LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ проектування обладнання для подрібнення відходів термопластичних і гумових матеріалів легкої промисловості

обладнання для подрібнення полімерів з оптимальними або близькими до них параметрами.

Об'єкт дослідження - проектування наукоємного обладнання для подрібнення відходів термопластичних і гумових матеріалів легкої промисловості.

Предмет дослідження - обладнання для подрібнення відходів термопластичних і гумових матеріалів легкої промисловості з прогнозованими характеристиками.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження базуються на основних положеннях технології виробництв легкої промисловості і переробки полімерних матеріалів, теорії математичного моделювання, фізики і механіки полімерних матеріалів, теоретичної механіки, механіки твердого тіла. Експериментальні дослідження процесів подрібнення відходів термопластичних і гумових матеріалів взуттєвого виробництва проведено на спеціально розроблених експериментальних установках: роторно - ножовій дробарці і екструдерному подрібнювачі, з використанням комп'ютерних засобів реєстрування даних вимірювань, методів математичного планування експериментів. Аналіз експериментальних даних виконано за допомогою методів математичної статистики. Дослідження властивостей полімерних матеріалів виконано на створених експериментальних установках з дотриманням вимог відповідних стандартів.

Наукова новизна одержаних результатів:

- вперше створені наукові основи розробки наукоємного обладнання для цільового подрібнення відходів термопластичних і гумових відходів з метою подальшого використання у виробництві виробів легкої промисловості на основі дослідження фізико-механічних властивостей матеріалів, що підлягають подрібненню, вивчення кінетики потоків матеріалів в робочому просторі обладнання і математичного моделювання процесів взаємодії матеріалів з робочими органами в полі механічної і теплової дії;

- вперше показано, як на основі розгляду закономірностей впливу на полімерний матеріал поля механічних сил, що створюється робочими органами обладнання для подрібнення і теплової дії можна прогнозувати кінцевий результат у вигляді дисперсності матеріалу, силових взаємодій і енергетики процесу подрібнення;

- вперше, на основі системного аналізу обладнання для подрібнення, розроблено узагальнену класифікаційну систему, яка охоплює всі можливі структурні схеми матеріальних потоків в подрібнювачах і дозволяє прогнозувати технологічний результат;

- створені нові математичні моделі критичного стану полімерних матеріалів в полі дії механічних сил і температури, які дозволяють враховувати вид напруженого стану матеріалу, швидкість деформування і температуру для прогнозування процесу його руйнування при різних технологічних умовах;

- вперше створені математичні моделі для кількісного відображення накопичення поверхні руйнування полімерних матеріалів при подрібненні, які враховують властивості матеріалів, технологічні і конструктивні параметри подрібнюючого обладнання;

- вперше розроблені математичні моделі процесів подрібнення полімерних матеріалів в роторних дробарках і екструдерах, які дозволяють прогнозувати результат технологічної дії на матеріал та отримувати детальну інформацію про внутрішні параметри процесу подрібнення, на основі якої можна здійснювати розрахунок раціональних конструкцій подрібнювачів і робити вибір оптимальних технологічних режимів їх роботи;

- розроблені вимоги і рекомендації щодо створення нових технологічних процесів подрібнення полімерних відходів легкої промисловості та проектування обладнання для їх реалізації;

- запропоновано методи проектування основних елементів конструкції роторних дробарок і екструдерів для подрібнення відходів еластомірів, які враховують технологічні обмеження параметрів процесу подрібнення і міцність робочих органів.

Практичне значення одержаних результатів:

- на основі результатів математичного моделювання і експериментальних досліджень розроблені науково обґрунтовані алгоритми створення обладнання для переробки відходів полімерів шляхом подрібнення з можливістю прогнозування технологічного результату. Створено програми для ПЕОМ, які дозволяють розрахувати раціональні конструктивні і технологічні параметри обладнання для подрібнення відходів полімерних матеріалів;

- розроблено практичні рекомендації щодо вибору конструктивних схем подрібнювачів, визначення діапазону технологічних параметрів, які забезпечують необхідний кінцевий результат;

- з використанням результатів досліджень процесу подрібнення відходів термопластичних матеріалів взуттєвого виробництва визначені конструктивні вимоги і технологічні режими роботи роторних дробарок, при яких забезпечується мінімальний розкид середніх розмірів часток кінцевого продукту, що дає можливість підвищення вмісту вторинного матеріалу до 40% при його використанні для лиття підошов в суміші з первинним;

- з використанням аналітичних і експериментальних досліджень процесу подрібнення гумових відходів в екструдерах визначені їх конструктивні параметри і технологічні режими, при яких забезпечуються мінімальні енерговитрати, і одержання порошків гуми з високорозвиненою поверхнею, що є основною вимогою для використання їх в якості наповнювачів в сумішах з іншими полімерними матеріалами, для виготовлення деталей взуття;

- розроблено технічні завдання для проектування технологічних процесів подрібнення відходів полімерів з врахуванням фізико-механічних властивостей, геометричних розмірів і кількості відходів;

- розроблено і впроваджено у виробництво обладнання для переробки відходів гуми на ПП "ОЛЬГА", м. Біла Церква. Технологія переробки полягає в трьох стадійному подрібненні відходів за схемою: дискові ножиці – роторна дробарка – екструдер і подальшому використанні гумової крихти для виготовлення гумовотехнічних виробів. При використанні результатів досліджень вдосконалено технологічний процес переробки відходів термопластичних матеріалів для литва підошов за допомогою роторної ножової дробарки на Хмельницькій взуттєвій фабриці "ВЗУТЕКС". Вдосконалення полягає в оснащенні роторної дробарки додатковим пристроєм завантаження матеріалу, який забезпечує підвищення продуктивності, якості подрібнення і зниження енерговитрат. Підвищення якості полягає в вирівнюванні дисперсного складу крихти пластифікованого ПВХ, що на 85% складається з часток розміром 3...4 мм. Вдосконалення дало змогу підвищити вміст подрібнених відходів в суміші з первинним матеріалом з 10 до 40%;

- практична цінність отриманих результатів підтверджена трьома деклараційними патентами на винахід;

- результати дисертації використовуються в навчальному процесі.

Особистий внесок здобувача полягає у виборі теми дисертацiї, предмету і методiв дослiджень, постановцi та вирiшеннi основних теоретичних i експериментальних завдань. Автором створено новий напрямок у теорiї проектування обладнання для переробки відходів полімерів шляхом подрібнення з можливiстю