Skip to content
Scientific Article O'zbekcha Open Access

Тола таркиби турлича бўлган костюмбоп матоларнинг ғижимланмаслиги ва ҳаво ўтказувчанлигининг ўзгариши 387 Каландаров Р.К. Результаты теоретических и экспериментальных исследований

ХУДАЙБЕРДИЕВ М.Р., ОЧИЛОВ Т.А., ҲАМРОЕВА С.А., НУРБОЕВ Р.Х.

Issue
5-son
Pages
394–400
Published
09.10.2025
Views
5 3

Abstracts

The developed methods and constructed mathematical models and algorithms allow: to predict the quality of fiber depending on the processing method and the main characteristics of noise and vibration occurring in the cotton ginning plant, the initial parameters of raw cotton and the state of technological machines and equipment, and other harmful factors (ZV, CO, MP, etc.); to carry out qualitative and quantitative assessments of the physical, mechanical and physiological characteristics of noise and vibration depending on the current technical condition and the methods of arranging technological machines and equipment in cotton ginning plants; to determine the methods of regulating technological modes, depending on the processing task and the initial parameters of raw cotton, as well as the current technical condition of the equipment of the cotton ginning plant.

Article Content

“Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 391 Технологии текстильной и легкой промышленности Кизирикском валичных и Денауском и Узунском пильных хлопкозаводах, то есть построению аналитических функций - 𝑋9 = 𝑋9 (𝑋𝑖), 𝑋10 = 𝑋10 (𝑋𝑖), 𝑋11 = 𝑋11 (𝑋𝑖) (где i = 1- 8, 12-20), позволяющих устанавливать функциональные связи и законы взаимодействия между входными и выходными параметрами и вредными факторами, разработать методы регулирования и управления технологическим процессом первичной обработки хлопкасырца в зависимости от качества конечного продукта - волокна, исходных параметров хлопка-сырца и уровня влияния вредных факторов, возникающих в процессе работы технологических машин и оборудования [3-7]. Заметим, что здесь и в дальнейшем термин “Вредные факторы” означает все, что может отрицательно повлиять, прежде всего, на основные качественные показатели волокна и работы технологических машин в наиболее устойчивом режиме, а под термином “Состояние оператора” будем иметь ввиду все отрицательное (или неправильное обращение), подаваемое технологическим машинам из вне (в том числе, например изменение входного электрического напряжения). Общие теоретические модели и алгоритмы ведения числовых расчетов построены для произвольного числа входных и выходных параметров и вредных факторов, а в случае рассматриваемых валичных и пильных хлопкоочистительных заводов берется всего три выходных параметра и семнадцать различных факторов. В качестве основных показателей волокна - выходных параметров разработанных математических моделей принимаются: сумма пороков и засоренности волокна (в разработанных моделях обозначается через 𝑋9); штапельная длина волокна (обозначается через 𝑋10); фактический выход волокна (обозначается через 𝑋11). В качестве входных параметров принимаются все исходные свойства хлопка-сырца, которые учитываются при проведении соответствующих экспериментальных исследований. В качестве вредных факторов принимаются три основных элемента, которые могут оказывать наиболее существенное влияние на основные показатели волокна: уровень звука, который по прежнему обозначается через УЗ и предполагается, что он зависит одновременно, по крайней мере, от четырех факторов – УЗ (𝑋1, 𝑋2, 𝑋3, 𝑋4); уровень звуковой вибрации, который обозначается через УЗВ и считается, что он является функцией по крайней мере следующих четырех факторов – УЗВ (𝑋5, 𝑋6, 𝑋7, 𝑋8); среднее значение запыленности и влажности воздуха, которое обозначается через ЗВ и принимается, что он является функцией двух факторов - ЗВ(𝑋15, 𝑋16). Предполагается, что состояние оператора (СО) зависит от следующих четырех факторов – СО (𝑋17, 𝑋18, 𝑋19, 𝑋20) и при этом имеется ввиду, что факторы Х17, Х18, Х19, Х20 в общем случае могут быть, например, уровень классификации обслуживающего персонала технологических машин, изменение входного электрического напряжения, качества наладки и монтажа данной технологической машины и т.