tech-2022_01(94)

№ 1 (94) январь, 2022 г. Таблица 4. Проверочный расчет степени понижения температуры № ε Тa, К n1 ΛTinput Тb,К Т������ n2 ΛToutput пр. Т������ 1 8 [1,с.168] 334 [1, с.168] 1,37 [1, с.168] 3,7840 1690 [1, с.170] 5,06 1,23 [1, с.170] 5,06 1469 2 8 [7, с.170] 334 [7, с.171] 1,34 [7, с.115] 3,8829 в оригинале 4,4 1,28 [7, с.151] 4,4 1440 [7, с.171] В колонке Tb табл.4 оригинальное значение 1440 K Отводимая теплота: источника заменено на: ������2 = ������������ ⋅ (������4 − ������1)[6, c.238] ������������ = ������������ = 2630 = 1469������ ������ (������2−1) 8(1,28−1) Среднеинтегральная температура при изохорном отводе теплоты : В идеальном цикле Отто, где ������1 = ������2 = ������, сте- ������������������������������������������������������ = ������1−������4 = −(���������������4���������−������14������1)[6, c.119] пени повышения и понижения давления и темпера- ������������������������14 туры равны: ������ = ������3 = ������4 = ������3 = ������4[6, с.239] Энтропия: ������2 ������1 ������2 ������1 И справедливо равенство: ������2 = ������������ ⋅ (������4 − ������1) = −������������ ⋅ ������������ ������1 = −������������ 1 ������������������������������������������������������ ������4 ⋅ ������������ ������ ������ = ������������������������������ = ������Т������������������������������ = ������������������������������������������������ = ���������Т��������������������������������� = ������(������5������−������) −(������4−������1) = ������(������5Т−������) = ������(������5р−������) = ������(������5Т−������) ������������������������41 = −������������ ⋅ ������������������−1 Откуда следует, что соблюдается условие: Так как: ������5������ = 1 ������������������������(������������) = ������ ⋅ ������������������������������ ������5Т То: Из табл.1 и табл.2 очевидно, что в примере №1: ������2 = −������������ ⋅ ������������������−1 = ������������ ⋅ ������������������ ������������������������������������������������������ ������5������ 2,046 ������5Т = 2,099 = 1,01796109259167 ≈ 1 Откуда: И в примере №2: ������1 = ������2 ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ ������5������ 2,023 ������5Т = 1,9923 = 1,01540932590473 ≈ 1 что означает неизменность энтропии при подводе и отводе теплоты в обратимом идеальном цикле Отто. что означает незначительное отличие совершаемого в реальных двигателях действительного цикла Отто В действительном цикле Отто теплота, также, от идеального. Вычислим «приведенную теплоту» как и в идеальном, подводится при постоянном [1, c. 125], или энтропию, при подводе и отводе теп- объеме, но отвод теплоты осуществляется с продук- лоты через среднеинтегральные температуры [6, c.119] тами сгорания удалением их из цилиндра в процессе для идеального цикла Отто [6, c.238]. Подводимая изобарного выпуска ходом поршня. Подводимая теплота: теплота: ������1 = ������������ ⋅ (������3 − ������2)[6, c.238] ������1 = ������������ ⋅ (������������ − ������������)[6, c.238] Среднеинтегральная температура при изохор- Среднеинтегральная температура при изохор- ном подводе теплоты: ном подводе теплоты: ������������������������������������������������ = ���������3���������−���������������23���2[6, c.119] ������������������������������������������������ = ������������������������−������������������������������������[6, c.119] Энтропия: Энтропия: ������1 ������������ ⋅ (������3 − ������2) ������3 ������1 = ������������ ⋅ (������������ − ������������) = ������������ ⋅ ������������ ������������ ������������������������������������������������ ������2 ������������������������������������������������ ������������ = ������3−������2 = ������������ ⋅ ������������ = ������������ ⋅ ������������������ ������������−������������ ������������������������23 ������������������������������������ 100

№ 1 (94) январь, 2022 г. А так как: Для номинальных режимов реальных двигателей степень повышения температуры можно оценить ������Т������������������������������ = Т������ как степень повышения давления: Т������ То: ������1 ���������Т��������������������������� = 3 − 4[7, c. 143] ������������������������������������������������ = ������������ ⋅ ���������������������Т��������������������������� Отводимая теплота: Для тех же режимов отношение температуры в конце расширения к температуре остаточных газов можно оценить как: ������2 = ������������ ⋅ (������������ − ������������)[6, c.238] ������������ < 1,5[7, c.104, с. 171] где Tr-температура остаточных газов в конце про- ������������ цесса выпуска. Отношение массовой изобарной теплоемкости Среднеинтегральная температура при изохорном многоатомных газов (на примере аммиака) к массовой отводе теплоты : изохорной теплоемкости двухатомных газов (воздух), пусть и очень завышенно, оцениваем как: ������������������������������������������������������ = ������������−������������ = −(������������������������������−������������������������������)[6, c.119] Ср ≈ 3[6, c.73] ������������������������������������ С������ Энтропия: В итоге получаем: ������2 ������р ⋅ (������������ − ������������) ������������ ������1 = (3 − 4)(������������)и ������������������������������������������������������ ������������ ������������������������������������������������ = −(������������−������������) = −������р ⋅ ������������ ������������������������������������ ������2 ≈ (1,5)(3⋅������������) ≈ (1,53)(������������) ≈ 3,375(������������) ������������������������������������������������������ переписав логарифм в виде: Для справедливости второго закона термоди- ������������ ������������ = ������������ ((������������������������ −1 ) намики, утверждающего неизбежное возрастание ������������ энтропии в необратимых процессах [1, с. 131], коим ) и является действительный цикл Отто, должно соблю- даться неравенство: и так как: ������������������������(������������) = ������ ⋅ ������������������������������ ������1 < ������2 получаем: ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ ������2 = −������р ⋅ ������������ ������������ = −������р ⋅ ������������ ((������������������������ −1 означающее, что энтропия при изобарном отводе ������������������������������������������������������ ������������ теплоты должна превышать энтропию при её изохор- )) ном подводе, а из последнего сравнения, где отно- шение массовой изобарной теплоемкости много- = ������р ⋅ ������������ ������������ атомных газов (на примере аммиака) к массовой ������������ изохорной теплоемкости двухатомных газов (воздух) сильно завышена, следует, что они могут быть прак- Опять же, так как: тически равны: ������ ⋅ ������������������������(������) = ������������������������(������������) ������1 ≈ ������2 ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ Энтропия при изохорном подводе и изобарном отводе теплоты: ������1 = ������������(������Т������������������������������ )(������������) и ������2 = ������������ ((������������)(������р)) в чем и отражается близость действительного ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ цикла Отто к идеальному. Более того, при умень- ������������ шении величины отношения массовой изобарной теплоемкости многоатомных газов (продукты сго- Для сравнения энтропии при подводе и отводе рания) к массовой изохорной теплоемкости двух- теплоты, учитывая, что теплоемкость при подводе атомных газов (воздух), точно также как отношения теплоты для двухатомного газа (воздух, n1≤1,4) изо- температуры в конце расширения к температуре хорна, а теплоёмкость при отводе теплоты для мно- остаточных газов, при неизменной степени повы- гоатомного газа (продукты сгорания, n2≤1,333…) изо- шения температуры энтропия при изохорном подводе барна, достаточно оценочно сравнить значения вы- теплоты, наперекор второму закону термодинамики, ражений: превышает энтропию при изобарном отводе теплоты: (������Т������������������������������ )(������������ ) и (������������)(������р) ������1 > ������2 ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ ������������ 101

№ 1 (94) январь, 2022 г. Из всего выше следует, что действительный Отдаваемая же реальными двигателями окружаю- цикл Отто не всегда ограничен вторым законом щей среде теплота не является «непревращенной термодинамики и вся подводимая к рабочему телу теплотой с большей энтропией» [1, c. 142], а является теплота может преобразовываться в механическую теплотой, эквивалентной отрицательной работе работу поршня в двигателе Отто, основой конструк- силы на коленчатом валу, затрачиваемой им на замед- ции которого является центральный кривошипно- ление поршня [3, c. 13], тем более, что отвод и этой шатунный механизм [3, c.10], в котором теплота теплоты возможно исключить в высокоэффективной отводится вместе с удаляемыми из цилиндра про- энергетической машине [5, c. 142]. дуктами сгорания в процессе изобарного выпуска. Судить о смысле настоящей статьи смогут спе- Из того, что на некоторых скоростях поршня мо- циалисты с более высокой, чем у Автора, квалифика- жет иметь место неявная подкачка коленчатого вала цией. Автору же интересно было бы сравнить раскры- силой тяжести [4, c. 48], следует, что хотя двигатели тые закономерности действительного цикла Отто и Отто и выбрасывают в окружающую среду угле- изменение энтропии применительно к энергетическим кислый газ и другие продукты сгорания, но они машинам других типов, кроме тепловых электро- частично преобразуют в механическую работу отдан- станций, описанных в источнике выше [1, c. 142]. ную в окружающую среду непревращенную (прим. Автора: в работу) теплоту: «Примером четвертого Однако, если как одобренные планетарным случая может служить тепловая электростанция, научным сообществом, так и активно продавливае- вырабатывающая электроэнергию (S=0) и отдающая мые мировой политической элитой обоснованные непревращенную теплоту с большей энтропией в вторым законом термодинамики «зеленые» способы окружающую среду» [1, c. 142]. выработки электроэнергии приводят к возрастанию энтропии окружающей среды, то полный переход на Под теплотой, которой накачана земная атмо- «зеленую» энергетику с целью остановить измене- сфера, мысль о чем приведена в опубликованной ранее ния климата приведет к ровно обратному эффекту статье [4, c. 49] подразумевается именно цитируемая при условии, что изменения климата действительно из источника выше «непревращенная теплота с боль- обусловлены возрастанием энтропии окружающей шей энтропией», выбрасываемая установленными среды, учет чего в научных климатических моделях, на тепловых электростанциях лопаточными теп- скорее всего, отсутствует, поскольку основным угро- ловыми машинами независимо от вида использую- жающим климату фактором считается углекислый щегося топлива. газ. И, вполне вероятно, именно возрастание энтропии окружающей среды и является основной причиной изменений климата. Список литературы: 1. Бродянский В.М. Вечный двигатель- прежде и теперь. От утопии-к науке, от науки- к утопии. -М.: Энерго- атомиздат, 1989. -256 с.: ил. 2. Двигатели внутреннего сгорания: учеб. для машиностроительных и политехнических вузов в 2 томах. Том 1: Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах / А.С. Орлин, Д.Н. Вырубов, Г.Г. Калиш [и др]; под ред. А.С. Орлина.-Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машгиз, 1957. – 396 с. 3. Кодиров Н. Механическая теория двигателя Отто: вывод основных уравнений в первом приближении // Научный форум: Технические и физико-математические науки:сб. ст. по материалам XLVIII междунар. науч.-практ. конф. –No 8 (48). – М.: Изд. «МЦНО», 2021. – С.9-26. 4. Кодиров Н. Механическая теория двигателя Отто: вывод основных уравнений во втором приближении // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021.10(91).С. 40-49. 5. Кодиров Н. Об ограниченности действия законов термодинамики и «Механическая теория двигателя Отто» // Universum: технические науки: научный журнал- No 8(89). Часть 1. М., Изд. «МЦНО», 2021. С.67-71. 6. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебн.пособие для неэнергетических специаль- ностей вузов. М., «Высшая школа», 1975, с.496 7. Xовах М.С. и Маслов Г.С. Автомобильные двигатели. Изд. 2-е, пер. и доп. М., «Машиностроение», 1971, стр. 456. 102

№ 1 (94) январь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.94.1.12873 МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В ЗАПАСНЫХ ЧАСТЯХ Тўхтаров Нодир Нормуродович магистр Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент Жураева Гулчехра Шодиевна доцент Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] METHODS USED TO DETERMINE SPARE PARTS NEEDS Nodir Tukhtarov Master Tashkent State TechnicalIslam Karimov University, Uzbekistan, Tashkent Gulchehra Juraeva Associate Professor of Tashkent State Technical University of Islam Karimov, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются процессы формирования запасов запасных частей предприятиями автосервиса, которые входят в состав дилерских сетей, обслуживающих автомобили импортного производства. ABSTRACT The article describes the processes of forming spare parts stocks by car service companies that are part of dealer networks serving imported cars. Ключевые слова: автомобиль, эксплуатация, запасных частей, конструкция, автосервиса, менеджмент, номенклатуры, профессии, транспорт Keywords: car, operation, spare parts, construction, car service, management, nomenclature, profession, transport ________________________________________________________________________________________________ В последнее время, в связи с ростом автомо- В месте с тем, следует отметить, что на уровне бильного парка и переориентации их владельцев из предприятия автосервиса конструктивные факторы, самообслуживания на ремонт в специализированных которые отображают уровень конструкционной фирмах, остродефицитными стали профессии меха- надежности автомобилей, могут учитываться только ников, а спрос на автомобильный сервис намного как постоянные, потому что на них может влиять превышает предложение. только производитель автомобилей и запасных частей. Автомобильная техническая эксплуатация явля- Для специализированных автотранспортных ется одной из основных систем автомобильного предприятий эта группа факторов является основной, транспорта и занимает одно из ведущих мест в поскольку от выбора производителя (поставщика) транспортной системе Республики. запасных частей зависит их надежность, долговеч- ность и цена. Фактический расход запасных частей является самостоятельным фактором, который влияет на их Потребность в запасных частях автосервисного потребность. предприятия в первую очередь зависит от производ- ственных, технологических, информационных Во многих работах уделяется внимание влиянию на расход запасных частей конструктивных факторов. __________________________ Библиографическое описание: Жураева Г.Ш., Тўхтаров Н.Н. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В ЗАПАСНЫХ ЧАСТЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12873

№ 1 (94) январь, 2022 г. факторов и затрат запасных частей на ТО и ТР автомо- шестого фактора позволяет оценивать изменение биля. Причем на надежность элементов автомобиля потребности в запасных частях в зависимости от и, как следствие, на нормы расхода запасных частей установления и изменения цен на запасные части и влияет комплекс факторов, который состоит из двух услуги автосервиса. Гибкая ценовая политика делает групп: потенциальные (внутренние) и эксплуатаци- спрос управляемым. онные (внешние) [1, 2]. Переход элементов автомо- бильных конструкций с одного технологического Вторая группа факторов – парк автомобилей, состояния в другой обусловлены влиянием эксплуа- которые обслуживаются. От разнообразия модельного тационных факторов на потенциальные свойства ряда обслуживаемых автомобилей, зависит объем конструкций. номенклатуры запасных частей, необходимых для его обслуживания и ремонта. Одним из самых важных Потенциальные факторы связанные с производ- факторов второй группы является структура парка ством автомобилей и комплектующих, считают по- по возрасту и пробегу. На основе получаемой внеш- стоянными. К эксплуатационным факторам относятся: ней информации о возрасте и пробеге автомобилей дорожные, климатические условия, режим эксплуа- выделяется сегмент рынка (часть парка, владельцы тации, качество эксплуатационных материалов, которого воспользуются услугами СТО). квалификация водителя и условия хранения. От- мечается, что самыми важными технологическими Третья группа факторов–условия эксплуатации. факторами, которые влияют на расход запасных В данную группу включен такой фактор, как «квали- частей, являются производственные возможности фикация водителя, который эксплуатирует автомо- СТО такие как мощность предприятия и специали- биль». Как правило, квалификация водителей - зация рабочих постов. Об общих опытах предыду- клиентов предприятия автосервиса ниже квалифи- щих исследований, выделим семь групп факторов, кации водителей - профессионалов, что является которые влияют на потребность предприятия авто- характерным отличием предприятий автосервиса сервиса в запасных частях. от автотранспортных предприятий. Первая группа факторов состоит из двух под- К четвертой группе факторов принадлежат ме- групп: маркетинг и менеджмент. тоды ТО и ремонта. От качества ТО и ремонта за- висит число отказов, которые возникают в процессе Подгруппа «Маркетинг» состоит из четырех эксплуатации. Надлежащее качество работ позволяет факторов: количество автомобилей в эксплуатации; снизить расход запасных частей в эксплуатации. объем продаж новых автомобилей, объемы ТО и ре- монта предыдущих лет; объемы продаж запасных Пятая группа факторов – персонал предприятия. частей предыдущих лет. С изменением численности Качество выполняемых работ зависит от квалифика- моделей автомобилей, которые эксплуатируются в ции ремонтных рабочих. Эффективная организация районе расположения предприятия, меняется и по- производственного процесса и процесса обеспечения требность в запасных частях для данных моделей запасными частями предприятия зависит от квали- автомобилей. фикаций инженерно - технического персонала. Мотивация персонала позволяет повысить качество Предприятие должно быть готовое к появлению оказываемых услуг. на рынке новых серийных автомобилей, для кото- рых еще не существует статистики расхода запас- Шестая группа – это факторы, связанные с про- ных частей, а есть только нормы, разработанные из- изводственной деятельностью СТО. К ним отно- готовителем. У руководящих фирм-производителей сятся мощность СТО (количество рабочих постов), автомобилей проводится постоянное восстановле- специализация по видам работ и оснащенность ние модельного ряда. Период выпуска даже самых предприятия технологическим оборудованием. Очень популярных моделей не превышает 6 – 8 лет [3,4]. важным является прогнозирование количества заез- дов клиентов на станцию для проведения работ по Учет третьего и четвертого фактора данной обслуживанию, ремонту и распределению этих за- группы позволяет анализировать динамику расхода ездов по видам работ. запасных частей и на основе анализа осуществлять прогнозы потребности в запасных частях. Седьмая группа факторов – организация МТО. Эта группа значительно влияет на потребность в Подгруппа «Менеджмент» состоит из шести запасных частях. Факторы, которые входят в данную факторов: реклама; постоянная клиентура; система группу, являются наиболее управляемыми в усло- складов; скорость поставки запасных частей; скорость виях автосервиса. При прогнозировании потребности удовлетворения заявок на ТО и ремонт (время ожида- в конкретной детали важно знать оптимальный размер ния); цены на запасные части и услуги. Эффективная ее запаса на складе [5, 6]. рекламная деятельность содействует привлечению клиентов на предприятие автосервиса. Наличие посто- Данная величина определяется, исходя из стати- янных клиентов также является значительным фак- стики расхода запасных частей в предыдущие пери- тором. От наличия современной системы складов оды работы предприятия. Она должна покрывать зависит своевременная обработка заказов и доставка возможные опережения спроса на данную запасную запасных частей, и как следствие, конкурентоспо- часть. Учет влияния шестого фактора позволяет оце- собность предприятия на рынке. нивать изменение потребности в запасных частях в зависимости от установления и изменения цен на Недостатком большинства дилерских сетей запасные части и услуги автосервиса. Гибкая ценовая предприятий автосервиса являются значительные политика делает спрос управляемым. сроки поставки запасных частей. Учет влияния 104

