автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка и исследование технологии и оборудования для прессования кип лубяных волокон порционным способом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

КОСТРОМСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На прайах рукописи УДК- 677.11.021.15/18

Бобков Геннадий Леонидович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ КИП ЛУБЯНЫХ ВОЛОКОН ПОРЦИОННЫМ (31 ОСОБОМ

05.19.02,- Первичная обработка текстильного сырья

" Яг

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

f у ' /

с^- Г /

Кострома - 1991

Работа выполнена в Костромском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте

Научный руководитель - '

доктор технических наук, профессор А.М.Ипатов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Г.К.Куэнецов

кандидат технических наук, главный специалист государственного комитета

СССР по науке и технологиям Л.А.ЛгафоноЕ

Ведущее предприятие - НИИ по переработке лубянЬх

культур (г.Кострома)

Защита состоится

■ ¡9 Окосел- 1991 года в_часс

на заседании специализированного совета Д.063.89.01 в Костромском технологическом институте

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Отзывы па автореферат, заверенные печатью учреждения, в двух экземплярах просим высылать в совет института по адресу: . 156021, г.Кострома, ул.Дзержинского, 17

Автореферат разослан

1991 года

Ученый секретарь специализированного совета,

доктор технических наук, профессор о/сс I В.%стгяртен

' Г /

' ■ "■'•[ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

r,v л г с.'ссе.огзц;'; S

"""Л!С1УАЛЬНОС1Ъ ТЕ?®. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период цо 2000 года предусматривают в промышленности первичной обработки лубяных волокон значительное увеличение выпуска и улучшение качества продукции, снижение удельных затрат трудовых, энергетических и сырьевых ресурсов, дальнейший рост производительности труда. Решение поставленных задач должно осуществляться на основе ускорения научно-технического прогресса путем дальнейшего совершенствования техники и технологии производства лубяных волокон, внедрения высокопроизводительных технологических процессов, позволяющих добиваться паксикального выхода волокна из стеблей лубосодержащих растений, создания автоматизированных производств.

В настоящее время на заводах по первичной обработке лубяных волокон используег.тые прессы РП-5УМ и ГПВ-I морально и физически устарели. Загрузка волокна в камеру," обвязка кип и выталкивание их из камеры в этих прессах производится вручную. Попытки заводских рационализаторов на местах внедрить отдельные элементы механизации не позволяют кардинальные образом реэить эту проблему в целом по отрасли. При формировании кип затраты на ручные операцш! п цикле составляют 75-80 %. Небольшая плотность кип, в пределах 200 itr/м3, приводит к больспм затратам на транспортирование волок-па. В настоящее вреля выпуск прокшленкостьп прессов Ш-5У1', ГПВ-1 фактически прекращен и только п ограниченно?! количестве производятся для них запчасти.

Наиболее прогрессивная, по сравнение с ншш, линия ЛПК-Ш, тлеющая глеханизировлннуто загрузку волокна в камеру, полуавтомата-ческуя обвязку ттип и механизированное их выталкивание, обладает тпкяй рядом серьезных недостатков, таких как повтгаенггке габариту за счет дополнительного бунгсера-накопителя с объемом, примерно, 10 мп, ухудшение.'разбирпемости кип вследствие применения трехосное го сжатия волокна в камере. Большие габаритные размеры линии ЛПК не позроляпт размешать её на существующих льно- и пенькозаводах без проведения дополнительной реконструкции их.

Техническая реревкз, используемая в качестве обвязочного ка-трриала п пгомыляенности первичной обработки лубяных волокон, также требупт замены на более прочный и с иеиътт процентом относи-

тельного удлинения материал, так как поело выхода кз камера плотность кип снижается в 1,65-1,70 раза.

Задача по созданию принципиально нового пресса била сформулирована -в решениях производственного ссваагиткя "Оборудование для первичной обработки лубяных волокон", состояее-згося 15-16 ноября 1ЕЗЭ года в СК1Б ПО "Пековмша* г.Пскова и а протоколе распиреиного заседания научно-технического совота ГКО Дечерггазеыльнопенъко-вохокко от 19 пеня 1290 года, прэ^одисЕего з г.Калинине. Разработка прзсса включена в "Програш^г создания иових видоз 1лаЕкн, прпбо-роз и оборудования дли псрсрабатыаяххчих отраслей агропрокизлвниого комплекса и увеличзнпя хх производства в 1521-1935 годах", утвэрн-дшшую постановление*» Правительства СССР от 16.07.90. Р 35Э04.

Однако в настоящее врегя отсутствует научные исследования, на основании которых иохио произвести обоснованно технологических параметров нового прасса с учетов специфики кгханизкрованного поточного прессования льняного волокна порционный способов в автока-тпчаскоа ролвуо. Нет дашшх, позволяющих производить расчзт узлов нрасса на прочность.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в разработка технологии автоматизированного поточного прессования льняного волокна порпионнш способа, паучиоа обоснованна технологических параметров п■конструкции прзсса.

