UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 10(67) Октябрь 2019 Часть 1 Москва 2019
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: 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; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Романова Алла Александровна, канд. техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 10(67). Часть 1. М., Изд. «МЦНО», 2019. – 76 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/1067 ISSN (печ.версии): 2500-1272 ISSN (эл.версии): 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2019.67.10-1 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2019 г.
Содержание 5 Информатика, вычислительная техника и управление 5 9 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ЛЕГКОЙ АТЛЕТИКЕ СПОРТСМЕНОВ ВЫСШИХ СПОРТИВНЫХ РАЗРЯДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 12 ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ Крутиков Александр Константинович 12 МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ НАБОРА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ 18 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Мусаев Мухаммаджон Усарович 18 Иркабаев Джуманали Усманович Джаббаров Одил Джураевич 23 Машиностроение и машиноведение 23 МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОМОДЕЛЕЙ И ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ЗУБЬЕВ 28 БОРОНЫ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМ СОРМАЙТОВЫМ ПОКРЫТИЕМ ПУТЕМ ЛИТЬЯ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ МОДЕЛЯМ, И ИХ ПОСЛЕДУЮЩАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ 32 ОБРАБОТКА С ДВОЙНОЙ ФАЗОВОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ Тилабов Баходир Курбанович 37 Процессы и машины агроинженерных систем 37 43 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 47 Хамидов Баходир Таджиддинович Акабирова Лола Хусейновна 47 Досумов Шодиёр Рамазанович Транспорт ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОСТЕЛЕЙ КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ Полвонов Абдужалил Саттарович Шотмонов Давронбек Самарбекович Абдусаттаров Нодиржон Абдужалил угли К АНАЛИЗУ ГРУЗОПОТОКА ТАРНО-УПАКОВОЧНЫХ ГРУЗОВ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СКЛАДАХ Мерганов Аваз Мирсултанович Хаджимухаметова Матлюба Адиловна Урманова Зарина Абдивохид кизи ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ УВЯЗКИ ЛОКОМОТИВОВ НА ПРИГРАНИЧНОМ ПУНКТЕ ПРОПУСКА «ОК КУПРИК - ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ» Расулов Маруфджан Халикович Машарипов Маъсуд Нуъмонжонович Расулмухамедов Махамадазиз Махамадаминович Суюнбаев Шинполат Мансуралиевич Технология материалов и изделий текстильной и легкой промышленности ДВИЖЕНИЕ МАССЫ ХЛОПКА СЫРЦА ПО КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ ПЛОСКОСТИ Тадаева Елена Владимировна Мамадалиев Хамдам Хатамович ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МНОГОСЛОЙНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ КОМ- ПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УПАКОВКИ Джалилов Анвар Абдугафарович Ешбаева Улбосин Жамаловна Магрупов Фархад Асадуллаевич Жураев Асрор Бахтиёр угли Технология, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГАЗОВОЙ ПОДУШКИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА БАРБОТАЖНОГО ЭКСТРАКТОРА Каримов Икромали Тожиматович
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 54 РОТОРНО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО АППАРАТА Исомидинов Азизжон Саломидинович 59 Технология продовольственных продуктов 59 63 БЕНТОНИТОВЫЕ АДСОРБЕНТЫ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ РАСТВОРОМ КАРБАМИДА Ахмедов Азимжон Нормуминович 67 Абдурахимов Саидакбар Абдурахмонович Азимов Юсуф Хидирович 71 РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ Холиков Алижон Абдираупович Мирзаева Шохиста Усмоновна Рахматов Умид Ражабович ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОТБЕЛКИ СОЕВОГО МАСЛА Хамракулова Муборак Хакимовна Абдуллаева Масохат Абдулбориевна Хошимов Илхомжон Эркин угли Турдибоев Илхомжон Хаётжон угли ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ УСТАНОВОК Жумаев Ботир Мелибаевич Султанова Шахноза Абдувахитовна Сафаров Жасур Эсиргапович
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ЛЕГКОЙ АТЛЕТИКЕ СПОРТСМЕНОВ ВЫСШИХ СПОРТИВНЫХ РАЗРЯДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ Крутиков Александр Константинович аспирант 2 курса, ФАВТ, ВятГУ, РФ, г. Киров Email: [email protected] PREDICTION OF INDIVIDUAL RESULTS IN ATHLETICS ATHLETES OF HIGHER SPORTS CATEGORIES USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS Alexander Krutikov post-graduate, faculty of automation and computer technics, VyatSU, Russia, Kirov АННОТАЦИЯ Статья рассматривает предпосылки создания и тестирования прототипа системы для прогнозирования инди- видуальных результатов спортсмена в легкой атлетике. Описаны примеры создания обучающей выборки, модели используемых нейронных сетей, анализируются результаты экспериментов, таблицы и графики. Приведены экранные формы работы прототипа. ABSTRACT The article considers the prerequisites for the creation and testing of a prototype system for predicting the individual results of an athlete in athletics. Examples of creating a training sample, models of neural networks are described, exper- imental results, tables and graphs are analyzed. The screen forms of the prototype are given. Ключевые слова: каскадная нейронная сеть, обобщенно-регрессионная нейронная сеть, нейронная сеть пря- мого распространения, нейрон, слой, алгоритм обучения, спортивное прогнозирование, легкая атлетика, индиви- дуальный вид спорта. Keywords: cascade neural network, generalized regression neural network, direct propagation neural network, neu- ron, layer, learning algorithm, sports forecasting, athletics, individual sport. ________________________________________________________________________________________________ Легкая атлетика базовый вид спорта во многих Планирование и прогнозирование – это важный регионах РФ. Помимо этого, легкая атлетика – это аспект тренировочной деятельности в легкой атле- олимпийский вид спорта, в котором на данный мо- тике. Планируются и прогнозируются как долгосроч- мент разыгрывается наибольшее число комплектов ные процессы, например, перспективы развития лег- медалей на Олимпийских играх. Для сборной России коатлетической дисциплины, или отдельного спортс- этот вид спорта до 2016 года был одним из самых мена, так и среднесрочные и краткосрочные задачи, успешных и приносящих награды в копилку Олим- такие как результат спортсмена на определенном пийской сборной в неофициальном командном за- турнире, функциональные возможности атлета и пр. чете. В зависимости от прогнозов могут корректироваться тренировочные и различные другие циклы спортив- Конкуренция в легкой атлетике – это не только ной подготовки атлетов. Прогноз лежит в построении соперничество спортсменов, но и конкуренция тре- индивидуальных спортивных планов: на основе неров, тренировочных школ, программ подготовки, определенных прогнозов принимаются решения на спортивных функционеров, спортивных структур, уровне национальной сборной команды. которые осуществляют подготовку методик, науч- ных работ и рекомендаций. Успешное конкурирова- Одним из средств искусственного интеллекта, ние предполагает использование современных нара- применяемых в прогнозировании, являются нейрон- боток и технологий, к которым определенно можно ные сети [1, 2]. При этом, одна из особенностей ис- отнести методы и средства динамично развиваю- пользования нейронных сетей – необходимость их щейся области компьютерных технологий – искус- обучения, для чего требуется разработать определен- ственного интеллекта. ную обучающую выборку. __________________________ Библиографическое описание: Крутиков А.К. Прогнозирование индивидуальных результатов в легкой атлетике спортсменов высших спортивных разрядов с использованием искусственных нейронных сетей // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7898
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. В среде MATLAB разработан и тестируется про- симальный веса штанги, дозировка спортивного пи- тотип системы для прогнозирования спортивных ре- тания, тестовые беговые результаты. Все эти резуль- зультатов в индивидуальных видах спорта [1]. Обу- таты и показатели зафиксированы на определенном чающая выборка состоит более чем из тридцати век- этапе, или в определенном цикле подготовки спортс- торов, каждый из которых является набором кон- мена. Важной особенностью данных в обучающей трольных, тестовых и специальных параметров пры- выборке является то, что все тестовые, контрольные гуна в длину с квалификацией I спортивного разряда, и профильные показатели являются вещественными а последний элемент вектора – это профильный ре- числами, и при обучении нейронной сети представ- зультат спортсмена в дисциплине. В вектор вошли лены именно в виде вещественных чисел. такие показатели, как прыжок с места, рабочий и мак- График, построенный на основе обучающей вы- борки, приведен на рисунке 1. Рисунок 1. График построенный на основе результатов спортсмена в обучающей выборке Данная выборка детализирована на одном вре- параметры наиболее влияют на профильный менном отрезке (полтора месяца). Использование результат. этих данных позволит определить оптимальные па- раметры нейронных сетей, для прогнозирования В качестве основных моделей нейронных сетей спортивных результатов, а также разработать ряд ме- выбраны каскадная нейронная сеть [3], нейронная тодических рекомендаций. Обучающая выборка за- сеть прямого распространения [4] и обобщенно-ре- гружается в систему в формате электронной таб- грессионная нейронная сеть [2]. лицы, составляется в среде Microsoft Excel. Количество значений в обучающей выборки зависит Произведены эксперименты с использованием от разработчиков обучающей выборки. При создании модуля на основе нейронной сети прямого распро- выборок по профильным дисциплинам спортсмена странения. Совмещенный график, полученный после необходимо производить консультацию со обучения нейронной сети прямого распространения специалистами, чтобы выяснить, какие именно на основе результатов прогноза, представлен на ри- сунке 2. Рисунок 2. Совмещенный график на основе тестового запуска обученной нейронной сети Результаты среднеквадратичной ошибки (MSE) при обучении нейронной сети прямого распростране- ния приведены в таблице 1. 6
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Таблица 1. Результаты экспериментов Структура сети Метод обучения trainlm Метод обучения trainbr Метод обучения traingd 25,15,1 MSE= 0.0189 (61 эпоха MSE= 0.00947 (339 эпох MSE= 0.0131 (27 эпох обучения) обучения) обучения) 35,25,1 MSE= 0.0199 (94 эпохи MSE= 0.00268 (1000 эпох MSE= 28.6 (22 эпохи обучения) обучения) обучения) Сеть обучена, минимальная среднеквадратичная Совмещенные графики и аналогичные резуль- ошибка получена на структуре сети 5 нейронов в пер- таты были получены с использованием тестового за- вом слое и один нейрон во втором слое, с 1000 эпох пуска каскадной нейронной сети и обобщенно-ре- обучения. Уменьшению ошибки обучения способ- грессионной нейронной сети приведены на рисунках ствует уменьшение структуры нейронной сети, что 3-4. Среднеквадратичная ошибка в экспериментах не объясняется недостаточно большой обучающей вы- превысила 0, 0043. Эффекта переобучения не наблю- боркой. Сеть с задачей прогнозирования спортивных дается, и с использованием реальных примеров, не результатов в дисциплине «прыжки в длину» справи- входящих в обучающую выборку, на выходе сетей лась. наблюдается прогнозируемый результат. При этом среднеквадратичная ошибка не превышает 0,881. Рисунок 3. Совмещенный график на основе тестового запуска обученной каскадной нейронной сети Рисунок 4. Совмещенный график на основе тестового запуска обученной обобщенно-регрессионной нейронной сети Экранные формы работы с каскадной нейронной сетью в среде MATLAB приведены на рисунке 5. 7
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Рисунок 5. Экранные формы обученной каскадной нейронной сети в среде MATLAB Данные модели успешно проявили себя при про- некоторого психологического показателя спортс- гнозировании результатов в данном индивидуальном мена. виде спорта, при использовании малой обучающей выборки. Описанные модели возможно применять Прототип системы разработан в системе для прогнозирования спортивных результатов в ин- MATLAB. Занимаемое место на жестком диске варь- дивидуальных видах спорта в группе дисциплин, для ируется от числа и размерности обучающих выборок. которых характерна активная двигательная деятель- Рекомендуемые системные требования к ПК: Intel ность спортсменов с предельным проявлением физи- Core i3, 1,7 ГГц, оперативная память от 1 Гб, от 200 ческих и психических качеств, а результат выража- Мб свободного места на жестком диске, ОС Windows ется численно, в виде целого или вещественного XP/7/8/10 и выше. числа. Система на данный момент тестируется. Плани- Обучающие выборки необходимо расширять за руется разработка более подробных обучающих вы- счет введения и наблюдения за погодными и фарма- борок для спортсменов беговых и технических дис- кологическими показателями. Также рассматрива- циплин, а также углубленные тесты и анализ резуль- ется возможность введения в обучающую выборку татов. Список литературы: 1. Крутиков А.К., Подковырин В.Д. Компьютерные технологии и технологии искусственного интеллекта как инструмент прогнозирования спортивных результатов в легкой атлетике - Актуальные проблемы и совре- менные тенденции развития легкой атлетики в России и в мире: материалы Всероссийской научно-практи- ческой конференции с международным участием, посвященная памяти профессора Г.В. Цыганова (24 мая 2019 года). – Казань: Поволжская ГАФКСиТ, 2019. –256-261 с. 2. Крутиков А. К. Прогнозирование спортивных результатов в индивидуальных видах спорта с помощью обоб- щенно-регрессионной нейронной сети // Молодой ученый. — 2018. — №12. — С. 22-26. — URL https://moluch.ru/archive/198/48884/ (дата обращения: 27.04.2018). 3. Мельцов В.Ю., Подковырин В.Д., Клюкин В.Л., Крутиков А.К., Использование каскадной нейронной сети прямой передачи для прогнозирования спортивных достижений в толкании ядра. [Текст] – Казань: Научно- технический вестник Поволжья №4, 2018. с.136-139 4. Филатова Т.В., Применение нейронных сетей для аппроксимации данных – ДонГТУ: Тематические статьи 125 с. 8
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ НАБОРА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Мусаев Мухаммаджон Усарович канд. техн. наук, доцент Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Е-mail: [email protected] Иркабаев Джуманали Усманович ст. преп. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Джаббаров Одил Джураевич ст. преп. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык METHODS OF OPTIMIZATION A SET OF FUNCTIONAL MODULES OF COMPUTING SYSTEMS Mukhammadjon Musayev Candidate of technical Sciences, associate professor Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Jumanali Irkabaayev Senior lecturer, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Odil Jabbarov Senior lecturer, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov. Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ Статья посвящена исследованию и разработке аппарата толерантности алгоритмов и автоматов, предназна- ченного для автоматизации решения одного из основных вопросов задачи макросинтеза ВС – определения опти- мального состава функциональных модулей (ФМ) разрабатываемой ВС, отличающейся минимальным числом типов ФМ, но в совокупности наилучшим образом реализующих любой алгоритм из заданного комплекса задач. ABSTRACT The article is devoted to research and development of the tolerance of equipment for algorithms and automata de- signed to automate the solution of one of the main issues of the VS macro-synthesis problem — determining the optimal composition of functional modules (FM) developed by the VS, differing in the minimum number of FM types, but the combination best implements any algorithm from a given complex tasks. Ключевые слова: толерантности алгоритмов, функциональные модули, система обмена информацией, оп- тимальный набор, отношения вложения. Keywords: tolerance of algorithms, functional modules, system of information exchange, optimal set, investment relationship. ________________________________________________________________________________________________ Постановка задачи. Работа посвящена опреде- ВС, отличающейся минимальным числом типов ФМ, лению оптимального состава ФМ разрабатываемой но в совокупности наилучшим (некотором смысле) __________________________ Библиографическое описание: Мусаев М.У., Иркабоев Ж.У., Джабборов О.Д. Методы оптимизации набора функциональных модулей вычислительных систем // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7964
