автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Размол волокнистых полуфабрикатов в размольных ножевых машинах при ударном воздействии на волокно

На правазожадниси

Кожухов Виктор Анатольевич

РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ В РАЗМОЛЬНЫХ НОЖЕВЫХ МАШИНАХ ПРИ УДАРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ВОЛОКНО

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 * ПАР 2015

Красноярск-2015

005561092

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» на кафедре «Машины и аппараты промышленных технологий», г. Красноярск.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы Российской Федерации Аланпсевич Юрий Давидович

Официальные оппоненты:

Санников Александр Александрович, доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», кафедра «Технической механики и оборудования ЦБП», профессор

Петрушева Надежда Александровна, кандидат технических наук, дОцент Jleco-сибирского филиала ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», кафедра «Технология лесозаготовительных и деревоперера-батывающих производств», доцент

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Защита диссертации состоится «10» апреля 2015 года в 14.00 ч на заседании диссертационного совета Д 212.253.01 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, ауд. Ц-110 (зал заседаний).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью, просим направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира,82, Сибирский государственный технологический университет, ученому секретарю. E-mail: dissovetsibgtu01@mail.ru

В отзыве указывается фамилия, имя отчество, почтовый адрес, телефон и адрес электронной почты (при наличии), наименование организации и должность лица, представившего отзыв (п. 28 Положение о присуждении ученых степеней)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», www.sibgtu.ru

Автореферат разослан «_»_2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

Исаева Елена Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Для улучшения качества размола волокнистых полуфабрикатов целесообразно снижать процесс резки волокон скрещивающимися ножами и увеличить процесс их фибрилляции, а это возможно при ударном воздействии на волокно в процессе контакта кромок ножей ротора с ножами статора (обеспечение принципа ступы).

Повышение качества помола волокна с использованием ударного эффекта обеспечивает преимущественно фибрилляцию волокон и, подготавливая волокна, таким образом, создает условия для получения высококачественной готовой продукции в целлюлозно-бумажной промышленности.

Использование ножевой гарнитуры с ударным эффектом позволит обеспечить более эффективную работу размалывающего оборудования и, в конечном счете, более высокое качество готовой продукции.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является повышение эффективности процесса размола волокнистых растительных полуфабрикатов в ножевой размольной установке, за счет создания конструктивных особенностей размольной гарнитуры, обеспечивающей ударный эффект воздействия на волокно, при контакте набегающих кромок ножей ротора с кромками ножей статора.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

1. Провести анализ литературных источников исследований в области механизма процесса размола в ножевых машинах при различных рисунках гарнитуры.

2. Провести теоретический анализ процесса размола волокнистых полуфабрикатов с использованием гарнитуры с ударным воздействием на волокно, для чего необходимо:

- провести аргументированный подход к построению рисунка ножевой гарнитуры дисковой мельницы, в основе которого лежит математическое решение при построении единичного ножа и возможные варианты распределения ножей по рабочей поверхности гарнитуры, обеспечивающей одновременность контакта ножей ротора и статора по длине их режущих кромок;

- дать теоретический анализ построения единичного ножа с учетом его профиля (наличия фасок с различными углами);

- определить основные технологические параметры разработанной гарнитуры и сравнить их с классической;

- определить скоростные и силовые характеристики разработанной гарнитуры при воздействии на волокно.

3. Провести экспериментальные исследования по выявлению механизма размола с использованием гарнитуры с ударным воздействием на волокно:

- изготовить гарнитуру новой конструкции, с получением патента на изобретение;

- определить влияние технологических параметров процесса и конструктивных особенностей разработанной гарнитуры на качественные и количественные характеристики процесса размола;

- оценить влияние процесса размола на бумагообразующие свойства волокнистой массы и физико-механические характеристики готовых отливок;

- разработать математические модели, содержащие количественные взаимосвязи между значениями показателей процесса размола и качественными показателями готовых отливок.

4. Определить влияние конструктивных особенностей гарнитуры и процесса размола на энергозатраты размольной установки.

5. Получить значения технологических параметров, обеспечивающих оптимальные условия проведения размола в установке.

Объект исследования. Объектом исследования являются волокнистые полуфабрикаты в целлюлозно-бумажном производстве.

