Разработка и исследование рабочих органов трепальной машины для обработки волокна кенафа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Ерматов, Хабибулла

• Ерматов, Хабибулла
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ерматов, Хабибулла

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И КОНСТРУКТОРСКИХ

РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТРЕПАНИЯ.

Выводы.

2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МИННОГО ВОЛОКНА, ПОЛУЧЕННОГО НА ТРЕПАЛЬНО-ПРОМЫВНЫХ МАШИНАХ МАРКИ АЛВ, АЛВ-М, АЛГ И АНАЛИЗ ЯВЛЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ИХ ЗОНАХ ТРЕПАНИЯ '

ПРИ ОБРАБОТКЕ ЛУБА.

Выводы.

3. АНАЛИЗ ЯВЛЕНИИ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ЗОНЕ ТРЕПАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА ВИНТОВЫШ БИЛЬНЫМИ ПЛАНКАМИ' ПЕРЕ--' МЕННОГО НАПРАВЛЕНИЯ.

3.1. Основные свойства винтовой поверхности.

3.2. Динамика и кинематика движения элемента пряди по винтовой поверхности.

3.3. Динамика и кинематика движения элемента пряди по винтовой линии переменного направления.

3.4. Скорости элементов пряди в участке,'опирающемся на кромку.

3.5. Ускорение элементов пряди на участке, опирающемся на кромку.

3.6. Силы, действующие на участок, опирающийся'на кромку.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРЕПАНИЯ ВЫМОЧЕННОГО ЛУБА КЕ

• НАФАНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ.

4.1. Описание экспериментальной установки.

4.2. Определение степени влияния основных факторов процесса трепания на выход и качество длинного волокна.

4.3. Выбор оптимального угла подъема винтовых планок

• в зависимости от эффективности обработки.

4.4. Экспериментальное определение сил натяжения в

- • зоне трепания.

Выводы.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.

5.1. Производственные испытания трепального барабана с винтовыми планками.

Выводы.

6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

6.1. Обоснование мероприятия.

6.2. Расчет экономической эффективности от внедрения способа обработки длинного волокна трепальными барабанами с винтовыми бильными. планками переменного направления.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование рабочих органов трепальной машины для обработки волокна кенафа»

ХШ съезд КПСС утвердил главную задачу одиннадцатой пятилетки, которая состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы И .

Узбекская ССР является основным производителем в стране такой важной технической культуры, как кенаф и поставщиком в народное хозяйство его продукции. Промышленность первичной обработки кенафа в Узбекской республике как отрасль народного хозяйства основана в 1924-1926 годы. Свое развитие она получила в 1966-1980 годы в период разработки и внедрения нового технологического оборудования, поточных линий, способов обработки и технологии заготовки сырья в виде зеленого луба.

В совершенствовании техники и технологии получения длинного и короткого волокна кенафа важную роль сыграли поточные линии. Их внедрение позволило механизировать ряд трудоемких и тяжелых ручных операций» повысить производительность труда и улучшить качество выпускаемой продукции»

Кенаф - культура многоцелевого использования. Основным видом заготавливаемого сырья при производстве волокна кенафа является зеленый луб. В общем объеме заготовок он составляет 98$. Кроме луба заготавливают семенной стебель. Волокно кенафа используется главным образом для изготовления мешочных и паковочных тканей. Уникальное свойство его - гигроскопичность - делает кенаф наряду с джутом незаменимым для упаковки сельскохозяйственных продуктов (сахар, мука, кофе, хлопок, шерсть и др.), легко впитывающих влагу. Волокно кенафа может воспринимать до 2Ъ% влаги и удерживать ее, оставаясь на ощупь сухим [2] .

Волокно кенафа используется в электропромышленности в качестве кабельной пряжи, в ковровой промышленности (основа для шерстяных ковров), для изготовления линолеума, технических и декоративных тканей, дорожек, половиков, хозяйственной веревки и т.д. Дрювесина, выделающаяся при первичной обработке, является сырьем для изготовления строительных плит и в гидролизной промышленности - для получения фурфурола, спирта и смол.