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. образом реализующих любой алгоритм из заданного Используя (1), выпишем для каждого вектора N комплекса задач. Получение процедуры определения - представителя модуля Б те вектора W , которые оптимального набора ФМ, настроенных на заданный находится с ни в отношении: комплекс алгоритмов. N e1 W1 W2 ... W ... W s , 1,..., R '. Решения задачи. Оптимизация набора функ- циональных модулей на классах толерантности. Выберем теперь вектор N , с которым находится Предварительно на подмножестве В векторов в отношении максимальное количество векторов Wj ,Wj B выполним вспомогательное преобразова- ние. Wk S maxS , 1,..., R'. Базисные системы маршрутов W j , [1] входящие Исключим соответствующий ему модуль Б и в подмножество В могут иметь некоторые количе- реализуемые им блоки алгоритма из дальнейшего ство одинаковых маршрутов, т.е. координат – единиц рассмотрения. Из оставшийся модулей выбираем в векторе W j . Например, маршрут wi из Wi маршрут аналогичным образом тот, который выполняет мак- симальное количество блоков алгоритмов из всех w из W могут быть одинаковыми, т.е. wi w . Од- оставшийся. Перебор прекращается, когда все блоки алгоритма будет реализованы некоторым, а подмно- нако любые два вектора Wi и W из В имеют мини- жеством ФМ Б0 {Б1,..., Бr } , которое и будет мини- мум два различных маршрута. Поэтому выделим об- мальным по количеству типов модулей. щую часть, если существует, у всех векторов, входя- щих в подмножество В, следующим образом. Пере- Оптимизация набора функциональных моду- бирая координаты всех векторов по порядку возрас- лей на таксонах. тания номеров от 1 до m, отметим те компоненты- единицы, которые имеются в составе всех векторов. В соответствии с построением таксонов, в пер- Тогда вектор W0 , имеющий компоненты-единицы на вый включено максимальное количество векторов, этих местах, а остальные нули, будет общей частью поэтому с него начнем выделение оптимального векторов подмножества В. У каждого вектора W j , набора функциональных модулей. подмножества В заменим помеченные координаты- единицы нулями и перенумеруем их от 1 до s: Найдем в наборе ФМ Б {Б1,..., Бn} такие, с ко- торыми вектор таксон ���̃���1, находится в отношении е- Wa W1,...,Wj Wk ,...,Wn Ws . вложения. Если среди модулей не окажется таких, которые находятся в отношении е-вложения с полу- Выделим из множества N {N1,..., NR} векто- ченным таксоном, то установление отношения вло- ров, поставленных в соответствие, подмножество жения можно продолжить двумя путями: N ' {N1,..., NR'} такое, что вектор N из N ' . При большом числе векторов W B общая часть (значе- уменьшением значения 1 -радиуса сферы до тех пор, пока не найдутся модули, содержащие нуж- ние вектор W0 может оказаться небольшой), хотя ные комплексы маршрутов; различие между многими из них и будет незначи- тельным, а поэтому и подмножество N ' может мало поиском совокупности Б модулей и их ком- отличаться по составу векторов от N . Дальнейшее позиции, т.е. установлением на ней отношения функ- уменьшение проводить следующим образом. циональной зависимости F, ведущего к синтезу мик- ромодуля или модуля второго уровня Б , F та- Будем искать вектора N – представители моду- кого, при котором на Б , F появляются нужные лей Б , находящиеся в отношении e1 с вектор – комплексы маршрутов. блоками Wk из подмножества В. При этом выпол- После выбора подходящего значения ∆ анало- нять процедуру поиска необходимо с учетом того, гично выше описанному выбираем модули, образую- что вспомогательное преобразование позволяет щие подмножество Б0 = {Б1, … . , Б������} и реализующие уменьшить время сравнения векторов друг с другом, данный алгоритм. Процедура оптимизации всегда если оно выполняется лишь на тех значениях компо- начинаем с максимального вектор-таксона, т.е. с ���̃���1. нентах каждого вектора Wk B и подмножества N ' , которые получены после удаления компонент – еди- Для каждого вектор-таксона ���̅���1, … , ���̅��������� получаем ниц общей части. В результате получим следующие подмножество вектор- модулей, находящихся в отно- шении е−1 с соответствующими вектор-модулями: подмножества векторов Nk, , c которыми вектора первый вектор-таксон ���̃���1 находится в отношении вложения е с подмножеством вектор-модулей: Wk находится в отношении [2] е- вложения: Ni11 ,..., Ni1s1 W1 ; Wke Nk1 Nk2 .... Nk ... Nkrk , k 1, 2,..., s второй вектор таксон – с подмножеством вектор- (1) модулей: 10
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Nir1 ,..., Nirsr Wr ; Число таксонов является функцией от геомет- рического расположения векторов в m-мерном про- наконец, последний вектор-таксон - с подмноже- странстве. Для меньших ∆ величины q и Sl будут ством вектор-модулей: большими числами, а для больших величины q и N iq1 ,..., N iqsq Wq ; Sl будут меньше. Перебрав различные значения , q Далее применяем следующую процедуру выде- и ������������ можно, исходя из условий конкретной задачи, ления оптимального набора ФМ. Вначале отыски- выбрать наиболее подходящие , q и Sl которые ваем ядро набора. Ядро составляет ФМ-и, которым соответствует подмножества вектор-модулей, состо- нужно сделать, очевидно, возможно меньшими. ящие из одного вектора. Такие модули с соответству- Заключение. Построив области допустимых ющими им блоками алгоритма удаляются. Затем на оставшемся множестве для каждого вектор-модуля структур ВС необходимо найти вариант, который позволяет решать задачи с минимальными затратами N l ,l 1,..., q; 1,..., max Sl где 1 Sl q подсчи- времени и оборудования. Будем считать время реше- ния задачи главным фактором, влияющим на выбор тываем, количество, которое находится в отношении структуры ВС, а затраты оборудования подчиненным е−1 с максимальным числом вектор-таксонов, исклю- фактором, и они не должны лишь превосходить не- чим соответствующий ему ФМ из подмножества которых заданных (разумных) пределов. Это значит, {Б������������1, … . , Б������������������������} вместе с блоками, с которыми он нахо- что оптимизация затрат на оборудование (и вопрос дится в отношении е−1. Затем проверяем оставщеся его многократного использования) может решаться вектор-таксоны и вектор-модули, которые находятся лишь в тех случаях, когда имеется запас по времени в отношении е. Выбираем вектор-модуль, который решения проблемных задач. Поэтому на первом находится в отношении e1 с наибольшим числом этапе оптимизации целевая функция сводится к кри- вектор-таксонов. Этот процесс продолжается до тех терию затрат времени. На втором этапе оптимизиру- ется оборудования ВС. При таком подходе значи- пор, пока всем W1,Wr ,...,Wq не будут поставлены в тельно упрощается поиск оптимальной структуры ВС. Предложенные и исследованные методы таксо- соответствие модули. номической группировки обеспечивают выбор функ- На этом процесс оптимизации базисного набора ционально полного набора модулей ВС с минималь- ным числом их типов, реализующих любой алгоритм ФМ заканчивается, а полученный из множества из заданного множества и обеспечивает условия со- здания однотипных однородных программно-мате- Б1 ,...., БR набор функциональных модулей матических и технических средств ВС, отличаю- Б1 ,...., Бr будет оптимальным [3]. щихся высокой технологичностью, функциональной устойчивостью, ремонтопригодностью. Список литературы: 1. Мусаев М.У. Метод выбора функциональных модулей/ Ташк. Политех.ин-т.- Ташкент, 1989-15 стр.-Деп. В Уз НИИНТИ 20.04.89. №989 Уз89. 2. Бекмуратов.Т.Ф, Мусаев М.У. Методы распознавания сходства и различия алгоритмов и автоматов. Узбек- ский журнал «Проблемы информатики и энергетики». Ташкент 1994 г. №2*3; с.1-6. 3. Мусаев М.У. Функция сравнения маршрутов на моделях алгоритмов. Доклады АН РУз № 8. 1997г. С.21-23. 11
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОМОДЕЛЕЙ И ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ЗУБЬЕВ БОРОНЫ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМ СОРМАЙТОВЫМ ПОКРЫТИЕМ ПУТЕМ ЛИТЬЯ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ МОДЕЛЯМ, И ИХ ПОСЛЕДУЮЩАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА С ДВОЙНОЙ ФАЗОВОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ Тилабов Баходир Курбанович д-р техн. наук, профессор Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Е-mail: [email protected] METHODS OF MAKING AND RECEIVING PENOMODELYAM CAST PARTS OF TEETH HARROWS CARBIDE SORMAYTOVYM COATED BY CASTING ON GASIFIED MODELS AND SUBSEQUENT THERMAL PROCESSING PHASE DOUBLE RECRYSTALLIZATION Bahodir Tilabov Professor of technical Sciences, associate professor, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются поэтапные методы изготовления пеномоделей и получения литых деталей зубьев бороны с твердосплавным сормайтовым покрытием путем литья по газифицируемым моделям. Приведены спо- собы склеивания изделий, процессы формовки, трамбовки, заливки жидкого металла и образования литых дета- лей. Представлен состав, строение и свойства покрытий из стали 35ГЛ. Проанализированы твердость и микро- твердость поверхностных и подповерхностных слоев литых образцов и деталей. Разработаны оптимальные ре- жимы термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией для данных деталей. Показано, что тер- мическая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией повышает износостойкость и долговечность гото- вых литых деталей в 3-4 раза. ABSTRACT The article presents the incremental methods of making and receiving penomodelyam cast parts of teeth harrows carbide sormaytovym coated by casting on gasified models. Methods of bonding products, processes molding, ramming, pouring the molten metal and the formation of molded parts. The composition, structure and properties of coatings of steel 35GL. Analyzed hardness and microhardness of the surface and subsurface layers of the cast samples and parts. Applied optimal modes of heat treatment with a dual phase recrystallization for these items. It is proved that the thermal processing phase double recrystallization increases wear resistance and durability in the finished cast parts 3-4. Ключевые слова: газифицируемые модели, твердосплавное сормайтовое покрытие, склеивание, формовка, заливка металла, среднеуглеродистая сталь 35ГЛ, твердость и микротвердость, макростроение и микроструктура, термическая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией, абразивная износостойкость. Keywords: gas models, sormayte carbide coating, bonding, forming, filling, carbon steel 35GL, hardness and micro- hardness, makrostroenie and microstructure, heat treatment with the double phase recrystallization, abrasion resistance. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Повышение износостойкости и долго- дят из строя в результате поверхностного разруше- вечности поверхностных слоев стальных и чугунных ния под воздействием твердых абразивных частиц, литых деталей в автосельхозмашиностроении явля- попадающих в зону трения. Расходы на ремонт или ется весьма актуальной проблемой [1]. восстановление в настоящее время по республике со- ставляют десятки миллиардов сум. В этих условиях Многие литые детали сельскохозяйственных и экономически выгодным является любое удлинение почвообрабатывающих машин и механизмов выхо- срока службы литых деталей путем увеличения их __________________________ Библиографическое описание: Тилабов Б.К. Методы изготовления пеномоделей и получения литых деталей зубьев бороны с твердосплавным сормайтовым покрытием путем литья по газифицируемым моделям и их по- следующая термическая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7963
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. износостойкости и долговечности, т.к. ремонт и вос- износостойкостью. Объектом исследований были де- становление деталей не всегда обеспечивают необхо- тали зубьев бороны, испытывающие интенсивный димые качества изделий [2,3]. Поэтому некоторые абразивно-коррозионный износ при бороновании детали вышеуказанных машин изготовляются ли- почвы. тьем без покрытия из стали или чугуна, а срок годно- сти этих деталей не превышает одного сезона, так как Методика проведения исследований. По пред- они во время работы быстро изнашиваются. К таким лагаемым технологиям при помощи пресс-формы деталям относятся литые зубья бороны, которые из- сначала получается пеномодель (рис.1а) и покрыва- готовляются на предприятиях республики и испыты- ется износостойким твердосплавным покрытием ваются в полевых условиях при обработке почвы. (рис.1б,в), затем пеномодели располагаются горизон- Полученные результаты показывают, что ресурс тально, а их рабочая поверхность направлена кверху зубьев бороны составляет 35-40 га обработанной и формуется в литейную опоку, а потом заливается земли. Недостатками первого варианта являются не- жидкий металл при температуре 1600-16500С через достаточная твердость и износостойкость, второго – литниковую систему при сифонном подводе металла. большой расход дефицитных твердых сплавов, а тре- Расплавленный металл подавался непосредственно тьего – применение нестандартных марок сталей. на пеномодель. Под действием этого расплава поли- стирол газифицируется и образующиеся полости за- Целью данной работы является разработка тех- полняются металлом по составу, соответствующему нологии изготовления пенополистироловых моделей стали марки 35ГЛ. Таким способом изготовляются и получения литых деталей почвообрабатывающих пеномодели и литые стальные детали зубьев бороны машин с износостойким твердосплавным сормайто- (рис.1г) с твердосплавным покрытием на производ- вым покрытием и последующей высокой абразивной ственном предприятии Холдинговая Компания «Metallmexqurilish» [4]. а) б) в) г) Рисунок 1. Пеномодели и отливки деталей зубьев бороны 3БЗС-1,0 с твердосплавным покрытием: а – пеномодель; б – пеномодель с покрытием по основным изнашиваемым поверхностям; в – пеномодель по всему изнашиваемому поверхностному покрытию; г – литая стальная деталь зубьев бороны с износостойким твердосплавным покрытием и последующим термическим упрочнением Заполнение формы жидким металлом является должны склеиваться специальными клеями и су- одним из основных этапов формирования отливки, шиться при нормальной комнатной температуре. определяющим многие показатели её качества. Сле- Например, пеномодели зубьев бороны (рис.2а, б, в). дует отметить, что заливку форм нужно производить Склеенные пеномодели размещают в металлических особенно тщательно, аккуратно и равномерно при опоках-контейнерах, засыпают постель из сухого постоянном гидростатическом напоре. кварцевого песка, уплотняют ручной или автомати- ческой вибрацией, а потом в заданном положении Склеивание литниковой системы. Перед фор- устанавливают модель с литниковой системой при мовкой хорошо просушенные пеномодели склеива- помощи керамических трубок для разливки расплава. ются на круглом или гайкообразном кольце модели с Литниковая система позволяет обеспечить практиче- помощью литниковой системы. Все пеномодели ски постоянную скорость подъема металла в форме. 13
