Введение к работе
Актуальность теші. В экояожгсв П53звяск?.гсл Республіки Узбо-
бвКПСТЗЯ ОДНОЙ 1'53 ГЛЭЕПИ2 ОТрОСЛОй ЯЗЛЯ8ТСЯ гЛОІЕЇСВОіЕСТЕО, 7СП5П-
ноа функционирование которой злеис.гг от хггсоствогнпз псксзатодсЗ хлопке—волокна. 3 пастоя-дев время Прозэдеатс'-t рєсіг/б.ПЕСі Й.ЛДСа-римовш поставлена одна кз стрзтоютэских задач "...коронноо гз-менекие структури эконочяжд, пэрззод от енрювой эрттектгщя но випуск готовой лродуздїі, дсеэдоего ее тегчйства и конкурентоспособности до уровня требования готового prs:»".
З рззлишше года уровень мхжшпого сбою глегкэ-сгоцз в с>5-щем обі-еме собранного уропая находился а продядгз О...Ші* п основная масса его убиралась кэртжзльяо-етпйвльшг,;:: пяогкоубсгої-ішш мапкпгми ПО "Тйисэльмзп". Несмотря па лупео со:тргязт:з биологаг-нэского качества божжпз, "жрабстпзпогэ із enpm v.*~r:'iEoro сбора, згротохніпесіслз показатэлл и пгсіП2од7гк>ль"ость отс*:гст— вовюк мазки уступает яналотапш:.?, пшускес-та вгдута"Л йж«.кг.і "Jon Doers", "Cass" США 113-342 птаепс рзбочш: сксростзіі, нестабильности и нояадетостк тотЕО«'!оппеского ' гредесеа 2 j6ovoTaivx аппаратах (УД). Вкедрэгглэ з гооїіоїуолстгю состсезп лтз'долаП vo'o-рочшя аппаратов сняло напрягенность в сбстгбяльпсстл, 2:скпзя производительность жл пкоуборочноіі маапсі на ЗЛЯ» а э Болгарія! до 34. Вместе с тем возникла проблема сохранения природного качества волокна и разработки универсального рабочего органа для сбора средне- (СВХ) к тонковолокнистого (ТВХ) сортов хлогкз,
Оснащение хлопкоуборочная мспз (ХИЛ) уборочными иппараїжії. многократной обработки кустов тлетстняка (гаЖ.) и узгшерсалыиая составными апиздвляим (СШ) позволяет клеть резэрет з достжепед отечествзнньаяі маяиягка {.ярового уровня по полнота сбора хлопха-енрца при лучшем качества волокна. Поэтому разработка азучшк: основ, создашь УА с ушгиерсальша.а Ешадвлжкї, позволяюд'дз та внеокой производительности хяовкоуборочнга " мгппи лучшее сохранениэ бхологического качества хдоіка-скрцз, волокла и семян, являятей актуальной пробдеаол.'
Настоящая работа выполнена в соответствии с плзяаащ НИР ИМ я СС АН РУз по темам: "Исслздовзниэ рабочего процесса и набор технологических п динамзпеекгп параметров хлопкоуборочная аппаратов с ЕвпрершгиЕЯ! и рзвзрсиешгжі враще-ншая пшшдвяей и новы-
ми рабочими узлами и механизмами" (ГЭ76-ГЭ80 гг.) й ГР 76070563; "Разработать и видать рекомендации по созданию улучшенных рабочих органов хлопкоуборочных аппаратов, а также устройств, уменьшающих потери и засоренности хлопка" (1981-85 гг.) J& ГР 81094492; "Разработать и выдать рекомендации по созданию более совершенных узлов и механизмов хлопкоуборочных аппаратов и подборщиков хлопка" (1986-1990 гг.) * ГР 018600083420;."Разработка обобщенной- имитационной модели системы "чгрофон - хлопкоуборочная машина-волокно" и оптимизация ее фигико-мехагшческих параметров с целью повышения технического уровня и качества продукции" <Г39І-9Є~г'г-) й ГР 01.92.0000131 по программе фундаментальных исследований - 4Ф "Механика" и "Разработать и внедрить технологию уборки -урожая хлопчатника, обеспечивающую сбор средне- и тонковолокнистого хлопка-сырца без снижения его биологических качеств" й ГР-01 ^9^0002862х по приоритетному ГШІ - 1.2 "Хлопок" ГКНТ РУз.
