Содержание к диссертации
Введение
Глава I. МЕХАНИЗАЦИЯ ПРИЕМО-СКЛАДСКИХ РАБОТ С ХЛОПКОМ-СЫРЦОМ НА ХЛОПКОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПУНКТАХ 8
1.1. Общее положение 8
1.2. title1 Механизация приемо-скпадских работ с хлопком-сырцом на заготпунктах 16 1.3. Обзор исследований по созданию средств механизации для складирования хлопка на открытых бунтовых площадках 19 1.4. Результаты испытаний макета бунтоук-падчика в комплексе с линией централизованной приемки хлопка-сырца 43 1.5. Машины, механизмы и устройства для завершения верхней части бунта 47 1.6. Транспортировка и хранение хлопка-сырца в США 49 Выводы по главе 1 58 Глава 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ БУНТА 60 2.1. Расчетно-теоретические исследования... 62 2.1.1. Расчет производительности наклонного винтового конвейера title2 62
2.1.2. Устройство для формирования верхней части бунта с грабепьно-цепным рабочим органом 67
2.1.3. Расчетно-теоретические исследования устройства с наклонными щитами. 76
2.1.4. Определение усилий, потребных для укрытия бунта брезентом 92
2.1.5. Исследование трения брезента о хлопок и асфальтную поверхность 97
Выводы по главе 2 104
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДНЕЙ СТЕНКИ И ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ БУНТА 106
3.1. Лабораторные исследования влияния неровностей верхней части бунта на изменение качественных характеристик хлопка 106
3.2. Исследования шнекового рабочего органа 117
3.3. Исследование устройства для образования верхней части бунта посредством шарнирно подвешенных щитов 120
3.4. Исследования грабельно-цепного рабочего органа 127
3.5. Исследования по образованию верхней части бунта посредством уплотняющей плиты 141
3.6. Определение усилий, действующих на заднюю стенку бунта. Выбор числа и шага расстановки тросов 146
Выводы по главе 3 155
Глава 4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА БУНТОУКЛАДЧИКА 158
4.1. Цепь и задачи испытаний 161
Выводы по главе 4 172
Глава 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 173
ВЫВОДЫ 189
ЛИТЕРАТУРА 191
ПРИЛОЖЕНИЕ 198
- 16 1.3. Обзор исследований по созданию средств механизации для складирования хлопка на открытых бунтовых площадках 19 1.4. Результаты испытаний макета бунтоук-падчика в комплексе с линией централизованной приемки хлопка-сырца 43 1.5. Машины, механизмы и устройства для завершения верхней части бунта 47 1.6. Транспортировка и хранение хлопка-сырца в США 49 Выводы по главе 1 58 Глава 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ БУНТА 60 2.1. Расчетно-теоретические исследования... 62 2.1.1.
- Лабораторные исследования влияния неровностей верхней части бунта на изменение качественных характеристик хлопка
- Цепь и задачи испытаний
- РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Введение к работе
В исторических решениях ХХУІ съезда КПСС определены основные экономические задачи по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы [i] .
Важнейшая задача пятилетки состоит в том, чтобы обеспечить значительный подъем благосостояния народа на основе высоких темпов развития социалистического производства, повышения его эффективности. Зту задачу нужно выполнить на базе широкого внедрения новой техники, повышения производительности труда в промышленности и в сепьском хозяйстве.
В решениях ХХУІ съезда Майского и Ноябрьского Пленумов ЦК КПСС (1982 г.) значительное место отводится увеличению производства важнейших видов сельскохозяйственного сырья и, в частности, хлопка-сырца.
Увеличение производства хлопка-сырца ставит перед хлопкоочистительной промышленностью задачу своевременной приемки, складирования и качественной переработки на базе научно-технического прогресса.
Стоят серьезные проблемы по развитию технической базы хлопкоочистительной промышленности, созданию средств механизации тяжелых и трудоемких работ на заготовительных пунктах и хлопкозаводах в условиях высоких темпов заготовок. Широкое внедрение средств механизации возделывания и уборки урожая хлопка-сырца в сепьском хозяйстве значительно повысило темпы заготовок. Если в 1965 году суточный подвоз на заготовительные пункты в пиковые дни сезона заготовок составил 2-Ъ%, то в последние годы по отдельным заготпунктам суточная заготовка хлопка увеличилась до 8-10$ к годовому плану. Исходя из этого, для обеспечения своевременной приемки хлопка-сырца потребное количество средств механизации на заготовительном пункте нужно рассчитывать на 10^-ное суточное поступление хлопка-сырца.