№ 1 (94) январь, 2022 г. В работе сформулированные основные методи- Прогнозирование на первом уровне проводится ческие принципы прогнозирования потребности в на этапах проектирования и доведения новой кон- запасных частях предприятий автотранспортного струкции (прогнозирование потребности на стадии комплекса. Основными принципами являются: разработки новой модели автомобиля); второй уро- вень отвечает этапу эксплуатационных испытаний • разработка баланса запасных частей на основе исследованной партии автомобилей; третий – отвечает уточненных прогностических оценок норм расходов, этапу непосредственной эксплуатации серийной норм запасов и планированного объема восстанов- партии автомобилей. В данной работе отмечается, ления изношенных деталей; что для прогнозирования потребности в запчастях на третьем уровне целесообразно использовать ме- • полное соответствие по степени обобщенности, тод экстраполяции. В общем случае модель прогноза периоду планирования, условиям эксплуатации и включает три составляющих и записывается в виде: уровню надежности машин, а также между прогноз- ными значениями норм расхода и всей системой у������ = ������������ + ������������ + ������������ показателей, используемой в расчетах потребности. где у������– прогнозное значение временного ряда; В работе также отмечается, что для ремонтных ������������– среднее значение прогноза (тренд); предприятий прогнозирование потребности в запас- ������������– составляющая прогноза, который отображает ных частях базируется на четко спланированной сезонные колебания (сезонная волна); программе ТО и ТР на весь период прогнозирования. ������������– случайная величина отклонения прогноза. В работах [7, 8] выделяют три уровне прогнозирования потребности в запасных частях. Список литературы: 1. Щетина В.А. Снабжение запасными частями на автомобильном транспорте. / В.А. Щетина, B.C. Лукинский, В. И Сергеев. – М.: Транспорт, 1988. –112 с 2. Пронштейн М.Я. Исследование потребности в запчастях для автомобилей, принадлежащих населению. / М.Я. Пронштейн, А.А. Таржибаев, Е.И. Кривенко – М.: НИИ Автопром, 1976. – № 9. С. 38 – 44. 3. Воронина И.Ф. Совершенствование методики прогнозирования потребности в запасных частях автомобилей на предприятиях автосервиса / И.Ф.Воронина, 4. Ф.М. Судак, Д.С. Подгорный // Вести Автомобильно-дорожного института. –2016. – № 2. – С. 16–22. 5. Судак Ф.М. Усовершенствование методики расчета необходимого количества запасных частей на предприятиях автомобильного транспорта / Ф.М. Судак, И.Ф. Воронина, А.И. Заика // Вести Автомобильно-дорожного института. – 2018. – № 3(26). – С. 44–48. 6. Воронина И.Ф. Разработка системы мониторинга материально-технического обеспечения предприятий автосервиса / И.Ф. Воронина, Ф.М. Судак, А.В. Злей // Вести Автомобильно-дорожного института. – 2018. – №4(27). – С. 46–52. 7. Корчагин В.А. Научно-методические основы управления затратами на качество / В.А. Корчагин, Д.И. Ушаков, И.А. Комарова, Д.К. Сысоев // Вестник МАДИ.– 2007. – №1. – С. 72 – 76. 105

№ 1 (94) январь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ УПРОЧНЯЕМОГО БАНДАЖА Файзибаев Шерзод Сабирович д-р. техн. наук, проф. кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, Ташкент E-mail: [email protected] Соболева Ирина Юрьевна ст. преподаватель кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Нигай Родион Павлович доц. кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Мамаев Шерали Иброхимович ст. преподаватель кафедры \"Материаловедения и машиностроение\" Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Абдирахманов Жамшид Абдигапбар угли ст. преподаватель кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] THE RESEARCH OF THE IMPACT OF PLASTIC DEFORMATIONS ON THE SURFACE OF A HARDENED BANDAGE Sherzod Fayzibaev Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department \"Wagons and Wagon Economy\" of TSTU, Uzbekistan, Tashkent Irina Soboleva Senior lecturer of the Department \"Wagons and Wagon economy\" of TSTU, Uzbekistan, Tashkent Nigay Rodion PhD, docent of the Department \"Wagons and Wagon Economy\" of TSTU, Uzbekistan, Tashkent Mamaev Sherali Senior lecturer of the Department \" Materials Science and Mechanical Engineering\" of TSTU, Uzbekistan, Tashkent Abdirakhmanov Jamshid Senior lecturer of the Department \"Wagons and Wagon economy\" of TSTU, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ УПРОЧНЯЕМОГО БАНДАЖА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Файзибаев Ш.С. [и др.]. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12975

№ 1 (94) январь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В статье приводится расчетное обоснование оценки деформаций на поверхности бандажа. Рассчитывались режимы нагружения, которые обеспечивают пластические деформации поверхностей деталей. ABSTRACT The calculated ground of the estimation of the deformation on the surface of the strengthened bandage is presented in this article. The mode of the loading, which provide elastic deformation on the surface of the parts under control, were calculated. Ключевые слова: колесо, рельс, износ, скорость, поверхность катания, упрочнение. Keywords: wheel, rail, wear, speed, rolling surface, hardening. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Взаимодействие колеса и рельса яв- гребня. Совокупность «острого гребня» и ступенча- ляется физической основой движения подвижного состава по железным дорогам. От параметров этого того бокового износа рельса, приводила к сходам с взаимодействия во многом зависят безопасность движения и основные технико-экономические показа- рельсов подвижного состава, особенно в кривых тели хозяйств пути и подвижного состава. Износ бандажей колесных пар и рельсов представляет собой участках пути. сложный процесс, который определяется многими Цель. Настоящая работа посвящена изучению факторами. В количественном отношении между ними имеется взаимная связь, которую можно уста- особенностей износа поверхности катания бандажей новить на основе имеющихся наблюдений за изно- колесных пар локомотивов после механической обра- сом в эксплуатации. Большое влияние на условие ботки ввиду того, что при механической обработке работы колесных пар оказывают возрастающие ско- снимается упрочненный слой металла с поверхно- рости движения поездов. Допустимые скорости сти катания, что приводит к интенсивному износу в движения грузовых поездов установлены в преде- эксплуатации. Приводится расчетное обоснование лах 90 – 100 км/ч, пассажирских: 120 – 160 км/ч оценки влияния поверхностного упрочнения на вели- (до 200 км/ч – высокоскоростные поезда). Увеличе- чину износа. В сложившейся ситуации было принято ние скорости движения приводит к росту динамиче- решение, не отличающееся системным подходом к ских нагрузок на колесные пары и появлению высо- проблеме, а именно была в одностороннем порядке кочастотных колебаний на участках с большой повышена твердость рельсов, притом, что твердость жесткостью пути. Возрастание нагрузок от колесной рабочих поверхностей колес была оставлена прежней. пары, максимально реализуемой силы тяги и скорости С одной стороны применение рельсов тяжелых типов приводило к повышению напряженного состояния позволило значительно снизить эксплуатационные рельсов и колес, что еще больше увеличило износ расходы железных дорог. Но по мере укладки новых колес и рельсов. рельсов еще более повышалась интенсивность изна- шивания рабочих граней гребней колес. Среднего- Сужение рельсовой колеи привело к уменьше- довой удельный износ гребней бандажей колесных нию среднего зазора между рабочими гранями колеса пар в ряде случаев вырос приблизительно в 3 раза. и головки рельса. Это с одной стороны повысило Интенсивность износа вызвала рост эксплуатацион- устойчивость подвижного состава в колее и позво- ных расходов в локомотивном и вагонном хозяй- лило увеличить допускаемые скорости движения, с ствах, связанных с внеплановыми обточками колес- другой – вызвало возрастание интенсивности износа ных пар, дополнительным приобретением новых гребней подвижного состава и вертикальных граней бандажей и колес. Обтачивания по износу гребня головок рельсов. при ремонте связаны с удалением большого объема работоспособного металла колеса, то есть с суще- При ширине колеи 1524 мм, в процессе эксплуа- ственным технологическим изнашиванием. Так при тации колесных пар сначала нарастал прокат по равномерном износе на каждый миллиметр боко- кругу катания без существенного уменьшения тол- вого износа гребня требуется снять металл по тол- щины гребня, и лишь при значениях проката, близких щине бандажа на глубину около 1,75 мм. Поэтому к предельно допустимому, отмечалось возрастание возрастание доли таких обточек всегда влечет за собой интенсивности изнашивания гребня. Таким образом, непропорционально сильное сокращение среднего обточку колесных пар назначали в связи с достиже- срока службы колеса. С целью снижения интенсив- нием предельного значения проката или в связи с ности изнашивания колесных пар в последние годы обнаружением непрогнозируемого дефекта (выщер- проводится ряд мер технического и организационно- бины, раковины и т.п.). После изменения колеи до технологического характера (лубрикация, улучшение 1520 мм износ гребня стал опережать нарастание конструкции пути и подвижного состава, совершен- проката. Изменился и характер износа: после суже- ствование геометрии профиля поверхности катания ния колеи он стал происходить как бы по касатель- колесных пар и рельсов, повышение качества их ной плоскости к внутренней (рабочей) поверхности металла и т.д.). К сожалению ни одно из этих меро- гребня. Это привело к существенному учащению об- приятий в полном объеме проблемы не решило. наружения остроконечного наката и к возрастанию Разработка новых профилей поверхности катания нового типа повреждений колес – опасной формы бандажей, уменьшение разбегов колесных пар в те- лежке, конструирование гребнесмазывателей и другие методы, хотя и повышают ресурс бандажей, но являются борьбой с последствиями их износа. 107

№ 1 (94) январь, 2022 г. Метод На рисунке 1 показана схема нагружения бойка 1 с использованием рычага 8 с шарниром поворота в Технология восстановления профиля катания точке 10 и опорой 11, закрепленной на раме 12. далеко не совершенна. Главный недостатком явля- ется отсутствие методов и средств, позволяющих Рычаг 8 нагружается усилием РН, создающимся осуществить оптимальный процесс резания, что от растяжения пружины 14, концы которой закреп- приводит к заведомо излишнему снятию металла. В лены в точке К к кронштейну на раме установки 6 и результате при восстановлении конфигурации про- в точке L к винту 15. Винт 15 связан с гайкой 16, филя бандажа с поверхности катания колес удаля- установленной на рычаге 8 с возможностью вращения ется упрочненный в процессе эксплуатации износо- вокруг винта 15 и рычага 8. Выбор величины усилия стойкий слой металла. Ведь известно, что в начале РН должен быть увязан с размерами 1А, 1Н и обеспе- приработки деталей, а именно в системе «колесо- чивать значения РА до 15 тс. При РА =12 тс макси- рельс» после обточки износ быстро растет. Затем мальная нагрузка на один шарик 4 будет достигать наступает момент, когда износ протекает плавно. NГ1=2600 кг, а всего в опоре 5 должно быть 9 шари- Поэтому требовалось найти и устранить первопри- ков диаметром dШ=28,58 мм (30 мм) (см.п. 3.1). При чины, вызывающие усиленный износ бандажей ко- этом на шарнир в точке 10 опоры 11 будет переда- лесных пар локомотивов и рельсов. В данном случае ваться нагрузка Р10= РА + РН, вектор которой Р10 па- предлагается метод, позволяющий выполнять раллелен РА, а шарнир в точке К нагружен усилием упрочнение поверхности бандажей, способствую- РН. Для связи подвижной опоры 5 с плитой 6 должны щий увеличению срока службы колесных пар. быть использованы два болта 7 (рис. 2 и 1). Рисунок 1. Расчетная схема нагружения бойка 1, бандажа 2, шариков 4 в опоре 5, плиты 6 и рамы стенда 12 Расчетное обоснование используется для техни- нагружаемого усилием NГ и являющегося результа- ческого задания на разработку установки для им- пульсного упрочнения материала бандажей колес- том суммирования векторов PA = FГ + N Г , реакция ных пар тепловозов типа ТЭ10 в двух зонах: вектор FГ через колесный центр и ось колесной пары • на поверхности перекатывания колесных пар передается на второй колесный центр, шарик 41 и по рельсам БАВ для бандажа 2Н (рис. 2) от бойка 1 опору 51. Нагрузка NГ от шарика 4 передается на конической формы под расчетной нагрузкой РА; подвижное основание опоры 5 и поверхность ЖЖ плиты 6. Для обеспечения регулировки относитель- • в зоне гребня ДГЕ бандажа 2Н (снизу) от ного расположения опоры 5 и плиты 6 введены воздействия шарика 4 диаметром dШ=28,58 мм, болты 7 и набор шайб 8 колиброванной толщины. 108

№ 1 (94) январь, 2022 г. Рисунок 2. Расчетная схема силового нагружения от бойка 1 на поверхность БАВ бандажа 2 и зоны ДГЕ гребня 3 на шарик 4, опору 5 и плоскость ЖЖ плиты 6 Расчетное обоснование проведем для модели Используем допущение о соотношении между нагружения поверхностей деталей и бандажей [4] контактным напряжением σКТ и пределом текучести σТ =35 кг/мм2, при которых появляются остаточные через шаровую поверхность радиуса rш = (13−15) мм деформации от шариков подшипников, используемых на локо-  КТ = Т = 35 = 50 кг/мм2 мотиворемонтных заводах. 1−  0,7 Анализируется нагружение неподвижной поверх- Выбор расчетного σТ =35 кг/мм2 объясняется ности бандажа (цилиндрической радиуса RК) через планированием опытов на бандажах из стали 60. шар радиусом rш. Для такого случая используем формулы модели «цилиндр - сферическое тело» [5] Определяем расчетное усилие РКТ, при котором бу- с материалами, имеющими равные модули упругости дут достигаться контактные напряжения, равные σКТ E1 = E2 = 2,1104 кг/мм2 и коэффициенты Пуассона из условия  КТ =К3 РКТ , откуда получим РК μ1= μ2=0,3. Для первого варианта расчета прини- маем rш=12 мм RК=525 мм и усилие нагружения РКТ = РК    КТ 3 = 104  50 3 = 3,14 кг Рк=104 кг; определяем отношение rш: К  735,6  RК=12:525=0,0229, по которому из таблицы 52 [5] находим методом интерполяции коэффициенты Для условий нагружения усилием РКТ определяем na=4,31, nB=0,389, np=0,6 и nΔ=0,562. расчетное сближение модели шара и бандажа Выполняем расчеты для модели нагружения ве- личин: • размеров полуосей эллипса контакта шара и бандажа a = 1,397 4,313 1  12 525 = 8,51 мм,  КТ = 0,977 0,5623  3,14 2  12 +1050 = 0,000185 мм 2,1 (1050+12)  2100 12 525 B = a nв = 8,510,389 = 0,768 мм, Выполняем оценку остаточной упругой дефор- na 4,31 мации • максимальных контактных напряжений 0 =  − КТ = 0,185− 0,000185= 0,184 мм к = 0,245 0,63 2,12 102 1050+ 22 2 = 735,6 кг/мм2 Вводим допущение о взаимосвязи диаметра d0  52512  отпечатка на поверхности бандажа с радиусами rш, RК и упругой деформацией Δ0 • сближений шара и бандажа  d0   d0  1− cos 2rш + 1− cos 2Rк   = 0,977 0,5623  1 2  12 +1050 = 0,185 мм 0 = rш   Rк   (1)  2,1 12 525 109

№ 1 (94) январь, 2022 г. Выполняем разложения тригонометрических d 2 −1 d 4 − 4РШ =0 функций в ряды по степеням (при ограничении учета п 4 п НВ вторых членов), в этом случае получим условие DI2Ш или 0  d02  1 − 1  = d02 (Rк + rш ) (2) d 4 − 4D 2 d 2 + 16РШ  DШ2 =0 8  rш Rк  8rш Rк п Ш п НВ   откуда получим формулу для диаметра Решаем это уравнение d0 = 8rш Rк 0 (3) d 2 = 2DШ2  4DШ4 − 16PШ DШ2 = 2DШ2 1 1 − 4РШ 2  Rк rш п НВ НВD Ш Так как dп< DШ, то решение последнего уравнения Для принятых условий нагружения при Р=104 кг, получим в виде Δ=0,185 мм, Δ0=0,184 мм получим 8 12 525 0,184 = 4,15 мм dп = DШ 2 1 − 1 − 4РШ  (5) 525 + 12 НВD d0 = 2 Ш Выполняем проверку формулы (3.25) Принимаем РШ=104кг, материал бандажей из стали 60 с σВ=90 кг/мм2 и НВ=250 ед., DШ =24 мм. 0 = 121− cos 4,15  + 5251 − cos 4,15  = мм.  24   1050 При этих исходных данных получим 0,183 Используем соотношения для прибора Бринелля  4 104  = 1,53 мм dп = 24 2 1 −  250 242  между нагрузкой Рш на шарик, его диаметром   2rш=DШ и диаметром отпечатка dп  ( )HB = 2PШ = 2РШ 1 Сопоставление dп: d0=1,53:4,15=0,369 мм DШ DШ − DШ2 − d 2   2  При увеличении σВМ до 150 кг/мм2 (максималь- п DШ2 1 −  ного значения) получим   1−  dп  НВМ=417 ед. и dпм = 24  4 104  DШ (4) 2 1−      417  242 Выполняем разложение функции в ряд по степе- dпм≈0,91 мм. ням с ограничением до третьего члена ряда  dп  2 1  dп  2 1  dп  4  dп  2  1 1  dп  2  Отношение dпм: d0=0,91:4,15=0,219 мм. DШ 2 DШ 8 DШ DШ  2 8 DШ  1− 1 −  −   −  Вывод В этом случае из (4) получим В результате исследования было установлено, что поверхностное упрочнение ведет к уменьшению HB = 4РШ , откуда при известных износа и доказано, что диапазон пластических де- формаций находится в пределах от 0,219 до 0,369  1  dп  2  расчетного значения d0 упругой деформации, опреде- 1 4 DШ  ляемой по формулам теории контактных напряжений. d 2  −  п РШ, НВ и DШ получим уравнение для определения dп Список литературы: 1. Глущенко А.Д., Файзибаев Ш.С. Моделирование импульсного динамического и теплового нагружения ма- териала колесных пар локомотивов Ташкент.: Фан, 2002. – 194 с. 2. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. – 412 с. 3. Шур Е.А., Бычкова Н.Я., Марков Д.П., Кузьмин Н.Н. Износостойкость рельсовых и колесных сталей. Трение и износ. М.: Транспорт, 1995. – 240 с. 4. Яковлев В.Ф. Исследование сил взаимодействия деформаций и напряжений в зоне контакта железнодорожных колес и рельсов. Л.: Транспорт, 1964. – 324 с. 5. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1988 с. – 734. 110

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 1(94) Январь 2022 Часть 1 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 1(94) Январь 2022 Часть 2 Москва 2022