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. а) б) в) Рисунок 2. Склеенные пеномодели зубьев бороны с тремя видами твердосплавных покрытий: а – пеномодели; б – пеномодели с покрытием по основным изнашиваемым поверхностям; в – пеномодели с покрытием по всему изнашиваемому поверхностному покрытию Окончательную формовку осуществляли следу- контейнеры остывали на воздухе в течение опреде- ющим образом. На дно нижней части опоки-контей- ленного времени, их раскрывали и получали каче- нера засыпали постель из сухого кварцевого песка, ственную готовую отливку детали зубьев бороны с уплотняли вибрацией и затем в нужном положении износостойким твердосплавным покрытием типа устанавливали пеномодель с литниковой системой «сормайт» ПГ-С27 [4] толщиной слоя покрытия 2-3 при помощи керамических трубок (рис.3а). Керами- мм (рис.3е). ческая трубка предназначена в основном, для раз- ливки стали. После этого опоку заполняли кварце- В работе исследуется состав твердого сплава вым песком вручную (рис.3б) или автоматической типа сормайт ПГ-С27. Выбор состава наносимого по- вибрацией (рис.3в) доверху (рис.3г). Уплотненную крытия производился по двум критериям: 1 – покры- таким образом форму накрывали перфорированным тие должно отвечать требованию 3-4 – кратного уве- металлическим листом с отверстиями для прохода личения износостойкости по сравнению с износо- газов, устанавливали литниковую чашу и груз стойкостью стальной основы; 2 – покрытие должно (рис.3д). Затем опоки-контейнеры с формовочного включать доступные и недорогие компоненты и от- участка отправляли на конвейере на заливочный уча- личаться простотой технологии его нанесения. Ис- сток и по очередности заливали жидкий металл ходя из этого, в качестве покрытия на рабочей по- (см.рис.3д). После заливки жидкого расплава опоки- верхности зубьев бороны выбрали твердый сплав типа сормайт, а в качестве связки использовали рас- твор 4%-го поливинилбутираля в спирте. а) б) в) г) д) е) Рисунок 3. Процесс формовки и заполнение металлической опоки-контейнера: а – формовка пеномоделей зубьев бороны; б – ручная формовка с кварцевым песком с помощью лопатки и сита; в – автоматическая вибрация; г – заполнение доверху; д – заливка расплава; е – отливки деталей зубьев бороны с твердосплавным покрытием Результаты исследований и их обсуждение. отшлифовали и отполировали (рис.4 г), а потом про- Для проверки толщины слоя отливки взяли готовую мыли и подвергли химическому травлению соответ- деталь зубьев бороны с износостойким твердосплав- ствующим травителем для выявления поверхност- ным покрытием (рис.4 а), вырезали кусок шлифа для ного покрытия толщиной слоя обмазки 2-3 мм макро - и микроисследования (рис.4 б, в), затем его (рис.4д). Более явно и визуально макроизображение 14
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. поверхностных твердосплавных сормайтовых по- крытий [4] представлено на (рис.5 а, б, в). а) б) в) г) д) Рисунок 4. Готовые отливки деталей зубьев бороны и вырезанные образцы с твердосплавным сормайтовым покрытием толщиной слоя 2-3 мм: а – стальная деталь зубьев бороны; б, в – вырезанные куски образцов; г – шлифованный и отполированный образец; д – образец, подвергшийся травлению толщиной покрытия 2,0-3,0 мм а) б) в) Рисунок 5. Стальные образцы с износостойким твердосплавным покрытием типа сормайт ПГ-С27 толщиной слоя: а-2,0 мм; б-2,5 мм; в-3,0 мм Оптимальные режимы термической обра- 4) Двойная (повторная) закалка. Образцы после ботки. Эти образцы подвергали различным режимам первой закалки с различных температур нагрева и термической обработки. Термическую обработку ли- промежуточного отпуска 450-6000С подвергали по- тых образцов с износостойким твердосплавным по- вторному нагреву до 925-9400С, закаливали, охла- крытием проводили в лабораторных печах, а натур- ждали в масле и отпускали при температуре 3000С. ных изделий – в термической камерной печи при раз- Двойная закалка [5,6] используется впервые для уве- личных температурах нагрева: личения износостойкости твердосплавных литых де- талей. После двойной закалки повышаются твер- 1) Смягчающий отжиг при температуре 700- дость, микротвердость и, особенно, износостойкость 7200С в течение двух часов, а охлаждение вместе с твердосплавных образцов и деталей в 3-4 раза по печью; сравнению с серийными изделиями. 2) Термическая обработка, закалка образцов с Микроскопические исследования проводили в нагревом до температуры от 900 до 11500С, а охла- соответствии с рекомендациями [6]. Для травления ждение в масле или на воздухе; шлифов из высокохромистого белого чугуна исполь- зовали травитель следующего состава: Для травле- 3) Отпуск при различных температурах нагрева ния шлифов из твердосплавного покрытия (стали) 300, 450, 500, 550, 6000С. Время выдержки образцов при отпуске - 1,5 часа, а охлаждение на воздухе; 15
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. применяли реактивы (травитель) следующего со- ются в продукты его распада, но скорее всего испы- става: 1. Азотная кислота; 2. Спирт этиловый – 45 мг; тывают мартенситное превращение (рис.6б). Усиная 3. Вода – 100 мл. Микроскопические исследования «корочка» - эвтектическая часть структуры вообще проводили на микроскопах МИМ-8М и Neophot-21 отсутствует (рис.6в). Причем, глубина эвтектической при различных увеличениях. Образцы имели следу- зоны 1,6-1,8 мм, а глубина доэвтектической зоны до ющие размеры: 15х15; 15х20; 20х20; 20х22 мм. Ис- границы перехода к основному металлу 1,9-2,4 мм. следования микроструктуры образца №20, получен- На рабочей поверхности покрытия на глубину до ного при литье по газифицируемой модели с твердо- 1,4÷1,7 мм формируется структура эвтектики со сплавным покрытием из порошка типа сормайт ПГ- столбчатыми кристаллами карбидов типа Cr7C3 и С27 толщиной слоя 3 мм показали, что на поверхно- Cr23C6. Структура металлической основы эвтектики сти слоя структура эвтектическая (рис.6а). При даль- не разрушается, но судя по общей твердости нейшем охлаждении участки аустенита превраща- НRС=48÷52 она мартенситная с остаточным аустени- том (рис.6г). а) б) в) г) Рисунок 6. Микроструктуры поверхностных слоев литых стальных образцов. Х300 Рентгеноструктурный фазовый анализ прово- тия с размерами 70х35х15 мм. Специально приготов- дили с целью определения фазового состава чугуна, ленные образцы до и после испытаний взвешивали на процентного соотношения фаз, уровня дефектности аналитических весах ВЛА-200г-М с точностью до 0,1 кристаллической решетки металлической основы чу- мг, а испытания на абразивный износ проводили на гуна, состояния твердого раствора в железе [7]. Ис- машине трения ПВ-7. Использовались образцы до и следования проводили на рентгеновском дифракто- после одинарной и двойной термической обработки. метре ДРОН-2,0 при съеме рентгенограммы в ре- Хорошие результаты по износостойкости образцов жиме автоматической записи в интервале углов 30- получены после оптимальной термической обра- 1600 на излучении железного анода. Условия съемки ботки с двойной фазовой перекристаллизацией. были следующие: напряжение на трубке 26 квольт; анодный ток 9 мА; скорость движения сцинциляци- Выводы. Таким образом, термически обработан- онного счётчика 40/мин; скорость движения диаграм- ные литые образцы и детали с износостойким твер- мной ленты – 1800 мм/ч; щели 2х6х1 с применением досплавным покрытием [8] испытывали в полевых щелей Соллера для ограничения вертикальной расхо- условиях различных областей (районов) республики. димости первичного пучка лучей; предел измерения- Результаты испытания показали, что опытно-экспе- 1; постоянная времени-5. Определены карбиды М7C3, риментальные литые детали зубьев бороны без твер- М23C6 и др. Для проведения испытаний на абразив- досплавного покрытия в 1,3 раза, с твердосплавным ный износ брали образцы из твердосплавного покры- покрытием в 2,5-2,9 раза, с износостойким твердо- сплавным покрытием после термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией в 3,5-4,0 16
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. раза повышают свою износостойкость и долговеч- ность [9] по сравнению с серийными деталями. Дан- ная технология внедрена в производство АО «Узмет- комбинат» с наилучшим экономическим эффектом. Список литературы: 1. Севернев М.М. Износ деталей сельскохозяйственных машин. - Л.: Колос, 1988. - 289 с. 2. Ниловский И.А. Из опыта работ по изысканию способов повышения износостойкости лемехов и других де- талей сельскохозяйственных машин. - В сб.: Повышение износостойкости лемехов. – М.: Машгиз, 1986. С. 202-212. 3. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин. – М.: Ма- шиностроение, 1984. - 293 с. 4. Тилабов Б.К. Технология изготовления литых деталей с твердосплавными и износостойкими покрытиями // Научно-технический и производственный журнал. Горный Вестник Узбекистана. – Навои, 2009. №39. С.87- 90. 5. Мухамедов А.А. Влияние параметров структуры, термически обработанной стали на абразивную износо- стойкость // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1989. №7. С.115. 6. Мukhаmedov А.А. Тhe influence of thermal pistory on the structure and properties of steel – the physics of Metals abd Metallography. – Moskov, 1992. Vol. 74. №5. Р.482-487. 7. Миркин Л.И. Рентгенографическое исследование высокотемпературной термической обработки малоугле- родистой стали // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1981. №11. С.152-154. 8. Тилабов Б.К. Термическая двойная закалка как эффективный метод экономии материальных ресурсов. Теп- лофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства // Труды III Международной научно-технической конференции. Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти, 12-14 октября 2011 г. – Россия, 2011. С.312-316. 9. Tilabov B.K. Heat treatment of wear resistant hardalloved coating of the details oвtained by casting on gasified models. Известия на Технический университет Габрово // Journal of Technical University of Gabrovo. – Bulgaria, 2015. Vol. 49. Р.11-14. 17
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ Хамидов Баходир Таджиддинович канд. техн. наук, Ташкентский Химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент Акабирова Лола Хусейновна ассис. Бухарского инженерно - технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара Досумов Шодиёр Рамазанович магистр Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] RESEARCH OF THE PROCESS OF GRINDING MATERIALS ON THE BASIS OF MATHEMATICAL MODEL Bakhodir Khamidov candidate of technical sciences, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Lola Akаbirova assis. Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara Shodiyor Dosumov Master of Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В данной статье описываются примеры многоступенчатого анализа моделирования и расчета процессов из- мельчения материалов. Составлена математическая модель непрерывного измельчения, состоящая из нескольких зон - квазиаппаратов идеального перемешивания. ABSTRACT This article describes examples of multi-stage analysis of modeling and calculation of materials grinding processes. A mathematical model of continuous grinding is composed, consisting of several zones - quasi-apparatuses of perfect mixing. Ключевые слова: процесс, измельчение, квазиаппарат, мельница. Keywords: process, grinding, quasi-apparatus, mill. ________________________________________________________________________________________________ В современной экономике страны промышлен- Определенную часть технологии и технологиче- ность занимает одно из ведущих мест, и состоит из ских процессов в переработке сухих материалов более 10 комплексных отраслей, включающих специ- имеют вопросы их измельчения. Здесь наиболее ре- ализированные отрасли и под отрасли, а также про- сурсозатратными в процессе переработки сухих изводства, технологически связанные между собой материалов являются дробление и измельчение. От добычей и переработкой сырья или выпуском гото- этих процессов существенно зависит эффективность вой продукции. __________________________ Библиографическое описание: Хамидов Б.Т., Акабирова Л.Х., Досумов Ш.Р. Исследование процесса измельче- ния материалов на основе математической модели // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7953
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. работы предприятия. Дальнейшее совершенствова- Рисунок 1. Объект в виртуальном изображении. ние этих процессов и оборудования, упрощение схем измельчения, снижение энергоемкости процесса и При математическом моделировании процессов повышение качества расходных материалов в суще- с точки зрения динамической структуры потоков си- ствующей ситуации требует большого внимания. стемы, может быть несколько вариантов. Для непре- рывной работы измельчителя из материального ба- Известна причинно-следственная связь эффек- ланса можно написать уравнение динамики процесса тивности процесса измельчения сухих материалов в в виде: мельницах с составом, количеством и динамикой циркуляции измельчающей среды. Для каждого со- dm G0C0 G1C1 qu (1) четания гранулометрического состава, физических d свойств измельчаемого материала, массы загрузки, износостойкости измельчающих тел и других факто- Увеличение расхода измельченной продукции ров существует оптимальная динамика, отвечающая можно определить в виде: наибольшей производительности и эффективности измельчения. Поэтому качественная и количествен- qu KVCA (2) ная оценка связи параметров имеет научно-практиче- ское значение и может стать объектом данных иссле- Долевую концентрацию измельченной про- дований. В связи с этим, дальнейшее совершенство- дукции можно записать в виде: вание оборудования, упрощение схем измельчения, снижение энергоемкости процесса и повышение ка- CA 1 C (3) чества расходных материалов является актуальным. Масса измельченной продукции имеет вид: Процессы измельчения осуществляется либо в аппаратах периодического действия либо в аппара- m m0C (4) тах непрерывного действия. Математическое моде- лирование и расчет измельчителя имеют свои специ- Здесь: m – масса, фические особенности. G0 – расход, Рассмотрим многоступенчатый системный ана- С0 – это расход и концентрация выходящего про- лиз МСА(дать расшифровку аббревиатуры) измель- дукта. чения в длинных аппаратах непрерывного действия, qu – показатель, который характеризует долю из- типа шаровой мельницы. В первом иерархическом мельченного вещества, она со временем будет увели- уровне рассматривается мельница с процессом из- чиваться по экспоненте. мельчения в ней. Входными параметрами системы А в непрерывном процессе это зависит от коэф- является расход и концентрация входящего сырья. фициента измельчения, объема вещества в аппарате Выходными параметрами является также расход и и от концентрации поступающего на измельчение ве- концентрация измельченных веществ на выходе из щества - СА. Коэффициент измельчения (К) характе- мельницы. ризуется многими показателями, и единица его изме- рения кг/м3 сек, масса измельченного вещества в ап- Дальше во второй иерархической ступени учиты- парате характеризуется общей массой, концентра- вается, что установка состоит из зоны подвода мате- цию измельченных веществ можно характеризовать риала, рабочей зоны и зоны отвода продукции. по общему расходу в виде: В третьей иерархической ступени длинную рабо- чую зону можно представить многоквазиаппаратном. C GC (5) Входными параметрами системы является расход и G1 концентрация измельченного сырья поступающая в квазиаппарат. Выходными параметрами является опять так же расход и концентрация измельченных веществ из квазиаппарата. В четвертой иерархической ступени рассматри- вается фаза измельчаемого материала и измельчаю- щий элемент в каждом квазиаппарате. В пятой иерар- хической ступени фаза измельчаемого материала представляется из его частиц. При необходимости дальнейшем рассматривается элементы частицы. Во всех выявленных системах определяются показатели – входные и выходные параметры каждой подси- стемы. В данной теме ограничиваемся моделирова- нием процесса на уровне квазиаппарата. Для форма- лизации компьютерной модели измельчитель рас- сматривается в виде кибернетической системы с определенными показателями. 19