Предмет исследования. Предметом исследования является размол волокнистых растительных полимеров в ножевых размалывающих машинах с использованием ножевой гарнитуры новой конструкции.

Научная новизна работы. Впервые выполнен теоретический анализ построения рисунка ножевой гарнитуры с эффектом преимущественного раздавливания волокна, в отличие от его рубки в ножевых размалывающих машинах с использованием гарнитуры со скрещивающимися ножами.

Разработана новая конструкция ножевой гарнитуры для эффективного размола волокнистых полуфабрикатов при получении готовой продукции целлюлозно-бумажного производства.

Дано теоретическое обоснование скоростных и силовых параметров рабочих органов вновь разработанной гарнитуры в процессе размола волокнистых полуфабрикатов.

Разработаны уравнения регрессии, определяющие весовую пропорцию отдельных факторов процесса размола.

Автор защищает теоретические и экспериментальные исследования конструкции гарнитуры с ударным воздействием на обрабатываемый волокнистый полуфабрикат.

Практическая значимость работы

Результаты исследования механизма размола в дисковой мельнице с использованием гарнитуры с ударным эффектом позволяют:

- прогнозировать физико-механические показатели готовой продукции при известных значениях конструктивных и технологических параметров размольной установки;

- получать готовую продукцию с необходимыми характеристиками увеличивая при этом качество получаемого полуфабриката, варьируя технологическими и конструктивными параметрами размольной установки.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на следующих международных научно-практических конференциях: «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2003), «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2010), «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах» (Воронеж, 2011) и всероссийских научно-практических конференциях: «Молодые учёные в решении актуальных проблем науки» (Красноярск, 2009 - 2011), «Лесной и химический комплексы -

проблемы и решения» (Красноярск, 2003 - 2012), «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2009 - 2014).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 26 работ, в том числе 7 статей в журналах перечня ВАК, получено 2 патента Российской Федерации на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, теоретической и экспериментальной частей, раздела практической реализации, выводов, библиографии, состоящей из 113 наименований. Работа изложена на 162 страницах, содержит 19 таблиц и 60 рисунков.

Основное содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. В аналитическом обзоре произведен анализ теоретических и экспериментальных исследований в области процесса размола волокнистых материалов. Рассмотрены механизмы воздействия рабочих гарнитур на волокнистый материал в размольных установках. Рассмотрено влияние основных технологических факторов процесса размола волокнистых материалов в размалывающих машинах на качество помола.

Анализ литературных источников позволил сформулировать цель и основные задачи исследования.

Теоретическая часть. Целью теоретических исследований явилось выявление механизма воздействия рабочих органов установки на растительные волокна при их размоле.

Дтя чего необходимо было решить следующие задачи:

- выявить геометрические особенности ножей ротора и статора, позволяющие обеспечить одновременность контакта по всей длине их режущих кромок;

- разработать теоретически обоснованный метод построения единичных прямолинейных ножей и возможные варианты их распределения на рабочей поверхности гарнитуры;

- определить основные технологические параметры в зависимости от геометрии и характера распределения ножей;

- провести анализ скоростных характеристик режущих кромок ножей ротора и статора;

- провести анализ силовых характеристик режущих кромок ножей и характер их воздействия на волокно при различных конструкциях гарнитуры.

Построение единичных радиальных ножей прямолинейной формы с ударным эффектом. На рисунке 1 изображена фронтальная проекция и радиальное сечение гарнитуры с заострёнными режущими кромками ножей. Гарнитура дисковой мельницы включает кольцо 1, с равномерно распределёнными на его рабочей стороне ножами 2 и межножевыми канавками 3, выполненными в форме усеченных радиальных секторов.

Окружные толщины а, единичных ножей 2 и ширины , смежных с ними

межножевых канавок 3, равномерно увеличиваются от 5та, входной окружной кромки 10, до авых, ?вьц выходной окружной кромки 13 (периферии) кольца 1.