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, канд.техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 1(94). Часть 2. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 104 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/194 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.94.1-2 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Транспортное, горное и строительное машиностроение 5 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ 10 РУДНИКА ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ Латипов Зухриддин Ёкуб угли 16 Бобомуродов Азамат Йулдош угли Хасанов Шахзод Расул угли 16 Абдиназаров Улуғбек Бобомурод угли 20 ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ УКРЕПЛЯЮЩИХ СКВАЖИН 27 ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН 31 Мирзаев Эргаш Сафарович 37 Каримов Ёкуб Латипович 41 Латипов Зухриддин Ёкуб угли 45 Боймуродов Нажмиддин Абдукодирович 50 Технология материалов и изделий текстильной и легкой промышленности 56 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА БЕРДА ТКАНЕФОРМИРУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА Ахмeдбекова Алевтина Викторовна Дремова Надежда Васильевна Ортиков Ойбек Акбаралиевич Усманов Хайрулла Сайдуллаевич ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФИБРИЛЛЯРНЫХ ШЕРСТЯНЫХ ВОЛОКОН Ганиева Дилноза Фуркатовна Маматкулова Мохира Босимовна Давлатов Расулжон Маматкулович ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ БУМАГ СО СВЯЗУЮЩИМИ ПОЛИМЕРАМИ Ешбаева Улбосин Жамаловна Джалилов Анвар Абдугафарович СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРИЦИНА ИЗ ОТХОДОВ НАТУРАЛЬНОГО ШЕЛКА Комилова Санобар Джамаловна Камалова Сабахат Рахматовна ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА КРУЧЕНИЯ В ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОМ ПРЯДЕНИИ ПРИ НАЛИЧИИ ДВОЙНОГО ЛОЖНОГО КРУЧЕНИЯ Сайидмуродов Мирзохид Мирзарахимович Бурханов Ахмаджон БобоевУткир ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЫ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ОБОЛОЧКИ ОДЕЖДЫ Стенькина Мария Петровна Черунова Ирина Викторовна Ташпулатов Салих Шукурович ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ГРАНЕЙ КОЛОСНИКА НА ОЧИСТИТЕЛЬНУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАШИНЫ Ташпулатов Дилшод Салихович Плеханов Алексей Федорович РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ АГРЕГАТА УХК ДЛЯ ОЧИСТКИ ХЛОПКА-СЫРЦА МАШИННОГО СБОРА Усманкулов Алишер Саломов Абубакир Аббазов Илхом Тухтабаев Санжар МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВА В НАЧАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ СУШКИ ХЛОПКА- СЫРЦА В СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ Ахматов Мамарасул Усманов Хайрулла Сайдуллаевич

Технология, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, 60 деревопереработки и химической переработки биомассы дерева 60 ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ КОКОНОВ И КУКОЛОК ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА 63 Муратов Ихтиёр Муратович Тургунов Даврон Элибекович 63 Каржавов Абдихаким Рахмонович 66 69 Технология продовольственных продуктов 73 МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОЦЕССОВ 76 Адизова Наргиза Замировна 76 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН АРБУЗА Суванова Фаёза Усмановна 80 Ширинбоев Мирзохид Мукинбой угли 85 ЗНАЧЕНИЕ АМАРАНТОВОГО МАСЛА В МЕДИЦИНЕ 89 Шодиев Дилшоджон Абдуложон угли 93 Расулова Умидахон Нематжан кизи ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ Эркаева Нодира Чориёровна Ахмедов Азимжон Нормуминович Химическая технология ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ АЛКОГОЛИЗА ВТОРИЧНОГО ПОЛИТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА НА ВЫХОД БИСГИДРОКСИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА Абдувохидов Икбол Курвонали угли Турабов Баходир Аликул угли Джураев Асрор Бахтиёрович Алимухамедов Музафар Ганиевич Адилов Равшан Иркинович ОСОБЕННОСТИ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНА Абдукаримова Саида Абдужалиловна Бозорова Найима Худойбердиевна Тураев Эркин Рустамович УСТОЙЧИВОСТЬ МАКРОФИТОВ К ХРОМУ И ОЧИСТКА ХРОМА ИЗСТОЧНЫХ ВОД С ПОМОЩЬЮ AZOLLA CAROLINIANA Азимов Шавкат Хўжамшукуров Нортожи Турабджанов Садритдин Дилафруз Кучкарова Нигматуллаева Мухлиса СЕРИЦИН И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ Балтаева Мухаббат Матназаровна Бабаджанова Доно Давронбековна Эшчанов Хушнудбек Одилбекович КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ Куйбокаров Ойбек Эргашович Бозоров Отабек Нашвандович Файзуллаев Нормурод Ибодуллаевич НуруллаевАллобердифахриддин угли

№ 1 (94) январь, 2022 г. ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ РУДНИКА ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ Латипов Зухриддин Ёкуб угли (PhD), и. о. доцент, кафедра Горное дело, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected] Бобомуродов Азамат Йулдош угли магистрант, кафедра Горное дело, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши Хасанов Шахзод Расул угли магистрант, кафедра Горное дело, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши Абдиназаров Улуғбек Бобомурод угли магистрант, кафедра Горное дело, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши CALCULATION OF THE PRODUCTIVITY OF COMBINE COMPLEXES IN THE CONDITIONS OF THE TYUBEGATAN POTASSIUM SALT DEPOSIT Zukhriddin Latipov Senior lecturer of dep. of “Mining” Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi Azamat Bobomurodov Master student of dep.“Mining” Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi Shaxzod Xasanov Master student of dep.“Mining” Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi Ulug‘bek Abdinazarov Master student of dep.“Mining” Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ В работе приведены исследования на Тюбегатанском месторождении калийных солей рудника горнодобы- вающего комплекса Дехканабадского завода калийных удобрений. Рекомендованы технологические схемы на добычных и горно-подготовительных работах, а также расчет производительности комбайновых комплексов в условиях рудника Тюбегатанского месторождения калийных солей. __________________________ Библиографическое описание: РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛО- ВИЯХ РУДНИКА ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Латипов З.Ё. [и др.]. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12939

№ 1 (94) январь, 2022 г. ABSTRACT The paper presents studies of the Tyubegatan potash salt deposit of the mine of the mining complex of the Dekhkanabad Potash Fertilizer Plant. Technological schemes for mining and mining-preparatory work, as well as calculation of the produc- tivity of combine complexes in the conditions of the Tyubegatan potash salt mine, are recommended. Ключевые слова: Тюбегатанское калийное месторождение, каменная соль, сильвинит, свойства пород, плот- ность, горно-подготовительных работ, наклонные стволы, камера, комбайновые комплексы, технология проходки вы- работок, панель бункер-перегружатель, самоходный вагон. Keywords: Tyubegatan potash deposit, rock salt, sylvinite, rock properties, density, mining and preparatory work, inclined shafts, chamber, combine complexes, tunneling technology, bunker-loading panel, self-propelled car. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время на Тюбегатанском месторож- призабойного пространства, что в свою очередь влияет дении калийных солей технология очистных работ вы- на усиленный контроль машиниста за направлением глядит следующим образом: комбайн осуществляет движения комбайна по пласту и снижению скорости отбойку руды, временно складируя ее в бункер-пере- движения самоходного вагона с учетом условий без- гружатель, а самоходный вагон доставляет полезное опасности по запыленному участку, а также на тепло- ископаемое от бункера-перегружателя до места раз- обмен электрооборудования комплекса с воздушной грузки. На добычных и горно-подготовительных рабо- средой. тах в руднике опробованы и приняты к эксплуатации высокопроизводительные комбайновые комплексы с 3. Сложное залегание промышленного пласта – комбайнами Урал-20Р и Урал-10Р. Применена непре- угол падения 10-300 привело к изменению схемы под- рывная схема транспортировки руды от добычных готовки и параметров системы разработки проектов участков до поверхности с применением ленточных ОАО «Галургии» и ГУП \"Узгеорангметлити\"– про- конвейеров КЛ-1000, КЛ-1200. В качестве вспомога- ходка сбоек между выемочными штреками усложня- тельного транспорта для спуска-подъема людей, обо- ется из-за перепада высот 3-5 м на коротком расстоя- рудования и материалов принят автомобильный транс- нии – 18 м, зарубка на очистные камеры производится порт и шахтная самоходная техника. Для сокращения с выемочного штрека под углом 19°- 20°, а не как было утечек воздуха, расхода электроэнергии, главную вен- указано в проектах 39 - 45°. Все это приводит к более тиляторную установку, согласно проекта первой оче- сложному режиму работы комбайнового комплекса – реди, установили в специально пройденных подзем- время на зарубку, маневрирование (перегон, разворот) ных выработках околоствольного двора [1-26]. комбайна, проходку вентиляционных сбоек увеличи- лось. Отработка запасов пласта Нижний II предусматри- вается семью комбайновыми комплексами. При этом 4. Более высокая, чем предполагалось, абразив- комбайновых комплекса задействованы на подготови- ность пород приводит к уменьшению скорости подачи тельных и очистных работах. на забой и высокому износу резцов рабочего органа комбайна, что ведет к дополнительным технологиче- Исходя из данных, полученных при проходке ским простоям; наклонных стволов, главных уклонов, а также при под- готовке и отработке опытной, первой и третьей панели 5. Отставание горно-подготовительных и горно- выявлен ряд особенностей, влияющих на производи- капитальных работ, усложняет вентиляционный ре- тельность комбайновых комплексов: жим, результат повышенный температурный режим в рабочих зонах, что приводит к перегреву комбайнов и 1. Залегание пласта Нижний II изменчиво, присут- самоходных вагонов, к вынужденным остановкам по- ствуют зоны замещения сильвинита каменной солью, следних. корректировка геолого-маркшейдерской службой про- изводится по месту, что влечет за собой незапланиро- Расчет времени работы комбайновых комплексов ванные остановки для задания направления движения с учетом планово-предупредительных ремонтов. комбайна с учетом максимальной производительной выемки полезного ископаемого с минимальными поте- Нормальная и бесперебойная работа комбайновых рями и разубоживанием, а также с поддержанием вы- комплексов возможна только при тщательном и систе- работки в безопасном состоянии – в кровле слоя «А» матическом уходе за ними, своевременном проведе- имеется ангидритовый слой мощностью 40 см с разви- нии технологических осмотров и ремонтов [1-9]. той трещиноватостью и проявлением рассолов с со- держанием MgCl2 27 %, в связи с чем при его прорезке Структура рассчитанная для 18 месячного ремонт- возможно обрушение козырька подрезанного сильви- ного цикла: нита. Данный факт влияет на качество добываемой руды - содержание нерастворимого остатка в ангид- РО-РО-Т1-РО-РО-Т1-РО-РО-Т2-РО-РО-Т1-РО-РО- рите доходит до 30 %, что приводит к преждевремен- Т1-РО-РО-К ному износу резцов рабочего органа комбайна, а, сле- довательно, и к увеличению времени простоя ком- Комбайновые комплексы работают 330 дней в байна для их замены. году, 35 дней в году отводится на технические осмотры, ремонты и капитальные ремонты. Кроме 2. Мелкокристаллическая структура пласта при того каждую смену производятся ежесменные отбойке руды приводит к повышенной запыленности осмотры – 1 час, а так же остановки на охлаждение 6

№ 1 (94) январь, 2022 г. двигателей самоходных вагонов (СВ), переносы элек- Время: tк - выемки комбайном руды в забое и её трооборудования и перегоны комбайнов занимают в погрузки в самоходный вагон (СВ) или в бункер пере- среднем 2,5 часа в смену. гружатель (БП) (б); Количество дней работы комбайнов в год с учетом планово-предупредительных ремонтов (ППР) состав- tд- доставки руды; ляет: t1- погрузки руды из БП в СВ; tкп - простоя комбайна; 365 – 35 = 330 дней. Tц- цикла. Режим работы комбайновых комплексов – При анализе работы комплекса и расчете его про- 3 смены по 8 часов. изводительности необходимо учитывать, что в состав Найдем чистое время работы комбайнового ком- его входят различные по назначению, конструкции и плекса в смену (Тсм): производительности машины (комбайн, БП, СВ). Тсм = 8 – 2,5 – 1 = 4,5 ч/см Всего смен в году (Сг): Поэтому для расчета времени одного цикла необ- Сг = 330*3 = 990 смен. ходимо знать время погрузки руды из бункера перегру- Всего чистое время работы комплексов в год (Тг): жателя в самоходный вагон и время доставки руды са- Тг = 990 * 4,5 = 4455 часов Расчет производительности комбайнового комп- моходным вагоном до конвейера или рудоспускной лекса при добыче руды. скважины[6-15]. Процесс работы комбайнового комплекса цикли- чен, с повторяющимися при выемке руды операциями t1- время погрузки руды из БП в СВ составляет 1,5 и перерывами. минуты (справочные данные). Цикл работы комплекса в забое может быть после- довательным или параллельным. На руднике ДКЗ ве- tд - время доставки руды зависит от массы достав- дется выемка руды с параллельным циклом, т.е. ком- ляемой руды, расстояния доставки и, соответственно, байн ведет добычу руды параллельно доставке руды самоходным вагоном. Рабочие циклы комплекса пред- времени движения самоходного вагона до разгрузоч- ставлена на рис. 1. ного пункта и обратно, разгрузки СВ и маневровых Рабочие циклы комплекса: а) – последовательный цикл, операций: б) – параллельный цикл. t= = tм+(Lд*2/Vср) = 3+(200*2/75) = 8,5 мин, Рисунок 1. Рабочие циклы комплекса где tм – среднее время концевых маневровых операций СВ на пунктах погрузки и разгрузки руды равно 3 ми- нуты (справочные данные).; Lд - расстояние доставки, равно 200 м (средняя длина камеры); Vср- средняя скорость движения СВ с учетом вре- мени тормозного пути, м/мин; Vср = Vм*kд*kн*Lд/(Lд + 2lт) = 145*0,7*0,85*200/(200+2*15) = 75 м/мин, где Vм- средняя скорость движения СВ (порожнего и груженого) по техническому паспорту, м/мин; Скорость движения СВ снижается: на 20% – при 100 и до 30% – при 150. kд - коэффициент снижения скорости движения СВ по условиям дороги (принимается равным 0,7); kн– коэффициент на непредвиденные остановки (принимается равным 0,85); lт - средний тормозной и разгонный путь (прини- мается равным 15 м); Vм = (Vгр+Vп)/2 = (10+7,5)/2 = 8,75 км/ч или 145 м/мин, где Vгр – скорость движения вагона с грузом, равна 7,5 км/ч.; Vп – скорость движения вагона без груза, равна 10 км/ч. Таким образом, время одного цикла будет равно: Tц = t1+tд = 1,5+8,5=10 мин. Техническая характеристика самоходный вагон марка 5ВС-15М показана на таблице 1. 7

№ 1 (94) январь, 2022 г. Таблица 1. Техническая характеристика самоходный вагон марка 5ВС-15М Показатели 5ВС-15М Грузоподъемность, т 15 Наибольшая скорость движения, км/ч 7,5 с грузом 10 без груза 200 17,7 Емкость кабельного барабана, м Масса, т Грузоподъемность СВ снижается при проведе- Процесс работы комбайнового комплекса цикличен, нии выработок с уклоном, коэффициент снижения составляет: 0,97 – при уклоне до 50, 0,88 – при с повторяющимися при выемке руды операциями и уклоне до 100 и 0,77 – при уклоне до 150. перерывами, но отличается от добычных работ Грузоподъемность используемых самоходных вагонов 5ВС-15М составляет: большим расстоянием доставки от комбайнового Q = 15т, применяя коэффициент поправки на комплекса до места разгрузки самоходного вагона. уклон (принимаем 0,77), получаем что за один цикл самоходный вагон доставляет: Используется схема, принятая при расчете веде- Qц = Q*0,77 = 15*0,77= 11,55 тонны руды ния добычных работ. Найдем количество циклов (N) в смену: Средняя длина доставки самоходного вагона N = Tсм/Тц = 4,5*60/10 = 27 , при проходке горно-подготовительных выработок где N– количество циклов в смену; составит Lд = 55 м Производительность одного комбайнового ком- tд = tм+(Lд*2/Vср) = 3+(550*2/81,8) = 16,4 мин плекса в смену (Pсм) равна: Vср = Vм*kд*kн*Lд/(Lд + 2lт) = 145*0,7*0,85*550/(550+2*15) = 81,8 м/мин Pсм = N*Qц = 27*11,55 = 312 т/см. Vм = (Vгр+Vп)/2 = (10+7,5)/2 = 8,75 км/ч или Производительность одного комбайнового ком- 145 м/мин плекса в год (Pг) равна: Tц = t1+tд = 1,5+16,4=17,9 мин Рг = Pсм*Сг = 312*990 = 308 880 т/год, N = Tсм/Тц = 4,5*60/17,9 = 15 Pсм = N*Qц = 15*11,55 = 173 т/см где Сг = 990 – количество смен в год. Рг = Pсм*Сг = 173*990 = 171270 т/год Расчет производительности комбайнового Проанализировав статистические данные с учетом комплекса при горно-подготовительных работах. всех перечисленных факторов результату расчетов, с учетом остановок на планово-предупредительные и ремонтные работы, капитальный ремонт, проектом принята следующая производительность комбайно- вых комплексов: • при проходке горно-подготовительных – 170 тыс. т, • при ведении добычных работ – 300 тыс. т. Список литературы: 1. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Технология проходки выработок на Тюбегатанском месторож- дении калийных солей // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. – Минск – Тула – Донецк, 29-30 октября 2019 г. .– С. 102-104. 2. Отчет по панели №1. Пояснительная записка ГДК-26-2009 17. Горнодобывающий комплекс Дехканабадского завода калийных удобрений. – Дехканабад, 2017. – 104 с. 3. Каримов Ё.Л., Якубов С.И., Муродов Ш.О., Нурхонов Х., Латипов З.Ё. Экологические аспекты Дехканабадского рудного комплекса по добыче калийных руд // Горный вестник Узбекистана. ‒ Навои, 2018. ‒ № 3. ‒ С. 23-27. 4. Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Шукуров А.Ю., Нарзуллаев Ж.У. Рекомендации по применению технологии противофильтрационной защиты солеотвала и рассолосборника № 1 // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – № 12(81). – С. 34-38. 5. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Разработка технологии закрепления солевых отходов рудника Тюбегатанского горно-добывающего комплекса // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – №12(81). – С. 59-63. 6. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Моделирование и установление координатов центра масс отвала и хвостов Тюбегатанского калийного месторождения. // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №2(83). – С. 25-29. 8