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Для моделирования процесса непрерывного из- G1 – расход, выходящей из мельницы продукции; мельчения применим использование структуры по- с1 –концентрация выходящей из мельницы про- токов многоячеечной - квазиаппаратной модели. Для дукции, каждой ячейке - квазиаппарата принимая структуру потока как идеальное перемешивание. Система будет k – коэффициент, включающий в себя особенно- состоять из определенных участков и для процесса каждого участка будет создана уравнение типа (8), то сти мельницы. есть в каждом участке будет происходить перемеши- В системе происходит почти полное перемеши- вание материала. Используя программу Matlab, со- ставлена математическая модель непрерывного из- вание материала. Если мельница будет работать в мельчения, состоящая из нескольких зон- квазиаппа- ратов идеального перемешивания. Для процесса в прерывном режиме, то G0=G1, тогда уравнение (10) выбранном квазиаппарате написано уравнение: можно записать в следующем виде dm0c k(1 c1) (9) d dCq 1 (Gq1 Cq1 Gq Cq k V (1 Cq )) (6) Учитывая, что m0=V0·ρ , будет выглядеть следу- d mq (7) ющим образом. K f (W1P11...); dV0 c k(1 c1) (10) d При решении этой и других подобных задач, на где V0 – начальный объём измельчаемой продукции, основе математического моделирования создается ρ – массовая плотность измельчаемой продукции. его виртуальное изображение. В компьютерной мо- дели параметры вводятся таким образом, чтобы ре- В приведённом уравнении величина k неиз- зультаты - особенности наблюдаемого виртуального вестна. Эту величину можно определить путём про- объекта были близки к реальному объекту. ведения опытов. Пример измельчения риса. Математическая мо- Опыты проводятся в следующем порядке: дель процесса измельчения в одноячеечной мельнице В мельницу насыпается сыпучий материал. Из- описывается уравнением: мельчение продукции с определенной массой осу- ществляется дискретно. После установленного вре- dm0c0 G0c0 G1c1 k(1 c1) (8) мени (например, каждые 10 секунд), смесь продук- d ции из мельницы вынимается. Общая масса пропус- кается через сито, определяется количество частиц Здесь: G0- расход сырья поступающего в прошедших и не прошедших через сито. мельницу; Экспериментами измельчения сыпучего матери- ала на примере риса зафиксированы следующие ре- с0- концентрация, поступающей в мельницу про- зультаты: дукции; t(сек) 0 10 20 30 40 Таблица 1. C(%) 0 11 21,1 29,6 40 50 60 70 80 90 47,9 53,1 61,8 66 70,2 t(сек) T 100 110 120 130 140 150 160 170 C(%) C 74.4 79.9 82.7 84.8 90 90.2 90.4 90.4 Полученные результаты также внесены в график компьютерной модели величина k изменяется таким рис 2. образом, чтобы точки, полученные во время опытов на физической установке, по мере возможности сов- Сравнив полученный график с компьютерной падали с точками на компьютерной модели. моделью измельчения, определяется величина k. Для этого, путем направленного случайного поиска в 20
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Рисунок 2. Компьютерная модель и график результатов опытов. В компьютерной модели при k=12.8, результаты На рис.3. показана компьютерная модель мель- близки с особенностями действующей мельницы. ницы с трех квазиаппаратной структурой потоков. На Приведённую выше формулу для измельчения сле- рис.4. изменение по времени концентрации измель- дует записать в следующем виде: ченных веществ по квазиаппаратам мельницы. dV0 c 12.8(1 c1) (11) При помощи модели процесса измельчения зара- d нее можно вычислить необходимое время для полу- чения ожидаемой продукции в мельнице периодиче- Теперь можно применить данный коэффициент и ского действия. Можно определить количество ква- к аналогичным, однако непрерывно работающим зиаппаратов, и определить изменения по времени мельницам. Изменяя размеры мельницы можно со- концентрации измельченных веществ по квазиаппа- здать аппарат с многоячеечной структурой потоков ратам мельницы непрерывного действия. Важной материала. стороной в этом вопросе является то, что вычисления проводятся быстро и не требуется проведения боль- шого количества опытов на оригинале - действую- щих мельниц. Рисунок 3. Многоячеечная модель процесса Рисунок 4. Изменение по времени концентрации измельчения измельченных веществ по квазиаппаратам мельницы Эффективность предложенного нами подхода можно увидеть в анализе и расчете системы измель- по движению материала измельчитель можно разде- чения материалов. Чтобы моделировать процесс не- лить на отдельные участки (рис.5). За основу берется прерывного измельчения в потоках, можно предста- определенный участок – квазиаппарат. вить аппарат в виде многоячеечной модели, то есть Рисунок 5. Структурная схема многоквазиаппаратного измельчителя 21
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Для непрерывной работы такой системы из мате- Здесь m – масса сырья; G0 – начальный расход риального баланса можно записать уравнение дина- сырья; С0 – начальная концентрация сырья; k –коэф- мики процесса для q- того квазиаппарата: фициент измельчения; V- объем рабочей камеры; q – целое число, определяющий количество число ячеек. dCq 1 (Gq1 Cq1 Gq Cq k V (1 Cq )) (12) d mq Рисунок 7. Изменение степени измельчения по времени в непрерывном режиме В данном примере принята десяти квазиаппарат- По заданной величине измельчения можно устано- ная мельница. Для её расчета воспользовались 10- вить время пускового периода и оптимального коли- ячеечной моделью и, используя пакет прикладной чества ячеек измельчения. программы MATLAB составили математическую модель непрерывного измельчения состоящую из де- Таким образом, проведение многоступенчатого сяти зон идеального перемешивания (рис.5.). Резуль- системного анализа и использование методов мате- таты расчета на компьютерной модели представлены матического моделирования процесса измельчения на рис. 6. Из рисунка виден характер пускового пери- даёт возможность определить характеристики из- ода мельницы, что по времени пускового периода мельчителя и оптимальные показатели процесса, по масса измельченных веществ увеличивается до по- которому можно определить оптимальные показа- стоянной стабильной величины по каждой ячейке. тели технологического процесса и аппарата. Список литературы: 1. Артиков А., Остапенков А. М., Курбанов Дж. М., Саломов Х.Т. Электрофизические методы воздействия на пищевые продукты. Ташкент, \"Фан\", 1992 2. Артиков А.А. Процессы и аппараты пищевых производств, Ташкент, Укитувчи, 1983. 3. Asqar Artikov, Multi-step method of computer model formalization with fuzzy sets application. WCIS-2004, world conference on intelligent systems for industrial automation, Tashkent-2004, TSTU. 4. Биленко, Л.Ф. Закономерности измельчения в барабанных мельницах / Л.Ф. Биленко. - М.: Недра, 1984. - 200 с. 5. Богданов, В.С. Шаровые мельницы: учеб. пособие / В.С. Богданов, Е.Ф. Катаев. - Белгород: изд. МИСИ и БТИСМ, 1983. - 88 с. 6. Вердиян, М.А. Анализ технологических схем измельчения/М.А. Вердиян, В.В. Кафаров, В.Л. Петров и др. // Цемент.-1975.-№4.- С.15 – 17 7. Вердиян, М.А. Математическое моделирование помольных агрегатов / М.А. Вердиян, В.В. Кафаров // Це- мент. - 1976. - №12. - С. 13 - 14. 8. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. 14 стер. Изд. М.: Альянс. 2008, 751 с., ил. Библ. С. 715-718. Рус. ISBN 978-5-903034-33-8 9. Кафаров, В.В. Математические модели структуры потока материала в мельницах / В.В. Кафаров, М.А. Вердиян // Цемент. - 1977. - №5. - C. 9 - 11; - №6. - C. 12 - 13. 10. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии М.; Химия, 1985. 448с. 11. Крыхтин, Г.С. Интенсификация работы мельниц / Г.С. Крыхтин; отв. ред. В.В. Кармазин; Гос. н.-и. и проект.- конструкт. ин-т 12. Тюпиков, В. Г., Моделирование и оптимизация процессов измельчения вибрационных мельницах Дис. канд. техн. наук : 05.17.08 М., 2000 22
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ТРАНСПОРТ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОСТЕЛЕЙ КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ Полвонов Абдужалил Саттарович канд. техн. наук, доц., Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган Шотмонов Давронбек Самарбекович препод., Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган Абдусаттаров Нодиржон Абдужалил угли студент магистратуры, Рязанский Государственный агротехнологический университет, РФ, г. Рязань THEORETICAL PRECONDITIONS FOR INCREASING THE DURABILITY OF THE POSITIONS OF INDIGENOUS BEARINGS DEPENDING ON THE HEAT CONDUCTIVITY OF CONNECTIONS Abdujalil Polvonov Namangan Engineering Construction Institute, Associate Professor, Republic of Uzbekistan, Namangan city Davronbek Shotmonov Namangan Engineering Construction Institute, teacher Republic of Uzbekistan, Namangan city Nodirjon Abdusattarov Master's student, Ryazan State Agrotechnological University, Russia,, Ryazan АННОТАЦИЯ В данной статье освещены теоретические предпосылки повышения долговечности постелей коренных под- шипников в зависимости от теплопроводности соединений. ABSTRACT In this article, theoretical reasons for increasing the longevity of the main bearing beds are discussed, depending on the thermal conductivity of the joints. Ключевые слова: коренные подшипники, физико-механические свойства, теплопроводность. Keywords: radical bearings, physical and mechanical properties, thermal conductivity. ________________________________________________________________________________________________ Долговечность постели коренных подшипников интенсивно под воздействием повышенной темпера- блоков цилиндров восстановленные нанесением на туры трущихся поверхностей по сравнению с увели- поверхности постелей и крышек коренных подшип- ченной удельной нагрузкой на подшипник. Исследо- ников полиуретановыми адгезивами зависит от их вание поведения смазки при различных температу- физико-механических свойств и теплопроводности. рах показало, что толщина, прочность и сплощность масляной пленки в значительной мере определяются Надежность подшипника зависит от его тепло- вого режима. Масляная пленка разрушается более __________________________ Библиографическое описание: Полвонов А.С., Шотмонов Д.С., Абдусаттаров Н.А. Теоретические предпосылки повышения долговечности постелей коренных подшипников в зависимости от теплопроводности соединений // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/7912
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. температурой и что даже при тяжелых режимах ис- В условиях эксплуатации для устойчивой работы пытаний, когда давление достигает 10 Мпа, а ско- подшипника двигателя в фазе жидкостного трения рость-16м/с, регулированием температуры трущихся необходимо выполнить следующее условие; поверхностей можно сохранить между ними неразру- шающуюся масляную пленку. (4) Тепловой режим работы трущейся пары зависит где Z-безразмерный показатель, характеризующий от тепловыделения при трении и количества отводи- режим работы подшипника; Pn -давление подачи мой теплоты. Теплота, выделившаяся в подшипнике, масла в подшипник; m-показатель параболы; -от- может быть отведена с помощью смазочного масла, носи-тельный эксцентриситет. протекающего через подшипник и теплоотдачей в блок. Решив уравнение (4) относительно Pn t и под- ставив значение t , получим: Теплоотдача в блок имеет важное значение только в период запуска двигателя, так как его тем- (5) пература значительно ниже температуры подшип- Средняя температура масляного слоя на опасном ника. После прогрева двигателя теплоотдача в блок участке работы подшипника: стабилизируется, отвод теплоты в блок снижается. При установившемся режиме работы двигателя 85- 90 % теплоты, выделившейся в подшипнике, отво- дится маслом. Уравнения теплового баланса подшипника N1 N2 c q t, (1) J где N1 -потеря мощности на срез слоев масла при (6) вращении шейки коленчатого вала; N2 -мощность, где Т н -заданная температура; -показатель степени. расходуемая на продавливание масла через подшип- В интервале температур 50…1000С для дизельного ник; J -механический эквивалент теплоты; -плот- масла = 2,6. ность масла; c -теплоемкость масла; q -расход масла В установившемся тепловом режиме постели ко- через подшипник; t (Тм Твх ) -приращение темпе- ренных подшипников, вкладыши, вал и масло в раз- ратуры масляного слоя; Т м -средняя температура масляного слоя на опасном участке работы подшип- личных точках нагреты до определенной темпера- ника; Твх -температура масла на входе в подшипник. туры, а вновь образуемая теплота отводится в окру- Мощность не оказывает значительного влияния на тепловой баланс подшипника, поэтому при рас- жающую среду. чете ее можно не учитывать, тогда уравнение тепло- вого баланса будет иметь следующий вид: Схема коренного подшипника двигателя, по- стель которого восстановлена полимерным материа- лом, показана на рис. 1. При этом принята следующая схема тепловых потоков. Теплота образуется на пло- щадке контакта вкладыша с валом. Избыточная тем- (2) пература поверхности вала Тв в контакте с вклады- шем постоянна в радиальном и осевом направлениях. где О -динамический вязкость масла; пр -приведен- ная угловая скорость коленчатого вала; -рабочая Избыточная температура площадки контакта длина подшипника; d -диаметр шейки коленчатого вала; Ф т -коэффициент сопротивления смазочного вкладыша Т также постоянна и равна Тв, а за ее пре- слоя вращению шейки коленчатого вала; -относи- тельный зазор. 1 Расход масла q , необходимый для обеспечения делами температура рабочей поверхности вкладыша теплового баланса подшипника: снижается по экспоненциальному закону, достигая минимального значения в точке с рабочей поверхно- сти, наиболее удаленной от площадки контакта. Та- ким образом, температурное поле по окружности вкладыша несимметрично. Для удобства расчете схему теплоотвода через вкладыш следует привести к симметричному виду введением коэффициента К : (3) (7) где Р-удельная нагрузка на подшипник; -коэффи- циент, зависящий от относительного эксцентриси- тета. 24
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. где Т -средняя избыточная температура рабочей по- (8) верхности вкладыша; Т -избыточная температура где f -коэффициент трения; Pa -удельная нагрузка на вкладыш; -скорость скольжения; d1 -номиналь- 1 ный диаметр вкладыша; -ширина вкладыша. площадки контакта вкладыша. Количество теплоты в единицу времени Q, обра- зующейся на поверхностях трения: Рисунок 1. Расчетная схема коренного подшипника На рис.1 Т , Т , Т , Т , Т , Т м , Тв -избыточная темпера- 1 2 3 4 D Кm Kб Км Кв , тура соответственно вкладышам, полимерного слоя, (12) внутренней и наружной поверхности постели, окру- жающей среды, масла и вала; 1,2 ,к -коэффици- Теплопередачу через блок в окружающую среду енты теплообмена. рассмотрим как теплопередачу через многослойную цилиндрическую стенку, которая изображена на Тепловой баланс определяется по формуле: рис.2. Q Qб Qм Qв , (9) Частные параметры теплоотвода через вкладыш, полимерный слой и постель подшипника: где Qб ,Qм ,Qв -тепловые потоки, отводимые соответ- ственно через блок, масла и вал в единицу времени, которые можно представит в следующем виде: Qб Кб Т1; Qм Км Тм; Qв Кв Тв , (10) где Кб , Км , Кв -параметры теплоотвода, характеризу- ющие количество теплоты, отводимой соответ- ственно через блок, масла и вал в единицу времени при нагреве поверхности на 10С. Тм ,Тв -избыточная температура соответственно рабочей поверхности масла и вала. Тепловой поток, отводимый через блок, опреде- ляется по формуле: Qб Qвх Qт Qп.к.п., (11) (13) где Qвх ,Qт и Qп.к.п. -тепловые потоки, отводимые че- где B, B1, B2, B3, B4-частные параметры теплоотвода соответственно через вкладыш полимерный слой и рез вкладыш, полимерный слой и постель коренного постель подшипника в окружающую среду; 1 и 2 - подшипника. коэффициенты теплообмена соответственно вкла- дыша и тонкого полимерного слоя; х -коэффициент На основании уравнения теплового баланса сум- марный параметр теплоотвода подшипникового узла Кт определяется по формуле: 25