Выделение волокна из стеблей и луба кенафа осуществляется после биологической мочки на трепально-промывных машинах в мокром виде. Это обусловлено тем, что элементарные волокна группируются в пучки, в которых они прочно соединены между собой срединными пластинками, состоящими из пектиновых веществ, содержащих в большом количестве лигнин, что способствует одревеснению волокнистых пучков и срединных пластинок [3,4] .

Благодаря этому при достижении определенной фазы процесса мочки волокнистые пучки приобретают достаточно высокую прочность на растяжение, обусловленную влажность и гибкость, а древесина при этом сохраняет болыцую хрупкость на излом, что является важным и необходимым условием для высокоэффективной очистки волокна от костры и ддеугих сопутствующих неволокнистых веществ.

Актуальность темы. Доминирующим и важным моментом технологии получения длинного волокна кенафа является процесс трепания. От создания оптимальных условий протекания этого процесса зависит степень очистки волокна от костры, слизи, а также других загрязняющих волокно веществ, значительно влияющих на качественные показатели конечной продукции. »

За период существования промышленности первичной обработки кенафа для обработки стеблей и луба были разработаны и использованы трепальные станки Д-2, М-2, Б-3 и трепально-промывные машины ТММ-200К, АЛВ, МВ-М, АДГ, резко отличающиеся по конструктивному исполнению и производительности, но при этом принцип воздействия основных рабочих органов (бильных планок) на обрабатываемый материал, их форма и расположение на трепальном барабане оставалось неизменным.

В последние годы, в связи с механизацией уборки и переработки кенафа на зеленый луб, массовая доля костры в исходаом сырье возрасла в 2,5-3,0 раза и как следствие этого предельно усложнилась технология обработки его. Содержание остаточной костры в длинном волокне, получаемом на действующем технологическом оборудовании, достигло пределов, превышающих допустимые нормы ГОСТа в 4-5 раз. Именно по этой причине в 1983 году сумма рекламаций от потребителей на длинное волокно по объединению "Ташкентзагот-лубпром" МХП УзССР составила 300 тыс.руб.

Доработка такого волокна в сухом состоянии вручную или на трепальных машинах типа ШПО-2 сопровождается значительными потерями выхода и снижением природных свойств волокна. Только за последние 15 лет из-за высокой закостренности продукции ГОСТ на длинное волокно пересматривался несколько раз, при этом допустимое содержание костры в самом высоком сорте волокна было доведено от 0,5 до 3,0$ [5,6,7,8] .

По той же причине в настоящее время ЦНИИЛВ и ЦНИИХпромом разрабатывается проект изменения ГОСТа с увеличением допустимых норм содержания костры на 4$ для всех сортов длинного волокна кенафа [9] . Это свидетельствует о недостаточной технологичности применяемых на лубзаводах трепально-промывных машин и несовершенстве конструкции и принципа воздействия их основных рабочих органов (бильных планок) на обрабатываемый материал.

Из вышеизложенного следует, что вопрос исследования процесса трепания с целью создания новых рабочих органов, обеспечивающих высокоэффективную очистку волокна от костры и других неволокнистых веществ, не нанося при этом пагубных воздействий на качество волокна, является актуальным и имеет большое значение для промышленности первичной обработки кенафа и народного хозяйства в целом.

Цель работы. На основе исследований процесса трепания при одностороннем и двухстороннем воздействии на материал нами была поставлена задача разработать новую конструкцию трепального барабана с высоким очистительным эффектом, направленную на улучшение качества и увеличение выхода длинного волокна.

Методы исследования. Исследование процесса осуществлялось с применением современных методов математического планирования и анализа эксперимента. Там, где это являлось целесообразным, исследование проводилось традиционными методами. Наряду с этим проводились сравнительные тенз©метрические исследования сил натяжения волокна в зоне трепания при способах односторонней и двухсторонней обработки материала, как для существующего, так и для нового принципа воздействия на обрабатываемый материал.