№ 1 (94) январь, 2022 г. 7. Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Повышение эффективности использования хвостохранилища для размещения солеотходов обогатительной фабрики Дехканабадского завода калийных удобрений // Горный вестник Узбекистана. – Навои, С. 45-48. 8. Латипов З.Ё. Мировое производство и проблемы освоения калийных руд // Марказий Осиё минтақасида замонавий илм-фан ва инновацияларнинг долзарб муаммолари халқаро конференция материаллари. – Жиззах, 2020. С. 173-174. 9. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Кораев Б.М. Тепақутон калий конининг ташқи майдонидан оқилона фойдаланишни математик моделлаштириш // Инновацион технологиялар. – Қарши, 2020. – № 3. С. 7-12. 10. Заиров Ш.Ш., Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Эшкулов О.Г. Повышение технологии проходки калийных пластов в условиях тюбегатанского месторождения калийных солей // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №10(91). С. 59-64. 11. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Номдоров Р.У., Хаккулов С. Исследование режима детонационных волн в скважинных зарядах с осевой воздушной полостью // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. Минск 29-30 октября 2019 г. С. 261-263. 12. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Гидравлическая закладка выработанного пространства при подземной добыче калийных руд // Journal of Advances in Engineering Technology – Navoi, 2020. – №1. P. 25-28. 13. Kayumov O, Latipov Z, Boymurodov N, Egamberdiyev H. Research of the combined technology of enrichment of low-grade phosphorite ore of the central kyzylkum // InterConf, 2020 - ojs.ukrlogos.in.ua 14. Холиёрова Х.К., Якубов С.Х., Латипов З.Ё. Математические модели оптимизации цилиндрических оболочек с подкрепленными ребрами жесткости // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №2(83). С. 31-33. 15. Холиёрова Х.К., Якубов С.Х., Латипов З.Ё., Шукуров А.Ю., Турсунов А.Б. Решение обратной задачи расчета фундаментальных плит силосных корпусов // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 2(83). С. 34-38. 16. Заиров Ш.Ш., Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Авезова Ф.А. Изучение экологических проблем и анализ способов снижения негативного воздействия отходов калийных руд на окружающую среду // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №4(85). С. 46-52. 17. Якубов С.Х., Холиёрова Х.К., Латипов З.Ё. Решение задач оптимизации с учетом специфики процесса проектирования инженерных конструкций на основе системного анализа // Инновацион технологиялар. – Қарши, 2021. – №3(43). С. 37-41. 18. Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Норов А.Ю., Авезова Ф.А., Турсинбоев Б.У. Проблема управления энергией взрыва при формировании развала взорванной горной массы на карьерах // Journal of Advances in Engineering Technology – Navoi, 2021. – №2(4). P. 65-71. 19. Заиров Ш.Ш., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё. Исследование химического процесса закрепления солевых отходов в горнодобывающем комплексе дехканабадского завода калийных удобрений // Проблемы недропользования – Екатеринбург, 2021. – № 3. С. 40-54. 20. Мислибоев И.Т., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Абдусоатов С.З.,Норкулов Н.М. Разработка рекомендаций по оптимизации параметров блока при системе с магазинированием руды на месторождений Зармитан // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 6(87). – С. 24-27. 21. Каримов Ё.Л., Якубов С.И., Аликулов Г.Н., Латипов З.Ё. Геодинамические активные зоны Тюбегетанского месторождения калийных солей // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2018. –№ 2. – С. 41-44. 22. Норов Ю.Д., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Боймуродов Н.А. Вскрытие и подготовка при валовой выемке сложных рудных тел с прослоями и включениями пород на месторождении «Зармитан» // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. Минск – Тула – Донецк 29-30 октября 2019 г. С. 178. 23. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Хўжақулов А.М., Авлакулов А.М., Шукуров А.Ю., Калий рудаларини ўзлаштириш ва чиқиндиларнинг атроф-муҳитга салбий таъсирини пасайтириш муаммолари // Инновацион технологиялар. – Қарши, 2020. – № 4. С. 18-22. 24. Norov Y., Karimov Y., Latipov Z., Khujakulov A., Boymurodov N. Research of the parameters of contour blasting in the construction of underground mining works in fast rocks // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 1030 (1), 012136 25. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Шукуров А.Ю., Худойбердиев О.Д., Норкулов Н.М. Моделирование и уста- новление координатов центра масс отвала и хвостов тюбегатанского калийного месторождения // Universum: технические науки – Москва, 2021. С. 25-29. 26. Якубов С.Х., Латипов З.Ё., Холиёрова Х.К. Оптимизация осесимметричных усеченных конических оболочек // Universum: технические науки – Москва, 2020. . – № 12(81). С. 29-34. 9

№ 1 (94) январь, 2022 г. ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ УКРЕПЛЯЮЩИХ СКВАЖИН ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН Мирзаев Эргаш Сафарович доцент, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши Каримов Ёкуб Латипович и. о. доцент, кафедра Горное дело Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши Латипов Зухриддин Ёкуб угли (PhD), и.о. доц., кафедра Горное дело Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected] Боймуродов Нажмиддин Абдукодирович ассистент, кафедра Горное дело Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши TECHNOLOGY FOR IMPROVING THE QUALITY OF CEMENTING OF REINFORCING WELLS IN HORIZONTAL WELLS Ergash Mirzaev Associate Professor, Karshi Engineering and Economic Institute, Uzbekistan, Karshi Yokub Karimov Associate Professor dept. of Mining Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi Zuhriddin Latipov Associate Professor dept. of Mining Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi Boymurodov Najmiddin Ass. dept. of Mining Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются технологические процессы цементирования горизонтальных скважин, факторы, влияющие на него, технология приготовления цементной смеси и ее реализация, определение водоцементных соотношений с использованием пластификаторов с использованием наиболее эффективного метода управления седиментационной прочностью и озонирующей способностью. ABSTRACT The article discusses the technological processes of cementing horizontal wells, the factors affecting it, the technology of preparation of the cement mixture and its implementation, the determination of water-cement ratios using plasticizers using the most effective method of controlling the sedimentation strength and zonation capacity. __________________________ Библиографическое описание: ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ УКРЕПЛЯЮ- ЩИХ СКВАЖИН ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Мирзаев Э.С. [и др.]. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12991

№ 1 (94) январь, 2022 г. Ключевые слова: цементирование, депрессия, тампонаж, аэрирование, буферной жидкость, седиментация, освоение. Keywords: cementation, depression, tamponing, aeration, buffer fluid, sedimentation, assimilation. ________________________________________________________________________________________________ Методология Плотность цементной смеси с использованием пены при гидростатическом давлении 30-80% от На основе статистических данных проанализи- пластового давления на вскрытии производственной рованы недостатки и достижения в процессе це- сборки не превышала 0,4-0,9 г/см3. Для этого исполь- ментирования и укрепления наклонных и горизон- зовались вспенивающие проводящие растворы. тальных скважин, а также требования к применя- емому тампонному раствору. Буферные системы газо наполнения использова- лись для обеспечения подъема цементной смеси на Введение проектную высоту при наличии зоны APBQ на устье скважины, которая приводилась в движение компрес- Качество цементирования колонны заключается сорным воздухом или газообразующими реагентами не только в снижении уровня продуктивности слоя с использованием потока эжектора-аэратора в сква- в ней, но и в надежном их разделении. Качественное жину. Трехфазные газонаполненные буферные си- и надежное разделение пластов методом колонного стемы имеют низкую плотность из-за наличия газо- цементирования очень важно на месторождениях, вой фазы, повышенную несущую способность из-за так как горизонты водоносного горизонта в сдвиговом подвешивания вышеуказанной колонны, сохраняя слое удаляются на расстояние, не превышающее индекс внутреннего давления около 90% относи- нефтяной пласт. В последние годы слабые продук- тельно условного гидростатического давления, увели- тивные месторождения и пласты «сувсузувчи» для чивая адгезионные связи для получения твердого начала нагромождения качественных пластов, из-за цементного камня с небольшой проницаемостью. чего в контексте продуктивной части сувлика оста- ются предметом острых проблем. Аэрированная буферная суспензия - это твердая дисперсная смесь (газ, жидкость, твердая фаза), ко- При изучении горных данных геологическое торую получают путем аэрации буферной смеси, со- строение продуктивного участка и образование стоящей из портландцемента или алинитового це- крупных депрессий в низко продуктивных пластах мента, смешанного с технической водой. при разработке и эксплуатации скважин, а также технологические факторы процесса цементирования В качестве пенообразователя используется смесь оказывают существенное влияние на орошение СФМ, АФ9-12 неонол, 10, 12 марки неионогенного скважин. и анионного СФМ, образующая твердую пену в среде буферной смеси [4-26]. В каждом районе будут разработаны свои соб- ственные конкретные рекомендации по открытию и NTF и OEDF используются как замедлители укреплению слоев для улучшения качества цементи- времени твердения цементной смеси. Количество рования, уделяя особое внимание «обезвоженным» замедлителя выбирается в зависимости от конкретных суставам. условий. В этих рекомендациях следует учитывать следу- Степень аэрации выбирается из условия получе- ющее: ния столба буферной смеси средней плотности, что позволяет без затруднений поднять его на высоту • применение буровых растворов с минималь- проекта. ными параметрами и водопроницаемостью; Требуемая скорость аэрации достигается подбо- • использование буферных жидкостей; ром соотношений жидкой и газовой фаз в зависимо- сти от имеющихся технических средств. Аэрация • обеспечить контакт цементного камня с колон- осуществляется компрессором высокого давления ной и скалой; или комплектом компрессоров эжекторно-аэратор ной буровой установки. К коллекторному блоку или • качественная сепарация по результатам замеров блоку крепится гидр активатор, а после коллектор- на АКЦ-1, оценка плотности цементного камня; ного блока на приводной магистрали ставится дис- пергентов-смеситель потока. Перенос пенообразо- • регулируемое давление в депрессии и цемен- вателя осуществляется в блок манофолд через гидр тация пласта при освоении и эксплуатации скважин; активатор цементировочного агрегата. • проведение и повторное вскрытие специальных Контроль основных параметров газовой под- изоляционных работ. вески: Испытания слабо замешиваемого цементного • частота вспенивания должна быть больше раствора проводились в промышленных условиях. или равна 3; На участке Копей-Кубов в Башкортостане (Россия) добавляли цементную смесь световой плотностью • прочность - отношение объема цементного 1,5 г/см3 и пластиковый микро шарик (5%). В Даге- камня к объему аэрированной тампонной смеси стане (Россия) цементная смесь плотностью 1,13 г/см3 должно быть равно 1 или 100%; использовалась в скважинах Шамхал-Булакского участка. В качестве смягчающего вещества использо- • читаемость около 14 см; вались отходы полиэтилена. Результаты цементиро- вания были положительными [1-20]. • плотность аэрационной жидкости не более 0,2 г/см3; 11

№ 1 (94) январь, 2022 г. • время отверждения других реагентов, обнару- Самый эффективный способ контроля седимен- женных в пенообразующем составе и не подвергнутых тационной прочности и изоляции – это снижение во- принудительной аэрации (к полученному времени доцементного отношения до приемлемых значений за отверждения и коррекции, замедляющей эффект счет использования пластификаторов, увеличения аэрации, прибавляется 20 минут). вязкости жидкости за счет добавления высокомоле- кулярных полимеров (гипс, КМТ, ПВС и т. д.), До- В процессе цементирования скважин газонапол- бавления мелкодисперсных наполнители к удельной ненным буферным материалом в качестве буферной поверхности пористой среды. Это увеличение должно жидкости добавляются трехфазные пенные системы обеспечить минимальное время до того, как твердофазного состава портландцемент. Такая си- начнется затвердевание буферной смеси после за- стема выполняет основную функцию буферной вершения цементации за колонкой. жидкости в целом - предотвращает смешивание промывочной жидкости и цементной смеси. Один из основных этапов завершения нефтега- зовых скважин и их подземного ремонта - этап их Рекомендуемый диапазон цементной смеси для освоения является одним из ключевых вопросов при получения стабильной буферной жидкости состав- получении потенциального дебита в минимальные ляет 20-35% [4-30]. Эта система имеет возможность сроки и вводе скважины в эксплуатацию. участвовать в формировании новой структуры и движущихся систем с компонентами промывочной По результатам анализа технико-экономических жидкости и мутной оболочки с мутным простран- показателей действующих скважин и остатка кален- ством, а также имеет свободную резервную жидкость. дарного времени испытания определены через год Когда к буферной жидкости добавляется соединение, после завершения их бурения, среднее время испы- которое может придавать химически активные свой- тания одной скважины находилось в диапазоне 10- ства при контакте с глиняной оболочкой, оно дей- 17 дней. Освоение подземных ремонтных работ дли- ствует как разделитель и обеспечивает разрушение лось долго. В данном случае время индикатора со- глиняной оболочки и их удаление из зоны цементи- ставляет 30%, т.е. 5,5 дней, время вне индикатора рования. составляет 70%, т.е. 12,6 дней, количество дней ожидания теста составляет 22% (4 дня), время Время полного распада фильтрационной обо- пребывания - 44% (8 дней), остальное время было лочки толщиной 3 мм химического состава актив- потрачено на 3-4% (0,6 дня) - на устранение аварий ной буферной жидкости обычно составляет от 1 до и осложнений [5,6]. 5 минут (в зависимости от концентрации компо- нента используемого ингредиента). Компоненты Таким образом, из данных видно, что время, за- этой жидкости не подвержены коррозии и произво- траченное на опробование скважин (перфорация, дятся в больших масштабах. Буферная жидкость спуска подъемные работы, сбор притока, изыска- используется в объемах от 3м3 до 6 м3. тельские и вспомогательные работы), составило 5-6 дней. Физические свойства жидкости, добываемой из газоконденсатной скважины (низкая вязкость, низ- Аналогичная ситуация наблюдается во многих кая плотность), вероятно, приведут к образованию производственных: Российские Нефнева товнефтега, армированного канала в заднем пространстве трубы Сургутнефтегаз, Ноябрьскнефтегаз, Томск нефть, в ожидании затвердевания цементной смеси. Баш нефть, Пермь нефть, Оренбург нефть, Удмурт нефть, Белдефтегаз, Став (Беларусь), Мангышлак Чтобы избежать подобных осложнений, разра- нефтегаз и другие. ботана технология цементирования скважин, обес- печивающая герметичность цементного кольца за После завершения бурения вопросы освоения стволом скважины, которая определяет последова- скважин и подземного ремонта будут решаться по тельность операций при выборе рецептуры буферной двум направлениям для повышения эффективности смеси, прогнозировании герметичности цементного работ: кольца при заданных геолого-технических условиях. Условия при выборе управляющих эффектов, которые • Улучшение организации работы с целью необходимо предотвратить. Важнейшим элементом сокращения сроков изготовления (65 - 75%); этой технологии является прогнозирование порядка герметичности цементного кольца по традиционным • Разработка новых прогрессивных техниче- параметрам с помощью компьютерных программ. ских средств и технологических процессов. Сюда входят возможность формирования каналов В комплекс работ по освоению скважин входит седиментации в заднем пространстве колонны по создание гидродинамической связи в системе стволу скважины, изменение пористости буферной скважина-пласт, отбор жидкости из пласта и извле- смеси при ЦАК (затвердевании цементной смеси), чение потенциального начального притока. На всех образование жидкости на грунте через кольцо ко- этапах разработки скважины нельзя потерять сква- лонны, добавлен приток посторонних жидкостей в жину в результате загрязнения пластов. На каждом зоне перфорации. Используя эти расчеты, количе- этапе эта проблема решается путем применения ственные требования к характеристикам буферной соответствующих рабочих агентов, выбора схемы смеси и камня выдвигаются в разумном целевом и способа разработки скважины, выбора метода направлении, что исключает образование седимен- обработки и очистки при забойной зоны скважины. тации в заданных условиях за колонной и снижает вероятность образования пластовых флюидов за Вторичное вскрытие нефтяных пластов, армиро- колонкой. ванных колонной, на практике осуществляется за счет использования кумулятивных перфораторов (более 98%). Использование других видов перфорации 12

№ 1 (94) январь, 2022 г. (водно-песчаная, осевая) применяется реже из-за проблема вытеснения в пласте практически не будет сложности процесса (вода-песок-поток), менее (достаточно заменить буровой раствор на более легкий эффективных (осевая перфорация) и из-за ухудшения раствор), в сети не было технологии для скважин с прочности скважины (перфорация торпеды) [7-15]. аномально низким и нормальным пластом давление. На основании анализа материалов вторичного В зарубежных странах имеется достаточная прак- вскрытия слоя можно сделать следующие выводы: тика выбора технологической схемы заканчивания скважин. Помимо тартана и тампонов, в зарубежных Производимое в России оборудование отстает странах для наведения токов широко используются от действующего по количеству типоразмеров пер- двигательные устройства для газификации азота. Эти фораторов, особенно малых диаметров, отводимых устройства доступны в широком диапазоне типо- по насосно-компрессорным трубам. размеров, обеспечивают газообразный азот при рабо- чем давлении от 40 до 70 МПа, производительность Отсутствие перфораторов для выборочной пер- от 1800 до 9000 м3/ч и эффективное выполнение форации продуктивных пластов. В зарубежных ряда внутрискважинных операций: уменьшение забоя странах появились заряженные перфораторы, покры- скважины давление на полное высыхание колодцев; тие вступает в реакцию с породой, создавая трещины перфорация в углублении в пласте в азотной среде; в зоне русла. Таким образом, технические средства, воздействие азотной кислоты на слой и выполнение перечисленные зарубежными фирмами, обеспечи- других операций. вают очень широкий спектр решений (такие методы сейчас широко производятся и в Китае). Использование азота обеспечивает полную взрывобезопасность процесса. В зарубежной практике Усовершенствованный метод перфорации с 1970 г. использование спецтехники, оснащенной мешка в депрессии применяется слабо, в основном сплошной колонной, при освоении скважин, Широко из-за организационной работы - из-за отсутствия применяют технологические процессы, облегчаю- надежных смазочных материалов, работающих в щие и ускоряющие подъемно-спусковые работы. жидких и газообразных средах, а также отсутствия Оборудование было смонтировано на трассе и до- массового производства. бавлен барабан большого диаметра, обернутый колонной труб диаметром 19-25 мм. Длина наматы- Перфорация во время первичного вскрытия и ваемой на барабан трубы от 700 до 5500 метров. после вторичного вскрытия может отрицательно по- влиять на зону ствола при формировании коммуника- С помощью специального механизма через ционных каналов при заполнении среды скважины. libridor гибкие трубки проходят через NKQ под пря- мым давлением. Газообразный азот, специальные Исследования показывают, что основной причи- жидкости и другие вещества подаются через пузырек ной снижения проницаемости коллекторов является барабана по гибким трубам в скважину. Установка то, что каналы стенки ствола заблокированы твер- обслуживается одним оператором. Такое устройство дыми фазами раствора. Проникновение фильтров предназначено для выполнения множества операций: из среды перфорации не является правильным, по- очистки песчаных пробок, понижения и повышения скольку нет способа предотвратить проникновение давления путем замены одного типа жидкости жид- фильтров, которые нельзя сделать непригодными костью или газом другого типа и так далее. Работы для использования путем изменения фильтрацион- можно вести под давлением до 31 Мпа. Подобные ных характеристик коллектора. устройства не производятся в России. В последнее время этому вопросу уделяется мало Заключение внимания. По имеющимся данным, перфорация в специальных жидкостях в большинстве горных После бурения и открытия нефтяных и газовых организаций составляет 1,5-2% [8]. скважин важно провести процесс цементирования и ввести его в эксплуатацию без скинь-фактора. Изу- В США широко используются перфорирован- чены проблемы использования легких цементных ные углубления, в то время как в других случаях смесей при цементировании скважин и предотвра- для чистовых скважин широко используются спе- щения попадания фильтрата в каналы коллектора. циальные жидкости на масляной или водной ос- Важнейшим элементом этой технологии является нове, не содержащие твердых частиц, или раствори- использование компьютерных программ для про- мые в кислоте соединения. В качестве отравляющих гнозирования порядка герметичности цементного веществ в жидкостях при закачивании скважин ши- кольца по традиционным индикаторам. Проникно- роко используются следующие неорганические вение фильтров из среды перфорации не является соли: NaCl, SaBr2, SaSOz, FeC03, ZnBr. Количество правильным, так как нет возможности предотвратить добавляемого стыка выбирается в соответствии с проникновение фильтров, которые нельзя вывести конкретными условиями слоя. из строя, изменив фильтрационные характеристики коллектора. В последнее время этому вопросу уде- Цементные агрегаты, пневмо компрессорные ляется мало внимания. Показано, что технологии, станции У КП-80, КС-16/100, С Д-9/101, газифи- используемые в США и ряде других стран, могут цируемые агрегаты азотных автомобилей АГУ-8К быть эффективно использованы. используются в качестве технических средств для гидротранспорта при освоении скважин. Важнейшее внимание уделяется разработке месторождений серы, где агрессивная и токсичная сера усложняет использование известных и испытан- ных технологий или ограничивает их применение в целом. Если в шахте высокое пластовое давление, 13