Считаем, что количество тР ножей 2 ротора равно количеству тс .2. ножей 2 статора, т. е. тР = тс . Тогда, в отличие от известных решений, в предлагаемом радиальные режущие кромки 4 ножей 2 (вращающегося диска ротора и неподвижного диска статора) и нависшие на них волокни-./ стые наслойки контактируют между собой линейно, т. е. соударяются одновременно по всей длине I режущих кромок 4, при этом углы скрещивания а'скг режущих кромок 4 ножей ротора и статора, от входной 10 до выходной 13 окружных кромок кольца 1 равны 0°. Толщина а) радиального ножа и ширина смежной с ним межножевой канавки

Рисунок 1 - Размалывающая гарнитура с радиальными ножами, без фасок

- ~

а, = я, = :

т

Я ■ Г

т

(1)

Очевидно, что шаг ^ = а, + 5,-. С целью упрощения примем дополнительное условие

- на входной окружной кромке 10

Л _ ? __ V __ гвх-л _ (г-гъг + Щ-л

иВХ - ЛВХ ~ »----

2 т tgy ■ т

(2)

- на выходной окружной кромке 13

' 3 Ы. IV "

я

■71

2 * О

- на средней окружной кромке равны половине сумме их толщин на входной 10 и выходной 13 окружных кромках, т. е.

аср ~ ~

после подстановки (2) и (3) в (4) получим

ср

асР = = 2

7С

2-т

после подстановки гвх получим

«ср = ^ =

■—— ■(Я + г + —) 2 ■ т tgy

(4)

(5)

(6)

Общая площадь кольца 1 определяется из выражения

/(я-г„) = п '(Я* ~гвх)

Площадь рабочей ножевой поверхности кольца 1 с учетом равенства толщины ножей Я, и ширины ячейки ■У,-

/н.пов ~

После подстановки (7) в (8), получим

2

Л..

-

См.

)

(8)

(9)

Площадь продольной рабочей поверхности единичного радиального ножа Разделив (8) на т , получим

7 (ю)

Режущие ножи с фасками. В задачу исследования входило установить влияние профиля ножа на процесс размола, для чего было принято решение нанести фаски на единичные ножи с различными углами 5, 15 и 30°. В связи с чем, была поставлена задача расчета единичного ножа с учетом фасок кромок (рисунок 2). Методика расчета режущих ножей с наличием фасок осуществляется аналогично ножам без фасок. В конечном счете, получатся следующая зависимость:

у./л* (и)

Рисунок 2 - Единичный прямолинейный нож с наличием фаски Определение основных технологических параметров. Расчёт произведём на примере равномерного распределения на кольцевой размалывающей поверхности гарнитуры радиальных, прямолинейных ножей, режущие кромки которых выполнены в исполнениях без фасок (рисунок 1) и с фасками (рисунок

2).

Секундная режущая длина. Определяем с учётом анализа геометрии построения рисунка гарнитуры в статике и в процессе вращения ротора относительно ножевой поверхности статора. Длины режущих кромок ножей ротора и статора равны, т. е. 1Р = /с = I.

Суммарная длина режущих кромок ножей кольца 1 равна

1/с=/-«с (12)

После подстановки получим

11с^-гвх)-тс (13)

>

где тс— число ножей статора.

Секундная режущая длина. Определяется из выражения

(14)

где тр - число ножей ротора; пД — частота вращения ротора, мин

(15)

где «да—частота вращения вала двигателя, мин и - передаточное число привода. После подстановки (13) и (15) в (14), получим

(Я-гвх)-тс-тР-пдв Ьс~ 60^ ' (16) Рабочая площадь контакта ножевых поверхностей за один оборот ротора Данный параметр определяется из зависимости

2 7конт. = ^ 1н.пов. "тр (17)

После подстановки (16) в (17), получим

Щкош.^'^'^-т, (18)

Секундная площадь контакта ножевых поверхностей

7с=ЕЛояг.~. (19)

После подстановки (15) и (18) в (19), получим

~ _п-{Кг - гРХ) ■ тр ■ плв

}с 120~Ги

Секундная режущая длина для гарнитуры со скосом фасок. Рабочая площадь контакта ножевых поверхностей за один оборот ротора. Данный параметр определяется из зависимости

ЕЛ™.=I/™ ■ тр (21)

После подстановки (18) и (19) в (21), получим

п2 2 =ПР м

Секундная площадь контакта ножевых поверхностей.

/с (23)

После подстановки (15) и (22), получим

7* - Рвыу • тс \ ~гвх)'тр'пдв ПАХ

/с Я 120-« { }

Скоростные характеристики движения ножей ротора Скоростные характеристики определяются для дальнейшего исследования воздействия ножевой гарнитуры на прослойки волокнистого полуфабриката между ножами ротора и статора.

