LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

вирішення компромісної задачі між продуктивністю й енергоспоживанням.

Четвертий етап технологічних досліджень був присвячений заключному етапу процесу розволокнення попередньо ослабленого матеріалу. Розволокнення шкіряного матеріалу здійснювалося за допомогою дискової голкофрези, що оберталась з постійною частотою w0 = 262 c1 (n0 = 2500 об/хв), діаметром D = 0,11 м. При цьому оцінювався вплив основних технологічних показників, таких, як число проходів шкіряного матеріалу через валковий пристрій і величина подачі його у зону розволокнення на структурно-статистичний розподіл одержуваних волокон за довжинами.


Рис. 15

На рис. 15 наведені теоретичні залежності технологічних деформацій , при яких відбувається найбільш раціональне розволокнення структури шкіри хромтанідного (крива 1), шкіри хромового дублення (крива 2) і шкіри комбінованого дублення (крива 3), і забезпечується одержання заданої довжини волокна, при ступені розволокнення x = 0,637,

що відповідає статистичному щільному упакуванню волокон у гексагональну щільну решітку. Теоретичні залежності побудовані за значеннями деформацій, визначених з рівняння (20) і віднесених до значень деформацій, що відповідають границям міцності досліджених шкір . З представлених на рис. 15 кривих були визначені значення ефективних технологічних деформацій стиску , що забезпечують одержання заданої довжини волокна.

При визначених у такий спосіб ефективних значеннях технологічних деформацій було проведене ослаблення шкіряних полотен і наступне розволокнення після одного, трьох і п'яти циклів повторної обробки у валковому пристрої, при коловій швидкості валків V = 0,050 м/с.

На рис. 16, як приклад, наведені гістограми розподілу (криві 1) і графіки теоретичної частоти для закону нормального розподілу (криві 2) довжин волокон l0, отриманих після розволокнення шкіри комбінованого дублення для верху взуття, за один прохід матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, а), за три проходи матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, б) і після п'яти проходів матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, в) при найбільш раціональних значеннях ефективної технологічної деформації стиску .

Гістограми і криві нормального розподілу на рис. 16 побудовані на основі результатів статистичної обробки 600 вимірів довжини волокон l0, для кожного вищенаведеного режиму обробки у валковому пристрої.


Рис. 16


Аналіз отриманих результатів, наведених на рис. 16, показує, що після одного циклу ослаблення структури шкір у валковому пристрої найбільш імовірне одержання коротких волокон довжиною м – для шкіри комбінованого дублення; м – для шкіри хромтанідного дублення; м – для шкіри хромового дублення для верху взуття. Гістограми розподілу довжин волокон , усіх без винятку досліджених шкір, характеризуються лівосторонньою асиметрією із зсувом убік коротковолокнистої ділянки. Волокон довжиною більше (8...10)10-3 м практично не спостерігалося.

Після розволокнення шкіряних полотен, що пройшли триразову обробку у валковому пристрої розволокнення структури, одержуємо переважно волокна довгої фракції. Найбільш імовірна довжина волокон при цьому склала

м – для шкіри комбінованого дублення;

м – для шкіри хромтанідного дублення;

м – для шкіри хромового дублення. Гістограми і криві нормального розподілу майже збігаються. Асиметрія емпіричних функцій розподілу практично відсутня або знаходиться в межах відносної похибки експериментів (gmax = 8,5 %).

Після п'ятикратної обробки у валковому пристрої розволокнення структури маємо ще більше зміщення розмірів одержуваних волокон в бік довговолокнистої фракції. Найбільш імовірні довжини волокон склали:

м – для шкіри верху комбінованого дублення;

м – для шкіри верху хромового дублення;

м – для шкіри хромтанідного дублення.

Гістограми розподілу довжин волокон, при цьому режимі розволокнення, мають правобічну асиметрію, з перевагою довговолокнистої фракції, частка волокон довжиною більше мм складає в середньому 25...30 %. При цьому режимі розволокнення практично відсутні волокна довжиною, меншою за м.

На рис. 17 наведені залежності довжини волокон `l0, отриманих у результаті розволокнення шкір, від кількості циклів Nц їх попередньої обробки у валковому механізмі розволокнення структури. П'ятициклова обробка структури шкіри у валковому пристрої приводить до зростання найбільш імовірного значення довжини волокна `l0 у середньому всього на 10 %, порівняно з трицикловою обробкою. Правда, при цьому частка довговолокнистої фракції ( мм) збільшується у середньому з 50 % після трициклової обробки до 65 % після п'ятициклової обробки у валковому пристрої. З рис. 17 також видно, що подальша обробка шкір у валковому пристрої не приведе до істотного збільшення довжин одержуваних волокон. Компроміс, як видно, варто шукати на межі між кількістю циклів обробки, що збільшує вартість технологічної операції розволокнення структури шкіри, і часткою довговолокнистої фракції, що визначає вартість майбутнього виробу з волокон. Наприклад, одержання устілкового картону можливе при перевазі коротковолокнистої фракції, а для цього досить одноциклової обробки шкіряних відходів у валковому пристрої розволокнення структури, що значно знижує енерго- і трудовитрати на одержання вторинного волокна.

Аналогічно, за описаною методикою було проведено дослідження впливу подачі S шкіряного матеріалу в зону голкофрезування. На рис. 18 представлені залежності найбільш імовірного значення довжин волокон `l0 шкір, що пройшли триразову обробку у валковому пристрої розволокнення структури, від величини подачі S шкіряного матеріалу в голкофрезовий пристрій розволокнення для шкіри хромтанідного дублення (крива 1), для шкіри хромового дублення (крива 2), для взуття комбінованого дублення (крива 3). Аналіз отриманих залежностей (рис. 18) показує, що величина подачі впливає на довжину одержуваних волокон. Для усіх без винятку кривих спостерігається екстремум, що відповідає подачі S = 0,0018 м/об. Так, в інтервалі подач S = 0,0006...0,0018 м/об найбільш імовірна довжина волокна збільшується для шкіри хромтанідного дублення (крива 1 на рис. 18) з l0 = 5,8510-3 м до l0 = 7,410-3 м, тобто більше, ніж на 26 %.

Для шкіри хромового дублення (крива 2 на рис. 18) довжина волокна збільшується з l0 = 6,310-3 м до l0 = 8,310-3 м, тобто більше, ніж на 31 %. Для шкіри комбінованого дублення (крива 3 на рис. 12) довжина волокна в зазначеному інтервалі подач збільшується з l0 = 6,810-3 м до l0 = 8,210-3 м, тобто більше, ніж на 20 %. При цьому слід зазначити, що із збільшенням величини подачі збільшується частка довговолокнистої фракції, у середньому, з 50 % при подачі S = 0,0006 м/об до 62 % при подачі S = 0,0018 м/об.



Рис. 17Рис. 18


Подальше збільшення подачі викликає зниження найбільш імовірних значень довжин волокон в середньому на (15...17) %. При цьому при подачі S = 0,003 м/об (окружна швидкість валків V = 0,125 м/с) спостерігається поява нерозволокнених дрібних ділянок шкір у вигляді гороху геометрично неправильної форми. Це явище більш характерне