№ 1 (94) январь, 2022 г. Список литературы: 1. Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И. Крепление и цементирование наклонных скважин. - М .: Недра, 1983. - с. 273. 2. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И., Гераськин В.Г. Строительство наклонных и горизонтальных скважин. - М .: Недра, 2000. 3. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Шаманов С.А. Крепление скважин на месторождении Прибрежное // Газовая промышленность. 2000. - № 2. - с. 42-43. 4. Басарыгин Ю.М., Булатов А., Шаманов Г.А. и др. Опыт создания герметичного закаленного пространства скважин при строительстве // Гипотезы. Поиск. Прогнозы: Сб. науч. тр. - Краснодар: Северо-Кавказское отд-нье РИА, 1999. - Вып. 7. - С. 71-81. 5. Басарыгин Ю.М., Макаренко П.П., Мавромати В.Д. Ремонт газовых скважин. - М .: Недра, 1988. 6. Булатов А.И., Дейкин В.В. и др. Требование к физико-химическим характеристикам тампонайного камня в горизонтальных скважинах // Газовая промышленность. - 1997. - № 10. - с. 10-11. 7. Буферные жидкости, используемые при цементировании скважин / А.И. Булатов, Р.Ф. Уханов и др. Обзор информ. Сер. Бурение. - ВНИИОЭНГ, 1987. 8. Волков В.П., Галлямов К.К. и др. Анализ конструкции и эксплуатации ГК в Самотлорском районе // Нефтя- ное хозяйство. - 1997. - № 6. - с. 41-42. 9. Заиров Ш.Ш., Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Эшкулов О.Г. Повышение технологии проходки калийных пластов в условиях тюбегатанского месторождения калийных солей // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №10(91). С. 59-64. 10. Заиров Ш.Ш., Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Авезова Ф.А. Изучение экологических проблем и анализ способов снижения негативного воздействия отходов калийных руд на окружающую среду // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – №4(85). С. 46-52. 11. Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Повышение эффективности использования хво- стохранилища для размещения солеотходов обогатительной фабрики Дехканабадского завода калийных удобрений // Горный вестник Узбекистана. – Навои, С. 45-48. 12. Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Латипов З.Ё., Шукуров А.Ю., Нарзуллаев Ж.У. Рекомендации по применению технологии противофильтрационной защиты солеотвала и рассолосборника № 1 // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – №12(81). – С. 34-38. 13. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Разработка технологии закрепления солевых от- ходов рудника Тюбегатанского горно-добывающего комплекса // Universum: технические науки. – Москва, 2020. – №12(81). – С. 59-63. 14. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Каюмов О.А., Боймуродов Н.А. Моделирование и установление координатов центра масс отвала и хвостов Тюбегатанского калийного месторождения. // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 2(83). – С. 25-29. 15. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Гидравлическая закладка выработанного пространства при подземной добыче калийных руд // Journal of Advances in Engineering Technology – Navoi, 2020. – №1. P. 25-28. 16. Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Хужакулов А.М. Номдоров Р.У., Хаккулов С. Исследование режима детонационных волн в скважинных зарядах с осевой воздушной полостью // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. Минск 29-30 октября 2019 г. С. 261-263. 17. Каримов Ё.Л., Якубов С.И., Аликулов Г.Н., Латипов З.Ё. Геодинамические активные зоны Тюбегетанского месторождения калийных солей // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2018. –№2. – С. 41-44. 18. Каримов Ё.Л., Якубов С.И., Муродов Ш.О., Нурхонов Х., Латипов З.Ё. Экологические аспекты Дехканабад- ского рудного комплекса по добыче калийных руд // Горный вестник Узбекистана. ‒ Навои, 2018. ‒ № 3. ‒ С. 23-27. 19. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Жумаев И.К., Кораев Б.М. Тепақутон калий конининг ташқи майдонидан оқилона фойдаланишни математик моделлаштириш // Инновацион технологиялар. – Қарши, 2020. – № 3. С. 7-12. 20. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Хўжақулов А.М., Авлакулов А.М., Шукуров А.Ю., Калий рудаларини ўзлашти- риш ва чиқиндиларнинг атроф-муҳитга салбий таъсирини пасайтириш муаммолари // Инновацион техноло- гиялар. – Қарши, 2020. – № 4. С. 18-22. 21. Латипов З.Ё., Каримов Ё.Л., Шукуров А.Ю., Худойбердиев О.Д., Норкулов Н.М. Моделирование и установление координатов центра масс отвала и хвостов тюбегатанского калийного месторождения // Universum: технические науки – Москва, 2021. С. 25-29. 14

№ 1 (94) январь, 2022 г. 22. Мислибоев И.Т., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Абдусоатов С.З.,Норкулов Н.М. Разработка рекомендаций по оптимизации параметров блока при системе с магазинированием руды на месторождений Зармитан // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 6(87). – С. 24-27. 23. Норов Ю.Д., Каримов Ё.Л., Латипов З.Ё., Боймуродов Н.А. Вскрытие и подготовка при валовой выемке сложных рудных тел с прослоями и включениями пород на месторождении «Зармитан» // Социально-эконо- мические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики сборник научных трудов 15-й международной конференции. Минск – Тула – Донецк 29-30 октября 2019 г. С. 178. 24. Уринов Ш.Р., Каримов Ё.Л., Норов А.Ю., Авезова Ф.А., Турсинбоев Б.У. Проблема управления энергией взрыва при формировании развала взорванной горной массы на карьерах // Journal of Advances in Engineering Technology – Navoi, 2021. – № 2(4). P. 65-71. 25. Холиёрова Х.К., Якубов С.Х., Латипов З.Ё. Математические модели оптимизации цилиндрических оболочек с подкрепленными ребрами жесткости // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 2(83). С. 31-33. 26. Холиёрова Х.К., Якубов С.Х., Латипов З.Ё., Шукуров А.Ю., Турсунов А.Б. Решение обратной задачи расчета фундаментальных плит силосных корпусов // Universum: технические науки. – Москва, 2021. – № 2(83). С. 34-38. 27. Якубов С.Х., Латипов З.Ё., Холиёрова Х.К. Оптимизация осесимметричных усеченных конических оболочек // Universum: технические науки – Москва, 2020. . – № 12(81). С. 29-34. 28. Якубов С.Х., Холиёрова Х.К., Латипов З.Ё. Решение задач оптимизации с учетом специфики процесса проектирования инженерных конструкций на основе системного анализа // Инновацион технологиялар. – Қарши, 2021. – №3(43). С. 37-41. 29. Kayumov O, Latipov Z, Boymurodov N, Egamberdiyev H. Research of the combined technology of enrichment of low-grade phosphorite ore of the central kyzylkum // InterConf, 2020 - ojs.ukrlogos.in.ua 30. Norov Y., Karimov Y., Latipov Z., Khujakulov A., Boymurodov N. Research of the parameters of contour blasting in the construction of underground mining works in fast rocks // IOP Conference Series: Materials Science and En- gineering 1030 (1), 012136. 15

№ 1 (94) январь, 2022 г. ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА БЕРДА ТКАНЕФОРМИРУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА Ахмeдбекова Алевтина Викторовна ассистент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Дремова Надежда Васильевна ст. преподаватель, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected] Ортиков Ойбек Акбаралиевич PhD, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected] Усманов Хайрулла Сайдуллаевич канд. техн. наук, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] MATHEMATICAL MODELING OF THE OSCILLATORY BIRD PROCESS OF THE TISSUE FORMING MECHANISM Alevtina Akhmedbekova Assistant, Tashkent Institute of Textile and Light Industry Republic of Uzbekistan, Tashkent Nadezhda Dremova Senior Lecturer, Tashkent Institute of Textile and Light Industry Republic of Uzbekistan, Tashkent Oybek Ortikov PhD, Associate Professor, Tashkent Institute of Textile and Light Industry Republic of Uzbekistan, Tashkent Khairulla Usmanov Cand. tech. Sciences, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА БЕРДА ТКАНЕФОРМИРУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Ахмeдбекова А.В. [и др.]. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12997

№ 1 (94) январь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В обзорной статье рассматривается метод исследования математического моделирования технологического процесса системы «бердо» с двумя степенями свободы тканеформирующего механизма ткацкого станка. ABSTRACT The review article examines a research method for mathematical modeling of the technological process of the \"reed\" system with two degrees of freedom of the tissue-forming mechanism of the weaving machine. Ключевые слова: колебание, вынужденное колебание, затухающие колебание, математическая модель, силы прибоя, натяжение, бердо. Keywords: oscillation, forced oscillation, damped oscillation, mathematical model, surf forces, tension, reed. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Реальные текстильные машины изго- Для управления технологическими процессами тавливаются из узлов, обладающие конечными зна- и их оптимизации необходимо использовать методы чениями жесткости и массы. В результаты приложения математического моделирования технологических внешних или внутренних нагрузок при работе кон- процессов, которые включают методы получения струкции или машины одновременно будут возни- математических моделей и анализа полученных чис- кать конечные деформации, что при определенных ленных результатов. условиях приведет к колебаниям с очень большими амплитудами или к потере устойчивости процессов Моделируем систему «бердо», как систему с статического или динамического деформирования. двумя степенями свободы. Пусть на рассматривае- Для инженерной практики очень важно уметь пред- мую систему кроме потенциальных сил начинают сказывать возникновение подобных перемещений действовать силы вязкого сопротивления и возму- и колебаний с большими амплитудами, а также ис- щающая сила – технологическое сопротивление пользовать ту или иную оптимизацию в процессе (сила прибоя)[5] изменяющиеся со временем по конструирования и изготовления, с тем чтобы иметь определенному закону рис. 1. возможность контролировать уровень статических и динамических напряжений, величину амплитуд Проведенные экспериментальные исследования при динамическом поведении [1, 2]. позволит получить осциллограмму, которая представ- лена на рис. 1. Из полученных экспериментальных В общем случае любую трехмерную конструк- результатов можно установить закономерность из- цию можно охарактеризовать ее физическими менения силы прибоя, характеризующая изменение свойствами, такими, как модуль упругости, модуль натяжения нити основы за рабочий период ткацкого упругости при сдвиге, объемный модуль и распреде- станка. Известная сила прибоя определяется разно- ление масс. Величина перемещений в случае линей- стью силы натяжения основы и натяжения ткани, ных систем будет пропорциональна величине силы, что позволяет принять характер изменения силы но направление перемещений будет зависеть от физи- прибоя идентичным изменением натяжения нити ческих свойств конструкции и трех компонентов основы в момент прибоя. На осциллограмме мини- вектора силы. Для стационарных конструкций, кото- мальное натяжение соответствует процессу закрытию рые не вращаются, реакция будет всегда конечной, зева, максимальное же натяжение – моменту прибоя, при конечных значений приложенных сил и момен- которое заканчивается затухающими колебаниями тов [3, 4]. [6-8]. Если конструкция имеет вращающиеся узлы, как, например, главный вал батанного механизма, Результаты исследования: Различные значения то начинают действовать другие силы. Они зависят максимального увеличения натяжения нити основы от центробежного и кориолисового ускорений и не связаны с характером переплетения. только могут влиять на формы колебаний и собствен- ные частоты, но также приводят к неустойчивости, В приведенной осциллограмме представлены наблюдаемой у вращающихся валов. изменения натяжения за период выработки одного раппорта переплетения [9-10]. Рисунок 1. Закономерность изменения силы прибоя 17

№ 1 (94) январь, 2022 г. Составляем уравнение Лагранжа 2n d  Ti  − Ti + i = Qdi + Qi ,   aij  qi + 2 bij  qi + cij  q j = Qi (2) dt qi qi qi j=1 j=1 i = 1,2 i = 1,2 (1) Если возмущающая сила изменяется по гармо- ническому закону, то решение (2) также можно заменяя в нем Ti , i ,Qdi ,Qi их значениями для представить в виде периодических функций. рассматриваемой задачи получим дифференциальные Так как основными характеристиками колебаний уравнения вынужденных колебаний системы системы являются собственные частоты, то после «бердо» с учетом диссипативных свойств. определения этих частот и коэффициенты форм колебаний несложно будет, на основании метода суперпозиции, построить решение задачи вынужден- ных колебаний. а11 + а22 + а31 + а41 + а52 = Q1  b2 b1  b11 + b22 + b32b42 + b51 = Q2  a2 a1 y1 = 1 , y1 = y2 ; y3 = 2 , y3 = y4 , t t (a1b2 − b1a2 )1 + a3b21 − a2b32 + (a4b2 − a2b3 )1 + (a5b2 − b4a2 )2 = b2Q1 − a2Q2 1 + a3b2 1 + a4b2 − a2b3 1 − a2b3 2 + a5b2 − b4a2 2 = b2Q1 − a2Q2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 ( )a2b1 − b2a1 2 + b1a31 + a4b11 + b1a52 − a1b32 − a1b42 − a1b51 = b1Q1 − a1Q2 2 + a3b1 a1 1 + a4b1 − a1b5 1 − a2 a1b3 a1  2 + a5b1 − b4a1 2 = b1Q1 − a1Q2 a2b1 − b2 a2b1 − b2 a1 b1 − b2 a2b1 − b2a1 a2b1 − b2a1 A1 = b2 a3 ; A2 = a2b3 ; A3 = a4b2 − a2b3 ; A4 = a5b2 − b4a2 ; P1 = b2Q1 − a2Q2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 a1b2 − b1a2 B1 = b1a3 ; B2 = a1b3 ; B3 = a4b1 − a1b5 ; B4 = a5b1 − b4a1 ; P2 = b1Q1 − a1Q2 a2b1 − b2a1 a2b1 − b2a1 a2b1 − b2a1 a2b1 − b2a1 a2b1 − b2a1 После всех преобразований получаем уравнение Колебательные характер процесса совпадает с колебаниями нити основы после прибоя утка к  y1 = y2 опушке ткани.   t Рисунок 2. Закономерность колебательных движений берда под действием силы прибоя  y 2 + A1 y2 − A2 y4 + A3 y1 + A4 y3 = P1  = y4 Выводы: Сопоставляя решения, можно полу-  t (3) чить представления о том, к чему сводятся исследо-  y3 вания затухающих и вынужденных колебаний берда  t   y4 = −B1 y2 + B2 y4 − B3 y1 − B4 y3 + P2  t В результате решения получена закономерность колебательных движений берда под действием силы прибоя [11-13] (рис2). 18

№ 1 (94) январь, 2022 г. с двумя степенями свободы. Это позволяет оценить реальные работы системы и выбора наиболее ра- циональные механических, геометрических и тех- нологических параметров рассматриваемой системы. Список литературы: 1. Дремова Н.В. К оценке жесткости берда челночных и бесчелночных ткацких станков. Проблемы текстиля. 2004. № 2. 2. Дремова Н.В. Исследование влияния числа нитей пробираемые в зуб берда на его колебания. Проблемы тек- стиля. 2004. № 4. 3. Коритысский Я.И. Динамика упругих систем текстильных машин. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982. С. 230-250. 4. Михайлюк О., Оников Э. Повышение жесткости крепления берда в брусе баната для выработки высокопроч- ных тканей на станках типа СТБ // Рынок легкой промышленности. 2003. № 28. С. 18. 5. Дремова Н.В., Мавлянов Т., Об одном методе решения колебательного движения батанного механизма с уче- том неупругих и нелинейных свойств. Ташкент, ТИТЛП-2011. Республиканская научно-практическая кон- ференция, С. 177-179. 6. Дремова Н.В. Учет диссипативных свойств динамики батанного механизма под действием произвольной нагрузки. Universuv: технические науки. Май 2021 № 5.С. 27-30. 7. Дремова Н.В., Мавлянов Т., Абдиева Г.Б. Практическое моделирование динамических систем с вязкоупругими гибкими нитями. Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. «Инновации в металлообработке: взгляд молодых специалистов». Курск, 02-03 октября 2015 г. С. 120-124. 8. Дремова Н.В., Мавлянов Т. Математическая модель в задачах динамических систем с гибкими нитями. Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции: «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» Курск, 04–05 июня 2014 года С. 197-201. 9. Дремова Н.В. Исследование колебательных процессов берда тканеформирующего механизма. Материалы докладов международной научно-технической конференции. Витебский государственный технологический университет. Витебск, 26-27 ноября 2014 г. С 262. 10. Ortiqov O.A., Raximxodjayev S.S. QUALITY ASSESSMENT OF CLOTHES FABRICS //Scientific-technical jour- nal. – 2018. – Т. 22. – №. 1. – С. 37-42. 11. Дремова Н.В., Ортиков О.А. Динамические исследование механической системы батанного механизма «вал-бердо». Universuv: технические науки. Декабрь 2021 № 12. С. 54-57. 12. Ортиков О.А. УРАБОТКА НИТЕЙ В СТРОЕНИИ ТКАНЕЙ МЕЛКОУЗОРЧАТОГО ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ // Электронный периодический рецензируемый научный журнал «SCI-ARTICLE. RU». – 2019. – С. 21. 13. Эргашов М., Дремова Н.В., Нуруллаева Х.Т. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН ОТ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧЕГО ОРГАНА. . Universuv: технические науки. Май 2021 № 5. С. 51-53. 14. Ортиков О.А. ИССЛЕДОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НИТЕЙ ОСНОВЫ В ТКАЦКОГО СТАНКА //Электронный периодический рецензируемый научный журнал «SCI-ARTICLE. RU». – 2019. – С. 157. 15. Ortikov O.A., Musaev N.M., Musaeva M.M. The Impact of Variable Rapport and Number of Transition of Threads in the Interweaving on the Air Permeability of Fabrics //Young Scientist USA. – 2017. – С. 37-42. 16. Oybek O. Designing clothing fabrics with defined porous //European science review. – 2017. – №. 3-4. 19

№ 1 (94) январь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФИБРИЛЛЯРНЫХ ШЕРСТЯНЫХ ВОЛОКОН Ганиева Дилноза Фуркатовна преподаватель Гулистанского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Гулистан E-mail: [email protected] Маматкулова Мохира Босимовна преподаватель Гулистанского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Гулистан Давлатов Расулжон Маматкулович д-р. техн. наук, доцент Гулистанского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Гулистан STUDY OF THE PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF MODIFIED FIBRILLAR WOOL FIBERS Dilnoza Ganieva Teacher of Gulistan State University, Republic of Uzbekistan, Gulistan Mokhira Mamatkulova Teacher of Gulistan State University, Republic of Uzbekistan, Gulistan Rasuljon Dovlatov Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of Gulistan State University, Republic of Uzbekistan, Gulistan АННОТАЦИЯ В данное статье было исследовано влияние полимерных композиций на основе поличетвертичной соли диметиламиноэтилметакрилата с моноиодоуксусной кислотой и серицина на физико-химические показатели натурального шерстяного волокна. Показано положительные изменение в структуре модифицированнах образцах натуральных белковых волокон, т.е. рассмотрены прочностные свойства модифицированных натуральных шерстяных волокон. ABSTRACT In the following article, the effect of polymer compositions based on the poly-quaternary salt of dimethylaminoethyl- methacrylate with monoiodoacetic acid and sericin on the physico-chemical parameters of natural wool fiber have been investigated. Positive changes in the structure of modified samples of natural protein fibers are shown, i.e. the strength properties of modified natural wool fibers has been investigated. Ключевые слова: модификация, волокна, исходное волокно, шерсть, прочность, облагораживание, серицин, микроструктура волокон. Keywords: modification, fibers, initial fiber, wool, strength, refinement, sericin, fiber microstructure. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Для производства теплосберегающего собранные для переработки волокна волосяного по- термобелья попрежнему остается актуальным исполь- крова млекопитающих животных (овец, коз, верблю- зование натуральных волокон, которые обладают хо- дов и др.) [1, c. 33-36]. рошими теплозащитными свойствами. К таким волок- нам относятся, прежде всего, шерстяные. Шерсть — Основное вещество, из которого состоят шерстя- ные волокна, является кератин, относящийся к белко- __________________________ Библиографическое описание: Ганиева Д.Ф., Маматкулова М.Б., Давлатов Р.М. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФИБРИЛЛЯРНЫХ ШЕРСТЯНЫХ ВОЛОКОН // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12999

