряжения кожевой ткани шкурки в зоне контакта от толщины покрытия поверхности расстила

1 - при "Л, 14,00 м/с ;

2 - при -10,84 м/с ;

3 - при «7,67 м/с ;

5 5 7Ф1 Sn,iA 4- при V « 5,24.м/с.

При давлении 0,64 Ша. увеличение скорости скольжения волося-

/

ной поверхности шкурки по стали от 0,116 до 0,625 м/с практически не влияет на изменение коэффициента трения (0,270...0,280), а по резине наблюдается незначительное увеличение (от 0,285 до 0,304). Увеличение нормального давления от 0,64 кПа до 2,56 кПа вызывает увеличение коэффициента трения скольжения от 0,270 до 0,384 по стали и от 0,285 до 0,391 по резине. Такая же картина наблюдается и при скольжении мездровой поверхности по резине.Однако коэффициент трения мездровой поверхности по резине (0,338...0,488) несколько больше коэффициента трения волосяной поверхности по аналогичной же поверхности (0,285,..0,391).

При больших скоростях скольжения (до 15 м/с)на изменение коэффициента трения по различным поверхностям существенное влияние оказывает изменение скорости,а по резиновой поверхности,также изменение и давления.Минимальное значения коэффициента трения при нормальном- давлении 3,7 и 14,8 кПа соответственно равны: по резине- 0,22 ; 0,40 ; по стали -0,37 ; 0,40, а максимальные значения при тех же давлениях равныгпо резине - 0,36 ; 0,56 ; по стали -0,49; 0,51.

На рис.7 показаны графики отклонения,угловоЯ скорости и ускорения шарнирно закрепленной билы в относительном движении.Откуда видно, что колебания бил имеет затухающий характер.Анализ этих графиков показал,что с изменением частоты вращения ротора 7р изменяется также и период колебания билы Тб . При этом отношение 7б к 7/ь не зависит от частоты вращения ротора, а зависит от соотношения расстояния /\п от центра вращения ротора до оси подвеса билы к его длине .Увеличение соотношения Кп^ приводит к уменьшению отношения Тб/Тр . Стабильная и эффективная работа достига- . ется при соотношении =2,5.

и/-

но Ы с*' V «3

1» »1.4 80

40 40

V 0 0

-ад ад

-ад 81,^ -80

-120 172.1 -120

Рис.7. Графики колебания,угловой скорости и углового ускорения билы в относитель ном движении в зависимости от частоты вращения ротора (Ап/^=2,5)

а-пр'л Д. =576 мин"^; б-при К =674 мин"*; в-при 1Ъ =914 мин"*;

-I

г-при Ц, «1260 мин

Упруго закрепленные била совершают апериодическое колебания. Величина вертикального смещения ' конца билы прямопро порциональна его толщине (жесткости).Время затухания колебания БилI . меньше^колеоания ротора.

, ■ Результаты экспериментальных исследований (рис.8) подтвердили выдвинутую нами гипотезу- наиболее эффективными для разрушения загрязнителей оказались рабочие органы ударного действия коэффициент эффективности у которых составляет 2,9...6 « на одно воздей-ствиеЛогда как, у ударно-расчесывающего рабочего органа он составляет всего 0,2...0,3, а у ударно-истирающего - О,И... 0,16% на одно воздействие. ДРИ окрулной скорости 6...9.к/с они полностьа

80 60 40 20

-r-1 0,1

75 150 225 500 375

Рис.8, Homo грамма выбооа рабо чего* органа предварительной очистки по коэффициенту его эффективности

1-рабочиП орган ударного действия;

2;3-ударно-расчесывающего действия с шар-нярно лод,-вешанными и упруго закрепленными гребенками;

4-ударно-ис-

тиэающего

действия.

разрушают затвердевшие загрязнители на поверхности шкурки,а степень очистки при этом составляет 65...80 /£.Наилучшие показатели достигаются при ширине билы равном 20...30 мм.

Счесывающий рабочий орган очищает только от слабо сцепленных с волосяным покровом загрязнителей,а затвердевшие и сильно сцепленные с волосяным покровом загрязнители остаются на поверхности шкурки.Степень очистки,без предварительного разрушения загрязнителей, при окружной скорости рабочего органа 6,3...14,5 м/с составляет 40...80 %. А с предварительны)-! разрушением загрязнителей,при окружных скоростях 11,5...13,5 м/с позволяет довести степень их очистки до 58.. .100

По результатам многофакторного эксперимента,проведенного по

г л р_-1 -р ! ______I____: П 1

и i i | Т 1 i 1

плану Бокса-Бенкина для трех факторов, получены математические модели:

¿/е « 99,00 + 3,5625 X - 6,5625 Х£ - 1,6250 Х3 +

+2,5000 Хт Х2- 0,3750 Хх Х3 -0,3750 Х2 X 3_ (20) -4,1250 - 1,1250 х| - 8,2500 х|

* 6,76 + 0,7301 Хт - 3,3606 Х2 - 0,6365 Х3 _

-0,3217 Хх X 2- 0,0045 Хх X 3 + 0,0255 Х£ Х3 - (21)

- 0,1621 + 1,4459 х| + 0,1541 Х§

где ¿/с & ~ соответственно, степень очистки и энергоемкость процесса очистки, #> ; Вт,ч/шт.