Интенсивный подвоз хлопка-сырца на заготовительные пункты е сезон заготовок вызывает напряженную работу применяемых средств механизации. Пропускная способность заготпунктов зачастую оказывается ниже темпов подвоза, что приводит к скоплению автотранспорта в ожидании разгрузки, что отрицательно сказывается на соблюдении правип комплектования и сохранения природных свойств хлопка.
Основной причиной сдерживания темпов приемки хлопка-сырца является низкая валовая производительность существующих передвижных средств механизации - питателей марки ПЛА, которая составляет 7-8 т/ч. Положение осложняется еще тем, что процесс разгрузки кузовов транспорта в питатели ПЛА требует применение ручного труда одного-двух рабочих. В сезон заготовок на заготовительные пункты для выполнения работ, связанных с разгрузкой кузовов транспорта дополнительно привлекается 7-Ю тысяч рабочих совхозов и колхозников. Кроме того, только для складирования хлопка в бунты, являющимся основным видом длительного хранения, из хлопкосеющих ХОЗЯЙСТВ в сезон заготовок необходимо привлекать 100-150 рабочих и колхозников.
Формирование бунтов исключительно сложный и трудоемкий процесс, состоящий из целого ряда операций. Многолетние исследования в области механизации формирования бунтов хлопка-сырца, проводившиеся в течение почти 25 лет рядом авторов и организаций не давали положительного результата. И только в 1977 г. ЦНИИХПром впервые получил устойчивый бунт хлопка-сырца с помощью созданного им бунтоукпадчика. Однако при этом не бып решен целый ряд вопросов связанных с механизированным завершением бунта. На основе договора о творческом содружестве ТИТЛП и ЦНИИХПрома автором бып проведен ряд тео-терических и экспериментальных исследований направленных на решение важнейшей проблемы, что в конечном счете позволило комплексно механизировать процесс формирования бунта. Актуальность темы исследований. Выполненная работа отвечает требованиям решений XX съезда Компартии Узбекистана и ХХУІ съезда КПСС. Она направлена на механизацию тяжелых и трудоемких работ в хлопкоочистительной промышленности и особенно ее заготовительной сети. Тема диссертации отвечает требованиям постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР за № 633 от 24.07.80 г., где указывается о необходимости создания машин для механизации процесса бунтования хлопка-сырца.Внедрение предложенных разработок позволит только по одному заготпункту объемом заготовок 10 тыс.т. высвободить от тяжелого и опасного труда около 100 рабочих и колхозников.
Научная новизна результатов в диссертации.
Новизна результатов исследований заключается в том, что автором впервые исследован процесс завершения верхней части бунта механизированным путем, предложена в качестве формообразующей задней стенки каркаса использовать эластичную ткань е комплексе с гибкими поперечными связями.
Исследованы физико-механические свойства хлопка как насыпного и транспортируемого материала, определена неравномерность усадки и боковые давления хлопка на боковые и заднюю стенки каркаса бунтоукпадчика.
Работа включает 5 глав.
В первой гпаве проведен обзор существующей системы приемки и складирования хпопка-сырца, а также перечень машин и механизмов, которые проверялись для механизации работ с хлопком. Определены недостатки в работе укладчика, созданного ЦИИИХПромом, сформулированы цепи и задачи исследований.
Во второй и третьей главах представлены результаты исследований некоторых физико-механических свойств хлопка-сырца, необходимых для разработки рабочих органов для формирования верхней части бунта, проводятся их расчетно-теоретиче-ские и экспериментальные исследования.
В четвертой главе рассмотрены результаты производственной проверки бунтоукладчика, показана возможность механизированной укладки хлопка в бунты без затрат ручного труда с производительностью 25-26 т/ч.
В пятой гпаве дано технико-экономическое обоснование.
Работа завершилась внедрением разработанного бунтоукладчика, выдачей технологического задания в ТГСКБ по хлопкоочистке на его разработку.
Механизация приемо-скпадских работ с хлопком-сырцом на заготпунктах
Работа при системе складирования и хранения хлопка-сырца в бунтах состоит из ряда операций, в которых участвуют как люди, так и различные механизмы. Схема работ, выполняемых на заготовительном пункте, представлена на рис. 1.5.
Хлопок-сырец с полей поступает на заготовительный пункт в специализированных тележках марки 2ПТС-4-793 и 2ПТС-4-793А, емкость которых достигает 12,7-16,5 м3, причем обычно в уплотненном виде, т.к. при свободной отсыпке недостаточно полно используется грузоподъемность транспортных средств. Из тележек хлопок-сырец перегружается в приемо подающее устройство типа ПЛА, затем в наклонный транспортер ТЛХ-І8, откуда хлопок-сырец подается в склад или на бунтовую площадку, В настоящее время вместо приемного устройства ПЛА применяется устройство ХПП, а вместо ТЛХ-І8 - транспортер КЛП-650.