д., то есть термин “Состояние оператора” имеет более общий смысл. Дальнейший, более углубленный анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований проведенных с помощью вычислительных методов, посвященный выяснению механизма влияния вредных факторов на качество выходных параметров показывает, что технологический процесс обработки хлопка-сырца относится к сложным стохостическим процессам и характеризуется большим числом взаимосвязанных факторов, наличием существенных неконтролируемых в общем случае возмущений и ошибок измерения отдельных факторов и случайными изменениями характеристик объекта во времени. Синтезируя характер связей, имеющих место между исследуемыми параметрами и факторами, можно заключить, что вредные факторы могут оказать непосредственное влияние па качество выпускаемой продукции, а также могут воздействовать через другие факторы. Например, изменение состояния оператора может непосредственно отразиться на “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 392 Тўқимачилик ва енгил саноат технологиялари изменении качества получаемой продукции, а состояние оператора зависит от уровня шума, который объединняет четыре (X1, X2, X3, X4) вредных фактора; от уровня звуковой вибрации которая характеризуется четырьмя (𝑋5, 𝑋6, 𝑋7, 𝑋8) вредными факторами; от степени запыленности и влажности воздуха которые характеризуются двумя (𝑋15, 𝑋16) вредными факторами, а также от метеорологических условий, которые характеризуются тремя (𝑋12, 𝑋13, 𝑋14) вредными факторами. Анализ результатов, проведенных экспериментальных исследований показывает, что между жизненно важными показателями, характеризующими качество выходной продукции и вредными факторами такими, как уровни шума, звуковая и механическая вибрации, метеорологические параметры и т.п существуют довольно сложные коррелятивные связи. Поэтому, исследование технологического процесса с учетом этих корреляционных связей приобретает особую актуальность и имеет большую перспективу. Очевидно, что проведение таких комплексных и углубленных исследований немыслимо без широкого применения математических методов моделирования и современных средств вычислительной техники. Исследования изложены по принципу “Из простой модели к более сложным моделям”. Простые - в данном случае линейные и параболические модели используются в качестве “тестовых” при построении более общих - наиболее полностью учитывающих влияние всех входных параметров и вредных факторов и более качественно описывающих сложные процессы внутреннего взаимодействия входных и выходных параметров и всех вредных факторов. Изучен характер внутренней взаимосвязи, определению области значения вредных факторов и влияние их на “Состояние оператора”, а также статистической обработке экспериментальных данных, полученных в Ангорском и Кизирикском валичных и Денауском и Узунском пильных хлопкозаводах. Исследования второго параграфа посвящены построению нелинейнойпараболической модели взаимоотношения между двумя различными параметрами - зависимости уровня шума от частоты шума, возникающих в технологических машинах и оборудованиях. Далее учитывая, что внутренняя организация взаимоотношений параметров, описывающих природу исследуемых явлений, довольно сложна, и для раскрытия ее механизма необходимы более сложные математические модели, и последовательное усложнение их позволяет достигнуть требуемой степени точности, сопровождается решением все более сложных технологических и теоретических задач и для описания и выявления взаимоотношений между множеством случайных параметров, разрабатываются и внедряются более общие методы и модели, чтобы с их помощью раскрыть сущность и закономерности процессов взаимодействия технологических машин с учетом всех вредных факторов и состояния обслуживающих операторов. Одним из таких подходов и методов, как известно является метод системного подхода. Как известно системный подход к изучению любого процесса и явлениям материального мира, требует разрешения ряда сложных неспецифических проблем, таких как разработка структурнофункциональных моделей, характеризующая условия функционирования изучаемой системы, построения адекватных математических моделей процесса функционирования системы, при различных экстремальных условиях. Показано, что исследования технологии первичной обработки позиции системного подхода, позволяют решить многие нерешенные до сих пор, научные и практические проблемы, связанные с оптимизацией технологии обработки хлопка-сырца и повышением качества конечного продукта - волокна. Разработаны структурно-функциональные модели исследуемого технологического процесса. Показано, что применение системного подхода позволяет интерпретировать технологический процесс таким образом, чтобы вредные факторы “Уровень звука” (УЗ), “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 393 Технологии текстильной и легкой промышленности “Уровень звуковой вибрации“ (УЗВ), “Метеорологические факторы” (МП) и “Степени запыленности и влажности воздуха” (ЗВ) могли оказывать непосредственные и доступные для качественной и количественной оценки влияния на качество выходной продукции и на состояние операторов технологических машин. Далее, для реализации системного подхода и дальнейшего раскрытия механизма влияния вредных факторов, на конечный результат первичной обработки хлопка-сырца построены математические модели, адекватно имитирующие