Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

ДЖИНИРОВАНИЕ КАК АСПЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Саримсаков А. 1 Каримов А. 1 Марданов Б. 1
1 Наманганский инженерно-технологический институт
1. Мирошниченко, Г.И. Основы проектирования машин первичной обработки хлопка. - М.: Машиностроение, 1972.
2. Тиллаев, М.Т. Ходжиев М.Е. Особенности процесса пильного джинирования хлопка сырца. – Ташкент: Фан, 2005.
3. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия. - М.: Мир, 1989.

В представленной работе описывается процесс джинирования, где происходит механическое отделение волокна от семян при помощи зубьев пил. Данный процесс описывается в зоне взаимодействия пил с сырцовым валиком и колосниками в рабочей камере.

В процессе джинирования происходит механическое отделение волокна от семян при помощи зубьев пил, которое происходит в зоне их взаимодействия с сырцовым валиком и колосниками в рабочей камере. Механизм съема волокна с поверхности сырцового валика достаточно сложный и в настоящее время мало изученный [1-2]. В работе [2] определена величина силы трения между волокнами и зубьями пил, установлено, что эта сила переменная вдоль дуги взаимодействия и играет существенную роль в динамике отделения волокна от семян. В этой работе не анализировали закон распределения контактной силы взаимодействия сырцового валика с зубьями пильного цилиндра, которая влияет на величину силы отрыва. В работе [3] предложена «пружинная» модель для описания распределения давления в зоне контакта, где зависимость величиной углубления зубья пилы в сырцовом валике и нормальной силы принята по линейному закону. В этой работе не рассматриваются вопросы возникновения зоны скольжения в области контакта и оценка ее влияние на величину силы отрыва. В ней изучено качение абсолютно жесткого катка по релаксирующей среде и возникновение силы трения. При этом объяснено несимметричное распределение силы давления катка на среду по поверхности контакта. В данной работе изучено влияние скорости вращения валика и угла отклонения линии, соединяющей центры валика и пильного цилиндра от вертикали, на контактную силу взаимодействия сырцового валика с пильным цилиндром. Пусть сырцовый валик, моделируемый деформируемым цилиндрическим телом радиуса , катится без скольжения с постоянной линейной скоростью по вращающемуся пильному цилиндру. Радиус и линейную скорость цилиндра обозначим соответственно и . В стационарном состоянии процесса взаимодействия сырцового валика с цилиндром, все силы, действующие на сырцовый валик, уравновешиваются. Перечислим эти силы (рис.1):

1.Силы, извне приложенные к валику (включая силу тяжести), которые, будучи, приведенные к геометрическому центру валика, образуют пару моментом , горизонтальную силу и вертикальную силу .

2.Сила сцепления сырцового валика с цилиндром, удерживающая валик от скольжения и обусловленная в зоне контакта внедрением зубьев пильного цилиндра в сырцовом валике и отрывом волокон от семян.

3.Распределенная по поверхности нормальная сила контакта. Удельное давление , производимое этими силами, будем считать постоянным вдоль образующих цилиндрической поверхности сырцового валика.

Направим ось вдоль линии контакта, обозначим через и соответственно координаты начала и конца соприкосновения пильного цилиндра с сырцовым валиком. Условия равновесия сил, приложенных к пильному цилиндру (ведомое колесо), имеют вид

(1)

(2)

(3)

где сила веса сырцового валика, - ширина валика, - величина приближения центров пильчатого барабана и сырцового валика

Рис.1 Схема распределения сил в зоне контакта пильного цилиндра 1 с сырцовым валиком 2.

Для осуществления контакта сырцового валика с пильным цилиндром без проскальзывания необходимо требовать выполнения неравенства

где - коэффициент трения скольжения поверхности пильного цилиндра по поверхности сырцового валика. Иначе возникает проскальзывание, и эффективность отделения волокна от семян снижается. При вдавливании пильного цилиндра в сырцовый валик его самая отдаленная точка внедряется в деформируемый валик на глубину . Найдем величину углубления пильного цилиндра в некоторой другой точке валика. Запишем в системе координат уравнения окружностей с центрами в точках и

,

Величина углубления пильного цилиндра будет равна

(4)

С точностью до малых четвертого порядка (, ) имеем

или полагая , получаем

(5)

Вводим подвижную систему координат . Эта система координат перемещается с линейной скоростью вправо, абсцисса точки с течением времени уменьшается и поэтому . В начале соприкосновения пильного цилиндра с валиком () величина углубления равна нулю, и, следовательно, согласно (5) имеем

(6)

Откуда можно выразить через (),

Для определения удельного давления используем «пружинную» модель [3] согласно которой давление в зоне контакта пропорционально величине углубления, т.е

Равнодействующая сила давления на сырцовый валик и момент трения согласно (2) и (3) определяются формулами

Подставляя выражения для и в формулах (2) и (3), получаем

(7)

(8)

Уравнения (7) и (8) при заданных величинах сил ,и угла образуют систему нелинейных уравнений для определения перемещения и координаты . Исключив из этой системы, установлено трансцендентное уравнение для определения перемещения .

Кроме того составлено выражение кинетической энергии сырцового валика при контакте с пильным цилиндром, где учитывается сила давления и сила трения. По принципу Лагранжа составлена динамическая система уравнения, описывающая характер взаимодействия сырцового валика с пильным цилиндром. В результате решения системы уравнений получены зависимости силы контакта между сырцовым валиком и пильным цилиндром.


Библиографическая ссылка

Саримсаков А., Каримов А., Марданов Б. ДЖИНИРОВАНИЕ КАК АСПЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 11-6. – С. 948-951;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=9534 (дата обращения: 19.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074