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. теплообмена постели подшипника с окружающей Тепловой поток при последовательном теплоот- средой; с , п и 4 -теплопроводность соответ- воде: ственно стали, полимерного материала и чугуна; d2 , d3 и d4 -соответственно диаметр полимерного слоя и постели подшипника; t1 и t2 -соответственно тол- щина вкладыша подшипника и стенки постели. (15) где Т , Т 2 , Т3 , Т4 ,Тм и То -избыточная температура соот- 1 ветственно внутренней поверхности подшипника, полимерного слоя и постели, наружной поверхности постели и окружающей среды. Из системы уравнений (15) определяем частные температурные перепады: Рисунок 2. Схема теплопередачи через постели коренных подшипников На рис. 2 1,2 ,3 и 4 -радиус соответственно вкладыша, полимерного слоя, внутренней и наруж- ной поверхности постели; Т , Т 2 , Т3 , Т4 ,Тм и То -избыточ- 1 ная температура соответственно вкладыша, полимер- ного слоя, внутренней и наружной поверхности по- стели и окружающей среды. Тепловой поток проходит последовательно через вкладыш (Qвх), полимерный слой (Qп), постель под- шипника (Qп.п.) и отводится в окружающую среду (16) (Qо). При установившемся тепловом режиме количе- Суммируя левые и правые части системы уравне- ний (16) получим: ство теплоты, проходящие в единицу времени через эти тела, должны быть равны между собой. Qвх = Qп = Qп.п. = Qо (14) (17) Для упрощения расчета избыточные темпера- Подставив эти коэффициенты в уравнение (17) с туры поверхностей подшипникового узла предста- учетом выражений (7) и (13), получим уравнение па- вим в относительном виде, приведя их к избыточной раметра теплоотвода через постель подшипника при температуре масла: наличии полимерного слоя: Кo To ; К1 T1 ; К2 T2 ; К3 T3 ; К4 T4 ; Кп К Ко , (19) Tм Tм Tм Tм Tм 1 1 1 1 1 (18) В В1 В2 В3 В4 26
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Параметры теплоотвода через постель подшип- Таким образом, температура рабочей поверхно- ника без полимерного слоя примут вид: сти вкладыша определяется параметром теплоот- вода, который зависит от коэффициента теплоотвода Кп К Ко , (20) масла, вкладыша и постели, теплопроводности мате- риалов, площади поперечного сечения, температуры 1 1 1 1 и расхода масла, необходимого для обеспечения теп- В В1 В3 В4 лового баланса вкладыша и др. температура рабочей поверхности вкладышей, установленных в постели с Температура рабочей поверхности вкладыша: полимерным покрытием, на 0,750С выше по сравне- нию с температурой вкладышей, установленных в Т1 К Тм Кп (К Тм То ) 1 , (21) постели без полимерного покрытия при равных усло- В виях работы, что не оказывает практического влия- ния на работу коренных подшипников двигателя. Список литературы: 1. Polvonov A.S., Normirzaev A.R., Khabibullaev A.Х., Tuxliev G.A., Shotmonov D.S., Valieva G.F. Study of phys- ico-mechanical properties of the polyurethane adhesive. Austrian Journal of texnikal and Natural Sciences, № 11/12/2014. Vienna. 93-96 pg. 27
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. К АНАЛИЗУ ГРУЗОПОТОКА ТАРНО-УПАКОВОЧНЫХ ГРУЗОВ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СКЛАДАХ Мерганов Аваз Мирсултанович Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, Ташкент E-mail: [email protected] Хаджимухаметова Матлюба Адиловна Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, Ташкент E-mail: [email protected] Урманова Зарина Абдивохид кизи АО “Узбекистон темир йуллари”, Узбекистан, Ташкент E-mail: [email protected] ON THE CARGO FLOW ANALYSIS OF TARE-PACKAGING GOODS CONVERTED IN RAILWAY WAREHOUSES Awaz Merganov Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent Matlyuba Hadzhimuhametova Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent Zarina Urmanova JSC “O’zbekiston Temir Yo’llari”, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Выполняется анализ поток тарно-упаковочных грузов, чья переработка происходит на железнодорожных складах. На базе этого анализа обуславливается математическая модель, где есть все формы номенклатуры грузов. Подобная номенклатура систематизируется среди трех видов перегружаемых тарно-упаковочных грузов: по местам сортировки и временного хранения, по местам основного хранения и сразу с одного вида транспорта на другой. ABSTRACT An analysis is carried out of the flow of container-packing cargo, whose processing takes place at railway depots. Based on this analysis, a mathematical model is determined, where there are all forms of cargo nomenclature. A similar nomenclature is systematized among three types of transshipment of packaging and packing goods: at sorting and tem- porary storage places, at places of main storage and immediately from one type of transport to another. Ключевые слова: склад, участок хранения, тарно-штучный груз, перегрузка. Keywords: warehouse, storage area, packed-piece cargo, overload. ________________________________________________________________________________________________ Показатели эффективности всех операций, а на переработку и перевозку товара на складе [1]. В также показатели скорости переработки товара зави- связи с этим, для снижения цены товара, а именно, сят от того, как именно производится работа всех для увеличения его привлекательности и рентабель- партнеров цепи поставок, в том числе, складские по- ности, необходимо упростить и уменьшить цепь по- мещения на станциях. Анализ дает понять, что ставки, а также снизить расходы на складские поме- больше 10% итоговой стоимости продукта для потре- щения [2, 5]. бителя представляют собой издержки производителя __________________________ Библиографическое описание: Мерганов А.М., Хаджимухаметова М.А., Урманова З.А. К анализу грузопотока тарно-упаковочных грузов, перерабатываемых на железнодорожных складах // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7974
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Цель работы подразумевает обоснование эффек- Также, использование системного анализа для тивности использования железнодорожных складов с учетом их расположения через выполнение систем- решения всех проблем по части производства и ного анализа всей номенклатуры тарно-упаковочных грузов, которые перерабатываются на складских по- развитию технологий, в том числе, проблемы на мещениях. железнодорожном транспорте, является Подтверждением данным тезисам служат следу- ющие факты. необходимым и важным фактором для В первую очередь, географическое расположе- результативного развития центров складирования. ние Средней Азии является стратегически важным стимулом развития сети современных систем склад- Впервые исследование складских помещений, в виде ских помещений, которые могут в значительной сте- пени уменьшить затраты при перевозке разного рода системного объекта, предлагалось О.Б. Маликовым, грузов. В текущий момент, в Узбекистане имеется недостаточное развитие складских помещений, кото- а в будущем данного рода работы нашли свое рые требуются для переработки, хранения и упа- ковки грузов как на экспорт, так и на импорт [3]. Так отражение в научных трудах В.В. Дыбской, Ю.В. анализ [4] демонстрирует, что в Узбекистане произ- водится большой объем продукции сельскохозяй- Коровяковской, О.А. Покровской, Д.И. Илесалиева ственного типа, но, по причине отсутствия необходи- мых складских центров по хранению, обработке и [5, 6], Ш.Р.Абдувахитова [7] и А.М.Мерганова [8]. упаковке, больше 50% товара становится неспособ- ным для конкуренции в условиях нынешней внешней На базе анализа этих работ можно будет предо- рыночной системы. ставить наилучший вариант железнодорожного складского помещения, чья схема в виде технической системы продемонстрирована на рис.1, и представ- ляет собой элементы технологических участков. На рис.1 представлены данные обозначения: У – зона управления складского помещения; УС – зона вре- менного хранения и сортировки; УХ – зона основ- ного хранения; 1-5 – грузопотоки внутри склада. Железнодорожный погрузочно-разгрузочный участок Участок сортировки, комплектации и Участок хранения временного хранения Автомобильный погрузочно-разгрузочный участок Рисунок 1. Принятая структурная схема железнодорожного склада 1. АВС – анализ номенклатуры тарно-упако- группа А: тарно-упаковочные грузы, перегру- вочных грузов. Анализ потока тарно-упаковочных жаемые по участку основного хранения; грузов, которые сортируются на железнодорожных складах, весьма многообразный и имеет множество группа В: тарно-упаковочные грузы, перегру- наименований с различными показателями грузов, жаемые по участку временного хранения и сорти- грузовых единиц, транспортных партий и т.д [9, 11, ровки; 12]. группа С: тарно-упаковочные грузы, перегру- Для анализа номенклатуры товара, который пе- жаемые напрямую с одного транспорта на другой; резабывается на складах имеется математическая мо- В виде одного из вариантов исследования раз- дель упрощенной формы, где все грузы рассредото- личной номенклатуры грузов применяется AВС – чены по нескольким группам: анализ [6]. AВС – анализ был изобретен иностранными учё- ными, для определения норм состояния товара на 29
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. складах и их контроля. Принцип его заключается в B (N \\ A) \\ C (7) том, что вся номенклатура товаров N делится на 3 подмножества A, В и С, что, в свою очередь, является Вероятности спроса на различные товары групп объединением подмножеств A,В и С представляющее А, В, и С имеют конкретные законы распределения, собой все множество N; устанавливаемые во время более подобного стати- стического изучения номенклатуры всех товаров ABC N (1) участвующих в данном исследовании. В то же время ни один товар из группы А не яв- 2. Обсуждение результатов. По завершению ляется частью группы В или группы С, в связи с чем анализа перерабатываемых тарно-упаковочных това- пересечения подмножества А, В и С будет равняться ров на исследуемых складских помещениях удалось нулю: выявить, что вся номенклатура товаров подразделя- ется на 3 группы: ABC 0 (2) группа А, которая представляет 75% пере- Используя разность этих групп подмножеств, грузку товаров через участок основного хранения и становится возможно установить следующее: 88% от всего числа наименований товаров; - группа А вычисляется за счет вычета В и С из N: группа В, которая представляет 16% пере- грузку товаров через участок сортировки и времен- A = {(N\\B)\\C}; ного хранения, а также 8% от всего числа наименова- - группа В вычисляется за счет вычета А и С из N: ний товаров; В = {(N\\A)\\C}; группа С, которая представляет 9% пере- - группа С вычисляется за счет вычета А и В из N: грузку товаров по прямому варианту и 4% от всего числа наименований товаров (рис. 2) С = {(N\\А)\\В}; В группу А входят те наименования товаров x, ко- торые не являются частью подмножеств В и С: A x | xB и X C (3) Число наименование тарно-упаковочных грузов 100 96 88 Таким же способом можно установить свойства подмножеств В и С; B x | x Aи X C; (4) А BC C x | x Aи X B. Группы A, В и С представляют собой упорядоч- ные множества их элементов ai; bj;ck (номенклатур- ных групп): 75 91 100 A a1, a2 ,...an Способ перегрузки B b1,b2 ,...bm C c1, c2 ,...cp (5) Рисунок 2. АВС – анализ номенклатуры тарно- упаковочных грузов по числу наименований и способу перегрузки Когда удалось вычислить общее число заявок nz, Большинство потоков грузов, которые проходят которые приходят на выдачу тарно-упаковочных гру- через железнодорожный склад, минуют область ос- зов, выявляется среднее число заявок на одно наиме- новного хранения (2-5 дней), а другая часть перегру- нование грузов: жается меньше чем за один день. i nz (6) Важно указать, что большое количество работ в N сфере исследования перевалочного склада затраги- вают область основного хранения, а в трудах [2, 3] Затем, все тарно-упаковочные товары, чье число уделяется большое внимание к прямым перегрузкам заявок больше в 5-6 раз среднего показателя i, выво- тарно-упаковочных товаров. В связи с этим, в после- дят в группу А – товар с наибольшим оборотом. Весь дующих исследованиях необходимо сделать упор на товар, чье число заявок не превышает средний пока- область временного хранения, где для оптимизации затель величины i в 1,5-2 раза, выводят в группу С – этого участка возможно предложить технологию товар с наименьшим оборотом. Любой другой товар кросс-докинг. заносится в группу В: В будущем для любой из групп грузов А, В и С можно предоставить собственную технологию пере- грузки тарно-упаковочных грузов с одного вида транспорта на другой через железнодорожный склад. 30
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Заключение. Данный анализ служит ключевой сортировки тарно-упаковочных грузов и улучшения составляющей, которую можно применять для вы- функционирования участка временного хранения. бора наилучшего способа перегрузок, а также для Список литературы: 1. Илесалиев Д.И. Анализ номенклатуры грузов перерабатываемых на станции Ташкент – Товарный / Д.И. Илесалиев, Е.К. Коровяковский, О.Б. Маликов // Сборник материалов научно-технической конферен- ции, Ташкент: ТашИИТ, 2014. – С. 47-49 2. Илесалиев Д.И. Влияние расположения проходов между стеллажами на показатели работы склада водного транспорта / Д.И. Илесалиев, Е.К. Коровяковский // Вестник Государственного университета морского и реч- ного флота имени адмирала С.О. Макарова. – СПб.: ФГБОУ ВО ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова.– 2015. – Вып. 6 (34). – С. 52-59. 3. Илесалиев Д.И. К вопросу о схеме размещения стеллажей на складе / И.Д. Илесалиев // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. – 2017. - № 1. – С. 99-106 4. Илесалиев Д.И. Обоснование проекта сети грузовых терминалов тарно-штучных грузов / Д.И. Илесалиев // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. – 2016. - № 4. – С. 110-116. 5. Илесалиев Д.И. Перевозка экспортно-импортных грузов в Республике Узбекистан / Д.И. Илесалиев, Е.К. Коровяковский, О.Б. Маликов // Известия Петербургского университета путей сообщения. – СПб.: Пе- тербургский гос. ун-т путей сообщения, 2014. – Вып. 3 (39). – С. 11-17. 6. Коровяковская Ю.В. Применение метода АВС для анализа номенклатурных групп грузов на складах желез- нодорожного транспорта / Ю.В. Коровяковская, О. Б. Маликов // Материалы XXX межвузовской научной конференции студентов и аспирантов, Самара: СамГУПС, 2003. – с.145 -146. 7. Abduvahitov, Sh.R. (2019) \"TECHNIQUE FOR DETERMINING THE CAPACITY OF A CONTAINER TERMI- NAL EQUIPPED BY RUBBER TYRED GANTRY,\" Journal of TIRE: Vol. 15 : Iss. 2 , Article 18. 8. Merganov, A.M. (2018) \"MODEL OF SEARCH FOR THE PLACEMENT OF WAREHOUSES OF TARNET- AND-STRING CARGO DEPENDING ON THE CARGO,\" Journal of TIRE: Vol. 14 : Iss. 2 , Article 10. 9. Маликов О.Б. Логистика пакетных перевозок штучных грузов / О.Б. Маликов, Е.К. Коровяковский, Д.И. Илесалиев // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2014. – № 4 (41). – С. 51-57 10. Маликов О.Б. Некоторые вопросы экономической эффективности перевозки сыпучих грузов в контейнерах / О.Б. Маликов, Е.Г. Курилов, Д.И. Илесалиев // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2016. – Том 13. - № 4(49). – С. 493-501. 11. Мерганов А.М. Метод укрупнения грузовых транспортных единиц. Часть II / А.М. Мерганов // Сolloquium- journal. – 2019 – Вып. 6. – № 30. – С. 33-37. 12. Урманова З. К анализу способов перегрузки тарно-упаковочных грузов на железнодорожных складах // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2018. №1. с. 41-51 31