ЗАДАЧИ 11ХЛВД0£ЛИ121. Тегаологическио задачи:

- разработать 1ктсд угзлатнанип волокна в потока с одновра^н-пел взвапиваняеи п поеяодуг^га разделением ка порции заданной

касси;

- выявить тзндошрш, всашпгазцдэ в процессе формирования кип порционный способов в кагорах открытого типа переменного сечения п закрытого типа постоянного сечения;

- выявить влияние порционного способа формирования кип на их сэкшизкропаннув разборку;

- исследовать изменение плотности кип после выхода из кпыерн просса в зависимости от вида обвязочного материала;

- дать родокэндацпи по выбору для обвязки кип лубяных волокон автоматизированных аппаратов, нспользуетх, например, для обпязки кпп сапо-соловистих паториалов;

- разработать способ.пыталштпании кип ип камеры, обпппрчнвпп-

поточность процзсса прессования.

FCpove т"'г о зкеп^Г'л"?!'': i 'hv.z и теоро^н""скн исследовать:

- гакоке^рнгет:, н-.м-'чзния осевого и бствого давлений по длтт! ! кптгры пп^ссопки.т п^рг"''!г:{СГ0 и постоянного с*«<п:ия. огкш-тпг^1 !! в-::гт;тогп па, с у.'-том автсчатизнр^в-анноГ: о^пявки кип. Л".н::.!-:е иссл^догли-я сбхо.чг v.'-j для прорсдкшт расчетов уз лор прессового оборудования ма прочность;

- Д1Р спред»'лн:п нсгн'ст;! псиводп ■' гс.^эд^ния ртсчетов прессов для генъковолокна m прочность в»\<п>кть "•акснсмерность изменения плотности его о? прикгады!?.4«»кого удельного дчг.'-'ппгя;

- дл« сбссносчп'я конструктивах пэрэ?/зтгюв пр?сс* cnp,?n<î.nir,b массу поргг;';:, сброзуттей кипу и вллянне её па норояпот;/ лепты в рулене, получ-чег-'с-! после разборки кипы fia л;я;нях тда 11Л-1СЗ;

- для обестечения• возгязгиости прессования длинного льноволокна в камерах с иеньпзП длиной з направлений укладки волокна, по сравнению с суп;ествуталей, определить влияние прессования волокна

с перегибов п срединной его части нп физико-механические свойства.

С цельп проверки отдельных конструктивных и технологических решений провести'эксперименты по прессованно льняного волокна н.а суг,ествус:цем прессовом оборудован;;!', а такге исследовать разбирае-пость кип -механизированным способом в производственных условиях.

На основании проведенных исследования разработать заявку с, исходными требованиями на проектирование опытного образца Гидравлического пресса для лубямых волокон, рассчитать его экономическую эффективность.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа вгелвчает теоретические и эксперп-ментальнке исследования процесса прессования лубяных волокон. Достоверность теоретических полотений проверялась в ходе лабораторных экспериментов и производственных испытании.

Исследования по прессовании лубяных волокон производились на экспериментальных и лабораторных установках, а такте на прот.гь-зяен-но!! оборудовании. Разборка кип проводилась в условиях приготовите чьного производства Костромского льнокомбината як.В.И.Ленина. Для определения плотности кип использовался весовой метод. Исследование зависимости плотности от удельного давления для пенькового волокна производилось на гидравлическом прессе система Амслера, оснащенном датчиками давления и указателем хода прессующей плита. Для опенки влияния сжятия на физико-кеханическиз свойства волокон использована чргл "ьная катина Ч-302-Л, а инструментальная оценка

б

проводилась на основании методики, изложенной в ТУ 17-05-016-89 "Лён чесаный".

'Обработка результатов экспериментов осуществлялась с помощьп г.тэтодов теории вероятностей и математической статистики. Для проведения необходимых статистических расчетов использован» ЭШ ДВК-ЗМ и Искра 1030.

Производственные испытания по исследованию раобиряемости кип проводились н.1 Костромском льнокомбинате им.В. П. Лкншп, а на Красносельском льнозаводе Костромской области определялась возможность использования для обвязки кип стальной отожженной проволоки дио-потрок 2 ни.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В представленной работе ноы-:п нгучн!.::к результатами, внервн-з полученными явторой, лвяяпся:

- научное обоснование технологических параметров поточного автоматизированного прессования кип лубяного волокна порайонным способов;

- изучение процесса порционного прессования кип п капера? откршого и закрытого типа, постоянного и переданного сечения;

- теоретические исследования закономерности изменения осевого давления по длине камеру пресса р зависимости от физико-мзханичзс-киг свойств сжимаемого материала и гоокэтричееккх парпг/.зтроа камеры прессования, которые могут бить использованы для проведения" практических расчетов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ .ЦЕННОСТЬ состоит в тон, что разработанная техно-логин порционного прессования и оборудование, обеспечивающее ее реализации, позволяет:

- увеличить производительность труда, как минимум в 2 раза;

- уменьшить фонд заработной платы в 3,6 роза;

-- уменьшить количество вагонов, занятых на перевозке волокна, пг. 34 % за счет увеличения -плотности прессования в 1,5 раза;

- сократить расход обвязочного материала в денежном выражении п 17,4 раза;

- снизить потребность п складских помещениях в 1,5 раза;

- улучшить разбираемость кип короткого лубяного волокна ?:еха-нпзпрозаннктл способом, на лг.шшх типа НЛ-КЛ.