Рассмотрим характер распределения окружной скорости по длине режущей кромки 1 единичного ножа ротора. Расчёт произведём в точках А , Аср ,

Ау я В режущей кромки 1. В точке А

Уо- Д, (25)

после упрощения

УоА=0Л05-гт-пД, (26)

после подстановки (1) и (15) в (26)

ígJ'•K

Го'=0,Ж.(г-(8Г + Ь)-"«° (27)

В точке Аср В точке Ау В точке В

У0СР = 0,105_ (28)

и

И* =0,105-^!». (29)

и

0,105-^-^-. (30)

и

Среднее окружное усилие. С учётом того, что тр - тс = т , расчет производим по общей формуле

(31)

*о

где Ы/ъ - мощность электродвигателя, кВт; г] - коэффициент полезного действия механической передачи от двигателя рассчитывается по формуле 7 = ' Лг > (32) где - потери на трение в подшипниках качения;

т] 2 ~ потери на трение в передаче. После подстановки (32) в (31), получим

FCp _

V? (33)

Окружное усилие произвольной точки реокущей кромки определяется из условия равенства крутящих моментов

МСр=М1 (34)

С учётом того, что М{ = Ео • г\, выражение (34) можно записать в виде

К'-Гс^К'-П (35)

Из равенства (35) следует, что

РСР -г __ г0 'Ср

— (36)

ч

После подстановки (33) в (36), получим

рА, _ ^дв "П\ 'Щ 'ГСр 0 ~ ^ >

го Ч

После подстановки (26) в (37), получим

(38)

0,105-Ид, - г,

Окружное усилие, приходящееся на произвольную точку режущей кромки 3 единичного ножа, запишется в виде

°в"1 0,10 5-пытгт К >

Таким образом, на основе известных входных геометрических, кинематических и силовых параметров определено окружное усилие, приходящееся на произвольную точку режущей кромки единичного ножа.

В экспериментальной части представлены методики исследований и обработки данных, описание установки. Для подтверждения теоретических выводов были проведены экспериментальные исследования по изучению влияния конструктивных и технологических параметров размольной установки на бума-гообразующие свойства волокнистой массы и физико-механические показатели готовых отливок.

Описание экспериментальной установки. Принцип работы установки заключается в следующем (рисунок 3). Подготовленная в гидроразбивателе суспензия поступает в дисковую мельницу. Размол волокнистого материала производится в зазоре между ножами при вращении диска ротора. Экспериментальные исследования проводились с учетом различных конструктивных особенностей гарнитур, концентрации обрабатываемой волокнистой суспензии, межножевого зазора и частоты вращения ротора дисковой мельницы.

Рисунок 3 - Общий вид экспериментальной установки

Для исследования влияния скоса фаски ножей гарнитуры при размоле волокнистой массы были спроектированы и изготовлены гарнитуры с различными углами скоса фаски (рисунок 4).

f f f f

a б в г

а - без фаски, б - с фаской 5°, в - с фаской 15°, г - с фаской 30°

Рисунок 4 - Элементы ножевых гарнитур для размола волокнистых полуфабрикатов с радиальным расположением ножей

Для экспериментального подтверждения теоретических исследований, в лаборатории кафедры «Машины и аппараты промышленных технологий» Сибирского государственного технологического университета была проведена серия опытов. Размолу подвергался полуфабрикат ООО «Енисейский ЦБК» -сульфитная небеленая целлюлоза, размол производился в дисковой полупромышленной мельнице. Для оценки полученных данных результаты приведены в сравнении с данными, полученными при размоле на гарнитуре традиционного типа - когда диски ротора и статора выполнены с углом установки ножей к раДиусу 45°.

При помощи пакета программы STATGRAPHICS Centurion построена матрица планирования эксперимента.

