автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Повышение работоспособности рабочих органов валичного джина

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ А ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

Л,

КОСТРОМСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УДК 677.052.985.8

БЕГИМОВ Шокир Салимович £^"

ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ВАЛИЧНОГО ДЖИНА

Специальность 05.02.13 — машины и агрегаты легкой

промышленности

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КОСТРОМА — 1995

Работа выполнена в Ташкентском ордена Дружбы народов институте текстильной и легкой промышленности им. Ю. Ахунбабаева, в отраслевой научно-исследовательской лаборатории «Технология первичной обработки хлопка».

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Якубод Д.

Официальные оппоненты:

1. Доктор технических наук, профессор Травин Г. М.

2. Доктор технических наук, профессор Хафизов И. К.

Ведущее предприятие — АО СК.Б по хлопкоочистке

(г. Ташкент)

Защита состоится » &^ 199 ъ г. в ' ■? часов

на заседании специализированного Совета К 063.89.01 в Костромском государственном технологическом университете (156021, Кострома, ул. Дзержинского, 17).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «'3 АЬ)^/"^ 199 г.

Отзывы по настоящему автореферату, отпечатанные на бланке учреждения и заверенные гербовой печатью в 2-х экземплярах, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук,

профессор Ю. В. БЕЛОВ

Введение

• В диссертационной работе рассмотрены и решеш вопросы, .связанные с совершенствованием конструкции валичного джина и, в частности, повышение надежности рабочего барабана и разработка технологии ремонтно-восстановительных.работ с рабочим барабаном и ноком.

Проведенный анализ современного состояния валичного джи-нирования хлопка позволил определить направление исследований,' посвященных элективному использованию материала рабочего барабана и ножа.

На основании-изучения физико-механических и технологических свойств поверхности рабочего барабана взаимодействующего с хлопком, анализа известных конструкций рабочих барабанов, предложена новая поверхность, оснащенная переменной жесткостью. Теоретические исследования процесса-датирования и, в частности, взаимодействие волокна с новой поверхностью рабочего барабана, с учетом действия неподвижного ножа, позволили устано-' вить законы изменения силы джннирования.при наличии переменной жесткости поверхности рабочего барабана, обосновать основные конструктивные и технологические, параметры рабочего барабана, обеспечивающие повышение производительности и надежное-.

ти исследуемого рабочего; органа. Экспериментальные исследова-т

ч

ния проводились с использованием метода планирования,, обработки результатов на 11ЭШ с последующим выбором рациональных конструктивных. параметров рабочего барабана,' обеспечивающих высокое качество,перерабатываемого'хлопка. С учетом результатов проведённых исследований, созданы технология и устройство энопресс-восстаиовдения работоспособности рабочего барабана, проведем! производственные испытания опытных образцов новой конструкции

на хлопкозаводах Кашкадарышской, Сурхандарышской и Каманган-ской областях Республики Узбекистан.

■ Автор защищает:

- результаты теоретических и экспериментальных исследова- . ний взаимодействия хлопкового волокна с поверхностью рабочего барабана и ножом в зоне датирования;-

- новую технологию восстановления работоспособности поверхности рабочего барабана и устройства экспресс-обработки рабочих поверхностей барабана и ножа;

'- консарукцию поверхности рабочего барабана, оонащенного мате риалом переменной жесткости и результаты исследований нового барабана. • • .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСША. РАБОШ' ' ' ' '

Актуальность .темы. Переработка хлопка все чаще обращается к проблеме возможности использования валичного способа дотирования различных разновидностей хлопка-сырца, т.к. доказано, что достигается увеличение выхода волокна при переработке на 'валич- < 1 ных джинах, включая и низкие сорта средневолокнистых разновидностей. Однако развитие применения валичного дотирования хлоп-' ка упирается, в основном в вопросы надежности волокноотделителей. При наличии высоконадежных, с точки зрения машиностроения, узлов, участвующих в процессе дотирования/ некоторые из них изме-: нязот свою работоспособность, например,. рабочий барабан и за счёт этого снижается производительность, изменяются.технологические ' зазоры, за счет этого меняются ситуации взаимодействия семян с отбоЛдым органом, изменяется .нагрузка между рабочим барабаном • и ножом, б результате чего снижается их дотирующая способность. Так,..применение традиционных канавок на"поверхности рабочего Сасг.бааа требуют истого съе"а рабочего барабана с машины и его

переточки, при этом непроизводительно расходуется дорогостоящий матриал рабочего барабана. Решение этого вопроса с позиции снижения порокообразования от неустойчивой работы канавок является весьма острой. В целом, создание валичного джина с быстрым, восстановлением его работоспособности и высоким, эффектом дай-; нирования, когда нет необходимости применять пильный способ . датирования, является вопросом актуальным и своевременным.