РЕАЛШЦШ1 РАБОТЫ В 11РШЫ2ДЕНН0СТН. Разработаны и утворздокп заявка с исходными требовапия.'-тп и техническое задание на проекти-

рование опытного образца гидравлического пресса для лубяных волокон (унифицированного для длинного и короткого волокна).

В настоящее время в КБ по проектированию машин и оборудования для промышленности первичной обработки лубяных .волокон НПО ВНИИЛ-текмапа (г.Москва) Миноборонпрома СССР идет проектирование и разработка рабочих чертежей опытного образца пресса.

Изготовление опытного образца и представление его приемочной комиссии намечено на 1994 год, а начало промышленного производства на 1995 год. Предполагавши завод-изготовитель - Ивановский ке-ханический завод им.Г.К.Королева.

Экономический эффект от использования гидравлического пресса составит 183805 рублей в год.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:

- на ХХХ11 (1989) - ХХХ1У (1991) научных конференциях профессорско-преподавательского состава коллектива научных сотрудников и аспирантов Костромского технологического института;

- на заседаниях секции первичной обработки лубяных волокон кафедры технологии производства льняного волокна Костромского технологического института;

- на II (1989) областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов г.Костромы;

- на расширенном заседании научно-технического совета ГКО Нечерноземльнопеньковолокно, проходившем в г.Калинине 18-19 июня 1990 года;

- на производственном совещании' "Оборудование для первичной обработки лубяных волокон", состоявшемся в г.Костроме (1991) в НШЖ1;

- па производственных совещаниях во ВНКИДтекмате (г.Иосшза);

- на производственном совещании в ШИЛК (г.Глухов) - 21.03.90;

- на производственном совещании в СКТБ ПО "Псковмаш" -26.10.89;

- па производственном совещании в Калининском льнообъедгшенип от 18.12.89;

- проектируемый пресс является участником ВДНХ СССР, проходившей с 3.01. по 28.C2.9I г. в павильоне "Технические культуры".

ПУБЛ!1КЛ.ЦИЛ. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ и получено 2 положительных решения по заявкам на предполагаемые изобретенля.

СТРУКТУРА И ОБЪЕЛ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Общий объем составляет 355 страниц ыасинопис-ного текста. Основная часть работы содоржкт 202 страница, 21 таблицу, 37 рисунков и список использованных источников на II страницах, включающий 107 наименований. Приложение содержит 95 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность работ, указана цель, задачи и методы исследования, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В ПЕРВО/i ГЛАВЕ дан анализ конструктивных и технологических особенностей существующего прессового оборудования для волокнистых и сено-солсмиетых материалов. Изучен спит работы заводов, внедривших элементы механизации прессования волокна с использованием существующих прессов РП-5УМ и ГПВ-I, например, Нерзхтский льнозавод Костромской области. На основании проведенного анализа составлена классификация прессов с учетом их конструктивных и технологических особенностей. Изучение технологии прессования волокнистых материалов и оборудования для их реализации позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время нет прессов, обеспечивающих механизация формирования лубяных волокон в кипы. Это объясняется отсутствием научно обоснованных и разносторонних исследований в этой области. Показано, что вопросами сжатия волокнистых материалов занимались

■цниилк, нжполв, вншл, цншхпром, вншж, виехга и кти.

Изучением изменения физико-механических свойств волокон в процессе сжатия занимались Балясов П.Д., Байдюк П.В., Комаров Б.П., Апыхин А.П., Таборко А.Ф., Феофнлов А., Алферов С.А. и многие другие. В их работах обоснована возможность повышения плотности прессования без ущерба для качества волокна в 1,5-2,0 раза, по сравнению е существующей, которая для короткого льно- и пеньковолокна составляет сейчас по ГОСТ 7563-73 250 кг/м3.

Исследование закономерности изменения давлений по длине камер прессования различного типа проводили Гутьяр Е.М., Вольф И.И. и Чапкевич "A.A., Гордиенко П.П., Апыхин А.П., Пустыгин H.A., Особов В.И. Однако, полученные ими уравнения сложно использовать для расчета на прочность узлов прессов для льно- и пеньковолокна, тая как в их состав входят величины, численные значения которых для льна и конопли пока не определены.

Проблема влияния прессования на последущую их разбираемость отражена в работах Хлебникова В.П. и Давыдова В.А., Аккуратновой A.B., Завьяловой Л.В., Щеголева К.П. и других. В их исследованиях констатируется факт, что при формировании кип, особенно короткого лубяного волокна, за один проход'прессующей плиты они плохо поддаются механизированной разборке на линиях типа ПЛ-КЛ. Оригинальностью отличается попытка решения отоЯ проблемы fc работе Акуратно-вой A.B. - она предлагает формировать кипу слоистой с массой слоя до 5 кг, или получать ее в виде холста, уложенного гармошкой. Другие исследователи ищут решение проблемы разбираемости в создании новых технологий и машин для разборки кип.