Были выявлены основные технологические и конструктивные параметры размольной установки, оказывающие наибольшее влияние на процесс размола, качественные показатели целлюлозного волокна, а также на физико-механические характеристики готовых отливок. Входные и выходные параметры представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Факторы активного многофакторного эксперимента

Параметр Обозначение

натуральное нормализованное

Входные параметры (управляемые факторы)

Частота вращения ротора, об/мин п X,

Межножевой зазор, мм 6 х2

Концентрация массы, % с Хз

Степень помола, °ШР °ШР Х4

Выходные параметры (контролируемые факторы)

Продолжительность размола, мин Т У,

Изменение бумагообразующих показателей при размоле волокнистой массы

Водоудерживающая способность (по Джайме), %

Среднеарифметическая длина волокна, мм Ьа Уэ

Изменение физико-механических свойств готовых отливок при размоле волокнистой массы

Сопротивление излому, ч. дв. пер. и У4

Разрывная длина, м ь у5

Сопротивление продавливанию, кПа ра Уб

Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/т Е' У7

Согласно реализуемым нами планом эксперимента определились уровни и интервалы варьирования входных параметров, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Уровни и интервалы варьирования исследуемых факторов

Фактор Обозначение Интервал варьирования фактора Уровень варьирования фактора

натуральное нормализованное -1 0 +1

Частота вращения ротора, об/мин п. X! 500 1000 1500 2000

Межножевой зазор, мм 5 х2 0,2 од 0,3 0,5

Концентрация массы, % с Хз 1 1 2 3

Степень помола, °ШР °ШР X, 18 32 50 68

Из графика (рисунок 5) видно, что прирост степени помола на гарнитуре с ударным эффектом несколько выше, чем для традиционной ножевой гарнитуры. Тот факт, что для размола до определенной степени помола, на гарнитуре с ударньм эффектом требуется затратить несколько меньшее время, положительно сказывается на удельном расходе электроэнергии.

75

70

™ 65

60

2 50 о

= 45

| «>

J35

50 25 20 15

О 5 10 15 20 25 50 35 40

Время размола, мин

1 - традиционная гарнитура; 2 - ударная гарнитура без скоса фаски; 3 - ударная гарнитура с фаской 5°; 4 - ударная гарнитура с фаской 15'; 5 - ударная гарнитура с фаской 30°

Рисунок 5 - Зависимость степени помола от времени размола

Результаты проведенного регрессионного анализа экспериментальных данных представлены в таблице 3.

Параметры модели У! У2 Уз У4 у5 Уб У7

Ьо 38,52 3,17 1,55 879,5 7608,15 340,93 117,78

Ь] -6,57 -0,16 - 77,77 - 17,9 179,09

Ь2 8,61 - - - - - 33,64

Ьз 2,78 -0,39 - - - 9,83, 9,24

Ь4 25,74 0,58 -0,17 - - - -221,21

Ьп -6,02 0,5 -0,04 - 718,25 - 166,35

Ь\2 -3,75 - - - - - -

Ьи - - - - - 8,02 -

Ьм -3,06 - - - - - -148,36

Ъгг - 0,5 - -107,43 580,99 14,22 -

Ъгз - -0,08 - - - -

Ьц 4Д7 - -0,02 65,64 - - ' 27,89

Ьзз - 0,56 - - - - -

Ьз4 3,47 - - - - - -

Ь44 7,59 - - - -351,81 - 103,26

Я2, % 90,3 67,5 89,57 37,1 41,36 50,25 90,76

Средняя абсолютная ошибка 6,16 0,38 0,04 133,16 458,63 15,64 70,97

щие зависимость продолжительности размола от переменных факторов процесса, они позволяют рассмотреть влияние на отклик не только отдельных факторов, но и их взаимодействий.

пш>

6 с

Рисунок 6 - Зависимость продолжительности размола Т от величины межножевого зазора 5, концентрации волокнистой массы с, степени помола, °ШР

Графические зависимости средней длины волокна при использовании гарнитуры с ударным воздействием на волокно без скоса фаски и со скосом 5, 15 и 30° при частоте вращения ротора 2000 об/мин, зазоре равном 0,3 мм и концентрации волокнистой массы 2 % представлены на рисунке 7а. Из данных рисунка прослеживается меньшая тенденция укорачивания волокна при использовании гарнитуры ударного типа, что позволяет получить более качественные

показатели готовой продукции.