Цель и задачи исследования. Настоящая работа ставит целью исследование направления совершенствования технологии подготовки рабочих органов валичного дайна к работе при условии их экс-пресс-восстановленя, снижения простоев и повышения качества волокна и семян. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: ..

- проведен анализ причин быстрого' нарушения технологических условий режима даинирования на машинах производящих отрыв . волокна валичным способом;

- разработана теория процесса повышения надежности рабочего барабана валичного джина, за счет создания переменной жест. -у »,

кости поверхности даинирования; . 1 _ ' • ■■'

- изучено влияние поверхности рабочего барабана и кромки нола на качество и производительность машины; •"

- разработана технология экспресс-воостановлеиря профиля кромки ¡юга, когда последний идеально совпадает.с поверхностью рабочего барабана и за счет этого снижается время приработки и порокообразование в наре'"рабочий"барабан нож";

; - экспериментально.исследованы пути повышения надежн'ооти процесса валичного даинирования о применением метода пданиро-вания, математической обработки результатов,, выявления характеристик дампирующего барабана и ножа в изменившихся ситуациях

при новых способах обработки поверхности рабочего барабана и ножа, .

Методы исследования." При выполнении работы, предусматривалось решение теоретических и постановка экспериментальных ра-. бот с качественной оценкой характеристик полученного волокна и семян. Теоретические исследования базировались на законах меха-"' нйки упругих тел, связанных о особенностью применения современных материалов, теоретической механики, физики, теории статистики и т.д. ..''.. ' ,

Экспериментальные исследования заключались в изучении про-/ ,-, цессов восстановления характеристик поверхностей пары "рабочий • барабан - нож" и их влияние на волокно и семена, при изменении . физико-механических и других характеристик рабочих поверхностей.. Исследования проводились как на лабораторных, так и прсмышлен- ' ных установках при использовании устройств воспроизводящих задан . ные режимы работы серийного технологического оборудования. В' " 'г ходе экспериментальных доследовании использовали методы математической обработки результатов, специальные программы компьютер. « -» ной обработки статических данных экспериментов, программы по

описанию технологических параметров нелинейными регрессионными . уравнениями, .'при этом согласно требованиям статистики, ошибки полученных результатов не превышают значений

При исследовании изменений характеристик хлопка, волокна и' семян использовали стандартные методики, описанные в шстукци- . ях ЩШХпрома и гостах. .

Научная новизна диссертационной работы заключается в тео- ~ ретическом обосновании процессов джинирования при использовании поверхности рабочего барабана переменной жесткости, взаимодействии приработанных поверхностей неподвижного ножа с рабочим

барабаном и экспериментальных подтверждений предложенных теорий.

На основании данных исследований разработана:

- теория исследования работы переменной жесткости рабочей поверхности барабана, подтвержденная экспериментально с выбором рационального шага элементов, меняющей жесткость поверхности, их размеры, глубины и другие параметры о выполнением условий максимального положительного эффекта от предлагаемых изменений?

- технология обработки рабочих органов валичного джина экспресс-методом, обеспечивающая высокую приработку взаимодейт ствующих поверхностей ножа и барабана;.

- конструкция устройства экспресс-обработки поверхностей рабочего барабана и ножа, а также конструкция поверхности рабочего барабана, обеспечивающая высокую надежность и дотирующую способность валичного дайна. , . '. .-.'-.

Практическая ценность и -реализация результатов работы. : lia основе проведенных теоретических и экспериментальных последовали;! разработана технология подготовки рабочих органов валичного дайна, обеспечивающая эффективность й высокую работоспособность, при минимальном влиянии их на природные .".характеристики ' хлопкового волокна, семян. Выполнение поставленной цели дозволяет решить проблемы использования валичного джина для отрыва волокна средневолокнистых;разновидностей, особенно применительно к' низким сортам' хлопка-сырца.'¡Это, в целом, обеспечивает снижение потерь волокна при'датировании, существенно повышает качественный показатель волокна, снижает потери: семян. Внедрение■результатов исследования позволило исключить процесс переточки поверхности рабочего барабана на токарном ,станкеза счет этого сэкономить значительное количество материала ТКМ-2, исключить трудоемкие операции, такие как: - нанесение канавок на !поверхность

' •• 6 рабочего барабана, демонтаж и монтаж узла дотирования, заточка ' кромки ножа и т.п. . ■"'•.••