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ УВЯЗКИ ЛОКОМОТИВОВ НА ПРИГРАНИЧНОМ ПУНКТЕ ПРОПУСКА «ОК КУПРИК - ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ» Расулов Маруфджан Халикович канд. техн. наук, доцент, ректор, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Машарипов Маъсуд Нуъмонжонович заместитель декана, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Расулмухамедов Махамадазиз Махамадаминович канд. физ.-мат.наук, доцент, заведующий кафедрой, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Суюнбаев Шинполат Мансуралиевич канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] THE CHOICE OF RATIONAL TECHNOLOGY FOR LINKING LOCOMOTIVES AT THE BORDER POINT OF THE PASS “OK KUPRIK - RAILWAY” Marufjan Rasulov Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Rector, Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent Masud Masharipov Vice-Dean, Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent Mahamadaziz Rasulmukhamedov Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Head of Chair, Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent Shinpolat Suyunbayev Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены три варианта увязки грузовых локомотивов на приграничном пункте пропуска «Ок куприк - железнодорожный», расположенный на перегоне станции Келес АО «Узбекистон темир йуллари» – станция Сарыагаш АО НК КТЖ «Казакстан темир жолы» (Кзх. ж.д.), к которой приходится около 54% транзит- ных перевозок железных дорог Республики Узбекистан. Установлены сферы применения рассмотренных вари- антов технологии увязки грузовых локомотивов на приграничном пункте пропуска «Ок куприк - железнодорож- ный». Организация увязки грузовых локомотивов на приграничном пункте пропуска «Ок куприк-железнодорож- ный» по предлагаемой технологии в зависимости от размера движения поездов будет способствовать оптималь- ному использованию локомотивным парком и определению уровня мероприятий по развитию инфраструктуры приграничных станций. __________________________ Библиографическое описание: Выбор рациональной технологии увязки локомотивов на приграничном пункте пропуска «Ок куприк - железнодорожный» // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Расулов М.Х. [и др.]. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8008
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ABSTRACT The authors consider three options for linking freight locomotives at the border crossing point “Ok Kuprik - railway” located on the stage of Keles Station of JSC “O’zbekiston Temir Yo’llari” - Saryagash Station JSC NC “Kazakhstan Temir Zholy” (KZh. Railroad), which accounts for about 54% of the transit traffic of the railways of the Republic of Uzbekistan. The scope of the considered options for the technology of linking freight locomotives at the border checkpoint \" Ok Kuprik - railway \" is established. The organization of linking freight locomotives at the border crossing point “Ok Kuprik-railway” according to the proposed technology, depending on the size of train traffic, will contribute to the optimal use of the locomotive fleet and determine the level of measures for the development of infrastructure of border stations. Ключевые слова: АО «Узбекистон темир йуллари», АО НК КТЖ «Казакстан темир жолы», приграничный пункт пропуска поездов, увзяка локомотивов, загрузка бригад пункта досмотра поездов, коэффициент потребности грузовых локомотивов, эксплуатационный парк грузовых локомотивов. Keywords: JSC “O’zbekiston Temir Yo’llari”; JSC NC “Kazakhstan Temir Zholy”; border crossing point of trains; locomotives linking; loading of train inspection of point teams; requirement ratio of freight locomotives; freight locomotive operating fleet. ________________________________________________________________________________________________ В условиях рыночной экономики в качестве – Юг. По нему грузы поступают в соседние государ- ства с Узбекистаном – Туркмению и Таджикистан. одной из главных целей АО «Узбекистон темир При транзитных перевозках возникают значи- йуллари» является расширение отношений на тельные проблемы, связанные с простоем вагонов на пограничных станциях, особенно со странами СНГ. международном рынке транспортных услуг. Одним В основном вагоны задерживаются на пограничных станциях по причинам, связанным с увеличением из решающих факторов в достижении этой цели простоя относительно нормы продолжительности та- моженных и пограничных операций из-за некаче- является увеличение международных, а именно ственного оформления перевозочных документов; из-за технических и коммерческих неисправностей транзитных перевозок за счет более эффективной, вагонов; из-за особенностей организации движения поездов на пограничных станциях [1]. В табл. 1 при- оптимальной организации транзитного ведены причины простоя транзитных вагонов на гра- нице с Казахстаном на железнодорожных станциях перевозочного процесса и рационального Сарыагач (Казахстан) и Келес (Узбекистан). использования ресурсов и времени. Расширение Приграничный пункт пропуска «Ок куприк - же- лезнодорожный» находится (далее 3346 км) на пере- международного сотрудничества республики гоне станция Келес АО «Узбекистон темир йуллари» (Узб. ж.д.) - станция Сарыагаш АО НК КТЖ «Казак- напрямую зависит от обслуживания транзитных стан темир жолы» (Кзх. ж.д.). Здесь производится до- смотр грузовых поездов, следующих на межгосудар- перевозок, проходящих через Узбекистан. ственный пункт (МГСП) Сарыагаш и из МГСП Са- рыагаш на станции АО «УТЙ» (рис. 1). Территория Республики Узбекистан располо- Контрольный досмотровой пост Воинской части жена на пересечении грузовых потоков, следующих 9231 Комитета Охраны Государственных Границ (КОГТ) находится на 3346 км перегона Келес - Са- из северной части континента на Ближний Восток и рыагаш. По данному перегону следуют все пассажир- ские поезда напроход, без остановки. Грузовые по- Юго-Восточную Азию, из Восточной Европы в Ки- езда четного и нечетного направления следуют с остановкой для производства досмотра составов ра- тай и обратно. Оптимальное использование этого ботниками пограничного контроля (пограничный наряд) и приемщиками поездов станции Келес (при- преимущества позволит привлечь дополнительные емщиками поездов с возложением обязанности сиг- налиста). Пограничному контролю в пункте про- потоки транзитных грузов. Увеличение объемов пуска «Ок Куприк- железнодорожный» подлежат все железнодорожные составы (вагоны всех типов, локо- транзитных перевозок приводит к исследованию бо- мотивы и грузы на них) и следующие на них лица, за исключением пассажирских поездов. лее существенных условий организации работы ло- комотивов и технологии увязки локомотивов на меж- государственных стыковых пунктах. Для обеспечения транзитных перевозок со сто- роны Казахстана задействованы станции Келес и Ка- ракалпакия; в сторону Туркмении – Ходжадавлет, Каракалпакия, Талимарджан; с Таджикистаном – по станциям Бекабад, Арыкбаши, Кудукли и Амузанг; с Киргизией – по станциям Учкурган, Карасу. Если эти станции рассматривать, как основные центры кон- центрации транзитных перевозок, то могут быть вы- делены такие транзитные районы, как Северный, в котором транзитообразующим центром является станция Келес; Восточный район – представлен стан- цией Учкурган и Карасу; Юго-западный – со стан- цией Ходжадавлет; Западный – со станцией Каракал- пакия; Южный – Амузанг, Талимарджан, Кудукли. Наибольший объем перевозок приходится на по- граничную станцию Келес – около 54%. Именно че- рез нее проходят транзитные потоки коридора Север 33
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Таблица 1. Простой вагонов на пограничных станциях Сарыагач и Келес Пограничные станции Время простоя Причины простоя ст. Сарыагач (Казахстан) 1. Коммерческий брак; ст. Келес (Узбекистан) от 1 до 10 дней 2. Технический брак; 3. Ошибка экспедитора; 4. Отсутствие и просрочка действия некоторых документов (карантинный сертификат, ветеринарное разрешение и т.д.); 5. Таможенный досмотр; 6. Идентификация товара. Рисунок 1. Схема железнодорожного участка Чукурсай-Сарыагаш Технологическое время досмотра одного грузо- ной способности участка Чукурсай-Сарыагаш, уве- вого железнодорожного состава в 3346 км составляет 35 минут. В случае возникновения подозрения на личению потребности в поездных локомотивах из-за нахождение в вагонах состава нарушителей границы, взрывчатых, радиоактивных и иных запрещенных горячих простоев. предметов, старшим смены, по согласованию с ДСП Келес и поездным диспетчером (ДНЦ), продолжи- Локомотивы, прикреплённые к чётным поездам, тельность стоянки состава увеличивается более уста- новленного времени на общий досмотр, с обязатель- следующим со ст. Сарыагаш на ст. Келес или наобо- ным составлением акта. Досмотр состава (поезда) осуществляется навстречу друг другу с головы и с рот, вынуждены ожидать приём поездов с пригра- хвоста состава. ничного пункта пропуска 3346 км. Занятость бригад При обнаружении вагонов с грузом в нечетных поездах, требующих дополнительного досмотра пограничного наряда под досмотра первый прибыв- верхней части вагонов (необходимость которого определяет старшие смены пограничных нарядов), ших поездов происходить при интервале поездов нечетный поезд возвращается на станцию Келес для углубленного досмотра вагонов. Дежурный по стан- меньше чем 35 минут. Таким образом, для рацио- ции Келес, получив информацию от старшей смены пограничных нарядов по пункту пропуска 3346 км, о нального использования поездных локомотивов и необходимости дополнительного досмотра вагонов, количестве указанных вагонов и характере перевози- уменьшения горячих простоев поездных локомоти- мого груза, передает информацию поездному диспет- черу. Поездной диспетчер, получив информацию о вов на приграничном пункте пропуска 3346 необхо- необходимости возвращения нечетного поезда на станцию Келес, дает приказ на закрытие перегона и димо рассмотреть другие варианты использования на отправление вспомогательного локомотива (ма- неврового электровоза BЛ60K) для оказания помощи поездных локомотивов. Рассмотрим следующие три и возвращения поезда с перегона Келес - Сарыагаш обратно на станцию Келес. вариантов использования поездных локомотивов: В случае интенсивного поступления поездов на 1-вариант (существующий): на приграничном станции происходит перенасыщение участка Чукур- сай-Сарыагаш поездами из-за занятости, в основном, пункте пропуска 3346 км поездные локомотивы не бригад пограничного наряда. Следовательно, приво- дят к нарушению условий взаимодействия в эксплу- отцепляются от состава; атационной работе, сокращению резервов пропуск- 2-вариант: приграничный пункт пропуска 3346 км рассматривается как граница двух тяговых плеч Келес – 3346 км и 3346 – Сарыагаш, т.е. пригранич- ный пункт пропуска 3346 км выполняет функцию пункта оборота грузовых локомотивов; 3-вариант: приграничный пункт пропуска 3346 км рассматривается как пункт перецепки грузовых локомотивов. Все расчеты экспуатационного парка магистральных локомотивов в грузовом движении железнодорожного участка Келес – Сарыагач произведены по методике [2] для размеров грузового движения от Nср=13 до 33 пар поездов (с шагом 2 поезда) в сутки. При этом: 1. Эксплуатационный парк грузовых локомотивов определен по коэффициенту потребности: Мэкс Kп Nср , лок. (1) 34
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. где Kп коэффициент потребности грузовых ϑдос – коэффициент вариации времени доосмотра – локомотивов на одну пару поездов. состава со стороны бригад пограничного 2. Коэффициент потребности грузовых локомо- наряда (согласно [6-7] ϑдос = 0,3); Ψб – загрузка бригады пограничного наряда. тивов на одну пару поездов определен по формуле: Загрузка бригады пограничного наряда - для 1-го варианта определена по формуле [4] Kт1 1 tК 2tК 3346 2t3346 (2) Ncрt3346 24 2t3346.ож 2t3346С tС Б(1440tпер б (4) ) время нахождения грузового локомотива где tпер общая продолжительность нормированных – перерывов в работе бригады пограничного где tК, tС соответственно на станциях Келес и наряда за сутки (1 час). – Сарыагач, которое определено в - для 2-го варианта зависимости от размеров движения [3]; время хода грузового поезда (с учетом разгона и замедления) соответственно на Kт2 KК 3346 K3346С tК-3346, перегонах Келес – 3346 км и 3346 км – 1 t3346-С – Сарыагач. Определено по нормативному 24 графику движения поездов данного tК 2tК 3346 t3346 (5) железнодорожного участка; 1 технологическое время досмотра одного 24 t3346 2t3346С tС t3346 – грузового железнодорожного состава на 3346 км (35 минут или 0,58 час); 1 24 t3346.ож – время ожидания досмотра состава со tК 2tК 3346 2t3346 2t3346С tС стороны бригад пограничного наряда. Время ожидания досмотра состава со стороны - для 3-го варианта бригад пограничного наряда определено по формуле [4] t3346.ож бt3346 (в2х д2ос ) (3) Kт2 1 tК 2tК 3346 (6) Б(1б ) 24 t3346 2t3346С tС где Б – число одновременно работающих бригад Результаты расчетов показаны на рис. 2. пограничного наряда (2 бригады); ϑвх – коэффициент вариации интервалов прибытия поездов (определено согласно [5]); Рисунок 2. Зависимость эксплуатационного парка магистральных локомотивов в грузовом движении (без учёта заходов в ТО-2) от размеров грузового движения по вариантам увязки локомотивов на приграничном пункте пропуска 3346 км (сплошная линия – 1-вариант; пунктирная линия – 2-вариант; точечная линия – 3-вариант) 35
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Из рис. 2 можно сделать вывод, что 3-вариант ездов в сутки. Для сохранения существующего вари- технологии увязки локомотивов на приграничном анта технологии увязки локомотивов на пригранич- пункте пропуска 3346 км приводит к рациональному ном пункте пропуска 3346 км необходимо увеличить использованию парка грузового движения для лю- число одновременно работающих бригад бых размеров движения поездов. 1-вариант (суще- пограничного наряда. Таким образом, переход от су- ствующий) технологии увязки локомотивов на при- ществующей технологии увязки локомотивов на при- граничном пункте пропуска 3346 км целесообразнее граничном пункте пропуска 3346 км по предлагае- чем 2-варианта для размеров движения до 18 пар по- мым технологиям приводит к рациональному ис- пользованию парка грузовых локомотивов. Список литературы: 1. Горгиладзе А.А., Косов Ю.М., Пашков А.К. Государственный контроль вагонов на пограничных станциях: проблемы и пути решения // Железнодорожный транспорт. – 2006. – №7. – С. 76–86. 2. Некрашевич В.И., Апатцев В.И. Управление эксплуатацией локомотивов: учебное пособие – М.: РГОТУПС, 2004 – 257 с. 3. Машарипов М.Н., Расулов М.Х., Расулмухаммедов М.М., Суюнбаев Ш.М. Расчет эксплуатируемого парка грузовых локомотивов графоаналитическим методом на языке программирование C# // Интеллектуальные технологии на транспорте. – 2019. – №1. – С. 5-12. 4. Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях. М.: Транспорт. – 1973 – 184 с. 5. Машарипов М.Н. Расчет вероятностных характеристик интервалов между грузовыми поездами на участке Сарыагач-Чукурсай на языке программирование C# // Инновационные технологии на транспорте: образова- ние, наука, практика: Материалы XLIII Международной научно-практической конференции. Алматы: Ка- зАТК им. М.Тынышпаева, 2019 – Том 2 – С. 49-52. 6. Сотников Е.А. Интенсификация работы сортировочных станций. М.: Транспорт. – 1979. – 239 с. 7. Расулов М.Х. Выбор рациональной технологии пропуска поездов по графику на железнодорожных направ- лениях: Дис. ... канд. технич. наук. М.: МИИТ. – 1990. – 331 с. 36
