LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи технологічних процесів одержання модифікованого лляного волокна

зчеплення.


Від співвідношення показників сили розтягування Ррозт та сили зчеплення між шарами луб'яного волокна К залежить подальший технологічний процес обробки.

Умови рівноваги К = Ррозт:

(20)

При K > P волокно буде безперечно розірване, при відбудеться відокремлення. Отже, щоб досягти рівноваги, слід добиватися зламування елементів деревної частини трести на дільниці з довжиною

L злам = (21)

Така довжина носить назву критичної (Lкр). З точки зору технології первинної обробки луб'яних волокон необхідно досягати подрібнення деревної частки стеблин, зберігаючи волокно непошкодженим. Тому процес руйнування трести слід організувати таким чином, щоб значення показника сили зчеплення К було меншим за силу розтягування: К < Ррозт або Lзлам < Lкр

Lзлам < (22)

Наведені вище залежності відносяться до аналізу різних способів механічного руйнування стеблин луб'яних рослин. Вони можуть бути базою для розрахунків устаткування. В технології одержання модифікованих лляних волокон слід також враховувати вплив фізико-механічних чинників, які обумовлюють проведення технологічного процесу переробки. Серед таких чинників – послідовність операцій руйнування стеблин, як цілісної конструкції. В цьому випадку місце розміщення плющильного вузла в технологічній лінії має особливе значення. М'яття цілих непошкоджених стеблин найчастіше призводить до розривання волокон.

Як зазначено вище, організація технологічного процесу руйнування деревної і волокнистої частин стебла трести, вибір устаткування і режимів обробки залежать від жорсткості сировини, яка функціонально пов'язана з модулем пружності матеріалу і моментом інерції перерізу стебла відносно нейтральної осі. Внаслідок плющення жорсткість стеблин трести значно зменшується і майже миттєво відбувається перерозподіл сил (рис.10).

Жорсткість стеблини обумовлюється її діаметром і може бути визначена за формулою: ЕІ = 0,05 d4, (23)

де Е – модуль пружності матеріалу, Па;

І – момент інерції перерізу відносно нейтральної осі, м4;

d – діаметр стеблини, м.


а) б) в)

Рис.10. Загальний вигляд структури стебла трести (а)

та його моделі до (б) і після плющення (в)


Жорсткість деревної і волокнистої частин стебла лляної трести суттєво відрізняються. Кількість подвійних згинань до повного руйнування при рівноважній вологості волокон 12% дорівнює: для деревної частини – 1500, а для лляного волокна – 13500.

Діаметр стебел трести при плющенні може бути основною характеристикою сировини при розробці технологічних режимів модифікації лляного волокна. З агротехніки вирощування льону відомо, що діаметр стебла лляної соломи залежить від густоти посівів і сорту льону-довгунця.

В дисертаційній роботі представлена наукова концепція розробки оптимальних режимів плющення з метою модифікації лляних волокон на основі значень діаметра стебел лляної трести. Залежно від діаметра стебел вибираються оптимальні значення модуля пружності і тиску плющильних валків на сировину. Таким чином, одним з напрямків механічної модифікації лляних волокон в процесі плющення є вибір сировини певного сорту і діаметра та створення на цій основі оптимальної технології. Щоб керувати процесом руйнування стебла трести при збереженні якості волокна, слід визначати жорсткість стебел. Діаметр стебел є регульованою величиною, якою можна варіювати: вирощувати льон певного діаметра з врахуванням густоти посівів або вибирати умови обробки стебел. На основі теоретичних і експериментальних досліджень встановлені оптимальні значення модуля пружності і тиску плющильних валків на сировину для одержання модифікованих лляних волокон.

Більш глибинні перетворення сировини відбуваються на стадії куделеприготування, де здійснюється глибоке очищення волокон льону від деревних залишків, руйнування луб'яних жмутів, подрібнення, витягування і потоншення. Встановлено, що в штапельній діаграмі довжина волокон, які утворюються внаслідок механічної обробки відходів тіпання, залежить від швидкості руху волокнистої сировини у вузлах живлення при її транспортуванні в тіпальних машинах КПА. На основі теоретичного аналізу і створення моделі руху волокнистого продукту в процесі витягування шару відходів тіпання встановлено закономірність зміни якості волокон в процесі їх обробки в окремих вузлах КПА. Характер зміни довжини волокон, що входять до складу штапелю, при обробці їх у витягувальній парі, зображено на рис.11.

У п'ятому розділі подана розробка технологій модифікації лляних волокон. Процес отримання високоякісного короткого волокна з відходів тіпання на льонозаводах має складатися з таких операцій:

  • попереднє збагачення відходів тіпання у трясильній машині;

  • підсушування збагачених відходів тіпання в сушильній машині;

  • трясіння на другій трясильній машині;

  • формування шару у шароформуючому механізмі;

  • обробка шару підсушених відходів на м'яльній та тіпальній машинах куделеприготувального агрегату (КПА);

  • остаточне очищення на третій трясильній машині.

Попереднє збагачення відходів тіпання на першій трясильній машині зводиться до зниження вмісту в них вільної, незв'язаної з волокном костриці, що полегшує наступні операції механічної обробки їх на куделеприготувальному агрегаті. Закостриченість відходів після першої трясильної машини зменшується. з 260-280% до 140-160%, а їх маса зменшується майже у 1,4 рази.

Для поліпшення умов руйнування присушистої костриці в м'яльній машині відходи тіпання підсушують, в результаті вологість відходів тіпання знижується з 12 до 6-7%, що спричиняє зростання жорсткості і ламкості костриці. Гнучкість волокна після підсушування майже не змінюється. Внаслідок цього спрощується руйнування і видалення костриці з маси відходів тіпання при їх подальшій механічній обробці.


Рис.11. Схема дроблення штапелів волокон льону в процесі витягування шару


Після сушіння відходи тіпання знову обробляють на трясильній машині, в результаті закостриченість їх знижується до 120-130%. Повторна обробка відходів на трясильній машині потрібна також і для вирівнювання шару за товщиною перед його потоншенням. Формування шару необхідної щільності проводиться у спеціальному шароформуючому механізмі. При цьому відбувається розпрямлення волокон і часткова паралелізація. Волокна орієнтуються певним чином по відношенню до вальців м'яльної машини. Якщо шар не вирівнювати за товщиною, то подальші операції м'яття і тіпання будуть малоефективними.

В процесі м'яття відбувається зламування та подрібнення деревини, порушення зв'язку між волокном та деревиною в стеблинах низькосортної трести і часткове видалення подрібненої і відокремленої костриці.

Операція тіпання відходів призначена для інтенсивного знекостричення волокна. Проте на відміну від тіпання довгого волокна, де відбувається повне знекостричення, при тіпанні відходів необхідно порушити зв'язок між деревиною та волокном у пасмах, що важко обробляються. Остаточне очищення короткого волокна від деревини відбувається на трясильній машині, яка встановлюється останньою у складі куделеприготувального агрегату.

Процес