Введение новых технологических приемов позволяет увеличить • коэффициент полезного действия хлопкоперерабатываищей машины, снизить расход сырья, увеличить срок службы основных элементов .. узла джинирования, (материала рабочего барабана РКМ-2 и матери-; ала ножа). Полученные, в результате работы, рекомендации были . переданы для эксплуатации на Касанский И2, Чартакский, Узу некий, хлопкозаводы, НПО "Хлопкопром" и используются в разработках' ТГСКБ по хлопкоочистке, включая обучение.студентов в ТИТЛП на . . последних курсах. Кроме этого, рекомендации могут быть использованы хлопкосеющими хозяйствами, которые имеют собственное производство переработки хлопка-сырца.•• ■ •;'■ Апробация работы.Основные положения-диссертационной работы докладывались на Научных конференциях Ташкентского института текстильной, и легкой промышленности, Ташкент, 1989-1995 гг.; на семинарах-отчетах кафедры "Первичная 'обработка хлопка" ШТЛП,; Ташкент,- 1932-1994 гг.; на научном семинаре кафедры НТМ КГТУ,.' ' Кострома, 1995г.; на научном семнаре РНЦ."Хлопкопром", Ташкент,' 1У95г; АО ОКБ по хлопкоочистке, Ташкент, 1995г., на'.техническом совете' Каебийского хлопкозавода Кашкадарьинской области и Узун-. ■ ском СурхандарьинскоД области; на научно-технических конферен- -циях студенческо-преподавательского состава'ТЙТЛЦ и.ШШСХ 19Э1-1992 г; на расширенном заседании" кафедры."Первичная обра- ' ботка.хлопка" 'ТИТЛП, Ташкент, 1935 г. ' ' ."': ; "'-.■'• \ ' '

Публикации.' Основные положения диссертации отражены во,, опубликованных работах', в том числе I авторское свидетельство., Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, основных выводов и рекомендаций по работе. Содержа-

ние ее изложено на ¡¿05 страницах машинописного' текста, включая уО рисунков, 9 таблиц, списка использованных источников с 70 наименовании и приложения. ■

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РЛБОШ : "

В вг-сдспуи з I главе дается обоснование теш диссертационно;! работы, ее актуальность, коротко сформулированы основные положения, научная новизна, практическая ценность, методика жз-следовашл, представлены сведения о реализации результатов' научно-исследовательской работы в хлопковой промышленности."

Во П глаге рассмотрено современное состояние технологии наличного способа датирования и приведен обзор исследований, посвященных изучению основного датирующего узла "рабочий - барабан - нож" наличного дайна. ;

Опираясь на результаты научных разработок Федрова В.С'., Роганова Б.И., Болдинского ГЛ., ¡.шролшиченко Г.И. и др., в настоящее время создано достаточно надежное технологическое оборудование валичного датирования для переработки тонковолокнистых .разновидностей. Имеющиеся результаты статистической обработки по надежности-узлов, рабочих органов, деталей .валичного джина показали,'что наиболее слабым плементом является рабочий барабан и нож, при этом основным фактором, влияющим на работоспособность-барабана служит изменение свойств его поверхности, а вза-. имодействие ножа с барабаном определяется соответствие^ профиля кромки диаметру барабана.

Вопросами повышения срока службы поверхности рабочего барабана занимались ученые 'ШТЛ11 и ЦШШлрома, которые обосновали " пространственное положение канавок, их размеры, шаг И'пррчее... Следствием этих исследований явилось существенное увеличение сро1са' службы канавок (15-20л!),. однако остались нерешенными та-.

.. . .10

кие вопросы как:, высокая трудоемкость операции восстановления 1 работоспособности поверхности рабочего барабана и ножа; значительные непроизводительные потери материалов.барабана и ножа; • »■.• большие энергетические и временные потери для приработки пары "рабочий барабан - нож".

Попытка обойти эти вопросы за счет повышения трения материала рабочего барабана по волокну, увеличения жесткости ножа, - ; влияния работы, системы-"рабочий барабан - нож - отбойный орган", . включая использование вибрирующего ножа, позволили увеличить: производительность джина, однако при этом.существенно уменьшился КПЗ машины. ,

,В целом, работающие в промышленности валичные джины показы- ' вают среднюю производительность по волокну 50-70 кг в.час, что".,'' почти в 2-2,6 раза.-ниже паспортных данных.машины.

На основе проведенного аналитического обзора установлены ■' конкретные причины низкого КПВ валичшх джинод и, в частности: .

- отсутствие теоретического обоснования роли переменной . ' жесткости и условий обработки поверхности рабочего барабана на' процесс дотирования;

' - .отсутствие экспресс-восстановления работоспособности по--, верхности рабочего барабана; .

- отсутствие приемов и технологии подготовки кромки ножа по профилю, соответствующему диаметру рабочего барабана;

- отсутствие надежных элементов на поверхности рабочего "У; барабана,- обеспечивающих высокую джинирующую способность. .