Цель работы. Повышение эффективности технологического процесса вертикально-шпиндельного уборочного аппарата хлопкоуборочной машины обеспечением биологических качеств собранного хлопка, волокна и разработкой научных основ расчета параметров и технических решений конструирования рабочих органов.
В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи:
разработать модель функционирования технологического процесса уборочного аппарата, обеспечивающую биологические качества хлопка, волокна созданием механико-математической модели захвата хлопка с учетом упругих колебаний зубьев шпинделя и поиском технических решений рациональннх-паракетров составного шпинделя при сборе средне- и тонковолокнистого сортов хлопка;
разработать методику анализа условий нагружения и повреждения структуры дольки и волокон хлопка под воздействием зубьев шпинделя и щеток съемника, выдача рациональных параметров рабочих органов;
физическое моделирование этапов технологического процесса на стендових установках с реализацией разработанных технических реаетй,оптимизацией параметров уборочного аппарата с составными шпинделями,наклонным съемником и экспериментальные исследования качества райоты хлопкоуборочной машины в лабораторно-голевых ус-ловлях и выдача рекомендаций да уборочному аппарату для. сбора
средне- и тонковолокнистого хлопка.
Объект исследования - уборочный аппарат хлопкоуборочной ма-шшы и технологический процесс в нем, рабочие органы, хлопковая 3долька, летучка, волокно.
Методы исследования. В теоретическом разделе использованы метода теории технологических процессов сельхозмашин, аналитической механики, теории механизмов и машин и специальные раздели . высшей математики с использованием ПЭВМ. Экспериментальные исследования основаны на методах агрооценки уборочных машин, применении высокочастотной киносъемки элементов технологического процесса, тензометрирования, планировании многофактораш экспериментов. Адекватность модели проверялась сопоставительными анализами и методами математической статистики. Эксперименты в лабораторных, лабораторно-шлевых и хозяйственных условиях проводили на .основе ОСТ 70.8ЛІ-83, ГОСТ 22587-85, УзРСТ 604-гЭЗ,--УзРСТ. SI5-94, ГОСТ 19202-71, ГОСТ II.004-74 и др., а также методов, разработанных в УзЫЭЙ, УзШС, НПО"Хлопкопром", ИМиСС АН РУЗ.
Научную новизну представляют:
модель функционирования технологического процесса уборочного аппарата, характеризующаяся входными, выходными и возмущающими параметрами, прямыми и обратными связами между ними, для обеспечения сохранности биологических качеств хлопка, волокон и семян;
механико-математические модели движения и активности шпинделей с учетом пространственных колебаний зубьев на упругих винтовых вяхватнванЕпг олсмзнтах и выявленные на их основе закономерности изменения абсолютных, активных скоростей и перемещений зу-бьев.частоты расположения их на сечении шпинделя,вероятности захвата хлопка шпинделем и связь этих параметров с полнотой сбора;
модели долек хлопка в виде "кинематически разрушаемых" упруго-связанных систем из совокупности групп летучек и методика анализа условий нагружения,' повреждения структуры и вероятного разрушения волокон зубьями шпинделя и щетками съемников в технологическом процессе, обоснование на этой основе рациональных параметров рабочих органов;
результаты физического моделирования этапов технологического процесса и экспериментальных исследований с определением влияния геометрии составного шпинделя, работы" наклонного съемника на агротехнические показатели, нестабильности полноты сбора уборочно-
4 то аппарата с оценкой качества хлопкового волокна.
Практическая ценность работы заклнчается в том,что на основе коделд функционирования технологического процесса аппарата с примененном метода многокритериальной оптимизации к анализом результатов исследований обоснованы параметра уборочного аппарата для сбора сродно- к тонковолокнистого сортов хлопчатника с со-тавнами шпинделями (уменьшены количество зубьев в 1,33 раза, а общий периметр зубьев на одно.-»! шпинделе - в 1,23 раза, биссектрисы углов заострения зубьев на обоих кромках лепты параллельны ее продольной оси), обеспечиваке полноту сбора ка уровне требований ГОСТ 22587-85 и снижение суши пороков и сора волокна от 1,1 до 1,49 раза, увеличение штапельной длины волокна от 1,2 до 1,6 wm, выхода волокна на ОуЗ- 0,55, уборочного аппарата с составным! ппиндзлями и наклонными съемниками, обеспечивающего снижение количества пуха и повреждение семян в два разз. Разработаны алгорігш и программа выбора рациональных параметров зубьев составного кпинделя уборочного аппарате.