Из графика на рисунке 76 видно, что качественные зависимости имеют одинаковый характер, однако количественные показатели существенно отличаются. Так, например, сопротивление продавливанию у гарнитуры с ударным эффектом и скосом фаски 15° при степени помола 50 °ШР имеет значение

а б

1 - традиционная гарнитура; 2 - ударная гарнитура без скоса фаски; 3 - ударная гарнитура с фаской 5°; 4 - ударная гарнитура с фаской 15°; 5 - ударная гарнитура с фаской 30°

Рисунок 7 - Зависимость средней длины волокна (а) и сопротивления продавливанию (б) от степени помола

405 кПа, а у традиционной восьмисекторной гарнитуры 375 кГТа, из этого следует, что гарнитура с ударным воздействием имеет более высокие показатели сопротивления продавливанию, чем традиционная гарнитура.

В качестве параметра оптимизации процесса размола был выбран удельный расход электроэнергии (Y7). В терминах теории оптимизации задача формулируется следующим образом:

Y7 —> min (целевая функция); 1500 об/мин < X, < 2000 об/мин; 0,1 мм < Х2 < 0,5 мм; 1% < Х3 < 3% (ограничения области поиска в пространстве факторов). Х4 < 60° ШР (ограничение входного параметра)

Ограничение степени помола 60 °ШР продиктовано требованием ГОСТ 6445-74 «Бумага газетная» для бумаги марок А и Б и требованиями СТП 00279456-104-01 ООО «Енисейский ЦБК», полуфабрикаты которого были использованы при проведении экспериментов. Решение программы оптимизации: Xi = 2000 об/мин; Х2 = 0,3 мм; Х3 = 2%; Х4 = 60 °ШР

Решение программы оптимизации при данных параметрах с изменением скоса фасок ножей гарнитуры в пределах от 0 до 30°, при параметре оптимизации Y7 —> min, выявило, что оптимальным значением угла скоса фаски является 15°. Таким образом, варьируя технологическими и конструктивными параметрами работы размольной установки, можно прогнозировать необходимые показатели готовой продукции, с минимальным удельным расходом электроэнергии на получение газетной бумаги необходимого качества. Полученные данные, могут быть использованы при эксплуатации предлагаемой размалывающей машины в производственных условиях.

В разделе практической реализации результатов работы был рассчитан экономический эффект от использования дисковой мельницы с гарнитурой ударного типа:

- экономия электроэнергии за счет проведения размола при оптимальных условиях составляет 74,2 тыс. руб.;

- прирост прибыли за счет увеличения количества выпускаемой продукции составляет 203 тыс. руб.;

- чистая прибыль с учетом НДС составляет 162,4 тыс. рублей в год.

ВЫВОДЫ

В результате теоретических и экспериментальных исследований процесса размола на дисковой мельнице с использованием гарнитуры с ударным эффектом были получены следующие результаты:

1. Впервые на основании теоретических и экспериментальных исследований оказалось возможным обеспечение процесса размола волокнистых полуфабрикатов в современной высокоскоростной дисковой мельнице, с использованием механизма ударного воздействия на волокно при контакте кромок ножей ротора с кромками ножей статора (принцип ступы). Это позволило получить более качественные результаты процесса размола.

2. Проведен теоретический анализ процесса размола волокнистых полуфабрикатов, с использованием гарнитуры с ударным воздействием на волокно, для чего были решены следующие задачи:

- выполнено построение рисунка ножевой гарнитуры дисковой мельницы и произведено математическое обоснование распределения ножей по рабочей поверхности гарнитуры, с обеспечением одновременности контакта ножей ротора и статора по длине их режущих кромок, позволяющим получить требуемые значения секундной режущей длины и поверхности размола;

- исследовано влияние профиля ножевой гарнитуры, с учетом угла скоса фасок ножей на процесс размола;

- определены основные технологические параметры разработанной гарнитуры, значения которых могут регулироваться с учетом конструктивных особенностей ножевой гарнитуры и энергосиловых параметров установки;

- определены скоростные и силовые характеристики при движении кромок ножей разработанной гарнитуры при воздействии их на волокнистые прослойки.

3. Проведены экспериментальные исследования по выявлению механизма размола, с использованием гарнитуры с ударным воздействием на волокно:

- изготовлена размольная гарнитура новой конструкции и получен патент на изобретение;

- определено влияние технологических параметров процесса и конструктивных особенностей разработанной гарнитуры на качественные и количественные характеристики процесса размола;

- произведена оценка влияния процесса размола на бумагообразующие свойства волокнистой массы и физико-механические характеристики готовых отливок;

- разработаны математические модели, обеспечивающие количественные взаимосвязи между значениями показателей процесса размола и качественными показателями готовых отливок.