3 Ш■глазе исследованы основные,Факторы, влияющие на износ поверхности рабочего барабана и кромки ножа с учетом сил трения и зесткостных характеристик поверхности рабочего.барабана. Дано обоснование кратковременных задержек у кромки ножа волокна при

наличии действия отбойного органа на семя с соответствующим расчетом изменения температуры и вероятности износа поверхности барабана. Дано обоснование работы удачной канавки по ликвидации задержек волокна у кромки ножа при дотировании улюка и других мелких включений. Здесь же дается теоретическое обоснование по влиянию изменений жесткости поверхности рабочего барабана на его джшшруюгцую способность. . >

Учитывая, что материал рабочего барабана (РКМ-2 и ему подобные) тлеют в свое'.", составе волокнистый материал, специально ориентированный в .упругой массе, предполагаем, что создается неоднородность свойств материала при переходе от точки к точке, которая изменяется скачкообразно. Таким образом, игле ем гетеро-. генную.среду с дискретными 'Газами. Поэтому исследование свойств материала рабочего барабана проводим основываясь на процедуре статистического осреднения, посредством которой действительное состояние и структура материала идеализируются.так, что считается контшшууиом. ' • / .. •• Осреднение'Проводили на основе представления элемента"объема среди через V" > тогда среднее напряжение и деформация ■; • будут определяться: • 1 ; "

где £}: - тензор малых- деформаций. • '•. V' .0 _ ■■;'.'* Обозначим Сд^^- элективные жесткости.линейно-упругого

тела," тогда ' ■ : " . гл '

• <0\]>=с^е<£4> ' > ' ' (>) '

Чтобы решить задачу об элективных свойствах гетерогенной

Г Л • ' \

среды, необходимо иметь' точные решения для полеЛ пппияяениЯ и

• . . ' 12 деформаций Сц (У^) и (у.^ в гетерогенной среде. Это эмпи- • рическая задача.-Материал РК.1-2 представляет собой среду, образованную взаимопроникающими сетката, причем каждую фазу системы будем считать непрерывной и изотропной. Соотношения напряжения ' деформация для такой системы имеет вид: для включений (¡^ ^к^^убд

для матрицы

где ^ и ¿4 константы Ламе.

,■Тогда из ( I ). можно записать: ' ■ '

где Д/ - число включений, объем которых обозначен через ..

а V" - область, не занятая включениями.

/7»/ , :

Выражение (-4 ).с учетом ( 3 ) запишется:

( 3 )

(<4 )

Первый интеграл в ( 5 ) можно представить в виде суммы, тогда

т

Среднее напряжение ( 6 ) переписывается с использованием ( 2) : для изотропного тела, апервый интеграл в ( 6 ) можно записать в явном виде через средние деформации, получим:

( 7 ):

Физический смысл полученной идеализированно:! зависимости . загслючается в том, что каждая частила в гетерогенной "среде ведет себя независимо и взаимодействием между ними,,из-за малости и удаленности'одна от другой, можно пренебречь. Следовательно,

от доли компонентов в составе материала рабочего барабана,.от жесткости, упругости зависит взаимодействие их с волокном в системе даинирования валичного волокноотделителя.

Чтобы разобраться в процессе, происходящем на участке взаимодействия нояа с волокном и поверхностью рабочего барабана, при использовании композитных материалов, рассмотрим работу рабочего барабана с нарезанными на поверхности канавками (рисЛ)

. '. РибЛ.Математическая модель взаимодействия волокна 2 'с подвижным ножом I и поверхностью рабочего . ч * барабана 3,' имеющего канавку,' 'шириной £ .

Считаем нагрузку на водокно равнораспределенной, что соот-.. ветствует условно, приработанности пары "рабочий барабан - нож" » ноЖ~неподйижными жестким. Рабочий барабан двигается равномерно, . со скоростью ~\7р и тянет волокно прядки силой ^^ . Принимаем, ■ что масса волокна в прядке не играет роли* нет сил инерции. ; • сдвига, вращения, сопротивления.. Тогда уравнение вынуздешшх колебаний прядки, при набегании канавки запишется:'1 ' ' ' ,

д'и р дги

К 8 ) >

Здесь/. - характерный размер (принимаемый) ; ' £

- безразмерная координата, изменяющаяся в интервале

ОТ О ДО с/э ;

- безразмерная величина; размерный коэффициент жесткости волокна;

Р - мгновенная площадь сечения волокон, участвующих в процессе колебания. Сместив начало координат в центр прогиба волокна переходим к новой переменной 6 - '

Й- <:»'

Характеристическое уравнение ( 9 ) имеет вид:

ЛУ4уУ*Лг+У«/=0 ' (10)

Решаем уравнение ('9 ) как

где ФФ) - частное решение неоднородного уравнения ( 9 ). При выбранном начале подвижных координат внешняя нагрузка не меняется как при £<0 , так-и при . £ >0 т.е. ф(£.)=СОПЗ^ и прогибы волокон определяются однородным решением. Так, в частности, когда на остановленное волокно действует распределенная нагрузка (весом волокла пренебрегаем), а скрость волокна равна нулю,