Проверка математических моделей по критерию Фишера показала их адекватность процессу окончательной очистки ( /"р{с)в1»94 < <Я™б-л.(0,05) -2,1 и 1/81 < РгагГл.<0,05) »2,02).

Графоаналитическим анализ моделей (20),(21) с помощью двумерных сечений позволил определить оптимальные значения параметров: частоту вращения щеточного барабана -1055...1123 мин~*;ско-рость подачи шкурки -0,045...0,050 м/с ; зазор между щеточным барабаном и поверхностью расстила шкурки - 0...-2 мм.

На рис.9 приведена номограмма для определения усилия фиксации шкурки в зависимости от частоты вращения рабочих органов и усилия их воздействия на шкурку,При оптимальных значениях технологических параметров усилие фиксации должно быть равно или больше 60 Н.

Наиболее рационально/, оказалась пятая технологическая схема, для которой прямые затраты составили 0,077 долларов ОиА/шт,степень очистки колебалась в пределах 98..,100 а дефектность составила 0,25

Ríe.9. Номограмма определения усилия ' фиксации шкурки

1-рабочиЯ орган окончательной очистки;

2-рабочий орган"предварительной очистки;

Ж =32 мм ( §п= 8 мм);

J-г. =40 мм

< Sn=12

o(s=48 мм ( 8П=16 мм).

П, мин" 1200

Рф.Н

В пятой главе изложены результаты государственных испытаний станка С0К-200 и расчет показателей его экономической эффективности. Применение станка для очистки каракульских шкурок позволяет повысить уровень механизации процесса до 90 %, производительность труда (в сравнении с АОК-З) на 519,27 % (231,67 шт/ч против 37,41 шт/ч),снизить затраты труда на 92,31 % (0,0051 чел.ч/шт против 0,064 чел.ч/шт). Годовой экономический эффект составляет (в сопоставимых ценах 1990 г.) 19,4 тыс.долларов США.

Станок С0К-200 внедрен в семи каракулеводческих хозяйствах Казахстана,в совхозе "Кзылкумский" Республики Узбекистан,в госхозе "Сумбэр" Монголии. Суммарный экономический эффект на фактический объем внедрения составил более 230 тыс.долларов США.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

1. Основная часть каракульских шкурок повреждается при их консервировании. Особенно существенны они при очистке шкурок,на долю которого приходится до 30 % всего технического дефекта,затраты труда составляют 35 У- от всех затрат труда их первичной обработки. Появление технического дефекта является следствием действия больших растягивающих усилий на шкурку в момент ее очистки, предопределенных как несовершенством конструктивно-технологических схем машин в целом, тан и недостаточно обоснованностьювыбора рабочего органа по способу воздействия на шкурку.

2. Наилучшие показатели условии труда и качества очистки можно достигнуть на машинах проходного типа с последовательно расположенными рабочими органами ударного и счесывающего действий,

но только при обеспечении надежной фиксации всех ее топографических участков.

3. Обоснован критерий для количественной оценки рабочего органа» коэффициент эффективности рабочего органа,который позволил выбрать наиболее рациональный тип рабочего органа предварительной очистки-ударного действия. ...

4. Получены аналитические выражения,определяющие граничные условия отклонения бил и допустимое количество осей их подвеса,

а такие уравнения,устанавливающие взаимосвязь скорости удара билы, толщины упругого покрытия с упруго-прочностными свойствами коже-вой ткани и покрытия поверхности расстила шкурки.

5. Получены закономерности распределения размеров высушенных сухосоленых каракульских шкурок и определены их фрикционные,упруго-прочностные характеристики,послужившие исходными данными при обосновании параметров рабочих органов и станка.Подтверждено изменчивость упруго-прочностных свойств кожевой ткани шкурки от ее топографии.Наиболее прочным является хребтовая часть шкурки

(32,07 МПа,удлинение-35,49 л),наименее прочной -огузок (15,05 ЫПа, удлинение 18,02 %).Коэффициент равномерности составил по прочнос-ти~0,728,по удлиненига~0,917,при этом выявлено,что прочность шкурки в продольном направлении больше чем в поперечном,а удлкнение-наобо-рот больше в поперечном направлении.Напряжение смятия кожевой ткани составляет 107,3...112,5 МПа.