Результаты диссертационной работы проверены в полупроизводственных и производственных условиях.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- разработана и смонтирована экспериментальная установка для всестороннего исследования процесса трепания длинного волокна кенафа и изучен ряд факторов, оказывающих влияние на процесс трепания;

- проведено целенаправленное исследование и осуществлено совершенствование процесса трепания новым принципом воздействия на обрабатываемый материал в отличие от существующего способа;

- определены силы натяжения волокна в зоне трепания как при одностороннем, так и при двухстороннем трепании с использованием нового принципа воздействия на обрабатываемый материал.

Практическая ценность. Применение трепальных барабанов с винтовыми планками переменного направления позволяет производить обработку материала на трепально-промывных машинах в более щадящих режимах, добиваясь при этом высокого очистительного эффекта, повышения выхода длинного волокна, улучшения сортности с сохранением его природных физико^механических свойств.

Реализация в промышленности. Трепальные барабаны новой конструкции с винтовыми планками переменного направления установлены на трепально-промывной машине АЯВ йовожизненского дубзавода промышленного объединения "Ташкентзаготлубпром" и эксплуатируются в действующей поточной линии выработки длинного волокна. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа трепания за счет улучшения качества длинного волокна и увеличения его выхода на одну трепально-промывную машину составил 263,7 тыс.руб., а на единицу продукции - 288 руб./т.

I. АНАЛИЗ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТРЕПАНИЯ

В целях обеспечения грубоволокнистым сырьем для производства технических и тарных тканей с 1924 года в сельскохозяйственное производство были внедрены такие культуры, как джут и кенаф. В первые годы становления промышленности производства указанных тканей первичная обработка грубоволокнистого сырья производилась примитивным кустарным способом. Первичная обработка исходного сырья заключалась в холодноводной мочке стеблей, а затем в сдирании вручную волокна с мокрых стеблей с последующей промывкой и сушкой его. Механизация процесса отделения волокнистых веществ от древесины стебля началась с устройства простейших трепальных станков.

С 1934 года на лубзаводах по предложению В.А.Белых и Н.Н.Мишина начал внедряться способ мокрой обработки тресты кенафа с одновременной промывкой волокна [10,113 . Способ мокрого трепания был основан на том, что волокно кенафа в мокром состоянии сохраняет высокую прочность на растяжение, а древесина стеблей обладает при этом большой хрупкостью. Задача выделения волокна при мокром трепании облегчается еще и тем, что удельная крепость сцепления волокнистого слоя с древесиной в мокрой тресте является незначительной. Применение этого способа позволило сразу увеличить выход длинного волокна до 10-13$ против 5-7$.

В 1935-1940 гг. технологический процесс обработки кенафа осуществлялся на трепальных станках типа Д-2, М-2 и Б-3, в кото, $ рых была механизирована операция нанесения ударов по материалу. Но такие операции, как удерживание и перемещение горсти в процессе обработки, все еще выполнялись вручную. Основные рабочие органы станка Д-2 состояли из двух шестибильных барабанов I вращающихся противоположно. Трепальные била 2 барабанов имеют радиальные направления (рис.1.1).

Трепальный станок М-2 относится к типу машин двухстороннего действия (рис.1.2). Рабочими органами его, как и в трепальном станке Д-2, являются два трепальных барабана I, вращающихся навстречу друг дру1у. На кавдом барабане установлены шесть радиаль-но расположенных бил 2. Для обработки тресты кенафа в мокром виде устанавливается специальная крышка, имеющая заламывающий брус 3 и водоподводящую трубу 4, расположенную под этим брусом. Заламывающий брус расположен вдоль загрузочных отверстий на расстоянии 20-25 мм от траектории бил трепальных барабанов и служит для излома древесины под воздействием бил.

В отличие от М-2 трепальный станок Б-3 (системы В.А.Белых) является однобарабанным (рис.1.3). Основными рабочими органами станка Б-3 служат: трепальный барабан I диаметром 900 мм с восемью радиально расположенными на нем билами 2, водоподводящая труба 4 и ребристая внутренняя поверхность кожуха 3, о которую очищается волокно при протаскивании горсти обрабатываемого материала вверх. Получение длинного волокна происходит в результате нанесения ударов по материалу с одновременной промывкой. Производительность трепальных станков равнялась 540-780 кг длинного волокна в смену.