1Э

условие равновесия элемента о|-3 запишем:

после интегрирования которого, получим уравнение параболы о горизонтальной осью: '

(13)

, где = /(2 . С2=0 и окончательно:

(.е-Х) ' ( 1-1 )

Причем натяжение волокна в точках А{ и возрастает и при , У = О ; X =£ определяется как:

'Ч*Г • (15)

. Наличие прогиба волокна в канавке приводит к росту налря- ■

■ .кения волокна в золе канавки.■

Решение задачи о учетом жесткости волокна ,4 , массы еди- '

яицы длины волокна /П. , коэффициента жесткости деформируемого "о

■ волокном упругого бснбвания £ .. силы даинирования Рд^ позволяет в' размерной форме определить скорость движения нагрузки;

'С 160

/ Йз полученного уравнения, следует, что осевое растягивающее усилие увеличивает критическую скорость';. Наличие прогиба : )локна в канавке, действие'силы даинирования, возникновение эффекта бегущей волны приводит к "увеличению сопротивления' со стороны волокна движению рабочего барабана,•что в конечном итоге выражается дополнительным силовым импульсом-в,системе "нож - волокно - рабочий барабан"., - - ' • - ■ -

Проведенные экспериментальные исследования, с целью определения влияния канавок на процесс датирования, показали,что в ■ зависимости от профиля канавок, сила дасинирования увеличивается от 16 до 2Ъ%, причем большее значение соответствует вновь нарезанным кадавкам....

Анализ конструкции'поверхности рабочих барабанов, с учетом полученных теоретических результатов, позволяет определить рациональную поверхность рабочего барабана для материалов типа РКМ.

Развивая данное направление, предлагается уличные углубления выполнять в ввде цилиндров, равномерно расположенных по поверхности барабана, при этом, близлежащие, в плоскости вращения барабана, углубления смещены о Перекрытием друг друга на расстояние не менее 10$ размера их диаметра, равного 2,3-5-3,0 мм, 'а центра между тремя ближайшими углублениями удалены друг от друга на расстояние не меньше двух диаметров.

Ось каждого углубления может быть расположена, либо радиаль-но, либо с наклоном.« радиусу под углом 10-30° в сторону вращения барабана,,а величина "высоты углублений не превышает-.значений двух-его диаметров. ;' ■ .

. Сущность предложения поясняется рис.2, на котором изображено: а) общий'вид предложенного рабочего барабана, б)располо-' жение цилиндрических углублений на поверхности барабана'.

В 1У главе изложен материал, описывающий обоснование совершенствования конструкции каретки валичного дайна', позволяющего использовать механизированное устройство обработки, поверхности рабочего барабана валичного джина, когда исключаются многие переходы непроизводительных монта'кного и демонтажного процессов с кареткоЛ. • •. '„ -. ; ■

Даются обоснование ■$ормы бруса корпуса каретки, эксперимен-

Рис.2 ' •

. тальное исследование фактической жесткости сварной констукции

бруса различного профиля, выбор рациональных параметров режущего . инстумента для обработки поверхности рабочего барабана.

Учитывая то, что жесткость.бруса значительно меньше жесткости станины токарного станка, в процессе обработки рабочего барабана возможно "зарывание" инстумента- в материал барабана. Причиной этому .- резец для РКМ-2, предложенный ЦНИИХпромом, выполненный в виде тонкого клина с углом ^ УО° и наклоном осе- -вой линии клина к касательной поверхности барабана 4-7°. , ■ ... ■

•Обработка производится при уславян наличия вращательного движения барабана валичного джина ДВ-Ш и регулируемой подачи резца в поперечном направлении. Произведя внедрение резца в тело

. 1Ь

материала■рабочего барабана и при наличии первого условия обработки, в резце возникает напряжения, которые в полярных координатах, в общем виде запишутся так: . '

+4 г епг)$»пв+Д (а^в^а}^« г п+^Созпв+

О-2.

Здесь перЕые три члена - решение для распределения напряжений, симметрично относительно начала координат, четвертый член - распределение напряжений для случая, когда на грань клина действует распределенная нагрузка, пятый член - решение для' ' чпстогр' сдвига, шестой член -простое радиальное распределение ,. силы''приложенной в направлении О— О , а седьмой член - реше-I ние,Части кругового кольца, изгибаемого радиальной'силой и т.д. ' Решение. задачи перемещения резца от. внешних сил проведем ■ из условия наличия действия.на кромку резца сосредоточенной силы' Р , которая составляет-с осью клина, резца угол уб •■, при этом пренебрегаем трениями стружки и тела РКЦ по граням резца. Определив напряжение в резце, закон их изменения, можно используя .^закон обращения, прогнозировать закон перемещения резца в' пространстве, в зависимости от. его жесткостных,'прочностных и .•конотуктивных характеристик. ■'.'■-.'. . •

Из уравнения ( 17 ) находим, чг($ ' • •..