Применение нового комплекса (ХПП + КЛП-650) позволило несколько снизить трудоемкость на выгрузке хлопка из кузовов и увеличить производительность. Однако общая потребность в комплексах, в расчете на заготпункт остается без изменения. Главное же заключается в том, что применение этого комплекса не позволило дополнительно механизировать ни одну из операций в сравнении с комплексом ПЛА + ТЛХ-І8.
Одной из главных немеханизированных работ на заготпунктах является формирование бунтов хлопка-сырца.
Формирование бунтов - исключительно сложный и трудоемкий процесс. Он состоит из целого ряда операций: распределения и уплотнения хлопка, очесывания и обрезки боковых поверхностей, рытья туннелей, укрытия и раскрытия бунта брезентом. Формирование бунта вручную производится в несколько этапов с ежесуточной укладкой в 50-60 т. хлопка-сырца, занимая период в 8-Ю, иногда в 12-15 дней. Во время формирования бунта проводится операция по укрытию и раскрытию,очесыванию, правке краев и стенок бунта.
В дальнейшем производится рытье туннелей в тепе бунта, через которые осуществляется принудительная вентиляция уложенной массы хлопка-сырца.
Учитывая важность создания устройства для формирования бунтов рядом авторов, научно-исследовательскими и проект-но-конструкторскими организациями принимались многочисленные попытки скорейшего решения этой проблемы. По ряду предпожений были изготовлены экспериментальные образцы, ряд других были проверены на стендовых установках и макетах. Рассмотрим кратко результаты проведенных в этой области исследований.
Расчет производительности наклонного винтового конвейера
Определим нагрузки на колки грабельно-цепного механизма, а также определим его длину и площадь поперечного сечения.
На основе проведенных исследований и выбранных параметров разработана принципиальная схема механизма, состоящего из жесткого каркаса 2 (рис.2.4), на котором смонтированы приводной вал с парой звездочек I, ведомый вал с парой звездочек 3, пара натяжных устройств 4 винтового типа с парой звездочек. На звездочки натянута бесконечная цепь 5,на поперечных планках которой смонтированы колки. В поперечном сечении транспортера образуются четыре ряда колков,высота которых, начиная с третьего ряда последовательно уменьшается в направлении от задней стенки каркаса к передней. Такой перепад высоты колков дает возможность врезания массы хлопка, исключая тем самым перегрузку в работе механизма, и обеспечивая возможность формирования приемлемого ската за счет забрасывания хлопка-сырца на расстояния, дальность которых пропорциональна окружной скорости концов колков. Для исключения вывала хлопка-сырца между колками, последние расположены в шахматном порядке.
Технология механизированного формирования верхней части бунта состоит в процессе волочения хлопка-сырца колками транспортера от края призмы к ее середине и последующего уплотнения и разравнивания ската вращающимся колковым барабаном при отъезде бунтоукладчика от призмы.
Вращение колкового барабана получается за счет действия сил сопротивления со стороны набегающих слоев хлопка-сырца, величина которых определяется сцепляемостью хлопка и трением между копками и хлопком.
Лабораторные исследования влияния неровностей верхней части бунта на изменение качественных характеристик хлопка
Действующими инструкциями формирования бунтов хлопка-сырца отводится важное значение операции его завершения, формированию бунта - правильному образованию его верхней части и своевременному укрытию брезентом.
Связано это, в первую очередь, с обеспечением сохранности хлопка-сырца, созданием условий, исключающих проникновение влаги в его массу.
Несмотря на важность вопроса каких бы то ни было исследований в этой области не проводилось. Поэтому здесь нет научно-обоснованных рекомендаций регламентирующих оптимальные сроки очистки брезента от влаги и снега, размеры допустимых неровностей, углы ската боковых поверхностей и влияние этих факторов на обеспечение сохранности хпопка-сырца.
Очевидно, что такие данные, в первую очередь, необходимы при разработке и создании устройства способного механизировать сложный процесс формирования верхней части бунта. Учитывая это, нами проведен ряд экспериментальных исследований в этой области.
Ниже приводится методика и результаты этих исследований.
В соответствии с задачами исследований данная методика ставила целью определить:
- влияние наличия влаги на брезенте на изменение цвета хлопка-сырца и его влажности;
- зону изменения с течением времени;
- глубину проникновения влаги;
- влияние влажности на процесс локального самосогревания хпопка-сырца.