В период 1939-1940 гг. на лубзаводах вместо малопроизводительных трепальных станков начинает внедряться трепально-промыв-ная машина ТММ-200К, в которой все операции по выделению длинного волокна из мокрой тресты были механизированы. Производительность трепально-промывной машины ТММ-200К составляла 2200-2500 кг волокна в смену [12] . После устранения отдельных конструктивных

Поперечный разрез трепального станка Д-2

Рвс.1.1

Поперечный разрез трепального станка типа М-2 1 г

Поперечный разрез трепального станка В-3 недостатков первых моделей ТММ-200К (М-1, М-2, М-3) в 1941 году начался серийный выпуск машины М-4 (впоследствии получившей наименование ТШ-200К), тождественной в конструктивном отношении с машиной М-3 (рис.1.4) [13] .

В каждой секции машины имеется четыре трепальных барабана -два верхних диаметром 560 мм и два нижних - 450 мм I на каждом барабане по шесть радиальных бил 2, к которым крепятся стальные бильные планки 3. Нижние и верхние трепальные барабаны расположены на разной высоте. Как известно, лубяной слой стебля кенафа содержит первичные и вторичные волокна. Основная масса вторичных волокон (которые по качеству лучше,- чем первичные) сосредоточена на небольшой высоте стебля в направлении от комля [14,15] •

Поэтому, с целью сохранения наиболее ценных вторичных волокон, в первой секции машины обрабатывалась комлевая часть, что обеспечивало обработку комлевой части стебля на незначительной длине, а вся остальная часть их длины обрабатывается во второй секции машины. Поэтому, хотя обе секции по конструктивному оформлению аналогичны, вторая секция размерами больше, чем первая.

Машина ТММ-200К является однопроцессной. Излом стеблей и очистка волокна от костры осуществляется одновременно одними и те/ли же рабочими органами. Обрабатываемый материал 4 перемещается в трепальных секциях по криволинейной траектории 5, с помощью которой стебли вводятся в зону обработки и выводятся из нее постепенно. Промывка волокна производится одновременно с обработкой его трепальными барабанами.

Подача струй воды на обрабатываемый материал односторонняя. Трубы, по которым подается вода для промывки, при помощи флянцев соединены с патрубками водяной коробки 6, находящейся в верхней части корпуса над продольной трепальной щелью. Водяная коробка

Поперечный разрез тредаяьно-промывяой машины ТММ-200К

Рис Л.4 представляет собой сварной желоб, по всей длине которого просверлены отверстия диаметром 10 мм с шагом 20 мм. Одновременно с разработкой и внедрением метода обработки мокрой тресты проводились исследования с целью изыскания более совершенных технологических процессов, обеспечивающих выделение древесины из сырья в начале технологического процесса.

Исследовательские работы проводились в направлении обогащения сырья на заводах первичной обработки до биологической мочки и отделения древесины от свежесрезанных стеблей непосредственно в поле. В соответствии с этими направлениями были разработаны технологические процессы и созданы машины для выделения луба из сухих и свежесрезанных стеблей. Хозяйственное значение приобрел метод приготовления зеленого луба из свежесрезанных стеблей.

В связи с внедрением этого метода в сельское хозяйство и из-за отсутствия специальных машин для обработки такого сырья, с 1950 года машина ТММ-200К используется также для обескостривания и промывки луба. Применение в сельском хозяйстве новых селекционных сортов кенафа и прогрессивных агротехнических приемов обусловило выращивание более длинных стеблей, достигающих высоты до 3,5-4,0 м.

Опыт переработки длинностебельного сырья на трепально-про-мывной машине ТШ-200К показал, что она не приспособлена для его обработки. Вследствие этого увеличились простои из-за намотов на трепальные барабаны и потери длинного волокна в отходы и снизилась производительность оборудования. Эти обстоятельства вызывали необходимость изучения процесса переработки длинного луба на трепальной машине ТШ-200К и разработки рекомендаций с целью уменьшения простоев из-за намотов на барабаны, увеличения производительности труда и выхода длинного волокна.