Новизна технических решений и патентная чистота разработок защищена 12-и авторскими свидетельствами и двумя патентами Республики Узбекистан и Российской Федерации.
Б райках поставленной проблемы сформулированы следущие освоение положения диссертации, выдвигаемые на защиту:
составление модели функционирования технологического процесса хлопкоуборочного аппарата с обеспечением агротехнических показателей и биологических качеств хлопка, волокна и семян на уровне установленнях требований;
разработка научных основ расчета к обоснования параметров уборочного аппарата с составными шзщделлми и наклонными сьемни-sssta, на базе предложенных моделей захвата, повреждения долек хлопка;
разработка ыетодакн численного расчета повреждения летучек дольки при взаимодействии с зубьями шпинделя и щетками съемника, результати которых легла в основу обобщения и дальнейшего развитая создания технических решений по сохранению биологических качеств хлопка, волокна;
обобщение мехакико-матбазатической модели захвата хлопка с учетом упругих пространственных перемещений зубьев шпинделя и выявление закономерностей изменения кинематических параметров
убьев, з такпе рзсчетнэ-зкспернмекта-тьное сопоставлошіз взаіс-м-вчзи "вероятность ззхвзтз-полг.ота оЗора хлопка";
математическое моделирование упругих колебания составного тмндоля и китового захватшзг.:'его элемента с оггоегеленпем агруггеаности мбочего овгана п зависимости от урозайяостл :лопчаті-:пкз;
разработка конструкції:! и обоснование параметров наклонного ьемника уборочного ршарзта с - составными епкндєлркії, бесшчивакщке стабильное функционирование технологического роцессз в зоне сьема;
разработка новых технических решении по усовершенствован») инструкции составного нлидделя уборочного аппарата для сбора реднз- к тонковолокнистых сортов хлопка ц видача их конкретных ехнологаческих и конструктивных параметров.
Реализация результатов. Разработки в виде облегченного сос-авного шпинделя с рациональным профилем зубьез по а.с.10075Э1 протокол & 26-аз-зг, акт JS 26-5-G4), универсального составного тивделя по патенту РУз й глог (акт 4-94) и хлопкоуборочной ыа-[инн с наклонными съемниками по а.с.1245277 (акт й 2б-а?-88) ірошли государственна,; испытания в УзМИСв и получены полозитсль-ив рекомендации. Параметры составного шпинделя по а.с. 649361 шедрены на серийное производство ПО "Тзшсельмаа", коллективное гредприятие "Мактаарал" (Казахстан), а по а.с. І00759І внедрены і НПО "Технолог" (I9S3 г.), параметры и технические задания на ізготовление универсального составного шпинделя переданы в МСХ 'Уз (1991-92 гг.), в ГСКБ по машинам для хлопководства (1993 г.), Ю "Ташселъкзш" (19Э5 г.). Межведомственная комиссия по новой «льхозтехнкке протоколом от 16.II.94 г. рекомендовала универ-;алышй составной ппинделъ внедрить на серийное производство.
Апробация работы. Основные положения работы защищены и одоб-юші на: заседаниях ученых советов ИМиСС АН РУз (1980-1995 г.) гзМЭИ (1993-1995 гг.); НТС ГСКБ по машинам для хлопководства 1993 и 1994 гг.); доложены на Всесоюзных (1984, 1986, 1987,1990, :991 гг.), республиканских (1979-80, 1982, 1990-94 гг.); междуна-:одной (1994 г.) научно-технической конференциях, съездах, симпо-(иумах; семинарах кафедр "Сельхозмашин" ТанГТУ (IS95 г.);ТИИИМСХ
(1995 Г.).
Публикации. По результатам исследований опубликованы одна монография, 66 научных работ, из них 16 в журналах "Доклады АН РУз","Известия АН РУз, СТН", "Узбекский журнал проблемы механики".
Структура и объем работы. Она состоит из введения, семи глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, приложений. Содержание работы изложено на 230 стр.машинописного текста с общим объемом на 347 стр., включает 49 табл., 66 рис. и 272 названия источников.