В настоящее время-практически не изучен вопрос формирования кип порционным способом. Отсутствуют данные по обоснованию технологических параметров порционного прессования с учетом особенностей механизированного прессования лубяных волокон. Нет зависимостей для проведения практических расчетов узлов прессового оборудования на прочность. Вне поля зрения остаются вопросы, связанные с разработкой практических рекомендаций для проектирования принципиально нового прессового оборудования.

По результатам проведенного анализа прессового оборудования и НИР в области сжатия волокнистых и сеио-соломпстнх материалов сформулированы цели и задачи исследования.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ разработана технологическая схема прессования кип лубяных волокон порционным способом, позволяющая полностью автоматизировать процесс формирования кип.

В условиях приготовительного производства Костромского льнокомбината им.В.И.Ленина проведены производственные испытания, которые подтвердили наши предположения об улучшении раэбираемостп механизированным способом кип, спрессованных порционно. Одновременно наблюдалось сокращение времени на разборку кип, по сравнению с яи-

пами, сформированными за один проход прессующей плиты, в 1,57 раза и уменьшение неровноты ленты в рулоне.

Проведен анализ параметров кип, спрессованных на И1-5УМ, ГПВ-1 и ЛПК--1М, который показал большое отклонение массы (до 10 %) и размеров, от установленных в ГОСТ 7563-73. Обследование работы Красносельского, Нейского, Судиславльского и Нерехтского льнозаводов Костромской области показало, что 75-80 % кип, выработанных на них, обвязано четырьмя поясками, что противоречит требованиям ГОСТа. В заключение сделан вывод о несоответствии ГОСТ 7563-73 современным ■ требованиям производства и. необходимости либо его персмотра, либо замены.

С учетом известных из литературных источников способов загрузки волокна в камеру прессов разработан способ механической загрузки волокна в камеру, позволяющий производить накопление волокна на период прессования, уплотнение его в потоке при загрузке в камеру и разделение непрерывного слоя на порции заданной массы. Экспериментально доказано, что наиболее целесообразно производить уплотнение волокна в потоке путем пропуска его через вальцовые пары с овальном рифлением, что позволяет при давлении в вальцах 5-10 кг/см увеличивать его плотность в 1,68-1,95 раза.

Проведен обширный анализ способов и устройств для обвязки хлопка, шерсти, кенафа, сено-соломистых материалов, а также материалов, используемых для их обвязки. Отмечено, что зарубежные фирмы используют для обвязки, кип волокнистых материалов стальную термически обработанную проволоку или ленту, а при высокой производительности пресса устанавливают на нем автоматические вязальные аппараты.

Кроме этого:

- обоснована необходимость замены громоздкого и мало подходящего для прессования волокнистых материалов механического привода рабочих органов на гидравлический;

- предложен новый способ выталкивания кип из камеры за счет вновь поступающего материала, который широко используется при прессовании сено-соломистнх материалов.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ представлены теоретические исследования процесса сжатия волокнистых материалов, а именно закономерность изменения осевого давления по длине камеры прессования.

Для еэ раскрытия приняты допущения, что начальные напряжения тгрп отсутствии внетттх нагрузок равны нулэ, а нор:.талышэ' напряге-]п:я з пзтхдсй точке сечения, перпендикулярного оси камеры, одинаковы.

Для в1язода законе. ?зрности рассмотрена прессовальная камера • ЯгтасЯ I* с рзз:тзр5?.т:1 пеперэтаого сеченяя, ксатактирувцего с гтрзссугпэй плитой а п д . На расстоянии X ст плиты выделен але-тгзпт тс.ттикоЯ , находящийся слева под дэНстлиегт силы , ептп-23 - Рл , а по пср:^:этру - силы нормальной реакции и силы гретая С1П (рт'с.1).

Схсгп уплотнения материала в камере открытого типа переменного сечения

Рис Л

Исходя из условий равновесия сил, действующих на поверхности элементарного слоя, в прсекцт1и на ось X , составлено дис^фэрэнци-альное равнение, описывающее изменение осевого давления по длине тгамеры, в следующей форме

где (х) Сзч-Сх-Я = в-С56 * 8-Сз« ;

См - + г = +

¿¿I - угол наклона с'-ой стенки камеры к продольной оси пресса .(ЖФО).

° Завпсиность Р (), полученная при росзнии уравнения ( I ) представляет слокное математическое выражение, позтоыу здесь оно на представлено. Наибольший практический интерес представляет решение уравнения ( I ) для случая наклона к продольной оси пресса одной стенки ка&зры ('<¿5 - <=/ ^ 0; с£з = е^ = 0). Решение

получено в виде такого выражения

где

О Г^тт™' д:'

о

коэффициент трония материала о стенки камеры; коэффициент бокового давления. • Огрицательный показатель степени сомножителей в уравнении ( 2 ) указывает на убывание давления по длине камеры пресса. Таким образом, изменение давления по длине камеры зависит от физико- механических свойств сжимаемого материала и геометрических параметров камеры. Отмечено, что с ростом величина падения давления по длине камеры уменьшается.