№ 1 (94) январь, 2022 г. вым соединениям. Шерстяные волокна обладают низ- молекулярной массой 5000-6000 и фиброин с моле- кой теплопроводностью, что делает их превосходным кулярной массой 140000-150000, обладающих функ- материалом для производства изделий, предназначен- циональной активностью (при облагораживание ных для носки при пониженной температуре окружа- шерсти с белкосодержащими модификаторами). ющей среды. Шерсть обладает большим упругим Поставленная задача решается путем гидролиза удлинением, поэтому она мало мнется и очень эла- коконов тутового шелкопряда при 103-105°С в тече- стична. Гигроскопичность шерстяных волокон в нор- ние 2,5-3 ч водным раствором 2,6-2,8% гидроокиси мальных условиях составляет 15—17%, а в условиях калия, взятых в массовом соотношении к гидролизу- повышенной влажности волокна поглощают до 40% емому сырью, равном 6:1, фильтрат используют для влаги, при этом оставаясь сухими на ощупь [2,c.29-93]. получения серицина, а осадок - для получения фиб- роина. Приводим пример осуществления предлагае- Актуальность работы. К недостаткам использо- мого способа, в котором используют коконы туто- вания шерстяных волокон можно отнести подвержен- вого шелкопряда, очищенные от куколок, например: ность накапливанию статического заряда, а также вы- сокую стоимость, что приводит к уменьшению про- в котел-экстрактор загружают 60 л воды и рас- центного содержания шерстяных волокон в составе творяем 1,68 кг 2,8% гидроокиси калия, далее тем- текстильных материалов, использованию шерсти в ка- пературу котла поднимаем до 103°С и частями по- честве теплозащитного компонента для производства гружаем 10 кг очищенных коконов, и поддерживаем теплосберегающего термобелья. Таким образом, опти- температуру реакционной смеси в течение 3 ч при мальным для производства термобелья широкого 103-105°С при постоянном перемешивании. назначения является использование модифициру- юших композиционных полимерных материалов. После истечения 3 ч (растворения коконов) ре- Структура модификатора обеспечивает изделию необ- акционную смесь охлаждаем и нейтрализуем пище- ходимую эластичность, чтобы не стеснять движений, вой кислотой (лимонной или уксусной) до нейтраль- даже при занятиях спортом. ной среды. Нейтрализованный раствор переносим на фильтр, фильтрат сгущаем под вакуумом до концен- Объекты и методы исследования. В качестве трации сухих веществ, равном 10%, проводим объектов исследования были выбраны две вида ове- микрофильтрацию через мембранный фильтр с раз- чьей шерсти: модифицированная и исходная. В каче- мером пор 0,10 мкм при температуре 30°С для стве модификаторов служили поличетвертичная соль удаления солей и сушим на распылительной су- полидиметиламиноэтилметакрилат с монойодуксус- шилке при температуре входа 170-180°С и на вы- ной кислотой (ПДМАЭМА∙МИУК) и серицин для ходе 80-85°С. Выход целевого продукта - суммы шерсти. пептидов с молекулярной массой 5000-6000 состав- ляет 32% от массы взятого сырья. Для получения полимерной соли был использован технический продукт N,N-диметиламиноэтилметакри- Экстракт серицина получают из отходов шелко- лат, имеющий параметры: Ткип=333 К, 88 мм.рт.ст., nд20 мотального производства путем экстракции в воде при температуре 85-90оС. Относительная вязкость по- = 1,4390 [3,c.56-57]. лученного экстракта (рис 1), по результатам измере- Объектами исследования также явились техниче- ний на капиллярном вискозиметре, соответствует требуемой вязкости композиции и составляет около ский продукты монойодуксусная кислота Тпл = 355 К. 30 с [16, с. 1098-1115; 17, с. 1116-1123]. Для этой цели используются нижеследующие ве- Рисунок 1. Влияние концентрации компонента щества: на вязкость композиции в коническую колбу помещают 1 моль димети- Она практически не изменяется при перемеши- ламиноэтилметакрилата, 30 мл абсолютного ацетона и вании с частотой вращения мешалки до 25 об/мин. прибавляют по каплям 1 моль монойодуксусной кис- лоты. Белые кристаллы соли выпадали через 3-4 часа. Для получения полимерной композиции на ос- Колбу с полученной солью помещаются в холодиль- нове растворов водорастворимых полимерных со- ник на 2-3 суток до полного высаждения мономерной лей: в определенное количество дистиллированной соли. Полученную мономерную четвертичную соль перекристаллизируется из раствора абсолютного аце- тона и этанола в соотношении 9:1. Выход соли 85-90 % и она не гигроскопична. Вышеуказанные четвертич- ные аммониевые соли растворяются в воде и некото- рых органических растворителях, но не растворяются в бензоле. Плотность N, N - диметиламиноэтилметак- рилата с монойодуксусной кислотой - dn20 = 1,4036; а температура плавления Тпл= 400 ± 0,5 К [3,c.61-67]. За- дачей данного исследования является разработка по- лимерной композиции на основе местьного сырья и органических ингредиентов для модификации шер- стяного волокна. Для этого поставлена задача изучить способа получения серицина, в процессе которого одновре- менно получаются два целевых продукта: серицин с 21

№ 1 (94) январь, 2022 г. воды (например, 97,5 кг) при перемешивании добав- В связи с этим было, решено изучит возможность ляли 2,0 кг полимера и 0,5 кг серицина. Перемеши- модификации шерстяного волокна растворами по- вание продолжаются в течение 5 минут. Растворы же лимерной композиций, при равномерного распреде- полимерной композиции N,N- диметиаминоэтилме- ления макромолекул полимера и серицина. такрилата как с монойодуксусной кислотой в соче- тании с серицином были приготовлены механиче- Традиционные методы модификации текстиль- ским перемешивания всех компонентов в соответ- ных материалов в основном осуществляются, в ос- ствующих состояниях при комнатной температуре в новном, проведя окислительные обработки их, такие течении 10 минут раствор был готов к применению как хлорирование водными растворами гипохлорита натрия, газообразным хлором, хлорсодержащими [3, c. 58-59]. органическими веществами, хлорирование в среде На массу волокна, с помощью специального органических растворителей, действие перманганата, а также озона. устройства, наносили необходимое количество жидкости. Затем волокна смешивали и оставляли Нами же осуществлены исследования по выяс- на несколько часов для равномерной пропитки рас- нения [5, c. 45-46] механизма взаимодействия твора по всей поверхности волокон, после чего между кератином белкового волокна и полимерной проводили испытания. композицией были применены методы обработки водным раствором полимерной композиции с разной Полученные результаты и их обсуждение. Изу- концентрации. Изучена физико-механические свой- чив химический состав и структуру волокна шерсти, ства модифицированного волокна (табл.1). можно сделать вывод, что изделия, изготовленные из шерстяных текстильных материалов, обладают Оценку степени модификации поверхности небольшой прочностью, значительным удлинением, шерстяного волокна осуществляли комплексно по усадкой, свойлачиваемостью, что в итоге приводит следующим показателям: истинная длина, тонина, к быстрой потере формы одежды в процессе эксплу- степень извитости, свойлачиваемость, разрывная атации. Улучшать технологических и эксплуатаци- нагрузка. Полученные нами результаты эксперимента онных характеристик изделий, естественно, воз- сравнивались с известными теоретическими и экс- можно за счет модификации механических и физи- периментальными данными зарубежных авторов ческих свойств волокна [4, c. 35-37]. [8, с. 11-13;6, c. 141-142; 9, с. 27-33]. Данные, характеризующие влияние способа модификации на физико-механические свойства шерсти [7, c. 70-73], представлены в табл. 1. Таблица 1. Влияния природы модифицикатора на физико-механические свойства волокна Образцы модифицированных волокон Истинная длина, Тонина, мкм Степень Свойлачиваемость, Разрывная нагрузка, мм извитости 10—3 г/см3 сН/текс исходный 142 22,0 9-10 1,33 8.78 хлорирование 101 21,2 13.1 0,4 8,40 щелочная валка 82 18.8 10 7,4 6 биохимическая 80 18,3 17.2 1.49 7.6 С полимерной композицией 140 24,2 10 0,59 8,7 Анализируя данные табл. 1, можно отметить, валка приводит к значительной усадке волокон шер- что в зависимости от применяемого способа обра- сти (на 42,3 %) и снижению разрывной нагрузки на ботки достигается различная степень модификации 32,2 %, что является причиной комплексного хими- шерстяных волокон. Так, обработка шерсти хло- ческого и механического воздействия на волокна рирующими агентами способствует снижению шерсти. свойлачиваемости на 71,6 % за счет значительного повреждения поверхностного слоя волокон. Анализ физико-механических свойств, шерсти с поличетвертичной аммониевой солю, выявил отли- Данной способ модификации характеризуется чительные особенности воздействия модификации направленным воздействием лишь на поверхность от действия хлорирующих агентов, щелочной валки волокон, что позволяет сохранить прочность шерсти (табл. 1). Так, модификация волокна полимерной (снижение разрывной нагрузки на 4,5 % соответ- ствует требованиям ГОСТ 20269 - 93). Щелочная 22

№ 1 (94) январь, 2022 г. композицией способствует снижению свойлачивае- В тоже время смачиваемость и потопляемость мости шерсти на 62 % при сохранении исходной белкового волокна в растворах различных концен- длины, тонины и прочности волокон. трациях композиции резко отличается от этих значе- ний [10,c.15-17], особенно в растворах полимерных катионно-поверхстно активных веществ (табл. 2). Таблица 2. Влияние природы и концентрации полимерной соли на физико-химические и механические свойства белкового волокна Смачиваемость, % от волокна Дистиллированная Концентрация полимерной соли, % вода 1,5 3,0 5,0 Теплота смачиваемости, кал/гр 15 25 35 10 6,1 6,3 6,1 Потопляемость, час. 5,4 24 24 24 24 6,5 6,5 6,4 Средняя разрывная прочность, г.с. 5,6 26,1 28,5 31,2 25,3 13,5 13,0 12,1 Среднее разрывное удлинение, % 13,7 18,1 18,1 18,2 18,0 Коэффициент по прочности вариации, % по удлинению Из таблицы 2 следует, что по мере увеличения при разрыве увеличивается, что соответствует про- концентрации полимерной соли (особенно 5,0%) цессу пластификации кератина белкового волокна прочность волокна на разрыв снижается, а удлинение при поглощении этих растворов. Таблица 3. Влияние состава водорастворимого полимера – полидиметиламиноэтилметакрилата и его солей на физико-химические и механические свойства белкового волокна Концентра- Смачивае- Теплота Потоп Средняя Среднее Коэффициент вариа- ция полимер- мость, % смачиваемо- ляе- разрыв- Вод ной соли, % от массы волокна сти, кал/гр мость, ная проч- разрывное ции, % а сек. ность, г.с. удлине- По проч- По удли- ние, % ности нению Дистилл. вода 10 5,4 24 час 5,6 25,0 13,7 18,0 раствором натурального шелка 97,5 2,5 450 10,1 20 7,3 28,8 16,5 16,6 96,5 3,5 440 10,5 18 6,9 28,1 18,1 17,9 полидиметиламиноэтилметакрилат с монойодуксусной кислотой 97,5 2,5 450 9,8 25 7,2 29,1 18,1 17,6 96,5 3,5 460 10,1 30 7,2 28,9 16,5 16,9 По видимому, что оптимальная концентрация свойств и [5,c.45-46;11,c.55-56], особенно, проходи- их зависит от природы полимера и от относительной мости шерстяной пряжи при вязании трикотажного вязкости этих растворов, что наиболее оптимальным полотна. По результатам эксперимента видно, что вариантом композиции является водный раствор модификация приводит к сохранению прочности во- смеси полимерной композиции (2,5%-3,0%) и ди- локна, при разрывной нагрузке. Степень извитости стиллированной воды (97,5%). волокна модифицированным раствором относи- тельно низкой концентрации полимера остается по- Таким образом, исследование влияний раство- чти равнее с исходной. Ниже рассмотрены механизм ров на основе водорастворимых полимеров показало взаимодействия белкового волокна растворами по- возможность улучшения физико-механических лимеров и количество полимера на волокне (табл. 4). 23

№ 1 (94) январь, 2022 г. Таблица 4. Зависимость количества полимера на волокне от концентрации модификатора Концентрация Масса волокна Масса волокна Толщина Привес, % полимера в до обработки после обработки волокон, мкм композиции 1,2/ 1,7 21,8 2,4/ 7,35 1,5 0,2024 0,2035 24,2 2,5/ 10,00 24,9 2,5 0,2044 0,2151 3,0 0,2050 0,2201 Примечание: масса волокна до реакции – 0,2000, а толщина-21,5 Из приведенных данных видно, что нанесение 1-модифицированный ,2-исходное полимерных композиций способствует набуха- Рисунок 2. Кривые распределения значений нию и увеличению диаметра белкового волокна. По- видимому, более разбавленных растворах про- прочности цесс диффузия полимера в структуру шерстяного волокно протекает быстрее. Относительно маленькие Прочность – свойство материала сопротив- фрагменты макромолекул полимера легко диффун- ляться разрушению под действием механических дирует в поры шерстяного волокна и приводит напряжений. уплотнению его структуры. Таким образом, можно объяснит повышения прочности образцов белкового Таблица 5. волокна обработанный растворами полимера низкой концентрации. При этом, содержания полимера в модифицированном волокне, обработанный раство- рами с полимерной композицией относительно уве- личивается [12, c. 33-37]. И так, в кератина шерсти, модифицированного поличетвертичной солью и серицина, может обнаружены следы химической взаимодействии -С=О групп полимерной соли с аминогруппами кератина белкового волокна, так и о донорно-акцепторном взаимодействии между четвертичным азотом полимерной соли и карбониль- ной группой кератина с образованием комплексного соединения (рис.2) . Прочностные показатели модифицированного шерстяного волокна Диаметр, мкм 18 19 20,0 21 22 23 24 25 26 Разрывная нагрузка, сН Абсолютная прочность, км 6,5 7,6 8,4 9,2 10,2 11,2 12,4 13 14 18,2 20,1 20,4 20,6 20,9 21,3 21,8 22,2 22,8 Для оценки предельного разрушения, которое В полимерах прочность, определенная эксперимен- может выдержать полимер без разрушения рассчи- тально как напряжение, вызывающее разрушение тывают теоретическую прочность. Влияние влаги образца при растяжении, сжатии, сдвиге и т. п., в сырье на прочностные характеристики волокна во много раз меньше ее теоретического значения. шерсти и роль сушки в процессе ПОШ можно устано- Это различие из-за наличия реальной структуры вить, рассмотрев относительную влажность воздуха дефектов [14, c. 123-124]. и удельную разрывную нагрузку волокна [13, c.35-38]. Таблица 6. Изменение модифицированной шерсти по тонине Концентрация полимерной композиции Увеличение тонины модифицированной шерсти, мкм 14,5 - 18,0- 18,1-20,5 0,5 - 1,0 20,6 - 23,0 - 23,1-- 25,0 25,1 - 27,0 - 27,1 - 29,0 1,0 - 1,5 29,1 - 31,0 - 31,1 - 34,0 34,1 - 37,0 - 37,1 - 40,0 1,5 - 2,0 40,1 - 43,0 - 43,1 - 55,0 2,0 – 2,5 2,5 – 3,0 55,1 – 58,0 – 60,0 - 67,0 3,0 – 3,5 3,5 - 4,0 24

№ 1 (94) январь, 2022 г. Под прочностью (крепостью) понимают то уси- сантиньютонах (сН) или миллиньютонах (мН). Ра- лие, которое затрачивается на разрыв отдельного во- нее по системе МКГСС она обозначалась как кило- локна или пучка волокон шерсти. Различают прч- грамм-сила (кгс, 1 кгс=9,80665 H или 1 Н=1,02 кгс). ность абсолютную и относительную (удельную). Абсолютная прочность исходного волокна при про- Абсолютная прочность определяется затраченным чих равных условиях зависит от его тонины (табл. 7). усилием или нагрузкой, под действием которой При промышленной переработке шерстяные волокна шерстяное волокно разрывается. По системе СИ аб- в утоненной зоне или легко обрываются, или пряжа солютная прочность выражается в ньютонах (H), из них получается очень неровная и недостаточно прочная. Таблица 7. Изменение абсолютную прочности модифицированных шерстяных волокон Концентрация Тонина, мкм Абсолютная прочность композиции, % 18 и тонше Сантиньютоны, сН граммы 1,0 20-22 1,5 24-26 4,7 4,9 2,0 30-37 2,5 45-60 7,7 7,9 3,0 3,5 более 60 10,3 10,6 19,3 19,6 43,0 43,8 56,1 57,2 Данные таблицы показывают, что между абсо- Выводы. В практике шерстоведения вместо от- лютной крепостью шерстяного волокна и его тониной носительной (удельной) прочности применяют существует прямая и довольно тесная зависимость определение разрывной длины шерстяного волокна. Разрывная длина - это условная длина волокна в ки- [13, c. 18-19; 15, c. 30-32]. лометрах, при которой оно, будучи подвешенным за Чем толще волокно, тем при прочих равных один конец, разрывается от собственной массы. Раз- рывная длина исходного шерстяного волокна колеб- условиях больше его прочность в сантиньютонах и лется от 5 до 25 км, а для модифицированного 25-29 граммах. Абсолютная прочность шерстяных волокон мкм [18,c.94-97]. Модификация шерстяного сырья при модификации тонины находится в пределах обеспечивает выравнивание характеристик волокна 3,9-62,0 сантиньютона или 4,9-57,2 грамма. А модифи- по длине, что проявляется в изменении структурно- цированная волокна с серицином имеют крепость морфологического строения волокон шерсти за счет 40-70 г, а примерно более модифицированные во- увеличения их комплексных соединений. Данный локна шерсти при тонине 80-90 мкм достигают факт положительно сказывается на показателях фи- прочности 100 г и более. Относительная проч- зико-механических и технологических свойств моди- ность характеризуется величиной разрывного усилия, фицированной шерсти. приходящегося на единицу площади поперечного се- чения шерстяного волокна, и выражается по системе СИ в паскалях (1 Па = 1 ньютон на 1 м2) или по системе МКГСС – в кгс/мм2. Список литературы: 1. Смирнова О.К. Развитие и совершенствование ассортимента. ТВВ // Текстильная промышленность. - 2001. - № 3. -С. 33-36. 2. Садиков Ф.Х. Текстильное материаловедение и основы тестильных производст–М.: Легпромбытиздат.- 1989.-288 c. 3. Давлатов Р.М. Разработка эффективных композиций для модификации белковых волокон и технологии их получения: дисс. по уч. степен. докт. техн. наук. -Т., 2016, 200 с. 4. Исмаилов Р.И., Давлатов Р.М. Исследование термических свойств модифицированных шерстяных волокон // Композиционные материалы, -Ташкент, 2015, №3, с. 35-37 5. Давлатов Р.М. Изучение кинетики смачиваемости шерсти и влияние полимерных растворов на набухаемость волокон // Международ. научн.-практич. конферен. «Современное общество, образование и наука». Россия, Тамбов, 2014. -c. 45-46. 6. Davlatov R.M. Inflience Of Polymeric Composition On Physics – Mtchanical Feature Of Natural Wool // International conference on Thermophysical and Mechanical Properties of Advanced Materials, 2014, Izmir-Turkey, p. 141-142. 7. Давлатов Р.М. Улучшение технологических свойств шерстяных волокон с полимерными композициями // Композиционные материалы. –Ташкент. -№3, 2013.c.70-73 25

