LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Наукові основи ресурсозберігаючих технологій переробки відходів натуральних шкір у матеріали та вироби взуттєвого виробництва

ковзання, і не буде відбуватися вільне укладання його по конфігурації профілю. Таким чином, зусилля, що забезпечують защемлення матеріалу на вершинах гребенів, повинні завжди перевищувати зусилля розтягу при деформуванні. Співвідношення цих сил залежить як від коефіцієнта тертя між шкірою і гребенями, так і від геометричних параметрів профілю гребенів: кроку виступів, кута профілю.



Рис. 11. Технологічні пристрої для розволокнення волокнистої структури шкіри:

а – гребінчастий пристрій для розтягу матеріалу; б – валковий пристрій прохідного типу з розтягу і стиску матеріалу; в, г – валкові пристрої двохосьового розтягу матеріалу; д – голкофрезовий подрібнювач шкіри


(32)


де f – стріла прогину матеріалу, м; f1 – коефіцієнт тертя шкірматеріалу по поверхні гребенів hш, товщина шкіри, м.

Як видно з (32), крок гребенів, у свою чергу, залежить від кута профілю b, а кут профілю гребенів має бути таким, щоб при деформуванні матеріалу в ньому генерувалася необхідна ефективна технологічна деформація e1. Дуже важливим технологічно-конструктивним параметром пристрою є кут профілю гребенів b, при якому буде забезпечене створення в матеріалі необхідної відносної деформації e1 при обробці матеріалу між двома гребінчастими поверхнями. У момент торкання гребенів поверхнею шкіри вона розташовується на вершинах гребенів, крок яких дорівнює t. Після деформування шкіра розтягнеться й укладеться по конфігурації профілю гребенів. Тоді кут профілю b може бути визначений з рівняння:

. (33)

На рис. 12, а наведена залежність кута профілю b від значення ефективної технологічної деформації розтягу (стиску) e1. Знаючи кут профілю, можна визначити залежність кроку t гребенів (рис. 12, б). Однак локально, на вершинах гребенів при деформації, крім чистого розтягу шкіряного матеріалу, буде також відбуватися його згин, який залежить від оптимального радіусу закруглення вершин і западин гребенів: r = hп / 2e1.


а) б) в)

Рис. 12. Залежність кута профілю b (а) та кроку гребенів t (б) від значення ефективної технологічної деформації e1, та найбільш раціональне співвідношення між кроком гребенів t, кутом профілю гребенів b і рівнем ефективної технологічної деформації e1, яку генерує в структурі шкіри гребінчастий технологічний пристрій


На рис. 12 в представлена поверхня найбільш раціонального співвідношення між кроком виступів t, кутом профілю b та рівнем ефективної технологічної деформації e1, яку генерує в структурі шкіри гребінчастий технологічний пристрій.

В технологічнихвалкових пристроях прохідного типу (рис. 11, б), які реалізують розволокнення структури розтягу і стиску, розволокнення структури шкіри досягається тим, що волокниста структура піддається деформуванню послідовно в два етапи. Пристрій для розволокнення натуральних шкір (рис. 11, б) має у своєму складі швидкообертовий ротор 1, змонтований усередині нерухомого корпусу 2, що має завантажувальний патрубок 3 з живильними валками 4 і 5, виконаними у твірній гребінчастого типу з кутом профілю b. Розрахункова схема складного деформування шкіряного матеріалу в прохідних валках представлена на рис. 13.



а) б)

Рис. 13. Розрахункова схема складного деформування шкіряного матеріалу в прохідних валках (а) та залежність радіусу валка (б) від ефективної технологічної деформації стиску e2 натуральної шкіри хромтанідного дублення для низу взуття при висоті профілю: hЗ = 5 мм (криві 1-3) та висоті профілю hЗ= 2,5 мм (криві 4-6)


Матеріал входить в зону обробки з початковою товщиною при куті , а виходить із зони з залишковою товщиною . Відповідно до схеми обробки матеріалу, його деформування в гребінчастих валках можна з деякими допущеннями розбити на дві стадії (рис. 12). На першій стадії відбувається розтяг матеріалу між двома виступами одного валка і гребенями іншого валка зі згином матеріалу на вершинах гребенів при обертанні валків від кута до 0, до деформації розтягу e1, формула (20).

На другій стадії відбувається стиск шкіряного матеріалу між бічними поверхнями гребенів на ділянці повороту від кута до 0.

Отримане значення відносної деформації стиску eст, яку забезпечують конструктивні особливості валкового пристрою і яке повинно бути не менше, ніж значення ефективної технологічної деформації стиску , формула (20), що викликає найбільш раціональне розволокнення попередньо витягнутої волокнистої структури шкіри, пов'язано з радіусом валків залежністю:


. (34)


На рис. 13, б наведена залежність радіусу валків від значення ефективної технологічної деформації стиску натуральної шкіри хромтанідного дублення для низу взуття, при таких фізико-механічних властивостях шкіри: ЕМ = 23,69 МПа, nМ = 0,423, n23 = 0,434, Е1 = 33,41 МПа. Встановлено, що для перекриття всього діапазону ефективної технологічної деформації стиску необхідно, при висоті профілю h = 2,5 мм, виконувати валки діаметром не менше, ніж 50 мм, що дозволяє проводити розслаблення структури шкіри в діапазоні всієї номенклатури товщин. При цьому значення ефективної технологічної деформації стиску змінюється шляхом зміни зазору між робочими валками. При висоті профілю h = 5 мм діаметр валків, виходячи з тих самих розрахунків, повинен становити не менше, ніж 75 мм. Аналогічні результати отримані для шкір хромового дублення та шкір комбінованого дублення для верху взуття. В результаті аналізу визначено діапазон технологічних та конструктивних параметрів валкових пристроїв, що забезпечують перекриття діапазону товщин та номенклатури натуральних шкір хромового та комбінованого дублення для верху та низу взуття. Отримані в дисертації аналітичні залежності пов'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами валкового технологічного устаткування, що дозволяє оптимізувати ці параметри, з метою забезпечення мінімального споживання потужності для розволокнення шкіри.

Технологічний барабанний пристрій розволокнення структури щільних волокнистих матеріалів (рис. 11, в) реалізує розволокнення структури шкіри методом розтягу та зсуву.

В технологічномувалковому пристрої, (рис. 11, г) реалізується розволокнення структури двохосьовим розтягом.

В роботі запропонованоголкофрезовий подрібнювач шкіри з попереднім розволокненням структури зубчастими валками (рис. 11, д) за рахунок того, що під дією зубців відбувається часткове руйнування зв'язків між волокнами шкіри.

Увалковому пристрої, зображеному на рис. 11, е, також ослаблення волокнистої структури шкіри відбувається за технологічною схемою розтягу та зсуву.

Розроблені в дисертації наукові основи визначення раціональних технологічних параметрів пристроїв для розволокнення шкіряних матеріалів дозволили отримати аналітичні залежності, які пов'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами технологічного устаткування, що створюють заданий напружено-деформований стан у