Экспериментально подтверждено известное из практики прессования сено-соломистых материалов положение о том, что с увеличением происходит рост плотности получаемых кип. Так при возрастании сС с 0 до 5 0 плотность кип короткого льноволокна увеличилась со ИЗ до 200 кг/а3.

Pecan уравнение ( I ) при di= 0 приходим к выражения

Р* (3)

где

/Г =

о-в

В случае камеры закрытого типа давление на задтшэ упорнуа стенку можно определить, заменив в формулах ( 2 ) и ( 3 ) на Р упора, а X на ( • Л ( й длина кагоры, а $ - ход прессующей плиты). Огсода для камзры с постоянный сзчзниец

П -Д .р^'Ф

Напора -Ро V

С 4 ).

Экспериментальное исследование процесса прессованпп льняного волокна в камере закрытого типа постоянного сечения позволило получить кривую, описшзакцуя процесс следующим уравнением

У о - 0,4(77 + 1,155 ' X0'75

Она адекватна кривой, построенной по теоретической зависимости ( 4 ).

На основании проведенных теоретических исследований разработана обобщенная модель изменения осевого давления по длине камер?» прессования с учетом автоматической обвязки пип.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ дано научное обоснование технологических параметров пресса для формирования кип порционным способом. При этом определены: оптимальная масса порции, величина отдачи кипн в процессе её формирования, проведен выбор типа .камеры прессования, обеспечивающей поточность процесса и возможность достижения заданной плотности, выявлен обвязочный материал, позволявшей обепечпть минимальное снижение плотности пип после выхода из камеры, изучено изменение свойстз длинного льняного волокна при прессовании с перегибом в срединной его части.

Выбор оптимальной массы порции проводился с учетом улучшения разбираемости кип, по сравнению с кипамп, спрзссозанпкгщ за одип проход прессующей плиты, увеличения конечной плотности' нх, при

yc.iu.irA прассозакия кэ еьез, таи в ст^гстпуЕсде; прессах (0,5 -0,7 зДа), а татгге пр.: узлов;:;; богае равксцэрнэго распределения во-хояна по обг&иу шаш.

ЗЬучекка процесса псрцисклзго озр;г,:роЕ.ак;;л ш проводядось Еа прессе РП-5Ш, при втси пасса порцкл сь ан: 5, 10, 15,

20, 30 кг, а попачкал наг га кшаг бк'ла 60 кг. Конечная плотность ш з процессе кссседоьак?::; по кзрз угех'.гчегшя 1а.ссы порций уцэнъ-сахась с 595 кт/и3 при ю^ссе перста 5 кг до 324 кг/я3 - при 30 ::г. ЕангЗлиа г.~.,"н;:я протоки хиты после сшггкя нагрузки, в процессе её фзршфовакгя Еначзхе растет, а затеи падает. Это объясняется кзигнэнкеы упругости Еохскка, гсгорая ес-лсдстлнз неоднократного

с;г.:г-зетсл, Порционное фгрхпгровр.нпе тг.:я за несколько проходов шжты приводит я бэхае равномерному распределение волокна пэ сбъе-щ по сразнгкпэ с спрэссззак.чиги за един прохед прес-

суи;еП плггн, о^чеи свидетельствует уменьшение ездкч^-л: огклензггпя рзагькзго центра тят.зсти от ггокетр;гчзсксге.

" Разборку пип проводили-в условиях приготовительного производства Кострснсксгз льягзклебккатг ху.В.П.Лгияка иа лшгпи ШГ-150-П1. сксперк',-знти псказагл, что кероЕнота лента в рулона, для данного тппа в основное зависит от качества I! нгагзрз волокна к не-

значительно зависит от кассы порция, при кзиэненли её в диапазоне от 0,5 до 30 кг.

. На основании проведенных исследований, а такта с цзлыз обеспечения ептаиальпого роппла работы пресса к уианьнакля его габаритных размеров гасса перцпп установлена в 10 кг.

Тшгпк образен, лрл порцконнси прзссовакпц, с уменьшение!! кассы порций коночная плотность ккя растет, крох-е того происходит более равномерное распределение волокна по объему кипы, а такг:е улучается их разбпраецзсть изханкзированныи способом. Бее,это до--пазыдает целесообразность формирования кип порционный способсн.

