LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка технологічного процесу одержання короткого лляного волокна підвищеної якості

вузлів і робочих органів запропонованої експериментальної установки для одержання короткого волокна підвищеної якості.

Теоретично обґрунтовано вибір найбільш раціональної форми робочих органів живильно-потоншувального механізму. Крім відомих форм, таких як кілки, голки, зубці, запропоновано удосконалені робочі органи, які дозволяють не тільки відокремлювати кострицю від волокна, а й розділяти волокнисті комплекси безпосередньо в живильно-потоншувальному механізмі. Визначено, що для підвищення показників якості волокна на виході з живильно-потоншувального механізму найбільш оптимальною є гарнітура барабанів у вигляді площинно-конусних кілків.

Також розраховано глибину „мертвої зони" в живильно-потоншувальному вузлі експериментальної установки (рис. 2).


Рис. 2. Глибина „мертвої зони" в живильно-потоншувальному вузлі


Виходячи з цих розрахунків, конструктивно прийнято діаметри кілкових барабанів і витяжних вальців, які забезпечують нормальні умови втягування та потоншення волокна.

Глибина мертвої зони визначалася за формулою:

де L – відстань між осями кілкового барабана і витяжної пари;

ℓ – відстань від точки контакту кілків до їх осі.

Величини L і ℓ можна виразити через діаметри кілкового барабана та витяжного вальця:

Для подальшого руйнування зв'язку між деревиною та волокном і видалення зв'язаної костриці потоншений шар відходів тіпання запропоновано обробляти на дослідній м'яльній машині з п'ятьма парами дрібнорифлених вальців. Прототипом даної машини було обрано лабораторну м'ялку ЛМ-3, яка застосовується для виділення непошкодженого лляного волокна під час визначення його розривного навантаження.

Оскільки важливим показником якості короткого волокна, підготовленого до подальшої переробки в прядінні, є ступінь паралелізації, було сконструйовано паралелізатор і введено його до складу експериментальної установки, а також здійснено розрахунок параметрів робочих органів цього вузла технологічної лінії.

При плануванні експерименту використовували математичний апарат регресійного аналізу. Недоліком однофакторних методів дослідження є той факт, що залишаються невиявленими ефекти взаємодії факторів, які характеризують їх спільний вплив. Для вивчення взаємної дії факторів на ступінь паралелізації короткого волокна найбільш коректним є проведення експерименту за допомогою апріорного ранжування факторів, яке ґрунтується на ранговій кореляції.

Проведений теоретичний аналіз дозволив визначити домінуючі змінні фактори, які впливають на ступінь паралелізації короткого лляного волокна. Це частота обертання верхнього кілкового барабана х1, крок кілків по колу кілкового барабана х2, х3 крок кілків по довжині кілкового барабана.

Математичну модель другого порядку отримано шляхом реалізації центрального композиційного рототабельного планування, що складається з реплік типу 23, шести „зоряних" точок і шести центральних точок.

Інтервали варіювання і нульові точки обрані з технологічних міркувань і наведені в табл. 1.

Таблиця 1

Рівні й інтервали варіювання факторів

Фактори

Рівні варіювання

Інтервал

варіювання


-1,68

-1

0

+1

+1,68


х1 – частота обертання верхнього кілкового барабана, хв-1

72

140

240

340

408

100

х2– крок кілків по колу кілкового барабана, мм

13,04

15

21

27

8,36

6

х3 – крок кілків по довжині кілкового барабана, мм

15,92

10

15

20

24,08

5


Завдяки використанню методів планування та математичної обробки результатів експерименту отримано математичну залежність показника ступеня паралелізації короткого волокна від вищезазначених факторів, що має вигляд:

Y = 78,76 + 8,86х1 + 5,76х2 + 1,94х3 +1,38х1х2 + 1,25х1х3 – 1,00х2х3 +

+ 1,84х12 + 0,02х22 + 1,34х32

(7)

Перевірку гіпотези про однорідність дисперсій у дослідах матриці було здійснено за допомогою критерію Фішера. Розрахункове значення критерію Фішера GR дорівнює 1,68, а табличне GТ становить 4,82.

В зв'язку з тим, що розрахункове значення критерію виявилося меншим, ніж табличне, гіпотеза про адекватність одержаного рівняння не відхиляється.

Аналіз математичної моделі показав, що вплив усіх трьох факторів на ступінь паралелізації є значимим, але найбільший вплив має фактор х1 – частота обертання верхнього кілкового барабана.

Таким чином, теоретично обґрунтовано послідовність технологічних операцій, що здійснюються на експериментальній установці з переробки відходів тіпання. Крім того, визначено і розраховано швидкісні параметри робочих органів обладнання, яке входить до складу нової технологічної лінії. На основі проведених розрахунків розроблено кінематичну схему експериментальної установки для одержання короткого волокна з відходів тіпання.

У четвертому розділі наведенорезультати експериментальних досліджень процесу одержання короткого лляного волокна, здійснено перевірку теоретичних розрахунків і визначено основні залежності показників якості волокна від параметрів обробки на експериментальному обладнанні. Його відмінність від типових куделеприготувальних агрегатів полягає в тому, що змінено конструкцію живильника, м'яльної машини і додатково введено пристрій для паралелізації волокон. За рахунок застосування експериментальної м'яльної машини та паралелізатора з кілками, які переміщуються всередину барабана завдяки зміщенню центра їх обертання відносно осі цього барабана, відпадає необхідність у використанні тіпальної частини куделепрготувального агрегату.

Попередні дослідження, які було здійснено на комплекті кілкових барабанів з прямими кілками, показали, що не вся відокремлена костриця виводилась із зони обробки, а також спостерігалося намотування волокна на барабани. У зв'язку з цим було змінено кут нахилу кілків, що дозволило запобігти намотуванню волокна та сприяло видаленню вільної костриці. Математичні розрахунки та обґрунтування вибору кута нахилу кілків наведено в розділі 3.1 дисертаційної роботи.

Процес одержання короткого волокна з відходів тіпання за новою технологією здійснюється в такій послідовності. Відходи тіпання пневмотранспортом подаються на трясильну машину, з якої шар волокна надходить в живильно-потоншувальний механізм. Там відбувається потоншення шару волокон і їх витягування в комплекті кілкових барабанів з витяжними вальцями. Витягування і розпрямлення волокон у шарі здійснюється за рахунок різниці швидкостей верхнього та нижнього кілкових барабанів, оскільки верхній кілковий барабан має в два рази більшу швидкість обертання.

Як показали дослідження, для