у=Со^з . ( к )

Краевые условия задачи при этом имеют вид: . '

при ■ р— ^йрг0

при ¿Ек-^-У-О

( 19 )

На основании уравнений в перемещениях, для = В^ = О получил напряжение „, _

я -о 8 Э¥>) / дУ 1 Э2/

Откуда находим для нашего случая ^ у •

[гА(1о<>р)/г-(2в&п/) /2 (20)

Таким образом, краевые условия по сторонам клина удовлетворяются, а условия для определения произвольных постоянных будет: , '

2.х=

Откуда

( 21 )

2РСадд црг , а_ ЗРЯпр _ 2Рг ,

Тогда окончательно получим::

о — 2Р /Соз^Со5р \

2 2о(-£;л£сх/

( 22 )

( 23 ).

' . При. Э-»- 0, напряжении Я^-ъ-оО » т,к- мы.предположили, что сила Р ' приложена в точке. Проверка формулы ( 23 ) для малых углов ( 2Л ^ 10° ■ ) по формулам сопротивления материалов показала, что напряжения близки для задач данного класса.

Анализ результатов (23) показал, что направлению действия силы Р 'противодействует напряжение в резце пропорциональное 2Р . Если считать, что прочность резца выше действующих

в нем напряжений, то возникновение деформации резца (напряжение

уравновешивается деформацией) приводит к изменению направления резания и, в частности, к вгрызанию резца в тело обработки. Это тем более вероятно, что жесткость обрабатываемого материала в сотни раз . меньше жесткости резца!, а принимаемый угол ОС клина резания значительно меньше традиционных углов резцов обработки стали, алюминия, дерева и т.д. Очевидно выбор угла' ос. связан со стремлением снизить образование мелких фракций в стружках и получении "гладких" поверхностей.обработки, но это не является условием технологичности обработки РИД. С другой стороны, эти

условия (снижение мелкодисперстности стружки и чистота поверх»

ности) являются составной частью правильной подготовки барабана . к переработке хлопка, поэтому даже когда условия обработки не ' являются оптимальными, мы вынуздены применять шстумент, обеспечивающий более технологическую подготовку барабана к работе». I . Отсюда вытекает необходимость создания нового условия рабо- ' ты инстумента и технологии обработки поверхности рабочего бара; бана джина ДВ-1М, исключающих влияние побочных явлений в процессе I резания.инструментом, обеспечивающим технологичность поверхнос-; ти для материала РК\1-2. •

(''Поиск вариантов конструкции инстумента позволил создать резец .имеющий подпружиненную регулируемую опру, базирующуюся на-поверхность обработки. Действие опоры.направлено на уравновешивание действия эффекта "врезания". Соответственно техноловичес-. ким требованиям резания, опора резца выполнена вращающейся и ' .'достаточно широкой; чтобы"проглатить,,в. себе неровности материала поверхности рабочего барабана в процессе местного изнооа и наличия канавок на ней.

Развивая теоретические ..'исследования, предложенная конст- ;

р.укция резца выполнена из двух самостоятельных резцов, причем каждый из них имеет малую ширину и снимает соответствующую стружку. Следует отметить, что каждый резец устанавливается так, что обеспечивает достаточный прияим обкатывающей опоры к поверхности рабочего барабана. Каждый элемент резца выполеяет свой проход проточки поверхности рабочего барабана, в.связи с чем операция проточки выполняется раздельно.

Испытания, проведенные в условиях хлопкозаводов, устройства узла проточки поверхности рабочего барабана показали высокую надежность, стабильность, хорошую чистоту поверхности и дополнительный уплотняющий.эф$ект от действия вращающейся опоры на поверхность КЗ,■

. Поиск вариантов конструкции привода резца привел к созданию ' цепной, системы подачи устройства, узла проточки вдоль бруса. Кроме того, при конструировании устройства обработки поверхности рабочего барабана обеспечили быстросъемность, малый вес резцедержателя и его привода. Изготовленные■по чертежам ЮТЛП брусья каретки а узел проточки поверхности рабочего барабана были испытаны в • производственных условиях, показали высокую работоспособность, что подтверждено актами. Для обработай рабочей поверхности ножа . использовали условия работы констукции, обеспечивающие формирование профиля ножа соответсвующего конкретному барабану, откуда вытекает:' - необходимость использования поверхности данного барабана как базы для обрабатывающего инстумента кромки ножа;. - положение ножа в пространстве при обработке кромки соответствует его рабочему положению; - обрабатывающий инструмент.может . совершать вращательное движение.