Эдсперлкентлльноз г.сследованне процесса порционного формирования ш на прессе Н1-5Ш показало, что при снятии нагрузки её высота увеличивается в два и более раза, по сравнашш с еьгсотоЯ под нагрузкой. Величина отдачи прл этом достигает 400 мц. Такое б ольг зз зпачзкпэ бб^ютпш отдачи приводит к уызньЕэкго полезного сбъеиа камеры, б которой дслхка разместиться очередная порция прессуемого материала. В прессах с порционным питанием ффм АУТЕ РА г, ^¿Л¿/// это негативнее явление устранят- введением в кон-

струкцию пресса различного вида волокнодержателей. Проведенные нами эксперименты на прессовой установке с подвижными и неподвижными волокнодержателями показали, что таким образом уднется снизить величину отдачи до 140 мм. Это позволяет говорить-о необходимости введения в конструкции проектируемого пресса волокнодержателей.

Для обоснования выбора типа камеры прессования была разработана и изготовлена специальная экспериментальная прессовая установка со сменными автоматическими аппаратами для обвязки кип проволокой или шпагатом. Прессование короткого льноволокна на-данной установке в камерах различного типа (открытая постоянного сечения, открытая переменного сечения, закрытая с неподвижным упором и закрытая с открывающейся задней стенкой) показало, что легче всего добиться поточности процесса и обеспечить заданную плотность прессования в горизонтально расположенной камере закрытого типа с открывающейся задней стенкой. Одновременно нами было проведено исследование зависимости изменения плотности кип от вида обвязочно- • го материала. При этом кипы обвязывались технической веревкой (ГОСТ 1868-88), шпагатом полипропиленовым и'стальной термически обработанной проволокой диаметром 2 мм. Установлено, что наименьшее падение плотности (1,3 - 1,4) происходит при обвязке проволокой. Возможность использования для обвязки кип проволоки подтверждена производственными испытаниями на Красносельском льнозаводе Костромской области. В качестве прототипа при проектировании автоматического аппарата для обвязки кип лубяных волокон можно использовать аппарат для обвязки проволокой кип сено-соломистых материалов, устанавливаемый на пресс-подборщике ПС—"1,6.

С учетом того, ч^о проектируемый пресс планируется использовать как универсальный, для короткого и длинного льняного и пенькового волокна были проведены исследования зависимости плотности короткого пенькового волокна от удельного давления. Это объясняется отсутствием достоверных данных по исследованию сжатия пеньково-локна. В математической форме эта зависимость имеет такой же йид степенной зависимости, что и для льняного волокна, хлопка и персти. • Различие заключается в значении коэффициентов, входящих в уравнения. На основании полученных данных можно определить усилие прессования, необходимое для достижения заданной плотности.

Условия перевозки кип требуют повышения их плотности, как минимум, в 1,5-1,6 раза, по сравнению с существующей плотностью, ко-

торая не превышает 200 кг/ыэ. Повышение плотности при постоянной масса кип влечет за собой уменьшение их размеров. Нами были проведены исследования, подтверждающие возможность прессования при давлении I ыПа длинного льноволокна № 14 с перегибом в срединной части. При проведении экспериментов сравнивались образцы, спрессованные с перегибом в срединной части и без перегиба. Установлено, что выход чесаного льна для сравниваемых образцов одинаков и составил 62,5 - 62,6 %, разрывная нагрузка также находится на одном уровне и составляет для сухого волокна 21,9 - 21,6 даН, а для мокрого - 7,5 - 7,6 даН.

На основании анализа литературных данных, приведенных в главе -2 и экспериментальных данных настоящей главы, разработана уточненная технЬлогическая схема прессования лубяных волокон порционным способом.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ приведены исходные требования и техническое задание на проектирование опытного образца пресса (функциональная схема представлена на рис.2), которые разработаны на основании данной работы.

Процесс прессования короткого лубяного, волокна осуществляется следующим образом. Волокно из бункера-накопителя I питающим транспортером 2 подается к уплотняющей паре 3 и загружается в вертикальный бункер 4, продолжением которого является приемная капера 5, с дном, выполненным в виде весового устройства 6. При поступлении в камеру заданного количества волокна подается сигнал на останов транспортера 2. Уплотняющая пара 3 продолжает вращаться, растягивает. слой и разрывает его. Плита 7 подпрессовщика под действием гидроцилиндра 8 перемещаясь вниз выталкивает волокно из бункера 4 в приемную камеру 5 и останавливается в нижнем положении. После чего прессующая плита 9, имеющая привод от гидроцилиндра 10, сжимает волокно в камере и проталкивает его за волокнодержатели II, которые удерживают его в сжатом состоянии при холостом ходе прессующей плиты. Б крайнем переднем положении плита воздействует на счетчик количества ходов и начинает движение назад, одновременно поднимается вверх плита 7 подпрессовщика. После достижения обоими плитами .крайних задних положений подается сигнал на включение питающего транспортера 2 и цикл повторяется.

При достижении кипой заданных размеров и плотности, что определяется счетчиком количества ходов прессующей плиты, она оста-

Функциональная схема пресса для формирования кип порционным спосоосн

навливается в переднем положении и вязальным аппаратом 12 кипа автоматически обвязывается четырьмя проволочными поясками. Через определенный промежуток времени после начала движения прессующей плиты 9 назад под действием гидроцилиндра 13 открываются замки 14, а затем гидроцилиндр 15 открывает упорную стенку 16.