одновременные и комплексные влияния вредных факторов, на качество хлопка-сырца и волокна в процессе первичной обработки технологического сырья. В качестве математического аппарата, при построении имитационных моделей, используются методы многомерной и многошаговой регрессии. Построен комплекс прикладных программ, полностью реализующий разработанные алгоритмы на современных компьютерах. Далее, с помощью метода многошаговой регрессии, разрабатываются специальные алгоритмы, позволяющие построить математические модели, адекватно имитирующие механизм влияния отдельных вредных факторов на качество выходного продукта. Разработаны методы и построены математические модели имитации отдельных вредных факторов, на конкретные показатели продукции и здоровье оператора. Проведение таких исследований является необходимым, так как модельный анализ механизма, влияния каждого отдельного вредного фактора позволяет произвести классификацию множества вредных факторов по внесению вредного эффекта в процесс технологии первичной обработки в целом, дать оценки эффекту одновременного влияния каждого отдельного вредного фактора. Как известно, разработка математической модели любого технологического процесса начинается с определений основных характеристик, классификации и оценки ожидаемого результата и эффекта влияния различных параметров и факторов на выходные параметры математической модели и следовательно, рассматриваемого технологического процесса в целом. Настоящий параграф диссертационной работы посвящен классификации, определению области значений и основных характеристик, а также обоснованию необходимости учета тех или иных параметров и вредных факторов, при разработке комплексной математической модели валичных и пильных хлопкоочистительных заводов. Результаты проведенных экспериментальных исследований влияния шума и вибрации на основные качества волокна достаточно обосновывают необходимость учета таких вредных факторов, как уровень звука-УЗ, уровень звуковой вибрации и т.д. при разработке общей-комплексной математической модели первичной обработки хлопка-сырца. Но шум и вибрация могут оказывать отрицательные влияния и на текущее состояние обслуживающего персонала - состояние оператора (СО) и на устойчивость, надежность и долговечность технологических машин и оборудования хлопкоочистительных заводов. В связи с этим возникает необходимость анализа влияния шума и вибрации на текущее состояние обслуживающего персонала. Ниже приводим краткий анализ возможных эффектов влияния шума и вибрации на текущее состояние - здоровье обслуживающего персонала-состояние оператора. Известно, что на хлопкоочистительных заводах валичной и пильной очистки многие технологические операции (подача хлопка-сырца из бунтов в пневмотранспорт, пакетирование хлопко-волокна, линта и волокнистых отходов, подача их на транспортерах и т.д.), часто связаны с интенсивным физическим напряжением работающих. Операторыотдельных обслуживающих технологических машин часто оказываются под воздействием различных вредных факторов - шума, вибрация и т.д. Эти и другие предпосылки послужили “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 394 Тўқимачилик ва енгил саноат технологиялари основанием для дальнейшего анализа и изучения влияния шума и вибрации и других вредных факторов на организм работников хлопкоочистительных заводов. Накопленные к настоящему времени материалы по определению действия шума, вибрации и других вредных факторов на организм человека в процессе его трудовой деятельности, позволяют рассматривать эти факторы как дополнительные неблагоприятные нагрузки не только на слуховой анализатор, но и на другие физиологические системы, и в первую очередь на нервную. Необходимо подчеркнуть, что неблагоприятные действия шума, вибрации и других вредных факторов как общебиологического раздражителя, оказывают отрицательное влияние прежде всего на состояние здоровья, работоспособность и производительность труда. Это делает еще более актуальной задачу определения научно обоснованных допустимых уровней шума при работе с различной степенью напряженности и тяжести, с целью дифференцированного нормирования шума и других факторов на рабочих местах. С точки зрения медицины, воздействие шумового фактора на человека в основном состоит из двух составляющих. Для оценки первого составляющего есть достаточно надёжный (специфический) критерий-утомление или повреждение слуха, выражающийся в смещении пороков восприятия тонов, которые зависят от величины звукового давления и времени экспозиции. Вторая составляющая получила название «неспецифического» влияния, которую можно объективно оценить преимущественно по критериям оценки утомления нервной системы. Следовательно, определение напряженности трудового процесса оператора является необходимым, для