'Опираясь'на перечисленные условия, была создана конетукция, " обеспечивающая надежное удержание абразивного материала на по-

■■ -¿г >

верхности рабочего барабана. Кроме того, разработана методика осуществления операции заточки кромки ножа, учитывающая переменную жесткость обрабатываемой поверхности ножа и,соответственно, корректирующая его пространственное положение.

Изготовленные в металле "разъемные хомуты, базирующиеся на шеШсах рабочего барабана с устройствами тисочного типа, перемещающимися по радиусу барабана, в сочетании с использован:'®».', специальной металлической ленты ,с абразивно;! поверхностью промли успешные испытания в производственных условиях и показали соответствие теоретических, экспериментальных и методических положений практическим результатам.

В У главе представлены результаты экспериментальных исследований- работы новых узлов на качество перерабатываемого хлопка. Предде всего для сравнения существующих способов обработки ра-бочего'барабана и кромки ножа была составлена*маршрутная карта выполнения операций с барабаном и ножом. Анализ этих карт показал/ что многие промежуточные демонтажно-монтажные переходы исключены и за счет этого значительно сокращается простой машины для восстановления ее работоспособности. Фактические сравни* г 1 , .

тельные результаты представлены в актах.' •'..■.

' Новые элементы конструкции поверхности рабочего барабана и . кромки ножа были испытаны комплексно в-лабораторных условиях с использованием методов планирования эксперимента.

В соответствии с известными работами по испытания®! хлопк;о- ■ вых машин на работоспособность'приняты следующие факторы: Х^-раз-, -новидность хлопка-сырца; Х^ - рабочий барабан с канавками и углуб- ^ ' лениямг. .л поверхности; Х3 - производительность питания по хлоп-• к,у; Х^ - конструкция ножа; Х,0 - сила прижима ножа 1с поверхности '■ рабочего барабана; Хц - форма заточки кромки ножа; Ху - толщина ,

кромки ножа.

За параметры исследований приняты: У^ - производительность по волокну, кг/час; Уг, - содержание пороков и сорных примесей, Уз - механическое повреждение, сети после джина, '¿.

Для реализации семи*акторного эксперимента, учитывая малоизученные влияния факторов на процесс даинирования',использовали матрицу "случайного баланса".

В соответствии с принятыми к анализу параметрами, усредненные результаты эксперимента по каждому параметру представлены в табл.1

; ■ • Таблица I.

пп ! У2 ! уз

; Г 26,2 4,85 2,6

' 2 ■ : '6о,7 7,63 8,9

, 3 80,6 5,25 . 3,4

• 4... ' 82,8. . .. ■ 5,0 ■.. 3,0

.5 ' 60,6 6,2 3,4

6 ; .':-..'.' 64,2 6,4 . 3,8

' • ' 66,8 •8,0 6,3

а 84,4 '.'.. 7,3 „ ' 4,9 '

э 68,6 5,3 4,0

ю' " 65,5 6,68 ' 3,6

и 90,1' 7,6 '. 7,2

12 . 70,2 5,9 о 0

13 '.. 75,7 6,4 . 4:5

Обработка.результатов эксперимента проведена на ЛЭГЛ с'ис- , пользованием специальной программы "Статграф - версия 2.6". По каждому параметру получены уравнения регрессии, коэффициент воспроизводимости -которых при сопоставлении теоретических и экспериментальных данных, в целом, Еьше 97%.

, У-р77,8+7,8X30,24X^3+3,873^^3,29Х¿-3,21Х1+С,,64ХХХ

+2,06Х2+1,6Х6-1,2БХу; У2=6,35-0,ьоХ2-0,46X5+0,28X7-0,232Х1Х3-0,216Х-Ю,12Х4 У3=4,74-1,32Хс-1,05Х2-0, 9X^+0, 42X^+0.42Х.Х+0, 4Х£-0, С7оХг

Анализ полученных уравнений регрессий показал, что замела канавок на поверхности рабочего барабана,на цилиндрические углубления в сочетании с приработкой кромки ножа по радиусу барабана, существенно увеличивает производительсть детша, снимет содержание '.пороков и сора в волокне, уменьшает'механическою повре:?деи-ность ' семян. -..'..'

У1 глава посвящена расчету экономической эффективности от внедрения новых элементов экспресс-восстановления поверхности рабочего барабана и кромки нога с учетом снижения простоя оборудования, повышения качества перерабатываемого волокна и снияе-■ния потерь, семян.

. В соответствии с проведенными расчетами, нововведенные предложения позволят получить экономию на один хлопкозавод ва-личного дотирования более 3 млн.рублей в ценах 1991 года.

ОБЩИЕ ШВОЛУ И РЕКОМЕНДАЦИИ

'? Созданные новые"поверхности, технология их изготовления,

практическая реализация идеи экспресс-восстановления рабочих

• ( ^

органов валкчного дана, основанная на анализе известных работ и решении специальных задач пбзволяют прийти к следующему;

1. Разработанные приемы повышения стойкости канавок и кромки джи..лрующего ножа позволили увеличить работоспособность узла' дотирования на 10-16$, однако принципиально не решили"вопроса '. .технологии повышения работоспособности этих, узлов.