№ 1 (94) январь, 2022 г. 8. Тасымбекова А.Н. Разработка ресурсосберегающей технологии крашения шерстяных материалов.// Дис- сертация на соискание ученой степени доктора философии (PhD). Республика Казахстан Алматы, 2015., 162 с. 9. Петрова О.В. Влияние окислительно - восстановительных систем на процесс крашения шерстяных текстиль- ных материалов при пониженной температуре. Диссер. на соискание кандидата техн.наук., 2005,: 02.00.04, 05.19.02 : СПб., 2005, 225 c. РГБ ОД, 61:05-2/550 10. Давлатов Р.М., Исмаилов И.И., Мирзаев У.М., Мухитдинов Х.Х., Абидхонов А.А., Муминов К.М. Облагора- живание шерстяных волокон водорастворимыми композициями на основе промышленных полимеров // Композиционные материалы. –Ташкент. -№1, 2014, -С. 15-17. 11. Давлатов Р.М. Улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств кератина шерсти // Международная науч.-практ. конф. «Современное общество, образование и науки». –Тамбов, 2014. –с. 55-56. 12. Киселев В.И., Рябинин С.Е.Современные методы оценки свойств волокон и волокнистых материалов // Химические волокна.-Москва, 2005, № 5, С. 33-37. 13. Байчоров Т.М. Разработка и усовершенствование непрерывной технологии переработки отечественной тон- кой шерсти по циклу «немытая шерсть – трикотажная пряжа»// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. –Москва., 2019., 158 с. 14. Козлов Н.А. Митрофанов А.Д. Физика полимеров: Учеб. пособие / Владим. гос. ун-т; Владимир, 2001., 345 с. 15. Разумеев К.Э. Измерение длины, прочности и положения точки разрыва штапеля немытой шерсти // Овцы, козы, шерстяное дело.–1998.– No 4.– С. 30-32. 16. Kushal Babu Murugesh K.Structure on silk Indian silk. II- Structure -property correlations. // J.Appl.Polym.Sci.2004. - V.9.-№ 2.- P. 1098-1115. 17. Kushal Babu Murugesh K.Structure on silk Indian silk. III- Effect on dyeing behavior.// J.Appl.Polym.Sci. 2004. 92. № 2. III- P. 1116-1123. 18. Давлатов Р., Касимов Ш., Маматкулова М., Эрматова О., Холбекова М. Механические свойства модифици- рованных шерстяных волокон/ Международ. научн.-практич. конферен «Отечественная наука в эпоху изме- нений: постулаты прошлого и теории нового времени».-Россия, г. Екатеринбург, 07-08.11., 2014 г., c. 94-97. 26

№ 1 (94) январь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.94.1.12936 ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ БУМАГ СО СВЯЗУЮЩИМИ ПОЛИМЕРАМИ Ешбаева Улбосин Жамаловна д-р техн. наук, профессор Наманганского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Джалилов Анвар Абдугафарович PhD Ташкентского института текстильной и легкой промышленности Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] IR-SPECTROSCOPIC STUDIES OF THE PROPERTIES OF PAPERS WITH BINDING POLYMERS Ulbosin Eshbaeva Doctor of tech. science, professor of the Namangan engineering-technological institute Uzbekistan, Namangan Anvar Djalilov PhD of the Tashkent institute of textile and light industry Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Для придания бумаге необходимой механической прочности применены в качестве полимерного проклеива- ющего вещества канифоль, акриловая эмульсия и полиэтилентерефталат. Их использование приводит к повышению физико-механической прочности, что свидетельствует об образовании новых межмолекулярных водородных связей. ABSTRACT To give the paper the necessary mechanical strength were used as a polymer sizing agent rosin, acrylic emulsion and polyethylene terephthalate. Theirs use leads to an increase in physical and mechanical strength, which indicates the for- mation of new intermolecular hydrogen bonds. Ключевые слова: канифоль, раствор продуктов алкоголиза отходов полиэтилентерефталата, проклеивающее вещество, хлопковая целлюлоза, синтетические полимеры. Keywords: rosin, solution of products of alcoholysis of polyethylene terephthalate waste, sizing agent, cotton cellu- lose, synthetic polymers. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Для обеспечения прочного сцепления Экспериментальное исследование. Изготовле- волокнистой массы, придания влагопрочности, спо- ние опытных образцов проводили в условиях СП собности бумаги сохранять прочность как в увлаж- «Global Komsco Daewoo» по утвержденному техно- ненном, так и в сухом состояниях в бумагу вво- логическому регламенту. Были получены отливки диться проклеивающее вещество. В настоящее образцов, содержащих волокна хлопковой целлю- время широкое применение для проклейки бумаги лозы с различными синтетическими полимерами. находят вещества на канифольной основе, а также Степень помола волокон целлюлозы составляла 60º синтетические проклеивающие вещества. Механизм Шоппера-Ринглера. Изготовление образцов произ- удержания этих веществ на целлюлозных волокнах водили обычным способом на лабораторном ли- различен. стоотливном аппарате «Werkstoff Prüfmaschinen» (Германия). Все образцы с площадью 1 м2 готовили С целью улучшения качества бумаги и её проч- с одинаковой массой, равной 70 г. При проведении ностных характеристик нами вместо канифольного клея в качестве проклеивавшего вещества приме- нены акриловая эмульсия и лавсановый раствор. __________________________ Библиографическое описание: Ешбаева У.Ж., Джалилов А.А. ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ БУМАГ СО СВЯЗУЮЩИМИ ПОЛИМЕРАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12936

№ 1 (94) январь, 2022 г. исследований в бумажную массу вводился про- Этот вид связи свойственен соединениям, в моле- клеивающее вещество в количестве до 2% от общей куле которых водород непосредственно связан с бумажной массе. кислородом или азотом. Несмотря на то, что водо- родная связь слабее, чем ковалентная, суммарная ИК спектры образцов экспериментальных бумаг энергия этих связей у высокомолекулярных соеди- записывали в таблетках бромида калия на спектро- нений, где размеры молекул и число атомов очень метре System 2000 FT –IR фирмы Parken Elmer в ин- велики, значительно превосходит величину валент- тервале длин волн 400 -4000 см-1. ных сил. При прочих равных условиях наибольшая вероятность образования межмолекулярных водо- Акриловая (полиметилакрилат) эмульсия – мо- родных связей возникает между наиболее поляризо- лочно белая жидкость с незаметным кремовым от- ванными атомами, т.е. между наиболее сильными тенком без видимого расслоения, pH=6,0-8,5 отно- донорами и акцепторами протонов. Наличие сильно сительная вязкость не менее 1,75, массовая доля полярных гидроксильных и карбоксильных групп в остаточного мономера не более 0,35%. ПАПЭТФ приводит к образованию наиболее прочных межмолекулярных водородных связей. Не исклю- Лавсановый раствор представляет собой водный чена возможность образования ковалентных связей раствор продукта алкоголиза отходов полиэтилен- в результате этерификации карбоксильных групп терефталата с диэтиленгликолем. Заметное изменение терефталевой кислоты и гидроксильных групп внешнего вида и агрегатного состояния полиэтилен- целлюлозы в процессе сушки бумажной массы. терефталата в смеси с диэтиленгликолем наблюда- ется, начиная с 1800С. С увеличением продолжи- Синтетические полимеры улучшают фибрил- тельности алкоголиза, температуры и содержания лярную, кристаллическую структуру и адгезию цел- диэтиленгликоля происходит возрастание концен- люлозы, вступают с ним в химические воздействия трации гидроксильных групп и массовой доли во- на уровне водородных и ковалентных связей. Появ- дорастворимой части [1-2]. ление кристаллической области, улучшение струк- туры бумаг при введении различных синтетических Есть два фактора улучшения физико-механи- связующих наблюдалось при рентгенофазовых и ческих свойств бумаги: структурно –механический микроскопических исследованиях. Дальнейшие иссле- и химический [3-5]. дования проведены с применением ИК спектроскопии. Структура бумаги из натуральных и химических На рисунке 1-3 представлены ИК–спектры образ- волокон при использовании связующих веществ для цов бумаг на основе хлопковой целлюлозы, содержа- склеивания волокон зависит от микроструктуры и щей канифольный клей (рис.1), акриловую эмульсию формы применения этих связующих. Связующие на (рис.2) и лавсановый раствор (рис.3). В ИК–спектрах основе органических полимеров способствуют об- обнаружены характеристические полосы поглоще- разованию фибриллярной структуры целлюлозных ний целлюлозы [6]. Полоса поглощений при 3342– волокон, улучшают адгезию. Определенное влияние 3418 см-1 относится к валентным колебанием ОH – имеет структура двойного электрического слоя на связей, а при 2990 см-1 – к валентным колебаниям СН поверхности волокон. групп. Химический фактор заключается в образовании новых водородных и ковалентных связей. Наиболее характерной связью для молекул целлюлозы является водородная связь, с энергией порядка 25-35 кДж/моль. 95.0 94 93 92 91 2134.49 90 89 88 1658.74 1644.77 87 86 895.10 85 707.69 %T 559.44 84 612.58 83 666.79 82 2941.17 81 2899.20 1434.23 80 1372.53 79 78 1163.63 77 1113.28 3342.11 1059.90 76 75.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0 4000.0 cm-1 Рисунок 1. ИК – спектры образцов бумаг на основе хлопковой целлюлозы, содержащей канифольный клей 28

№ 1 (94) январь, 2022 г. 95.0 94 92 90 2134.45 88 86 1641.10 84 %T 82 615.67 80 78 2941.17 1431.16 76 2899.83 1372.38 74 1163.63 72 1113.28 1059.35 70.0 3418.58 3378.15 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0 4000.0 3600 3200 cm-1 Рисунок 2. ИК – спектры образцов бумаг на основе хлопковой целлюлозы, содержащей акриловую эмульсию 92.0 90 88 86 2128.85 84 82 3691.87 1637.87 80 78 704.89 76 911.88 662.93 559.52 615.38 %T 74 2900.65 1317.48 72 1431.69 1334.26 70 68 1372.29 66 1163.81 64 1114.24 62 1059.30 60 58 3413.90 57.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0 4000.0 cm-1 Рисунок 3. ИК – спектры образцов бумаг на основе хлопковой целлюлозы, содержащей лавсановый раствор Полоса поглощении при 1431–1434 см-1 отно- Полосы поглощений в области 560–708 см-1, сится к деформационным колебаниям СН2– и СН– скорее всего, относятся к деформационным колеба- сгрупп, а при 1317–1372 см-1 и 1163 см-1 к деформа- ниям ОН– групп и скелетным колебаниям С–С– связей ционным колебаниям ОН– и СН–групп. Полоса или к поглощению пиранового кольца. Полосу по- поглощении при 1113 см-1 относится к ассиметричным глощении при ~1640 см-1 исследователи относят валентным колебаниям пиранового кольца. Валент- к колебаниям молекул адсорбированной воды. Все ные колебания СОС– мостика имеют полосу погло- спектры содержат большое число резких полос, что щений при 1059 см-1 (ассиметричные) и 900 см-1 связано с наличием больших областей высокой (симметричные). молекулярной упорядоченности. 29

№ 1 (94) январь, 2022 г. О степени кристалличности можно судить по от- Толщина, плотность и зольность остаются в ношению интенсивностей полос поглощений при пределах прочностных характеристик бумаг с ис- 1372 см-1 и 2900 см-1 [7]. Полоса поглощений при пользованием в качестве проклеивающего вещества 1372 см-1 отвечает за кристаллическую область, а при канифольного клея. 2900 см-1 за аморфную область. Для эксперимен- тальных бумаг, полученных с применением кани- Выводы. Бумажная масса с использованием фольного клея, акриловой эмульсии и лавсанового акриловой эмульсии и лавсанового раствора имеет раствора степень кристалличности возрастает, соот- ряд достоинств: ветственно 0,59; 0,63 и 0,72. Эти результаты под- тверждают данных рентгеноструктурного анализа. • улучшенные физико–механические свойства, в частности, увеличение разрывной длины, разрыв- Наблюдается заметное смешение (на 70 см-1) по- ного усилия и сопротивления к излому; лос поглощения валентных колебаний ОН– групп бумаги, полученной с применением лавсанового • возможность использования доступного вто- раствора по сравнению с двумя остальными бумагами. ричного сырья; Такое смешение скорее всего, связано с образованием дополнительных межмолекулярных водородных • простота изготовления композиции и отлива связей с участием ПАПЭТФ. бумаги. Список литературы: 1. Ешбаева У.Ж. Офсетная бумага с введением синтетических полимеров и её печатно-технические свойства: Дисс. на соис. уч. степ. док. тех. наук. − Ташкент. ТИТЛП. 2017. −232 с. 2. А.Б. Жураев, Т.А. Низамов, Р.И. Адилов, М.Г. Алимухамедов, Ф.А. Магрупов. Влияние технологических параметров на процесс деструкции отходов полиэтилентерефталата.// М. Химическая промышленность.: 2007, № 11, с. 25. 3. М.Ф. Фролов. Структурная механика бумаги. М. «Лесная промышленность», 1982, 272 с. 4. Ешбаева У.Ж., Рафиков А.С. Бумага из альтернативного и вторичного сырья. Монография. –Ташкент: Tafakkur gulshoni. 2015.- 112 с. 5. С.Н.Иванов. Технология бумаги. М. «Школа бумаги», 2006, 696 с. 6. Инфракрасная спектроскопия полимеров. Под. ред. Деханта. М. «Химия» 1976, 472 стр. 7. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. Пер. с анг, М.: Мир, 1983, ч. 1, с. 251. 30

№ 1 (94) январь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.94.1.12902 СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРИЦИНА ИЗ ОТХОДОВ НАТУРАЛЬНОГО ШЕЛКА Комилова Санобар Джамаловна канд. хим. наук, директор, Ташкентское отделение Узбекского научно-исследовательского института натуральных волокон, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: rouzniinv52@ mail.ru Камалова Сабахат Рахматовна канд. техн. наук, доцент Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г. Ташкент METHODS FOR ISOLATION OF SERICINE FROM NATURAL SILK WASTE Sanobar Komilova Ph.D., Director Tashkent branch of the Uzbek Research Institute of Natural Fibers, Uzbekistan, Tashkent Sabakhat Kamalova Ph.D., associate professor Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Существенным фактором в повышении технологической эффективности шелковой промышленности явля- ется улучшение переработки коконного сырья, особенно увеличение выхода шелка-сырца. Но не меньшее значе- ние имеет комплексное использование отходов производства натурального шелка, так как в настоящее время количество отходов на 1 кг выработанного шелка-сырца превышает 1 кг. Из общего количества образующихся волокнистых отходов натурального шелка лишь треть используют для выработки шелковой пряжи. Основная же масса отходов из-за отсутствия рациональной технологии по их утилизации, а также недостатка производствен- ных мощностей экспортируется за рубеж. Это обусловливает технико-экономическую и научную целесообраз- ность дальнейшего развития работ в области комплексного использования отходов, в том числе получение био- логически активных веществ, новых белковых и небелковых продуктов из отходов натурального шелка и исполь- зование их в различных отраслях народного хозяйства, что представляется перспективным направлением и пред- определяет актуальность выбранной темы исследования В статье представлены методы выделения серицина из коконов тутового шелкопряда. Приведены три спо- соба выделения: этиловым спиртом, солями сернистого аммония и изоэлектрическим методом. Проведен анализ элементарного состава серицина. Установлено, что серицин состоит из 5 химических элементов: углерода, водо- рода, кислорода, азота и серы. Определены основные продукты гидролиза серицина, проведенных в коконах породы Л-46 и Л-28. Изучено содержание аминогрупп после гидролиза серицина внутренних и наружных слоев оболочки. Проведен анализ элементарного состава серицина. Установлено влияние различных факторов на ко- личественное содержание серицина. ABSTRACT An essential factor in increasing the technological efficiency of the silk industry is the improvement of the processing of cocoon raw materials, especially the increase in the yield of raw silk. But no less important is the integrated use of waste from the production of natural silk, since at present the amount of waste per 1 kg of produced raw silk exceeds 1 kg. Of the total amount of fibrous waste generated from natural silk, only a third is used to make silk yarn. The bulk of the waste is exported abroad due to the lack of rational technology for their disposal, as well as the lack of production capacity. This determines the technical, economic and scientific feasibility of further development of work in the field of integrated waste management, including the production of biologically active substances, new protein and non-protein products from natural silk waste and their use in various sectors of the national economy, which seems to be a promising direction and predetermines the relevance selected research topic. __________________________ Библиографическое описание: Камалова С.Р., Комилова С.Д. СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРИЦИНА ИЗ ОТХОДОВ НАТУРАЛЬНОГО ШЕЛКА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12902