4. Определено влияние конструктивных особенностей гарнитуры и процесса размола на энергозатраты размольной установки.

5. Получены оптимальные значения технологических параметров проведения размола в установке (частота вращения ротора 2000 об/мин; концентрация волокнистой массы 2 %; межножевой зазор 0,3 мм; угол скоса фаски ножей гарнитуры 15°).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1 Кожухов. В. А. Ударный эффект при воздействии ножевой гарнитуры как фактор повышения качества размола / В. А. Кожухов, Ю. Д. Алашкевич,

B. И. Ковалев // Вестник Сибирского Государственного Аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева. - 2006. - № 5. - С. 130 - 133, автора-0,1 п. л.

2 Кожухов. В. А. Особенности использования ножевой гарнитуры с ударным воздействием при размоле волокнистой массы / В. А. Кожухов, Ю. Д. Алашкевич // Химия растительного сырья. - 2009. - № 2. - С. 153 - 155, автора-0,15 п. л.

3 Кожухов. В. А. Размол волокнистых полуфабрикатов с использованием гарнитуры с ударным эффектом / В. А. Кожухов, Ю. Д. Алашкевич, М. А. Карбышев //Химия растительного сырья.-2012.-№2.-С. 219-222, автора-0,06 п.л.

4 Карбышев, М. А. Размол волокнистых полуфабрикатов в целлюлозно-бумажном производстве при использовании гарнитуры с пространственным расположением ножей / М. А. Карбышев, Ю. Д. Алашкевич, В. А. Кожухов // Химия растительного сырья. - 2012. - № 2. - С. 213 - 217, автора - 0,13 п.л.

5 Кожухов. В. А. Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом в ножевых размалывающих машинах / В. А. Кожухов, Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев // Химия растительного сырья. -2013 -№ 3. - С. 239 - 242, автора - 0,12 п.л.

6 Кожухов, В. А. Исследование рисунков гарнитуры ножевых размалывающих машин с ударным эффектом / В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев // ИВУЗ Лесной журнал. - 2014. - № 2. - С. 94 -100, автора - 0,13 п.л.

7 Ларионова, А. И. Переработка промышленных отходов в целлюлозно-бумажном производстве / А. И. Ларионова, И. А. Воронин, В. А. Кожухов. Р. А. Марченко, Ю. Д. Алашкевич // Экология и промышленность России. - 2014. -№ 8.- С. 14-16, автора-0,06 п.л.

В материалах конференций:

8 Кутовая, Л. В. Пути сокращения энергозатрат и снижения экологических загрязнений в целлюлозно-бумажном производстве /Л.В. Кутовая, В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: тез. докл. междунар. науч. шк.-конф. - Абакан: ХГУ, 2003. - С. 80, автора - 0,03 п.л.

9 Кожухов. В. А. Эффект ударной нагрузки в ножевых размалывающих машинах / В. А. Кожухов, А. А. Дроздов, Ю. Д. Алашкевич // Лесной и химический комплексы: материалы науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2005. - С. 159 -161, автора-0,19 п.л.

10 Кожухов. В. А. Влияние ударного воздействия кромок ножей гарнитуры на процесс размола волокнистой массы / В. А. Кожухов, В. Г. Васютин, Н. С. Решетова, Ю. Д. Алашкевич // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2006. -

C. 350 - 352, автора - 0,06 п.л.

11 Кожухов. В. А. Повышение качества помола волокнистых материалов ударным воздействием ножевой гарнитуры / В. А. Кожухов // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. -Красноярск: СибГТУ, 2006. - С. 195 - 199, автора - 0,31 п.л.

12 Воронин, И. А. Влияние окружной скорости движения инерционных тел на процесс размола волокнистых полуфабрикатов / И. А. Воронин, Н. С. Реше-това, Ю. Д. Алашкевич, В. А. Кожухов // Лесной и химический комплексы -проблемы и решения: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2008. - Т. I. - С. 57 - 62, автора - 0,06 п.л.

13 Кожухов. В. А. Влияние конструкции параметров гарнитуры с ударным воздействием на процесс размола волокнистой массы / В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич, В. Г. Васютин // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы IV всерос. конф. - Барнаул: АГУ, 2009.-№ 1.-С. 227-230, автора-0,13 п.л.