полноценной гигиенической оценки шумового фактора на рабочих местах. Успешное решение этих вопросов может быть осуществлено при условии унификации физиолого-гигиенических подходов, и использования единого комплекса информативных методов и критериев оценки воздействия шума на организм оператора (обслуживающего персонала) технологических машин и оборудования в условиях хлопкоочистительных заводов. Вибрация, также, оказывает опасное воздействие на организм человека, вызывает утомление, нервное возбуждение с депрессией, изменение нервной и сердечно-сосудистой систем, органов слуха. От вибрации появляются боли, зуд крови, тошнота, ощущение тряски внутренних органов. Особенно опасны вибрации с частотами, близкими и равными частотам колебаний человеческого тела или его отдельных частей. В медицине установлено, что колебания с частотой 5-6 Гц крайне неприятны, они действуют па сердце. При частоте 8 Гц колебания резонансы для желудка, при 30-40 Гц - для кистей рук, 60- 90 Гц - для глаз, а при 250-300 Гц - для головы. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота колебаний, амплитуда смещения, амплитуда скорости и амплитуда ускорения. Уровень колебательной скорости вибрации определяется по формуле: 𝐿𝑣= 20 lg 𝑉/𝑉0 где V- колебательная скорость, см/с, 𝑉0 пороговое значение колебательной скорости, равное 5 · 10−6см/с. Скорость распространения вибрации измеряют при помощи специальных приборов (в децибелах). Профилактика вибрационной болезни должна осуществляться путем контроля за вибрационными параметрами машин и профилактическим ремонтом последних: организацией комплексных бригад, позволяющих осуществлять сменность работы, организацией дополнительных перерывов в течение рабочего дня и т.д. Длительность суммарного контакта с вибрирующими машинами и инструментом, в течение рабочей смены, зависит от параметров вибрации, регламентированными в положении о режиме труда работников виброопасных профессий. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 395 Технологии текстильной и легкой промышленности Кроме того, в целях профилактики неблагоприятного воздействия шума и вибрации, операторы, наладчики и другие работники должны использовать средства индивидуальной защиты-спецобувь, проходить предварительные и периодические медицинские осмотры. Направление действия вибрации определяется вдоль осей ортогональной системы координат, связанной с положением в пространстве тела или рук человека - оператора (см. приложение, паспортизация рабочих мест по шуму и вибрации на Шерабадском и Джаркурганском хлопкозаводах Сурхандарьинской области). Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделяется на три категории: 1. Транспортная вибрация: 2. Транспортно-технологическая вибрация: 3. Технологическая вибрация (касается и хлопкозаводов) Как известно, качество конечного продукта - волокна, работы технологических машин и оборудования и обслуживающего персонала, существенно зависит от метеорологических условий данного района. В связи с этим, были проведены экспериментальные исследования по определению метеорологических условий в районах Ангорского и Кизирикского валичных, и Денауского и Узунского пильных хлопкоочистительных заводах. Результаты этих исследований используются при разработке общей математической модели рассматриваемого технологического процесса, то есть при определении характеристики и количества факторов МП(Хi), где i = 1, 2, 3, ... , а при модели конкретных хлопкозаводов (Ангорского, Кизирикского, Денауского и Узунского) предполагается, что 1 = 12, 13 и 14. Известно, что предприятия хлопкоочистительной промышленности, расположены, в основном, в Республиках Центральной Азии с резко изменяющимся континентальным климатом: с морозами, в зимнее время не редко доходящими до - (-20° - 25°) С и высоким летними температурами до + (45° - 48° ) С. Изменение температуры воздуха в таких широких интервалах на основных рабочих местах хлопкозаводов, прежде всего, создает весьма неблагоприятные условия труда, и надо постоянно заботится о том, чтобы снизить их отрицательное влияние на самочувствие основного управляющего персонала (сушильщиков, чистильщиков, джинщиков, линтерщиков, и других.) Вышеназванные параметры микроклимата сыграют немаловажную роль в производственной сфере каждого оператора технологических машин, так как, эти параметры не только отрицательно влияют на физиологию организма оператора, но и на производительность труда, и качество выпускаемой продукции, на любом производственном предприятии. Проведем анализ параметров микроклимата для районов исследуемых хлопкозаводов, соответствующих за 1988 год. Эти показатели взяты после большого количества наблюдений (для получения параметров в разрезе каждого месяца получены 720-744 результата, и затем определены средние арифметические