№ 1 (94) январь, 2022 г. The article presents methods for the isolation of sericin from silkworm cocoons. Three methods of isolation are given: ethyl alcohol, ammonium sulphide salts, and the isoelectric method. The analysis of the elemental composition of sericin was carried out. It was found that sericin consists of 5 chemical elements: carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and sulfur. The main products of sericin hydrolysis carried out in cocoons of L-46 and L-28 rocks have been determined. The content of amino groups after hydrolysis of sericin in the inner and outer layers of the shell has been studied. The analysis of the elemental composition of sericin was carried out. The influence of various factors on the quantitative content of sericin has been established. Ключевые слова: серицин, кокон, наружный слой, гидролиз, шелковица, состав, глицин, отходы натурального шелка. Keywords: sericin, cocoon, outer layer, hydrolysis, mulberry, composition, glycine, waste of natural silk. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В настоящее время в плане решения за- Во всех случаях в обработанных и необработанных дач, связанных с утилизацией отходов кокономотания коконах изменения в основном происходят в верхней и созданием безотходной технологии переработки ко- серициновой части и не затрагивают внутренние конов, нами проведены исследования по получению фибриллярные части, а также не влияют на биологически активных веществ из отходов кокономо- упорядоченную структуру. тального производства [1-5]. Цель работы – комплекс- ное использование всех компонентов коконного сы- Серициновый компонент находится на поверх- рья, на производство которого до настоящего времени ности нитей, макромолекулы его менее волокнисты, затрачиваются весьма значительные материальные и чем макромолекулы фиброина. Вследствии этого при трудовые средства, создание ресурсосберегающих и разделении серицин удаляется легко и почти безотходных технологий, разработка способа выделе- без разрушения фиброина [6]. ния биологически активных веществ из отходов коко- номотального производства и исследование примене- Биополимеры шёлка широко представлены и ния их в медицине. находят применение в фармацевтике, медицине и электронике, включая создание носителей лекар- Теоретические исследования. Кокон состоит из ственных веществ, искусственных тканей, гибкие пяти слоев. Каждый слой сплетен из двойной электронные диагностические устройства и имплан- шелковой нити (70-80%), скрепленной шелковым тируемые оптические системы [7,8]. клеем (20-25%). Еще 2-3% кокона приходится на воски (0,4-0,8 %), углеводы (1,2-1,6 %), пигменты (0,2-0,4%). Известны работы [9-14], которые направлены, на Двойная шелковая нить (шелковина ) состоит из утилизацию шелковых отходов, для получения из них нерастворимого в воде белка фиброина, структура порошка серицина путём экстрагирования при высо- которого уже хорошо изучена. Что же касается “клея”, кой температуре, где в качестве растворителей приме- то до недавнего времени представления о его няется щелочь или кислота. В лаборатории Ташкент- химическом строении были весьма туманны. Было ского отделения Узбекского научно-исследователь- точно известно, что это вещество белковой породы. ского института натуральных волокон проводятся ряд Ему даже дали название серицин. исследований по выделению и использованию сери- цина тутового шелкопряда [15-17]. Серицин покрывает тонким слоем поверхность нитей натурального шелка и представляет собой Экспериментальное исследование. Полное высокомолекулярное соединение – биополимер, выделение серицина из коконных оболочек относящийся к белкам β – структуры. В отличие от представляет значительные трудности, потому что при фиброина, серицин легко растворяется в воде. выделении серицина, фиброин также может Высокое содержание полярных групп, способных раствориться. Химические свойства фиброина и гидратироваться, и малая упорядоченность в серицина очень сходны. В результате удаления сери- расположении цепей со слабым межмолекулярным цина разными способами, свойства шелка изменяются. воздействием придают серицину свойства, сходные с При размотке коконов для получения шелка-сырца животным клеем, поэтому его называли шелковым белки их, имеющие высокую способность поглощать клеем. воду и разбухать, а также дисперсные белки (т.е. сери- цин) растворяются и удаляются, в тоже время неорга- Первоначально, в момент выделения железами нические вещества и пигменты также растворяются, червя нитей шелка , образуется фибриллярный превращаясь в коллоидные растворы. Серицин, полу- серицин. Но в дальнейшем под влиянием секреции, ченный в результате обесклеивания шелка, не индиви- большого количества соединений калия и под дей- дуален, а представляет смесь по крайней мере двух ве- ствием воздуха, влаги, а также изменения давления, ществ, которые можно разделить фракционированным происходит разрушение его тонкого поверхностного осаждением. Разделение растворов серицина на фрак- слоя. Этому способствует наличие большого коли- ции осуществляется либо высаливанием сернокислым чества активных групп аминокислот и напоминает аммонием, либо осаждением спиртом, либо подкисле- образование поверхностного слоя аморфного покры- нием растворов до изоэлектрической точки серицина. тия коры деревьев, состоящего из коротких фибрилл. Структура серицина до сих пор еще не полностью Аморфное покрытие шелковой нити настолько изучена и ожидает своего дальнейшего изучения. Зна- тонкое и рыхлое, что даже при обычных температурах ние структуры серицина необходимо для шелкопере- происходит, хотя и медленно, его растворение в воде. рабатывающего производства. Например, для того, 32

№ 1 (94) январь, 2022 г. чтобы окончательно решить вопросы размотки коко- ным методом охлаждения воды, в целях предотвраще- нов, обработки и размотки шелка-сырца, прежде всего ния уменьшения количества воды, кипятят их в тече- необходимо исследовать степень растворения сери- ние 30 минут, а затем отфильтровывают. цина, изоэлектрическую точку серицина, изменения, которым подвергается серицин, и другие вопросы. В этот момент в профильтрованном растворе, Только в этом случае возможно продолжение рацио- кроме разбросанных мицелл серицина имеются еще нальной запарки коконов и размотки нитей, что даст небольшое количество электролитов, пигментов и дру- возможность добиться оптимального протекания про- гих органических соединений. Еще до полного охла- цессов шелкообрабатывающего производства. ждения раствора по стенкам сосуда медленно добав- ляют в одинаковом объеме насыщенный раствор сер- Полное удаление серицина из отходов кокономо- нистого аммония. Когда насыщение достигает при- тального производства представляет значительные мерно 50%, то в этот момент серицин «А» свертыва- трудности, потому что при выделении серицина фиб- ется раньше и будет плавать на поверхности раствора, роин так же может раствориться. Химические свойства а серицин «Б» будет постепенно высаливаться и после- фиброина и серицина очень сходны. В результате вы- довательно выпадет в виде осадка на дно сосуда. После деления серицина разными способами, свойства шелка отстоя в течение десяти часов можно увидеть очень изменяются. При кипячении отходов белки их, имею- четко сепарированные два вида серицина. Эти два вида щие высокую способность поглощать воду и разбу- серицина можно отделить исходя из формы осадка и хать, а также дисперсные белки (т.е. серицин) раство- места сосредоточения. ряются и удаляются. Неорганические вещества и пиг- менты также растворяются, превращаясь в коллоид- Серицин «А» по внешнему виду немного прозрач- ные растворы. Ниже приводится несколько способов ный, с большой полимеризацией, имеет крупную выделения серицина. форму осадка в виде кусочков, плавающих на поверх- ности раствора. Серицин «Б» представляет белый по- Метод выделения этиловым спиртом. Волокни- рошок, осажденный на дно. В случае надобности вы- стые отходы кокономотального производства кипя- брать порознь эти два вида серицина, можно в раствор тятся в дистиллированной воде 60 мин. при модуле добавить насыщенный раствор сернистого аммония до 1:50. В раствор серицина слоев оболочки кокона посте- насыщения 1/3. Свернувшийся в этот момент серицин пенно добавляют этиловый спирт и при этом порознь будет серицином «А». Если после фильтрации продол- осаждаются два разных вида серицина. Один, который жать добавлять насыщенный раствор сернистого ам- имеет сравнительно большую степень растворимости мония, то появляется другой осадок, значительная в воде, в основном, находящийся в наружных слоях часть которого будет представлять серицин «Б». Затем оболочки кокона, называется серицин «А». Другой, промывают в серном эфире и метилкарбаноле. серным имеющий сравнительно меньшую степень раствори- эфиром и сушат в вакуумной низкотемпературной су- мости в воде, и, в основном находящийся во внутрен- шилке. них слоях оболочки кокона, называется серицин «Б». Принцип выделения основан на разной степени рас- Изоэлектрический метод выделения серицина. творимости в спирте этих двух видов серицина. В раствор серицина по каплям добавляют уксусную кислоту до тех пор, пока величина рН не достигает 4,1. Метод выделения солями сернистого аммония. В этот момент серицин «Б» сгущается и выпадает. По- В раствор серицина добавляют твердый сернистый ам- сле концентрации профильтрованного раствора добав- моний в количестве 15% от веса раствора серицина и ляют 50% - спирт и сгустившийся серицин будет сери- выделенный при этом серицин называется серицин цином «А». Определены химический состав «А». Затем в профильтрованный раствор снова добав- полученного серицина. Серицин состоит из пяти ляют сернистый аммоний, и выделенный серицин химических элементов: углерода, водорода, кисло- называется серицином «Б». рода, азота и серы. Однако до настоящего времени еще не установлена его молекулярная формула. Результаты Берут 4-6 грамм волокнистых отходов кокономо- анализов, приведенные в таблице 1 дали неодинако- тального производства и помещают их в 200 мл ди- вый молекулярный состав. Эти расхождения вызыва- стиллированной воды и, используя установку с обрат- ются неоднократностью коконов и большей трудно- стью получить чистый серицин. Таблица 1. Химический состав серицина тутового шелкопряда Наименование элементов Количество, % 44,32 – 46,29 Углерод 5,72 – 6,42 Водород 16,44 – 18,30 Азот 30,35 – 32,50 Кислород Сера 0,15 33

№ 1 (94) январь, 2022 г. До настоящего времени группа – аминокислот, коконах Л-46 в серицине отсутствует серный состав, а полученная после гидролиза серицина, не была пол- в фиброине он имеется, как например, наличие ме- ностью одинаковой. В таблице 2 приводятся данные тиона. Однако в коконах Л-28 наоборот. Это расхож- исследований, по определению состава аминокис- дение вызвано разными сортами коконов. лот, проведенных в коконах породы Л-46 и Л-28. В Таблица 2. Основные продукты гидролиза серицина Наименование аминокислот Л-46 Л-28 Вьетнамская порода Китайская порода % % %% Глицин 0,2 1,5 1,2 3,93 Аланин 5,0 9,2 9,2 3,53 Лейцин - 4,8 5,0 0,40 Аспарагин - 2,8 2,5 3,91 Пролин - 3,0 2,5 0.35 Пропион 6,6 5,4 5,8 5,99 Глутамин - 1,8 2,0 3,00 Тирозин 5,0 1,0 2,3 3,2 Фенилаланин - 0,3 0,6 0,49 Аргинил 4,0 - -- Гистидин - -- следы Что касается основных продуктов гидролиза се- одном сорте коконов и то имеется разница в составе рицина разных сортов шелка-сырца, то здесь также серицина наружных и внутренних слоев оболочки. В имеются некоторые расхождения, которые указаны табл.3 показано содержание аминогрупп после гидро- в таблице 2. На основании результатов анализа, ука- лиза серицина внутренних и наружных слоев обо- занных в таблице 2 можно видеть, что некоторая лочки. разница в содержании аминокислот вызвана раз- ными сортами шелка-сырца или коконов. Даже при Таблица 3. Сравнительные данные аминокислот, полученных после гидролиза Наименование аминокислот Количество аминокислот в серицине оболочки кокона, % Глицин наружных слоев внутренних слоев Аланин Лейцин 29,90 5,77 Аспарагин Глутамин 9,21 8,49 Пропион Фенилаланин 2,30 0,73 Тирозин 2,74 6,81 2,94 следы 6,33 2,56 2,60 2,66 2,85 5,25 В серицине наружных слоев оболочки содержание запарки коконов. В основном меньше всего в китай- глицина больше, чем в серицине внутренних слоев ских сортах, сравнительно много в наших, больше оболочки. Содержание серицина в слоях оболочки всего во Вьетнамских сортах. кокона очень часто бывает неодинаковым в силу неоднородности сортов коконов в слоях оболочки. В дальнейших исследованиях изучено содержание В шелке-сырце содержание серицина также бывает серицина в наружных, внутренних и средних слоях неодинаковым из-за разных способов размотки, оболочки кокона. Результаты экспериментов пред- ставлены в табл. 4. 34

№ 1 (94) январь, 2022 г. Таблица 4. Содержание серицина в наружных, внутренних и средних слоях оболочки кокона Порода Оболочка Наружный Средний Внутренний % соотношение содержания серицина коконов слой, в слоях оболочки на 100 частей серицина, % кокона, слой, слой, % %% % Наружный Средний Внутренний Китайская 65,03 30,56 17,75 16,72 46,81 27,29 25,71 Л-46 70,43 31,03 20,08 19,32 44,05 28,50 27,42 Вьетнамская 79,02 27,99 26.79 24,24 35,42 33,99 30,69 Из таблицы 4 можно видеть, что самое большое На количество серицина в слоях оболочки ко- содержание серицина в наружных слоях оболочки кона влияет не только порода коконов, но и клима- кокона, далее в средних слоях и меньше всего сери- тические, природные условия местности, выкормки, цина во внутренних слоях оболочки кокона. а также другие факторы, что можно видеть по ниже- следующим результатам испытаний. Таблица 5. Влияние климата, вида корма на содержание серицина Порода коконов Район Корм-шелковица Содержание серицина в слоях теплый низко-срезанная оболочки кокона, % Л-46 Китайская 21,82 Вьетнамская холодный высоко-срезанная 20,55 теплый низко-срезанная 21,04 Из таблицы 5 видно, что коконы гусеницы, • район выкормки. Коконы гусениц, выкормлен- выкормленные низко подрезанной шелковицей, ных в теплых районах, содержат серицина больше, содержат больше серицина, чем коконы гусеницы, чем коконы гусениц, выкормленных в холодных выкормленные высоко подрезанной шелковицей. районах; У коконов гусениц, выращенных в теплых районах, серицина больше, чем у коконов гусениц, выращен- • тип корма. Коконы гусениц, выкормленных ных в холодных районах. низко обрезанной шелковицей содержат обычно больше серицина, чем коконы гусениц, выкормленных Обобщая результаты всех вышеуказанных опы- высоко-подрезанной шелковицей. тов, можно сделать следующие выводы. На количе- ственное содержание серицина в отходах натураль- Выводы. В работе представлены методы выде- ного шелка влияют следующие факторы: ления серицина из коконов тутового шелкопряда. Приведены три способа выделения: этиловым спир- • порода кокона; том, солями сернистого аммония и изоэлектриче- ским методом. Проведен анализ элементарного • слои оболочки кокона. Количество серицина состава серицина. Установлено влияние различных постепенно уменьшается от наружных слоев к внут- факторов на количественное содержание серицина. ренним слоям оболочки; Список литературы: 1. S.D. Komilova. Pillachilik sanoati chiqindilaridan kompleks foydalanish. J. Agro biznes inform. № 05/136. 2018 y. 28-29 b. 2. SH. Belgibaeva, Z.K. Galimova, S.D. Komilova. Kachestvo pechati na bumage, soderjaщey otxodы kokonomotalnogo proizvodstva. Respublika ilmiy - amaliy anjumani maqolalar to‘plami.TTESI, 2017 y. 12-13 dekabr. 345 b. 3. S.D. Komilova, A.S. Fedunina, S. Valiev, X. Yalgashev. The research on the extraction of fatty substances from non- textile residues of the cocoon milling production. International Journal of Academic Research and Development. Impact Faktor: RJIF 5.22. v.3, Issue 2, 2018. p. 1748-1749. 4. S.D. Komilova, B.S. Tulyaganov. Ipakchilik sanoatining rivojlanishi. J. Agro biznes inform. № 02/145. 2019 y. 26 b. 5. S.D. Komilova. B.S. Tulyaganov. Tabiiy ipakning shifobaxsh xususiyatlari. J. Agro biznes inform. № 04/148. 2019 y. 20 b. 6. Takasu Y., Yamada H., Tsubouchi K. Isolation of three main sericin components from the cocoon of the silkworm. Biochi. Biotechnol. Biochem. 2002, v 66..2715-2718. 7. Kundu B., Kurland N.E. Isolation and processing of silk proteins for biomedical applications. Int. JournalofBiol. Macromolecules. 2014, v.70, pp. 70-74. 35

№ 1 (94) январь, 2022 г. 8. Ishmatov A.B. Vliyanie kolichestva ostatochnogo seritsina na kachestvo shelka-sыrsa.-Izv. Vuzov. Texnologiya teks. promыshlennosti. 201yo2, № 3, s. 31-34. 9. Ishmatov A.B., YAminova Z.A. i dr. Obosnovanie rejimov polucheniya seritsina v vide poroshka dlya prigotovleniya shlixtы.-Texnologiya tekstilnoy promыshlennosti. 2015. № 6, s. 79-80. 10. http: // www. find Patent.ru/patent /182/ 1826999/ html. Poluchenie poroshka iz naturalnogo shelka. Semenov N.I., YAnukovich V.P. 11. http: //findPatent /201/ 2011697. html. Cposob polucheniya poroshka iz naturalnogo shelka. Karpov A.M., Kolinko S.I., Voronov V.I. 12. Terada S. et al. Preparation jf silk protein sericin as mutagenic factor for better mammalian cell culture. J. Biosci. Bioeng. 2005. 13. Mooneu A.C., Robertson H.M., Wanner K.W. Neonate silkworm larvae are attracted to mulberry leaves with con- specific feeding damage. J.Chem. Ecol. 2009. 14. Yanagihara K, et al Effect of the silk protein sericin on the production of adenovirus-based gene-therapy vectors . BiotechnolApplBiochem. 2006. 15. Komilova S.D., Tashkenbekova M.J. Seritsin va uning xossalari. J.Agrobiznes . №3.2020. 16. Komilova S.D., Fedyunina A.S. Izuchenie sposoba sushki seritsina. “To‘qimachilik tolalarini chuqur qayta ishlashning muammolari va echimlari”. Respublika ilmiy-texnkaviy anjumani, Marg‘ilon, 19-20 oktyabr, 2020 yil. 34 b. 17. Komilova S.D., Fedyunina A.S. Izuchenie rastvorimosti seritsina. “To‘qimachilik tolalarini chuqur qayta ishlashning muammolari va yechimlari”. Respublika ilmiy-texnkaviy anjumani, Marg‘ilon, 19-20 oktyabr, 2020 yil. 36 b. 36

№ 1 (94) январь, 2022 г. DOI - 10.32743/UniTech.2022.94.1.12944 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА КРУЧЕНИЯ В ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОМ ПРЯДЕНИИ ПРИ НАЛИЧИИ ДВОЙНОГО ЛОЖНОГО КРУЧЕНИЯ Сайидмуродов Мирзохид Мирзарахимович ст. преподаватель PhD., Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Бурханов Ахмаджон доцент, Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган БобоевУткир докторант, Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган RESEARCH OF THE DYNAMICS OF THE TORSION PROCESS IN PNEUMATIC MECHANICAL SPIN IN THE PRESENCE OF DOUBLE FALSE TURN Mirzokhid Sayidmuradov Senior lecturer, Namangan Engineering-Technological Institute, Uzbekistan, Namangan Axmadjon Burxanov Assistant professor, Namangan Engineering-Technological Institute, Uzbekistan, Namangan Utkir Boboev Doctoral student, Namangan Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ В работе приведены результаты исследования динамики процесса кручения пряжи пневмомеханического прядения при наличии двойного ложного кручения, построены динамические математические модели процесса кручения пряжи пневмомеханического прядения при наличии двойного ложного кручения в неустановившихся режимах пуска и останова формировочно-крутильного устройства. ABSTRACT The paper presents the results of studying the dynamics of the rotor spinning yarn twisting process in the presence of double false twisting, dynamic mathematical models of the rotor spinning yarn twisting process in the presence of double false twisting in unsteady modes of starting and stopping the forming-twisting device are constructed. Ключевые слова: пневмомеханическое прядение; пряжа; крутка; номинальная крутка; направление крутки; процесс кручения; двойное ложное кручение; неустановившийся режим; пуск; останов; аналитическая зависимость. Keywords: rotor spinning; yarn; twist; nominal twist; direction of twist; twisting process; double false torsion; unsteady mode; start; stop; analytical dependence. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Сайидмуродов М.М., Бурханов А., Бобоев У. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА КРУЧЕНИЯ В ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОМ ПРЯДЕНИИ ПРИ НАЛИЧИИ ДВОЙНОГО ЛОЖНОГО КРУЧЕНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12944