Еыталкивание кип из камеры осуществляется при открытой упорной стенке 16 за счет поступления в неё очередных порций вновь формируемой кипы (всего в камера может разместиться две сформированных кипы). Специальное следящее устройство после выталкивания . кипы из камеры подает команду сначала на закрытие стенки 16, а затем замков 14. Цикл повторяется после достижения очередной кипой заданной плотности.

ВытолкАутая из камеры кипа по рольгангу 17 скатывается на весы 18, где определяется её масса и она маркируется.

Оглйчие прессования кип длинного лубяного волокна от короткого заключается в том, что закладка порций производится в камеру вручную, при этом с пресса демонтируют узел загрузки, обозначенный на рис.2 позициями 1,2,3.,4,7 и 8.

• В настоящее время проектирование опытного образца пресса ведет НПО ВНИИЛтёкмаш, а изготовление его намечено осуществить в 1994 году. Начало серийного производства планируется на 1995 год (предполагаемый изготовитель - Ивановский механический завод им. Г.К.Королева).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Пресса, используемые в промышленности первичной обработки лубяных волокон, формирующие кипу за один-проход прессующей плиты, морально и физически устарели, требуют больших затрат ручного труда: кипы, спрессованные на них имеют низкую плотность (в' среднем 200 кг/м3) и плохо поддаются механизированной разборке.

2. Экспериментально доказано к подтверждено производственными испытаниями, что кипы, спрессованные порционно, хорошо разбираются механизированным способом на линиях типа ПЛ-КЛ, при этом происходит уменьшение неровноты ленты в рулоне на 3-5 а время, затрачиваемое на разборку, сокращается в 1,5 раза.

3. Впервые теоретически выведена зависимость изменения осевого и бокового давлений по длине камеры переменного сечения со всеми

наклонными стенками, при этом все стенки могут иметь разные углы наклона, учитевяут«* лрпн^о-рзланнчзснр^ счсйстзя r-атернала и гео-иотп.'чес;:::" озг'йиа m*"jp,

-1. Получзнч уравнения избиения дявг»»ийЯ по длине кччзри по--сзизнного сечпнп.т с одной наклонно'.! стойкой и постоянного cwh»!:.*,

Га" РТКрМТСГС , Г" -': '' "-ртРРОГО ■ "" 70'-'.г -о г. - г, ■< ртттор г " ; .

i".*:: г^р, tira "cvpío рсполлзоглть плгг пр^-.^н'^счи'с тррзчзтол uíp

п-ро^рр-иря ~ ;')■■•■ ¡ ■ - -- ■ л- .-¡ г- - - - ■ ,. ,*■' " . .' : ":р: о . что пс;

уллл,-р;рг pr'^/py" " плот'1 -л.р':г!>;''° -.п- :то оронор-'нн!"-' fpp: криво:'; н гз 'з "i гг'-->::т ^т "гг11 -га?'тр.

6, в;р" , о по -,тз;р,ронрр ур.лл члллона иеп'р'о■.

стенки чон'гнгаг пло-н^ол ь pon п":!"^""-": , л ии^нсячность палснл .-рлллоррл по :'-рр-о горр ::рллз"р

'5, "eco? рр;* оор'л--ррол клр'ррр изрзнения освого

';а?ьг"г;;т па 'i.":1::; ::зрогр ': г:" с г '"■р!!!:>; о уиртс' лллр "лтнчоенлЛ '-".'>-пяз'гп коп пр:,;ррррррР

. Укс1;г"Р""'Ч ";->':ь!'0 лрклз'-р:, чол нор парппоннзм ппагр'р'ачм; п пгрого зтрр'тсг': типа ргрг:1 ippt- -.4:7:11.4 нагоупк:; [<<->-..

вается рэ рт-т г- ,'.: о'>зр, ч: о ^чзл" -о ;рс' ;0Ш'Р0сть про^р'рр! ?! копстпукпл1^ ко^ол-1

н , о " ' i - " , • лрр'злр 'оррс," :о тол' "л рл' ' ';-р'рр.г ' "< о" "

псрпии п интервале о л 0,5 ро 30 кг и р<:пннртол лонти о ру юно не':, i пос-толя л 'оногррм лаллзрл г- рорлра л качества волокит

о_ Бн.тг-'г'о, рго при 77¡e-;nnm'n рлоолт пср'тии с 5 до 30 -р-:сор:ррг<-т ППО "Г'ПСТТ- ГСИП оч:Р'лелоя с т-5 "о кг/пэ.

10. ¡тхоля на услоан" лоро:гт: pa.'píppao-'íocth кип, оптлк'л поног<-> ре'-п'.н рябо™".' пресса и лго Г'Р'!лгрт;;,.!К "ааррров (по •'.ni-конил с ЛПК-1!') масса псгр:ч: усттноп.-пча п 10 ::г.