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДВИЖЕНИЕ МАССЫ ХЛОПКА СЫРЦА ПО КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ ПЛОСКОСТИ Тадаева Елена Владимировна старший преподаватель, Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Мамадалиев Хамдам Хатамович студент направления «Технологические машины и оборудование», Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган MOTION OF COTTON COTTON MASSION ON A VIBRATING PLANE Elena Tadayeva Senior Lecturer, Namangan Engineering-Technological Institute, Uzbekistan, Namangan Hamdam Mamadaliev Student of the direction Technological machines and equipment, Namangan Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ В данной статье рассматривается теоретическое обоснование смоделированного процесса выделения сорных примесей из состава летучки хлопка сырца, движущейся по колеблющейся наклонной плоскости. ABSTRACT This article discusses the theoretical justification of the simulated process of separation of weed impurities from the composition of raw cotton volatiles moving along an oscillating inclined plane Ключевые слова: сорная примесь, масса, хлопок сырец, наклонная плоскость, пружина, нормальная сила, сетчатая пластина, кинетическая энергия, сила трения, деформация, очистка. Keywords: weed impurity, mass, raw cotton, inclined plane, spring, normal force, mesh plate, kinetic energy, fric- tion force, deformation, cleaning. ________________________________________________________________________________________________ В технологии переработки хлопка сырца встреча- это ребро и перпендикулярно плоскости чертежа ются задачи, связанные с транспортировкой его по поверхности, которая совершает вращательное дви- (рис.1). На расстоянии l от закрепленного ребра пла- жение вокруг неподвижной оси. При этом находяща- стинка сопряжена с безинерционным упругим эле- яся на поверхности масса хлопка сырца совершает ментом (пружиной), один конец которого закреплен сложное движение, состоящее из вращения сов- на вертикальной стенке. Составим уравнение враща- местно с поверхностью и движения его относительно тельного движения пластинки и одномерного движе- этой поверхности. Рассмотрим движение массы ния вдоль её материальной точки. хлопка сырца, моделируемого материальной точкой массы m , совершающей одномерное движение по жесткой сетчатой пластинке длиной OA OA0 L , образующей с горизонтом угол . Ребро пластинки жестко закреплен к неподвижной стенке, и пластинка свободно вращается вокруг оси, проходящей через __________________________ Библиографическое описание: Тадаева Е.В., Мамадалиев Х.Х. Движение массы хлопка сырца по колеблющейся плоскости // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7997
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. d T T Q (4) dt где T T (s,, s,) кинетическая энергия, Qs и Q обобщенные силы. Кинетическая энергия равна сумме кинетической энергии вращения пластинки T1 и кинетической энергии массы T2 , которые равны T1 m0 L2 2 , T2 m (s2 s2 2 ) 6 2 Рисунок 1. Схема движения массы хлопка-сырца Обобщенные силы Qs и Q соответственно (материальной точки) по поверхности колеблющейся пластинки определяются суммами проекций всех сил тяжести пластинки и массы, силы трения и силы Кориолиса к Сначала находим значения угла 0 наклона направлению движения массы вдоль пластинки и при равновесном состоянии пластинки. Обозначим перпендикулярному ей, которые имеют вид: через OK OK0 =l расстояние от начала координат Qs mg(sin f cos) 2mfs , до точки закрепления конца упругого элемента на L пластинке. Другой конец элемента закреплен на Q g( 2 m0 ms) cos 2ms kl[b0 l( 0 )] bн стенке в точке D , при этом длина h OD может ме- h cos . b0 l( 0 няться от минимального значения OD0 hm bн coso до максимального ) OD1 hk bн / coso , то есть hm h hk , bн заданная где f приведенный коэффициент трения, равный начальная длина элемента. Из уравнения равновесия f f0 (1 Sn / S0 ) ), Sn , S0 соответственно площадь моментов сил относительно точки O находим пластинки с открытыми участками и сплошной пла- стинки, f0 коэффициент трения между сплошной 2F0 упрl sin 0 LP0 cos0 (1) пластинкой и массой хлопка сырца. где F0упр kb0 , P0 m0 g сила веса пластинки, k При малых значениях величины b0 l( 0 ) 1 можно принять коэффициент жесткости элемента, b0 bн b0 ве- личина сжатия элемента, b0 длина его при действии L g( 2 m0 силы P0 . С учетом геометрической зависимости Q ms) cos cos0 bн b0 sin 0 из (1) находим величину сжа- 2ms kl [b0 l( 0 )]h cos h bн тия элемента под действием силы P0 b0 bн P0 L (2) Подставляя выражения кинетической энергии и P0L 2klh обобщенных сил в уравнения (3) и (4) получаем: Угол между вертикалью и пластинкой определя- ( m0L2 ms2 ) ется по формуле 3 g( L m0 ms) cos 2 l2 h2 (bн b0 )2 (5) 0 / 2 arccos 2lh h cos 2ms kl[b0 l( 0 )] bн b0 l( 0 ) Выбираем в качестве обобщенных координат пе- ms ms2 + mg(sin f cos) 2mfs (6) ремещение массы вдоль пластинки s s(t) и угла Система уравнений (5) и (6) интегрируется при поворота пластинки (t) , составим уравнение следующих начальных условиях 0 , s s0 , Лагранжа II рода. 0 , s vн при t 0 . Вводя безразмерные пере- d T T Qs (3) менные t g , s s/L и параметры m / m0 , dt s s L 38
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. klbн / gLm0 , h h / bн , b0 / bн 1 , M0 M 1 2 h M0 l / bн , систему (5) и (6) Уравнение (9) интегрируется совместно с урав- нениями (5) и (6) с начальным условием M M0 при приведем к виду: ( d , d2 ) t 0 d d 2 Уравнение (9) записываем в безразмерной форме (1 s 2 ) 3 M 0 Ns где M M / M0 , 0 LP0 / M0 (1 s ) cos 2s (7) 2 На (рис. 2-3) представлены кривые зависимостей перемещения s s / L массы вдоль пластинки (рис. [ ( 0 )]1 h cos ) 1). Угол поворота пластинки ( рад.) , нормальной ( 0 силы N N / P0 и коэффициент очистительного эф- s s2 + sin f cos 2 fs (8) фекта 1 M от безразмерного времени при 0 150 и различных значений параметра . В рас- Уравнения имеют место для моментов времени, четах принято 1, f0 0.3 , Sn / S0 0.33 , при котором выполняется условие положительности l / bн 2 , 0 0.1 , h cos0 . Видно, что пара- знака нормальной силы, действующей на массу метр , пропорциональный коэффициенту жестко- N N / P0 cos 2s 0 . При нарушении этого сти упругого элемента, незначительно влияет на вид законов перемещения массы вдоль пластинки угла условия контакт между массой хлопка сырца и пла- поворота пластинки. При этом пластинка совершает стинкой нарушается, в результате чего, происходит незначительный поворот около статического поло- отрыв массы от поверхности и в дальнейшем, масса жения, для больших значений параметра динами- будет находиться в свободном полете. ческая (колебательная) составляющая поворота прак- тически отсутствует (рис. 2). Аналогичные законо- Далее моделируем процесс выделения сорных мерности были установлены в случае когда примесей из состава массы хлопка сырца, согласно h bн / cos0 . Таким образом, для выбранных пара- которой уменьшение их массы описывается уравне- метров задачи установлено незначительное влияние нием параметра ( 0.1) и место расположения точки dM M (t)N(t)s(t) (9) dt D на качественный и количественный характер дви- жения пластинки поворота пластинки. Здесь M текущая масса сорных примесей, ко- эффициент пропорциональности, определяемый из опытов. Эффективность очистки массы от сорных примесей определяется по формуле 0.1 1 39
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. 10 100 Рисунок 2. Зависимости перемещения s s / L массы от безразмерного времени t g / L при различных значениях параметров klbн / gLm0 0.1 1 10 100 Рисунок 3. Зависимости угла поворота ( рад) безразмерного времени t g / L при различных значениях параметра klbн / gLm0 Из анализа кривых представленных на рис. 3 даются в графиках зависимости коэффициента очи- видно, что параметр качественно влияет на изме- стительного эффекта от времени, представленных на рис. 4. видно, что максимальное значение этого коэф- нение нормальной силы от времени. При малых и фициента практически не зависит от этого параметра. больших значениях этого параметра изменение силы Таким образом, путем теоретических расчетов уста- по времени носит колебательный характер, причем новлено влияние коэффициента жесткости упругого при больших значениях этого параметра из-за мало- элемента и места его закрепления к стенке на законо- сти скорости поворота пластинки нормальная мерности изменения перемещения массы, угла пово- сила практически остается постоянной и равной рота пластинки и очистительного эффекта в процессе транспортировки хлопка по вращающейся поверхно- N P0 cos0 . Аналогичные закономерности наблю- сти рабочего элемента очистительного агрегата. 40
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. 1 0.1 10 100 Рисунок 4. Зависимости нормальной силы N N / P0 от безразмерного времени t g / L при различных значениях параметра klbн / gLm0 0.1 1 10 100 Рисунок 5. Зависимости коэффициента очистительного эффекта 100(1 M ) (в процентах) от безразмерного времени t g / L при различных значениях параметра klbн / gLm0 41
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Заключение изменения перемещения массы, угла поворота пла- Путем теоретических расчетов установлено вли- стинки и очистительного эффекта в процессе транс- яние коэффициента жесткости упругого элемента и портировки хлопка по вращающейся поверхности ра- места его закрепления на стенке на закономерности бочего элемента очистительного агрегата. Список литературы: 1. Кошакова М. Ж. Универсальный вибростенд кинематического возбуждения для отчистки хлопка сырца. – Ташкент, УзНИИНТИ 1983. 10–с. 2. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1986. – С. 3. Тадаева Е.В. Очистка волокнистой массы хлопка-сырца от сорных примесей // Universum: Технические науки: электрон. науч. журн. – 2019. – № 3 (60) [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7079 (дата обращения: 24.09.2019). 4. Туранов Х. Колебание и нагруженность составных валов барабанного типа некоторых хлопковых машин. – Ташкент: Фан, 1982. – С. 42
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МНОГОСЛОЙНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УПАКОВКИ Джалилов Анвар Абдугафарович ст. преподаватель Ташкентского института текстильной и легкой промышленности, Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Ешбаева Улбосин Жамаловна д-р техн. наук, профессор Ташкентского института текстильной и легкой промышленности Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Магрупов Фархад Асадуллаевич д-р техн. наук, профессор Ташкентского химико-технологического института Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Жураев Асрор Бахтиёр угли д-р техн. наук, доцент Ташкентского химико-технологического института Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] RESEARCH OF STRENGTH PROPERTIES OF MULTI-LAYER CELLULAR COMPOSITE MATERIALS FOR PACKING Anvar DJalilov Senior teacher of Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent Ulbosin Yeshbaeva Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of the Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent Farhad Magrupov Doctor of Technical Sciences, Professor of Tashkent Institute of Chemical technology, Uzbekistan, Tashkent Asror Bakhtiyor ugli Djuraev Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of the Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Статья посвящена исследованию прочностных свойств многослойных целлюлозных композиционных мате- риалов для упаковки. Описан процесс получения лабораторных образцов тары из бумаги и картона. Для произ- водителя это означает правильный выбор компонентов и целенаправленную подготовку композиции массы на предприятии, позволяющую максимально использовать потенциал исходных полуфабрикатов. ABSTRACT The article is devoted to the study of the strength properties of multilayer cellulose composite materials for packaging. It is described the process of obtaining laboratory samples of containers from paper and cardboard. For the manufacturer, this means the right choice of components and targeted preparation of the composition of the mass at the enterprise, which allows to maximize the potential of the initial semi-finished products. __________________________ Библиографическое описание: Исследование прочностных свойств многослойных целлюлозных композицион- ных материалов для упаковки // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Джалилов А.А. [и др.]. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7908
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Ключевые слова: тара, бумага, картон, упаковка, целлюлоза, композиционных материалы. Keywords: container, paper, cardboard, packaging, cellulose, composite materials. ________________________________________________________________________________________________ Введение. За годы независимости Республики отходов. Следовательно, одним из направлений эко- Узбекистан особое внимание уделяется комплексной номики сырьевых ресурсов и охраны окружающей переработке волокнистого сырья до готового изде- среды является повышение уровня использования лия. В Республике выполнены определенные работы вторичных ресурсов взамен первичного сырья [4]. по созданию бумажной и картонной продукции с ис- пользованием местного сырья. Задачи освоения Экспериментальное исследование. Данная ра- принципиально новых видов продукций и техноло- бота посвящена получению многослойной тары из гий, обеспечение конкурентоспособности нацио- бумаги и картона на основе хлопковой целлюлозы, нальных товаров на внутреннем и внешнем рынках отходов синтетического волокна и вторичного сырья указаны в Стратегии действий по пяти приоритетным и изучению их физико-механических показателей. направлениям развития Республики Узбекистан в Исследование формования многослойной тары из бу- 2017-2021 годах [1]. В этой связи уделяется большее маги и картона (в том числе и с использованием от- внимание повышению производства бумаги, кар- ходов вторичных полуфабрикатов) является актуаль- тона, целлюлозно-композиционных материалов с ис- ной задачей. пользованием местных волокнистых отходов и обес- печению конкурентоспособности продукции путем Для обеспечения прочного сцепления волокни- усовершенствования материально-технической базы. стой массы, придания влагопрочности, способности бумаги сохранять прочность как в увлажненном, так В мировой практике особое значение приобре- и в сухом состояниях в бумажную массу вводится тает совершенствование исследований по созданию проклеивающее вещество. В настоящее время широ- бумажной продукции из альтернативного и вторич- кое применение для проклейки бумаги находят веще- ного сырья. В этом направлении проведение целевых ства на канифольной [5] основе, а также синтетиче- научных исследований по созданию технологии по- ские проклеивающие вещества [6]. лучения новых видов бумаги и картона с удовлетво- рительными физико-механическими свойствами с Изготовление опытных образцов бумаги и использованием волокнистых отходов, образую- оценку их качества проводили в испытательном цен- щихся на промышленных предприятиях с целью эко- тре по целлюлозе, бумаге, картону и изделиям из них номия дорогостоящего целлюлозного сырья, уста- бумажной фабрике «Angren PAK» по утвержденному новление теоретических основ и закономерностей технологическому регламенту. Изготовление образ- взаимодействия различных волокон между собой, с цов с плотностью 120 г/м2, производили обычном полимерами являются важными задачами [2]. способом на лабораторном листоотливном аппарате «Werkstoff Prüfmaschinen» (Германия). При проведе- Добавление в бумажную массу отходов тек- нии исследований в бумажную массу вводился про- стильной и химической промышленностей позволит клеивающее вещество в количестве 1,5% от обычней решить проблему эффективного и рационального ис- бумажной массы. Для получения лучшего эффекта пользования сырьевых ресурсов, сэкономить дорого- проклейки необходимо поддерживать рН бумажной стоящую хлопковую целлюлозу, что приводит к сни- массы на уровне 4,5-5,0, для чего в качестве осажда- жению себестоимость бумаги, значительно сокра- ющего реагента применялся сернокислый глинозем. тить потребность в завозе бумаги извне. Многослойная тара из бумаги и картона содер- Как известно, в Республике Узбекистан ежегодно жит по два слоя: первый слой, обладает хорошими выпускается более 14 тыс. тонн синтетического свойствами поверхности и прочностью; второй слой ПАН−волокна «нитрон», которое вырабатывается из предназначен для обеспечения картона объемно- тройного сополимера (92,5% акрилонитрила, 6,0% стью, отличающийся тем, что второй слой содержит метилакрилата, 1,5% итаконовой кислоты) мокрым 30-70 масс.%. Первый волокнистый слой содержит роданидным способом в виде штапельного волокна и беленую хлопковую целлюлозу (ХЦ) с добавлением жгута. При этом 25% выпускаемых волокон исполь- отходов синтетического волокна (ОСВ) нитрона, вто- зуется в народном хозяйстве республики, остальные рой волокнистый слой содержит вторичного сырья 75% экспортируются [3]. макулатуры (ВСМ), являющуюся отходом картон- ного производства или их смесь. Нитрон широко используется в производстве текстильных полотен, пряжи, трикотажных изделий, В данной работе с целью придания бумаге необ- применяющихся для изготовления верхнего трико- ходимой механической прочности нами вместо кани- тажа, ковров, плательных и костюмных тканей. В фольного клея в качестве проклеивающего вещества производстве из-за нарушений в технологическом применены акриловая эмульсия и раствор продуктов регламенте, при пуске и наладке оборудования, а алькоголиза вторичного полиэтилентерефталата также по другим причинам накапливается опреде- (ВПЭТ) с диэтиленгликолем (ДЭГ). ленное количество брака – отходов ПАН–волокна. Использование отходов хлопкоочистительной и тек- Были использованы три вида продуктов алкого- стильной промышленности поможет решить также лиза ВПЭТ, полученные следующим образом: алко- важную экологическую проблему утилизации этих голиз проводили в четырёх горлой колбе, снабжен- ной механической мешалкой, обратным холодильни- ком, термометром, капилляром для барботирования инертного газа. В колбу загружали на 1 элементарное 44