значения) по месяцам, в течение 2023 года в разрезе каждого исследуемого района (хлопкозавода), согласно наблюдениями Сурхандарьинского областного центра по Гидрометеорологии. Метеорологические условия во внешней среде в осенний период ( в течении IX-XI месяцев года) отмечались следующие: по Ангорскому валичному заводу: минимальная температура воздуха от 0 до 5.3°С и максимальная от 29.6 до 40.5° С; минимальная относительная влажность ( 16÷21)% и средняя ( 49÷58)%; максимальная скорость ветра (19÷23) м/с; по Кизирикскому валичному заводу: минимальная температура воздуха в пределах (2,5÷9,4)° С и максимальная (29,4÷39,2)° С; минимальная относительная влажность ( 13÷14)% и средняя (36-40) %; максимальная скорость ветра (10÷19) м/с; по Денаускому пильному заводу: минимальная температура воздуха (14÷22,4)° С и максимальная (28,6÷36,3)° С ; минимальная относительная влажность (12÷21) % и средняя (42÷46) %; а максимальная скорость ветра до 8 м/с, по Узунскому хлопкозаводу: “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 396 Тўқимачилик ва енгил саноат технологиялари минимальная температура воздуха (3-8)° С, максимальная (28,2÷36) ° С; относительная влажность (15÷22) %; средняя (43÷48) %, а максимальная скорость ветра доходит до (8÷9) м/с. В зимний период (за XII, I и II месяцы года) по Ангорскому району: минимальная температура воздуха от -3,5 до -8,3° С; максимальная от 17,6 до 21,8° С; относительная влажность минимальная от 13 до 38% и средняя от 69 до 82 %; максимальная скорость ветра от 18 до 28 м/с. Эти показатели по Кизирикскому району соответственно равны: минимальная температура воздуха (-0,4÷5,7)° С; и максимальная (17,5÷21,8); относительная влажность минимальная (12÷31) % и средняя (57÷75) %; максимальная скорость воздуха (12÷18) м/с. По Денаускому району: минимальная температура воздуха (-2,34- 6,8)° С и максимальная (16,1÷22,6)° С; относительная влажность минимальная (11÷30) % и средняя (50÷70) %; максимальная скорость ветра (10÷16) м/с. По Узунскому району: минимальная температура воздуха (-3,0÷7,6)° С и максимальная (15,9÷22,3)° С ; относительная влажность минимальная (13÷32)% и средняя (52÷73) %; максимальная скорость ветра доходит до (11−16) м/с. Вышеприведенные метеорологические показатели в разрезе вышеназванных районов в летне-весенний период (за II-VII месяцы) колеблются следующим образом: по Ангорскому району: минимальная температура воздуха (12,2÷31,3)°С и максимальная (27,7÷44,3)°С; относительная влажность минимальная (14÷17) % и средняя (41÷69) %; максимальная скорость ветра составляет (15÷24) м/с. По Кизирикскому району: минимальная температура воздуха (1,7÷ 20,3) ° С и максимальная (26,8÷43,5)°С; относительная влажность минимальная (10÷19)% и средняя (27-61)%; максимальная скорость ветра доходила до (13,020) м/с. По Денаускому району: минимальная температура воздуха (0,2÷20,2)°С и максимальная (26,1÷42,3)°С; относительная влажность минимальная (13÷21)% и средняя (36÷64) %, максимальная скорость доходила до (6÷14) м/с. По Узунскому району: минимальная температура воздуха (0,4÷20)°С и максимальная (26÷41)°С; относительная влажность min (16-23) % и средняя (40-66) %, max скорость доходила до (7÷14) м/с. Литература 1. Спровочник по первичной обработке хлопка. Пед. общ. ред. И.Т.Максудова и А.Н.Нуралиева. Киниги. Т “Мехнат” Т 1994 г. 575с. 2. Каландаров Р., Росулов Р.Х., Урозов М.К., Рустамова К.Т. Анализ результатов исследования уровня шума в цехах и на рабочих местах заводов валочного и пыльного джинирования. Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024, 165-168-бетлар. 3. Каландаров Р., Росулов Р.Х., Урозов М.К., Рустамова К.Т. Теоретическое и практическое изучение вредных факторов технологических машин на основных участиях хлопковых предприятий и влияния на здоровье человека. Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024. 216-218-бет. 4. Каландаров Р., Росулов Р.Х., Урозов М.К., Рустамова К.Т. Изучение влияния вибрации на качество волокон на вальцовых прядильных машинах на хлопкоочистительных предприятиях. 5-jild, 2-son, 2024. 219-222-бет. 5. Аугамбаев М., Иванов А.З., Терехов Ю.Т. Основы планирования научноисследовательского эксперимента. -Т.: Ўқитувчи, 1993, -141с. 6. ГОСТ 24026-80. Исследователь. испыт. Планирование экспер-та. Термины и определения. 7. Каландаров Р.К., Каршинев О.Н. Статистическая обработка результатов eкспериментальных исследований полученных в хлопкоочистительных заводах. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №3 /2025. 297-302 стр. 8. Каландаров Р.К., Росулов Р.Х., Урозов М.К., Пардаев Б.Ч. Математическая модель колебаний корпуса машины при его креплении к фундаменту. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №3/2025. 306-310 стр. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 397