6. Установлены закономерности колебания билы,на основании ко-

<

торого определены период и время затухания его колебаний.Отношение периода колебаний шарнирно закрепленных бил 7б к периоду колебаний ротора 1р не зависит от частоты его вращения (ротора),а зависит от соотношения расстояния Кп от центра вращения ротора до оси подвеса билы к его длине £ .С увеличением соотношения ^потношения периода колебания билы ТЁ к периоду колебаний ротораТр уменьшается линейно,соответственно,от 1,1 (при Кп/£=0,5)до 0,75 (при Кп/^ =2,5). Стабильная и аффективная работа рабочего органа достигается при соотношении ^л/ ^ =2,5.

7. Получены зависимости степени очистки,степени воздействия и коэффициента эффективности от параметров рабочего органа.

8. Получены математические модели,адекватно описывающие процесс окончательной очистки и обоснованы оптимальные значения параметров процесса: частота вращения щеточного барабана-1055...1123 мин-^; скорость подачи шкурки-0,045...0,050 м/с ; зазор между щеточным барабаном и упругой поверхностью транспортера -0...-2 мм.

9. По результатам исследований создан принципиально новый станок для очистки каракульских шкурок С0К-200 (а.с.1254016 СССР, патент 1597 РК).позволивший практически полностью механизировать весь технологический процесс очистки шкурок(уровень механизации и автоматизации процесса 90 Я).На него разработаны и утверждены исходные требования (номер госрегистрации Ж-3/20),он включен в "Систему машин...на 1986...1995 гг" (позиция Ж.3.14.05).Станок прошел государственные испытания и рекомендован к постановке на производ-

ство.Снижение затрат труда по сравнению с АОК-3 составил 92,31 % ; повышение производительности- 519,27 %\ экономический эффект на одну очищенную шкурку- 0,97 долларов США,на фактический объем наработки (20 тыс.шкурок)-19422,8 долларов США (Казахская ШС,протокол И 08-55-87 (4301410).

10. Станок для очистки каракульских шкурок С0К-200 внедрен в семи каракулеводческих хозяйствах Республики Казахстан,в хозяйствах "Кзылкумский" Республики Узбекистан и "Сумбэр" Монголии.Суммарный экономический эффект на объем внедрения составил более 230 тыс. долларов США.

По теме диссертации опубликованы следующие работы автора:

1. Б937381.Усовершенствовать технологию ведения каракулеводства на базе комплексной механизации всех процессов,обеспечивающую увеличение обтема производства продукции каракуля на 15...20 повышение производительности труда на'20...25 снижение себестоимости продукции на 20...30. Сб.рефератов НИР и ОКР.Сельское хозяй-сгао-1981,* 27-136 с.

2. Есенсариев И.И.»Кадиаскаров М.К..Абдикаиров А.Механизированная технология первичной обработки каракульских шкурок.-Научно-технический бюллетень ВАСХШЛ,С0,1983,вып.26.-2с.

3. Абдикаиров А. Выбор типа и определение оптимальной окружной скорости рабочего органа для очистки каракульских шкурок.В кн: Механизация производственных процессов в сельском хозяйстве /Сб. научн.тр.НШ"Казсельхозмеханизация"-Алма-Ата,1985,С.85...89.

4. Есенсариев И.И.»Абдикаиров А.Определение коэффициента трения парной и высушенной каракульской шкурки.В кн: Механизация производственных процессов в сельском хозяйстве/ Сб.научн.тр.ШЗ "Каэсельхозмех8НИэация"-Алыа-Ата:Кайнар,1985-С.97...102.

5. Абдикаиров А..Есенсариев И.И.Определение упруго-прочностных свойств кожевой ткани каракульских шкурок //Вестник с.-х.науки Казахстана.-Алма-Ата,1985.-!* 4,-С.Об.. .89.

6. Разработать новые и усовершенствовать существующие приемы первичной обработки и консервирования каракульских шкурок в каракулеводческих хозяйствах с комплексной механизацией основных процессов, обеспечивающих уменьшение дефектности в 1,5...2 раза.Сб. рефератов НИР и ОКР.Сельское хозяйство,серия 25, У 7,Алма-Ата',

1986.-135 с.(Jen.0286001206).

7. Абдикаиров А. Анализ технологии и обоснование рациональной технологической схемы очистки каракульских шкурок.Тезисы докладов, г.Чимкент,1986.