2.' Существующая-технология приработки ножа к поверхности

рабочего барабана за счет износа трущихся поверхностей,.при пропускании через них абразивосодержащего хлопка-сырца приводит К образованию некачественного волокна, семян и неправильному износу поверхности рабочего барабана и кромки ножа. Ориентация взаимного.расположения рабочего барабана и кромки пот с лреоб- , ладанием прижима кромки ножа приводит к созданию высокой концентрации напряжения на поверхности рабочего барабана, интенсивному деформированию переходных кромок канавок, их заваливанию и интенсивному износу кромки ножа, в целом, снижая срок службы пары "рабочий барабан - нож".

3. Теоретически обоснована возможность повышения стойкости ' канавок на заваливание, когда их профиль совпадает с результирующей действия нормальной нагрузки и силы трения. Кроме того, определено условие возникновения диструкцирующих материал барабана температур, через которые определено допустимое время простоя волокна в системе "рабочий барабан - нож".

4. Теоретически обоснована интенсификация процесса датирования при участии поверхности с переменной жесткостью, позволив- •

■ щая определить пути совершенствования конструкции материала. Проведен анализ конструкций поверхности рабочего барабана, с учетом полученных теоретических-результатов, определен путь создания. рациональной поверхности рабочего барабана из материала типа РК.1. . ' .... . '

¡5. .Обосновано применение устройства обработки поверхности рабочего барабана с базированием на переднем брусе каретки, изготовленное и испытанное в производственных условиях. - Главным условием примэнешцг-устройства является снижение простоев машины. Произведен теоретический расчет работы резца, на основании которого предложен инструмент с упругим базированием на поверх-

ности рабочего барабана.,

6.-Предложен способ заточки кромки ножа, когда прориль , барабана и прилегающая кромка ножа совпадает друг с другом. Разработаны технологические схемы выполнения операций подготовки рабочего барабана, и ножа к работе.|

- ■ 7. В условиях действующего производства, новые приемы восстановления работоспособности рабочих органов узла датирования провернны на предает элективноети, в результате чего доказано, что время на восстановление их снижается втрое, а производительность' машины, при прочих равных условиях, возрастает на

8. Проведены многокаморные'эксперименты, получены регрессионные уравнения, анализ которых подтвердил полезность замены канавок на поверхности рабочего барабана на цилиндрические .углубления, причем при размере последних 2,6 т диаметром, площадь элементов с нулевой жесткостью, в сравнении с канавками, возрастает вдвое, а заточка кромки ножа по'Профилю, размером равным радиусу барабана/повышает производительность, снижает содержание пороков в волокне, уменьшает повреждение семян..

9. Расчет экономической эффективности предложений, вытекающих из работы, с учетом улучшения качества волокна, семян, снижения потерь и .роста средней производительности , составляет в це-

.' нах 1991 года - 3269Ы4 рублей, '.-..-=-

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: '■ ' •,

I» Якубов Д,, Бегимов Ш.С, .0 роли- переменной жесткости поверхности рабочего барабана в процессе датирования./Узбекский журнал Проблемы механики". -Ташкент. -Фан.-АН РУ.-КЗ.1993. .

. 2. Беги,1рв Ш.С., Якубов Д.. Обоснование' производства восстановительных работ без демонтажа рабочего барабана и ножа на ва-

• : 27

личном джине.//Тезисы докл.научн.практич.конференции "¡Научные достижения молодежи". -Ташкент, - ТИТЛП. - 1991.

■3. Патент Республики Узбекистан по заявке .'5 1ВДР 9э00443. 1/Г5 0Т 0r.0d.-96i Авторы Якубов Д.,, Бегимов.Ы.С.Якубова Ю;Д. Рабочий барабан валичного джина..

4. Бегимов Ш.С. Теоретическое обоснование выбора резца для обработки РКМ-2/ в сб.научн.трудов ОКИЛ "Технология первичной обработки хлопка ТИТЛП""Оснойы. теории и практические рекомендации совершенствования техники и технологии обработки хлопка-сырца". - Ташкент.. - 199и. ' : -

. о. Бегимов Ш.С. Обоснование конструкции бруса устройств • обработки рабочего-барабана,валичного джина./Тезисы докл.научн. практической конференции "Научные достижения молодых".-ТИТЛП. -Ташкент. - 1995. . у": V

Р Подписано а печать

«Йормаг: Объём: ^

Тираж: ¿У- Заказ:

ТИПОГРАФИЯ ОПЕРАТИвНОП ПЕЧАТИ Ташкент — 700200 пр- Радиальный, 10.