LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Удосконалення процесу тіпання льону із застосуванням вібраційних дій

трести та вихід довгого волокна визначали за ГОСТ 2975-73 "Треста льняная", ГОСТ 24383-89 "Треста льняная. Требования при заготовках", ДСТУ 4149:2003 "Треста лляна. Технічні умови", а масову частку недоробки, розривне навантаження та гнучкість одержаного тіпаного волокна – згідно з ДСТУ 4015-2001 "Лён трёпаный. Технические условия".

У підрозділі 2.2 наведено опис об'єкта досліджень – процесу тіпання лляного сирцю з використанням вібраційних дій та передбачуваних ефектів, обумовлених цими діями.

При огинанні шаром сирцю льону закругленої крайки била тіпального барабану костриця може частково відокремлюватися від волокна під дією сил інерції. В зв'язку з цим було розглянуто можливість створення в шарі матеріалу сил інерції, що виникають під час коливань, з метою забезпечення повного відділення костриці від волокна (рис. 1).


Рис. 1. Сили, що діють на елемент костриці під час поперечних коливань волокна


Як видно з рис. 1, у даному випадку сили інерції, що можуть сприяти видаленню костриці, спрямовані практично перпендикулярно силам натягу волокна і не повинні призводити до додаткових обривів волокна. Крім того, застосування вібраційних дій під час тіпання сирцю льону матиме багато переваг, основні з яких охарактеризовано нижче.

По-перше, поперечні коливання шару матеріалу під дією вібрації створять інерційні впливи, що сприяють видаленню вже відділеної від волокна костриці, яка знаходиться в шарі матеріалу. Це, у свою чергу, спричинятиме збільшення швидкості очищення волокна. Слабко зв'язана з волокном костриця також може бути відділена під дією цих сил інерції.

По-друге, застосування вібраційних дій дозволить збільшити швидкість огинання шаром матеріалу робочої крайки за допомогою поздовжніх коливань шару. У результаті цього сили інерції, що відділяють кострицю, зміняться пропорційно квадрату зміни кутової швидкості обертання барабана. При досить високих частотах обертання і малих амплітудах коливання збільшення сил натягу волокна, викликане зростанням сил тертя у фазі збільшення швидкості руху сирцю відносно бильної планки, може компенсуватися у фазі зменшення відносної швидкості значним падінням сил тертя.

По-третє, вібрація змінює характер сил тертя і полегшує обробку ділянок трести з присушистою кострицею, що важко відділяється. При цьому збільшиться імовірність прослизання костриці по крайці без обриву волокна. Оскільки в процесі тіпання великі комплекси технічного волокна розділяються на більш дрібні, залишиться можливість того, що костриця буде відділена під час подальшої обробки або обірветься з меншим комплексом волокна.

Вібрація також сприяє руйнуванню костриці. Завдяки цьому полегшується відділення волокна від костриці під дією сил тертя й інерції та зменшується імовірність обриву.

Застосування вібрації за певних умов може створити корисний резонанс у оброблюваному матеріалі на ділянках, що знаходяться між точкою передачі вібрації і точкою дотику пасма льону до робочої крайки била. Це дозволить збільшити амплітуди поперечних коливань матеріалу в десятки разів при витраті тієї ж енергії на вібрацію. Максимальні прискорення і, отже, сили інерції, що відділяють кострицю в процесі вібрації, зростуть пропорційно зростанню амплітуди коливань. Для цього необхідно вибрати оптимальний діапазон частот вібрації або створити вібрацію з накладанням спектра частот, що дозволить також створювати резонанси в окремих волокнах. Ці волокна, у свою чергу, можуть впливати на сусідні ділянки шару лляного сирцю. Таким чином, процес очищення волокна від костриці істотно прискориться.

Крім того, поперечні коливання в натягнутому сирці сприятимуть перемішуванню оброблюваного матеріалу по всій товщині шару. Це дозволить більш рівномірно обробляти волокно і позитивно вплине на якість одержуваної продукції.

Для обробки результатів експериментальних досліджень впливу застосування вібраційних дій під час тіпання на вихід і фізико-механічні показники довгого лляного волокна застосовано методи математичної статистики.

У третьому розділі наведено результати теоретичних досліджень за темою дисертації. З метою визначення впливу вібрації на шар лляного сирцю було досліджено умови, за яких у шарі натягнутого матеріалу при застосуванні вібраційних дій відбувається накладення коливань і виникає резонанс. Графічне відображення зростання амплітуди коливань натягнутого пасма при збігу частот власних і вимушених коливань за певний проміжок часу без урахування сил опору середовища та матеріалу пасма подано на рис. 2.


Рис 2. Накладення коливань у натягнутому пасмі при збігу частот власних і коливань, що змушують


У підрозділі 3.2 наведено результати визначення залежності сил інерції, що виникають під час поперечних коливань пасма лляного сирцю і діють на окремий елемент костриці, від частоти й амплітуди коливань:


, (1)

, (2)

, (3)


де mk – маса елемента костриці, кг;

А – амплітуда поперечних коливань сирцю, м;

t - час, с;

– кутова частота коливань, рад/с.


Кутову частоту коливань розраховують за формулою:


,


де – частота вібрації, Гц.


Аналізуючи вищенаведені залежності, можна зробити висновок, що сили інерції, які виникають під час поперечних коливань натягнутого пасма лляного сирцю, будуть змінюватися прямо пропорційно зміні амплітуд вібрації та квадрата їх кутових частот.

У підрозділі 3.3 було досліджено зміни відносної швидкості огинання пасмом лляного сирцю робочої крайки била тіпального барабана, обумовлені поздовжніми коливаннями пасма під дією вібрації:

Мінімальна швидкість огинання пасмом сирцю робочої крайки била тіпального барабана визначається за формулою:


, (4)


де vк – швидкість руху робочої крайки, м/с;

vв max – максимальна швидкість поздовжніх компонент вібрації, м/с, які дорівнюють:


(5)

(6)


де R – радіус тіпальних барабанів, м;

n – частота обертання тіпальних барабанів, об/хв;

А – амплітуда поперечних коливань, м.


Максимальна швидкість огинання пасмом сирцю робочої крайки била тіпального барабана визначається за формулою:


, (7)


Максимальне прискорення в елементі пасма на крайці у фазі збільшення відносної швидкості при огибании пасмом крайки буде дорівнює:


(8)


де r- радіус закруглення робочої крайки, м.


Подовження волокна при зачепленні об крайку за час напівперіоду коливання буде дорівнює:


(9)


На основі аналізу рівняння Ейлера для гнучкої нитки у підрозділі 3.5 було зроблено висновок, що сили тертя волокна об робочу крайку била тіпального барабана будуть змінюватися під дією вібрації внаслідок зміни кута обхвату крайки пасмом лляного сирцю.

Таким чином, під час теоретичних досліджень впливу вібраційних дій на сирець льону було визначено фактори, за