14 Иванов, Д. А. Конструкции размольных установок с оригинальным способом размола / Д. А. Иванов, К. А. Иванов, И. А. Воронин, В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич // Молодые учёные в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2009. — Т. I. - С. 222 -230, автора-0,16 п.л.

15 Иванов, К. А. Обработка волокнистой суспензии в размольной установке с инерционным воздействием на волокно / К. А. Иванов, Д. А. Иванов, И. А. Воронин, В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич // Молодые учёные в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2009. - Т. I. - С. 231 - 235, автора - 0,16 п.л.

16 Кожухов. В. А. Особенности воздействия гарнитуры с ударным эффектом при обработке волокнистых суспензий / В. А. Кожухов, Ю. Д Алашкевич, С. В. Лохмоткин // Актуальные проблемы современной науки: тр. 5-го Между-нар. форума (10-й Междунар. конф. молодых учёных и студентов). Естественные науки. Ч. 1 - 3. - Самара: СГТУ, 2010. - С. 115 - 119, автора - 0,16 п.л.

17 Карбышев, М. А. Влияние конструктивных особенностей гарнитуры дисковых мельниц на процесс размола волокнистых растительных полимеров / М. А. Карбышев, В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич // Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах: материалы междунар. науч.-техн. интернет - конф. - Воронеж, 2011. - С. 59 - 62, автора - 0,1 п.л.

18 Нестеров, Е. Е. Универсализация расчета технологических параметров ножевых гарнитур размалывающих машин / Е. Е. Нестеров, А. А. Дирацуян, В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всеросс. науч.-практич. конф. (с междунар. участием): сб. ст. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск: СибГТУ, 2011. -Т. 2.- С. 48-50,автора-0,1 п.л.

19 Кожухов. В. А. Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом / В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практич. конф. -Красноярск: СибГТУ, 2011.-Т. 1.-С. 182-186, автора-0,16 п.л.

20 Кожухов, В. А. Размол волокнистых полуфабрикатов с использованием радиальной конструкции ножевой гарншуры / В. А. Кожухов. Н. Ю. Кожухова, Ю. Д. Алашкевич // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы V Всерос. конф. - Барнаул: Изд-во Алг. Ун-та, 2012. -С. 415-417,автора-0,1 п.л.

21 Кожухов. В. А. Доказательство невозможности одновременного контакта кромок прямоугольных ножей ротора и статора, при размоле волокнистых полуфабрикатов / В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения: сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2012. - Т. 2. - С. 65 - 69, автора - 0,16 п.л.

22 Кожухов. В. А. Особенности исполнения ножей гарнитуры дисковых размалывающих машин / В. А. Кожухов. Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения: сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф.-Красноярск: СибГТУ,2012.-Т. 2. - С. 70-72,автора-0,1 п.л.

23 Марченко, Р. А. Сравнительный анализ качественных показателей вторичного волокнистого материала от способа размола / В. А. Кожухов. КХ Д. Алашкевич // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск, СибГТУ, 2012. - Т. 2. - С. 43 - 47, автора-0,06 пл.

24 Кожухов. В. А. Зависимость физико-механических показателей бумаги от характера силового воздействия при обработке волокнистой массы / В. А. Кожухов. Н. Ю. Кожухова, А. И. Ларионова, Ю. Д. Алашкевич // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы VI Всерос. конф. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2014. - С. 385 - 387, автора- 0,06 пл.

В патентах:

25 Пат. № 2314379. Российская Федерация, МПК51 D21D 1/30, В02С 7/12. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Кожухов В. А.: заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог. ун-т№ 2006121632/12. ;заявл. 19.06.2006; опубл. 10.01.2008, Бюл.№ 1.-5 с.

26 Пат. № 2314380. Российская Федерация. MTIK5!D21D 1/30, В02С 7/12. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Ю.Д. Алашкевич, В.И. Ковалев, М.А. Карбышев, В.А. Кожухов. В.П. Барановский - № 2006121708/12. Заявл. 19.06.2006; Опубл. 10.01.2008. Бюл. № 1. - 8 с.

Подписано в печать 03.03.2015 Формат 60x84 1/16.

Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Изд.№ 5/2 Заказ №2302.

Сибирский государственный технологический университет 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82. Редакционно-издательский центр