11. Норлр.чсрзрипстъ распрзделоння нолст;р;а по оаъеру пипр, спроссо"анно.г! порционно. ?!еньт.з. чзм л типа::, спрсссовпннмч oíí-p-нк" спосс()гм, о v,cm сккпетельстгувт у:"?ньпеииз пелк'ииш ;уг'р:с!,-ррр1 поло"енип реппьногг» н?кт ол т>т-ести кип от г?с.»г>.трич9ского.

12. Пррссопанне короткого льняного полокна ч ка?лбрпх раг^и'тоо-го типа (открытая пгстолнн;ого н переменного сечения, закритас по-стоянного сечзчпл с неподвиг hipí juopon и г, подписной задней стенкой) , ncnana.no, что лчгче рсого добиться поточности процесса и о->ас-печить з.тдпнкут) пложозть прессования в ica'.'-ípc» аакрнтого типа порто-янного с^чания с подписной я.1дне11 стетсой.

13. Установлено, что из трех видов обвязочного итпрплг. (техническая веревка по ГССТ 1858-68, ипагат полипропиленовый и стальная термически обработанная проволока дн-^/отго" ?. уя.А нанмзш шее падение конечной плотности кип, но сравнению с плотностью в камере (1,3-1,4 раза) наблюдается при обвязке их проволокой. При этом создаются наиболее благоприятные условия для создания автоматического аппарата для обвязки кип, если рассматривать в качестве возможного прототипа аппарат для обвязки кип сено-соломистых материалов проволокой, устанавливаемый на прессах типа ПС-1,6.

14. Математическая зависимость между плотностью и удельным' давлением для пенькового волокна имеет такой г.е вид, что и для льняного волокна, хлопка, шерсти. Однако значение коэффициентов в уравнении для пенькового волокна отличны от значений их для льноволокна, хлопка и серсти.

15. Выявлено, что прессование трепаного'льна при давлении до I 'мПа с перегибом в срединной его части не влияет на выход чесаного льна и на разрывную нагрузку волокна,'как в мокром, так и в сухоу виде.

16. Изучение параметров кип, получаемых на серийных прессах И1-5УЫ, ГПВ-I и ЛПК-1И в совокупности с анализом способов обвязки применяемых в отрасли показало, что ГОСТ 7563-73, регламентирующий упаковку кип, по ряду положений вступил.в противоречие с реал; нш положением дел в отрасли и требует своего пересмотра.

17. Разработаны технологические схемы процесса прессования короткого и длинного лубяного волокна порционным способом.

18. Разработана принципиальная схема пресса, позволяющая механизировать и автоматизировать процесс прессования короткого вол oit на, отличительной особенностью которого является наличие бункера-накопителя с объемом не более I м3 и бункера, совмещающего функпи загрузочного и весового устройствузел разрыва слоя, автоматического обвязывающего аппарата, камеры постоянного сечения с открыт шейся задней стенкой и гидравлическим приводом рабочих органов.

19. Составлена заявка с исходными требованиями и техническое задание на проектирование опытного образца пресса гидравлического для лубяных волокон, внедрение которого обеспечивает годовой экономический эффект 183805 рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ (ПУБЛИКОВАНЫ

1. Ипатоз А.ТЛ., Бобкоз Г.Л. К вопросу о создании проходного пресса непрерывного действия для прессования льняного волокна // Методические рекомендации. Часть 3. -.Кострома, 1989,- С.65-67.

2. Бобков Г.Л., Ипатов A.M. Формирование кип порционным спосо-■бс:-< // Технические культуры.- IS90.- Р 5.- С.33-34.

3. Бсбксз Г.Л., "патов A.M. Разработка автоматизированного поточного пресса для короткого волокна / Костромской технологич. пп-т.- Кострома, 1951.- 14 с. - Деп. з ЦМШПЗПлзгпром 02.09.91., Г? 3362.

4. Бобкоз Г.Л., 1!патез A.M. Разработка новой конструкции пресса для льноволокна-'// Отчет по НИР I? 21-БНИ-06 / Костромской технологич. нн-т; Руководитель Платов A.M.- Инв.Р 02890022990.-' Кострома, 1968.- С.2-17.

5. Бобков Г.Л., Ипатов A.M. Разработка проходного пресса непрерывного действия для прессования льняного волокна // Отчет по НИР 21-БНИ-85 / Костромской технологич. ин-т; Руководитель Ипатов A.M.- Инв.З 02900025314,- Кострома, 1939.- C.3I-38. *

6. Бобков Г.Л., Ипатов A.M. Разработка конструкции проходного пресса для короткого волокна // Отчет о HIP / Костромской технологич. ин-т; Руководитель Ипатоз A.M. - Г.Р.Р_01900030034,- Кострома, 1990,- 123 с.

7. Пояснительное реиение по заявке Р 4871819/13 от 03.(77.90. Устройство для обвязывания тюков проволоке!!'/ Г.Л.Бобков, A.M.Платов, А.Н.Пигалов.

8. Положительное решение по заявке Р 4931819/13 от 03.СГ7.90. Пресс для прессования волокнистых материалов / Г.Л.Бобков, А.П.Платов, А .'Н.Пип ров, Е.Л.Папин.