Исспедования проводили в лабораторных условиях в течение двадцати дней. Объектом исспедования служил хлопок-сырец машинного сбора 1/3 сорта селекции Таш-I с исходной влажностью 13,3$ и засоренностью 6,Ц%. Поскольку опыты были связаны с возможным ухудшением природных свойств хпопка-сырца, то проводились они с бунтами небольшой массы равной 3-5 т. Вначале исследовали характер взаимодействия поверхности бунта с влагой при выпадении атмосферных осадков. Для этого бунты не укрывались брезентом. Один из бунтов имел ровную, хорошо утрамбованную поверхность (объемная плотность верхнего слоя составила І20-7І30 кг/м3), а поверхность второго бунта имела меньшую объемную плотность и неровности различной площади 2 от 500 до 1500 см . Глубина неровностей изменялась от 100 до 250 мм. Для определения глубины проникновения влаги бунты условно разделялись по горизонтальным слоям. Толщина каждого слоя составляла 400 мм. После выпадения осадков бунты были накрыты брезентом, во избежании повторного увлажнения, а затем, ежедневно, в течение пяти дней, с различных точек по высоте и глубине отбирали образцы хлопка-сырца массой до 2 кг. и проводили лабораторные анализы по влажности. Ежесуточно в пятикратной повторности фиксировали температуру в массе хлопка-сырца. Число повторностей выбрали исходя из значения показателя точности эксперимента, который определялся методами математической статистики. Поскольку существующие способы контроля температуры с помощью термощупов ТШ-І отличаются рядом недостатков, то для сравнения результатов использовали прибор ICT-I.
Цепь и задачи испытаний
Испытания бунтоукладчика проводились в два этапа:
- первый этап проводила комиссия из представителей ЦНИИХПрома и ТГСКБ по хлопкоочистке;
- второй этап проводила межведомственная комиссия. Цель испытаний по первому этапу - решение вопроса о возможности представления бунтоукладчика на второй этап испытаний.
Задача по первому этапу испытаний:
- определение эксплуатационных показателей надежности и эргономических показателей;
- проверка соответствия устройства конструкторской документации; Проверка удобства обслуживания и проведения ремонта;
- определение влияния механизмов устройства на качество материала (дробленность, образование свободного волокна);
- проверка соответствия машины требованиям безопасности и производственной санитарии, согласно ГОСТ 12.2.005-75 и "Техническим требованиям безопасности на технологическое оборудование хлопкоочистительных заводов";
- определение объема необходимой корректировки конструкторской документации;
- энергетические испытания;
- определение шумовых и вибрационных характеристик. Цели и задачи испытаний по второму этапу:
- испытания устройства для механизированной укладки, формирования и уплотнения хлопка-сырца (бунтоукладчика) производятся с целью определения эффективности работы устройства и целесообразности разработки и освоения устройства и внедрения его в хлопкоочистительную промышленность.
Расчет экономической эффективности
Бунтоукладчик в комплексе с системой централизованной приемки хлопка представляет комплексную механизированную линию, позволяющую без затрат ручного труда и без заезда транспорта в зону расположения бунтовых площадок осуществлять приемку хпопка-сырца из кузовов транспорта и складирование его в бунты.
Испытанием установлено, что бунтоукладчик в комплексе с централизованной приемкой хпопка-сырца позволяет попностью механизировать операции по отсыпке, распределению, уплотнению хлопка, образованию туннелей, укрытию брезентом и формированию устойчивых стенок бунта, не требуемых очесывания.
Применяемые до последнего времени средства механизации -приемо-подающие устройства ПЛА и ленточные транспортеры марки ТЛХ-І8, малопроизводительны. Валовая производительность их составляет при разгрузке из прицепов порядка 7-8 тонн час [58] хпопка-сырца. Вследствие этого, в последние годы для замены их созданы приемо-подающая установка марки ХПП и ленточный транспортер марки КЛП-650 с паспортной производительностью комплекса до 30 тонн час хлопка-сырца.
Проведенные продолжительные наблюдения за работой комп-пекса(ХПП + КЛП-650) на Карасуйском и Янги-Юпьском хлопкозаводах показали, что производительность этого комплекса при разгрузке из автомобильных прицепов, находится в пределах 18-22 тонн час. Поэтому в дальнейших расчетах производительность комплекса (ХПП + КЛП-650) принимается 20 тонн час.
Эти механизмы начали внедряться в I960 г. Поэтому заготпункты с объемом заготовок в 10,0 тыс.тонн хпопка-сырца, оборудованные средствами механизации марки ХПП и КЛП-650, принимаются как базовый вариант. При этом предусматривается пиковое поступление хпопка-сырца до 10$ в день от годового объема заготовок, в пределах 100 тонн час в течение 10 час. рабочего времени.
Для проведения расчетов количество комплектов ХПП и КЛП-650 на один заготпункт принято согласно инструкции по уборке и заготовке хпопка-сырца № 9-9-82; приемо-подающих устройств - 16, ленточных транспортеров - 16.