8. A.c. I2540I6 СССР. Устройство для чистки меховых шкурок /Сеитбеков Л.С.,Абдикаиров А..Есенсариев И.'Л.,Рикк В.А..Вичкут-кин Г.Г.0публ.30.08.86.Е:ол.Ч1 22.

9. Сеитбеков Л.С..Абдикаиров А..Рустембаев Б.Е. Результаты государственных приемочных испытаний станка-полуавтомата для очистки каракуля С0К-200. В кн: Механизация и (ртоматизация производственных процессов в овцеводстве Казахстана /Сб.научн.тр..Алма-Ата,

1987,с.13...18.

10. Абдикаиров А. Исследование динамики рабочего органа очистки каракуля.Материалы всесоюзной научно-практической конференции. Алма-Ата,1989,(23-25 марта 1989 г.) 6.93...99.

11. Рустембаев Б.Е.,Рыбаков К.II. .Абдикаиров А. Результаты исследований надежности безотказной работы станка-полуазтомата для зчистки каракуля.Тезисы докладов на научно-практической конферен-*ии КазСХИ (16-18 мая 1989 г.),С.106...107.

12. Сеитбеков Л.С..Есенсариев И. И.,Абдикаиров А. Станок-полу-1вт0мат С0Ш-120 для обезжиривания каракульских окурок.Новости на-'ки Казахстана.-Экспресс-информация,Серия "Развитие современной !ауки,будущее науки".-Алма-Ата, 1989.Выпуск 3,С.31...35.

13. Сеитбеков Л.С..Абдикаиров А..Есенсариев И.И. Станок-полу-1Втомат для очистки каракульских шкурок.Новости науки Казахстана. •Экспресс-информация.Серия "Развитие современной науки,будущее на-ки"-Алиа-Ата,1990,Выпуск 4, С.33...37.

14. A.c. Г666540 СССР. Станок для обезжиривания шкурок/ Сеит-еков Л.С..Есенсариев И.И..Абдикаиров А.,Рикк В.А.,Викниченко П.П. публ.30.07.91.Еюл. 23.

15. Патент 1597 Республики Назахстан.Устройство для чистки еховых шкурок /Сеитбеков Л. С. .Абдикаиров А. .Есенсариев И..И., икк В.А..Вичкуткин Г.Г.Опубл.15.12.94.Бюл.Я 4.

тшч

Эбдгкайыров ЭбД1гали "Наракел елт1рхсхн таэалайтын стагоктыц пймдх параметрлвр1н аяы^тау жане жасау"

Мамандык 05.20.01 - ауылшаруашылыгы енпДрхС1н моха»«каландыру

Каракал елтхрхс1и тазалаудыц жаца технологаялъщ эд!сх усытздЛып она с&палы атцару шарттары белг^ленпд. СабаудыЧ тербел1ст1К цозга-лысыныц швкаралык «умагы белгхле"1П оныц тербелу згщдылыгы а«ыцталда. Саб&уднц уру жылдамдыгы мен каракел елтхрхсх» жаятын ултантед ч&лыч-дырын осы ejiTipi мен ултаяныц физнко-махашкалык касиеттерхиен бай-

ланыотирвтын тввдвулер алнют стачоктыч та 1мд1 параиетрлер! ачдаал-да.

Зерттеу жумысг&рыньщ ¿сПы-ои к;аракел елтхрхсхн таза-

лайтын жача rtpuwynm ССК-200 сга«огы тсалды. О л мемдекетик сынак;-там errin кар&кел шаруашылыктаринна пайдалачылуда.

Abdikairov Abdigali

"Explanation of par anthers and working-out of machine for processing of astrakhan skins."

Speciality 05.20.01.-mehanization of agricultural products.

RESUME

A new technological scheme of astrakhan fur cleaning is offered. The qualitatine cleaning conditions according to the pocessing stages are formulated. The fordered deviation conitions of bills are clarifie and appropriateness oftheir variation are found out.Necessary equation confirming interrelation of blow speed of bills thickness Df elastic covering with elastic-durable characteristics of leather and covering of skin sprreading are receivtd.The optimum parameters of lathe is substantiated.

According to the results of research 3 principolly new lathe of astrabhan fur cleaning1 of C0K-200 type,which had stole tests and inculcated in the astrakhan fur interprises,is worked out.

Подписано в печать 28.12.85. Формат 60x84/16. Бум. писчая. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1,45. Усл.кр.-отт. 1,56. Уч.-изд.л. 1,19. заказ 7. Тираж 100.

Типография КаэгосИНТИ, 480096, г.Алматы, Богенбай батыра, 221.