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. звено (эл. звено) измельченных ВПЭТ и ДЭГ. При Нами проведены две серии опытов. В первой се- энергичном перемешивании температуру добавили рии опытов использовали композицию бумажной до 220±50С и выдерживали 6 часов. После заверше- массы: хлопковая целлюлоза + отходы синтетиче- ния времени алкоголиза все три соотношения ского волокна + вторичное сырьё макулатуры и доба- условно обозначали: соотношения ВЭПТ и ДЭГ 1:2 вили в бумажную массу экспериментальные (ВПЭТ) эл.звено/моль (образец №1); соотношения ВЭПТ и проклеивающие вещества в количестве 1,5%. Во вто- ДЭГ 1:3 эл.звено/моль (образец №2); соотношения рой серии опытов использовали следующую компо- ВЭПТ и ДЭГ 1:4 эл.звено/моль (образец №3); и акри- зицию массы соединяемых слоев: хлопковая целлю- ловая эмульсия АЭ (образец №4); лоза + отходы синтетического волокна + вторичное сырьё макулатура (МС-2А) и добавили в бумажную Для определения прочностных характеристик массу экспериментальные (ВПЭТ) проклеивающие целлюлоза размалывалась до степени помола 40- вещества в количестве 2%. 55 °ШР для верхнего слоя и 48-50 °ШР для нижнего слоя. Из размолотой целлюлозы изготовлялись от- ливки массой 150 г/м2 (верхний слой 60 г/м2, нижний слой 90 г/м2.) (табл.1). Таблица 1. Варианты композиционного состава двухслойных отливок Композиционный состав верхнего слоя нижнего слоя 48-50 °ШР № варианта 40-55 °ШР МС-2А, % Образец №1 ХЦ, % ОСВ, % Экспериментальный клей от 100 Образец №2 массы, 1,5 и 2% 100 Образец №3 80 100 Образец №4 80 20 ВЭПТ и ДЭГ 1:2 эл.звено/моль 100 80 80 20 ВЭПТ и ДЭГ 1:3 эл.звено/моль 20 ВЭПТ и ДЭГ 1:4 эл.звено/моль 20 АЭ Изучена зависимость физико-механических проведена комплексная оценка взаимосвязи анизо- свойств бумаги от природы и количества компонен- тропии структуры с характеристиками прочности тов в композиции. Для достижения данной цели была тарного картона. Таблица 2. Зависимость физико-механических свойств экспериментальных бумаг и картона от состава композиции Варианты Номер образцов № Параметры 1 23 4 1 Масса 1 м2, г 150 230/227 5,60/5,43 2 Толщина, мкм 219/207 230/208 221/224 48/55 3 Влажность, % 5,30/5,71 6,09/7,97 6,10/6,43 3,4/3,6 91,9/99,1 4 Гладкость, с 39/40 32/31 33/30 3241/3254 6 Зольность, % 3,3/3,1 3,5/3,4 3,1/3,1 33/37 7 Впитываемость, г 80,1/81,2 76,1/75,1 71,6/71,4 365/362 211/201 8 Разрывная длина, м 2842/2913 2440/2351 2512/2441 Сопротивление излому, число 32/36 24/26 25/24 9 двойных перегибов, ч.д.п. 10 Сопротивление продавливанию, кПа 365/372 154/131 125/115 171/174 168/171 11 Сопротивление раздиранию, мН 270/274 Примечание: Числитель - бумага на основе ХЦЛ (80%), ОН (20%) и проклеивающие вещества 1,5% Знаменатель - бумага на основе ХЦЛ (80%), ОН (20%) и проклеивающие вещества 2% Сравнение полученных показателей позволяет При использовании ВЭПТ и ДЭГ 1:2 сделать вывод (табл. 2), что в целом при использова- эл.звено/моль №1 разрывная длина на ~16%, сопро- нии ВЭПТ и ДЭГ 1:2 эл.звено/моль №1 [4] разрывная тивление продавливанию на ~69% и показатель из- длина на ~19%, сопротивление продавливанию на лома на ~33% улучшились по сравнению с бумагой, ~64% и показатель излома на ~28% улучшились по проклеенной ВЭПТ и ДЭГ 1:4 эл.звено/моль №3. сравнению с бумагой, проклеенной ВЭПТ и ДЭГ 1:3 эл.звено/моль. Наиболее высоким сопротивлением излому отли- чается бумага, состоящая из прочных, гибких и 45
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. прочно связанных между собой волокон. Акриловая что наилучшие прочностные показатели имеют двух- эмульсия даёт возможность получить бумагу более слойная бумага и картон, в котором в качестве про- прочную по сопротивлению излому, чем ВЭПТ и клеивающего вещества использована акриловая ДЭГ 1:4 эл.звено/моль №3. Разрывная длина на 25%, эмульсия. Следовательно, дальнейшие исследования сопротивление излому на ~35% улучшаются по срав- должны быть направлены на получение продуктов нению с проклеенными ВЭПТ и ДЭГ 1:4 алкоголиза вторичного полиэтилентерефталата, вод- эл.звено/моль №3 клеем. Видимо этому способствует ные эмульсии которых придавали бы бумаге и кар- высокая гибкость макромолекул полиметилакрилата. тону аналогичные прочностные показатели как акри- ловая эмульсия. Аналогичные исследования физико-механиче- ских свойств были проведены для бумаги, содержа- В этой связи полученные результаты прочност- щей акриловую эмульсию в качестве проклеиваю- ных свойств экспериментальных бумаг можно счи- щего вещества. Введение акриловую эмульсию для тать положительными. Введение в бумажную компо- проклейки бумаги положительно влияет на качество зицию акриловую эмульсию улучшает механиче- упаковочной бумаги. При сравнении показателей скую прочность бумаги за счет улучшения формиро- (табл. 2) видно, что разрывная длина бумаги, отлитой вания бумаги, которая имеет более равномерный из смеси ХЦЛ-ОН, взятой в соотношении 80:20, с просвет, снижается ее разносторонность. введением акриловую эмульсию увеличивается на ~25% по сравнению с проклеенными ВЭПТ и ДЭГ Выводы. Использование отходов текстильной 1:3 эл. звено/моль образец №2. промышленности в составе композиции бумаги поз- воляет нивелировать целый ряд объективных при- Сравнение показателей двухслойных бумаг и чин, затрудняющих возможность производства мно- картона показывает, что использование в качестве гослойной бумажной продукции, решить проблему проклеивающего вещества образец №1 приводит к упаковочных бумаг для широкого потребления. На увеличению наиболее высоких показателей разрыв- наш взгляд другим источником улучшения физико- ной длины, сопротивление излому, продавливанию и механических свойств бумаги с введением химиче- раздиранию. Наблюдаемое можно объяснить, по всей ских волокон является использование полимерных вероятности, с увеличением средней молекулярной проклеивающих веществ в составе бумажной компо- массы продукта алкоголиза вторичного полиэтилен- зиции. терефталата при снижении молярной доли ДЭГ взя- того для алкоголиза. Данные таблицы 2 показывают, Список литературы: 1. УП №-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегией действий дальнейшему развитию Республики Узбеки- стан». 2. Фляте, Д.М. Свойства бумаги. Изд. 3-е. –М.: Лесн. пром-сть, 1986. −680 с. 3. Хамраев Н.Х. Таркибида пахта-нитрон толалари тенг, ниқобланган тӯқималарни гул босишга тайёрлаш тех- нологиясини ишлаб чиқариш. Дисс. на соис. уч. степ. канд. тех. наук. −Ташкент. ТИТЛП. 2005. −116 c. 4. Жураев А.Б. Ненасыщенные полиэфиры на основе полиэтилентрефталат-содержащих бытовых отходов: Ав- тореф. на соис. уч. степ. канд. тех. наук. − Ташкент. ТХТИ. 2008. − 16 с 5. Ешбаева У.Ж., Рафиков А.С и Джалилов А.А. Бумага с введением синтетических полимеров. Монография. – Ташкент: Изд.Kamalak. 2018. − C.208 6. Ешбаева У.Ж., Рафиков А.С. и др. ПАТЕНТ UZ. IAP 0462227. Бумажная масса. 2012. Бюл. №11. 46
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. ТЕХНОЛОГИЯ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК, ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА, ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ И ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ ДЕРЕВА АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГАЗОВОЙ ПОДУШКИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА БАРБОТАЖНОГО ЭКСТРАКТОРА Каримов Икромали Тожиматович канд.техн.наук., доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] ANALYSIS THE RESULTS OF RESEARCH ON DETERMINING THE GAS DISTRIBUTION DEVICE’S GAS CUSHION OF THE BARBOTAGE EXTRACTOR Ikromali Karimov candidate of Technical Sciences., doсent, Fergana polytechnic institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье приведены результаты исследований газовой подушки, которая играет важную роль в равномерном распределении инертного газа в зонах смешивания экстрактора, работающего в гетерогенных средах в системе «жидкость-жидкость-газ» (Ж-Ж-Г). Проведены теоретические исследования и предложена формула для расчета значения газов подушки. В результате экспериментальных исследований были определены размеры газовой подушки. Экспериментальные результаты полностью подтвердили формулу для расчета газовой подушки На основании теоретических и экспериментальных исследований можно определить расход газа, поступающего в зону смешивания экстрактора, в зависимости от постоянных значений газовой подушки. Это, в свою очередь, важно для выбора компрессора при проектировании аппарата. ABSTRACT In the article, investigates a gas cushion, which plays an important role in the uniform distribution of inert gas in the mixing zones of the extractor working in heterogeneous media in the liquid-liquid-gas system. As a result of experimental studies, the dimensions of the gas cushion were determined. The experimental results fully confirmed the formula for calculating the gas cushion. As a result of experimental studies, the dimensions of the gas cushion were determined. The experimental results fully confirmed the formula for calculating the gas cushion. Based on theoretical and experimental studies, it is possible to determine the flow rate of gas entering the mixing zone of the extractor, depending on the constant values of the gas pad. This is important for choosing a compressor when designing an apparatus. Ключевые слова: газовая подушка, диаметр отверстия, внешняя зона, внутренняя зона, скорость жидкости, газораспределительная насадка, скорость газа, газосодержания, барботажные трубы. Keywords: gas cushion, hole diameter, outer zone, inner zone, fluid velocity, gas nozzle, gas velocity, gas content, bubble tubes. ________________________________________________________________________________________________ Введение газа по всем барботажным трубам установленными В барботажном экстракторе [3] роль перегородками аппарата. газораспределительного устройства выполняют ниж- ние концы барботажных труб с отверстиями в их Объект и метод исследования стенках. Расчет этого устройства сводится к опреде- Уравнение расчета газовой подушки предложено лению скорости газа в отверстиях, обеспечивающей В.Н. Соколовым и др. [5]. Схема расчета показана на при выбранном диаметре и количестве устойчивую рисунке 1. Уравнение (1) расчета газовой подушки высоту газового слоя под нижней трубной решеткой. предложено по этой схеме. Газовая подушка означает Этим гарантируется равномерность распределения высоту «h» от центральной оси отверстия до уровня жидкости. __________________________ Библиографическое описание: Каримов И.Т. Анализ результатов исследований по определению газовой подушки газораспределительного устройства барботажного экстрактора // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 10(67). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7924
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Рисунок 1. Схема расчета газовой подушки h o Kwo 2 г вх c wc2 (1) газа, кг/м3; К – коэффициент пульсации; – – 2g плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного 2g падения, (9,8 м/с2); – плотность смеси, кг/м3. где ” – коэффициент сопротивления отверстий в Коэффициент пульсаций зависит от количества барботажной трубе; w0 – расходная скорость газа, барботажных труб, установленных на ступенях протекающего через отверстия; м/с; ‹ – плотность аппарата (рис. 2). Рисунок 2. Изменение коэффициента пульсаций Это уравнение может быть применено в исследу- Если мы умножим соотношение (2) и распреде- емом аппарате. Для этого надо умножать на уравне- ление газа с двух сторон на уравнение (1), уравнение ние (1) соотношение геометрического давления, ко- будет выглядеть следующим образом: торое действует в центре отверстий; и учесть распре- деление газа в двух зонах аппарата можно, рассчитав h 0 kw0 2 г вх wc2 c 11 H 2 (м) (3) значение газовой подушки за счет скорости газа в от- 2g 10 H0 верстиях внутренних барботажных труб (рис. 3). 2g То есть соотношение давлений в зонах смешения где 1 – количество газосодержания в жидкости, дви- аппарата. жущейся во внешней зоне смешения; Н – высота N g 11 H 11 H (2) внешней зоны смешения, м; φ0 – количество газосо- g 10 H0 10 H0 держания в жидкости, движущейся внутри зоны сме- шивания; Н0 – высота зоны внутреннего смешения, м. 48
№ 10 (67) октябрь, 2019 г. Это уравнение может определять только ско- Подставляя значение уравнении (6) и (7), полу- рость прохождения газа через отверстие в газоразде- чим: лительных элементах барботажного экстрактора во Po/ c g 1 1 H P‹/ (8) внутренней зоне смешения. Кроме того, в аппарате имеется дополнительная По подстановке выражения (8) и (5) получаем: зона смешения, в которой невозможно определить скорость газа, проходящего через отверстие в этих P– Po P‹ c g 1 1 H P‹/ (9) зонах. Потери давления для преодоления сопротивле- Имея это в виду, мы проводили теоретические ния отверстий при проходе газа во внутренний патру- бок смесителя ΔРг можно определить, как исследования для изучения гидродинамических процессов предлагаемого барботажного экстрактора [3]. результатам теоретического Согласно исследования, получено уравнение для расчета РГ 0 w02 Г (10) 2 газовой подушки, основанное на определенных закономерностях [1; 2]. А потери давления для преодоления сопротивле- На рисунке 3 показана схема расчета «газовой ния отверстий при подаче газа в кольцевой канал между наружным и внутренним патрубками смеси- подушки» в предлагаемом экстракторе. Из рассмотрения распределения давлений в вы- теля P‹/ можно определить, как деленных сечениях I-I и II-II имеем: Pс hГ g h1 h c g Po h1c g Pc (4) w12 Г 2 PГ/ 1 (11) С другой стороны Pc Po P‹ Po/ (5) где 0 и 1 – коэффициенты сопротивления отверстий Для сечения III-III (6) для подачи газа в соответствующие зоны смесителя, (7) w0 и w1 – скорости газа в указанных отверстиях. Pc/ c g 1 1 H По подстановке выражения (9) в (4) получим: Po/ Pc/ P‹/ тo т‹ – g 1 1 H P‹/ (12) h1 h c g ‹gh Po h1c g Pc Рисунок 3. Схема к расчету газовой Рисунок 4. Общий вид экспериментальной подушки установки 49
Search