В 1955 году в Костромском технологическом институте Ариф-хановым У.Х. [16] проводились исследования по изучению основных технологических зависимостей процесса получения прядомого материала из вымоченного луба стеблей кенафа. Для исследования была создана специальная экспериментальная установка. Выделение волокна из вымоченного луба на установке осуществлялось за счет равномерного распределения воздействий трепальных бил барабана по длине обрабатываемого материала с одновременной его промывкой.

В работе исследовался процесс очистки волокна от загрязняющих веществ в зависимости от частоты вращения трепальных барабанов, числа единичных воздействий и толщины слоя подаваемого материала в машину. Автором была предложена методика определения степени "чистоты" длинного волокна от различных загрязняющих веществ.

В первой части работы исследовалась эффективность воздействия рабочих органов на очистку волокна и было выявлено, что при одинаковом изменении частоты вращения трепальных барабанов и числа единичных воздействий получаются приблизительно одинаковые эффекты очистки волокна, то есть при увеличении частоты вращения трепальных барабанов или числа единичных воздействий вдвое скорость процесса очистки также увеличивается вдвое в каждом случае.

Одаако это ошибочно, так как практические наблюдения за процессом трепания и исследования, выполненные другими авторами по изучению данного вопроса говорят о резком различии технологического процесса по удалению костры при трепании в зависимости от изменения числа воздействий и скорости кромки.

Во второй части исследовался вопрос влияния интенсивности воздействия рабочих органов на разрушение или повреждение волокна, то есть - на выход ценного длинного волокна. Было выяснено, что необходимой чистоты волокна целесообразно добиваться за счет увеличения числа единичных воздействий, а не за счет частоты вращения трепальных барабанов, так как при втором выход длинного, волокна падает на 10$, а при первом - на 1,0-1,9$.

Этот вывод является противоречивым предыдущему, что говорит о большом влиянии скорости в сравнении с числом ударов. Увеличение толщины слоя материала не приводит к потерям выхода длинного волокна. Автор объясняет это тем, что с увеличением толщины слоя обрабатываемого материала уменьшается процентное содержание поверхностных волокон, которые непосредственно соприкасаются с билами трепальных барабанов.

Это приводит к тому, что увеличение сил трения и нормального давления, вызванное при возрастании толщины слоя, не отражается на потерях волокна при обработке. Следовательно, при регулировании пропускной способности машины возможно увеличение толщины слоя с одновременным пропорциональным уменьшением скорости транспортирующей дорожки, что приводит к умножению числа единичных воздействий. Здесь следует отметить, что увеличение толщины слоя возможно только до известных пределов.

Одновременно с изучением технологической обработки волокна (качество и выход длинного волокна) были проведены исследования по загрязненности волокна. При этом установлено, что загрязненность по длине волокна распределяется неравномерно. Наиболее загрязненное волокно в средней части горсти (ближе к зажиму ), затем в комлевой части и более чистое в вершинке. Автором в данной работе впервые были даны рекомендации по влиянию ряда факторов на выход и качество длинного волокна, получаемого из вымоченного луба кенафа. Однако У.Х.Арифхановым не было изучено влияние конструктивных параметров машины на выход и качество длинного волокна.

В 1960 году в ЦНИИХпроме под руководством М.И.Гительмахера была проведена работа по изучению и разработке рекомендаций по переработке длинного луба на трепальной машине ТММ-200К [17] . Работа состояла из двух частей:

1. Изучение качества сырья и процесса обработки луба на трепальной машине ТММ-200К.

2. Уточнение режима и разработка рекомендаций по переработке длинного луба.

Исследованиями установлено, что при переработке длинного луба из-за намотов на нижние барабаны второй секции ТММ-200К простои оборудования составляли 30-35$ в смену, и производительность снижалась до 35-45$. В связи с этим в работе рекомендуется для предотвращения намотов оборудовать обе секции трепальной машины ТММ-200К дополнительным барабаном, диаметром 300 мм (рис.1.5) и отмечается необходимость создания специальной тре-пально-промывной машины для обработки вымоченного зеленого луба.

Проводившиеся исследования по улучшению качества длинного волокна, полученного из зеленого луба кенафа на трепально-про-мывной машине ТММ-200К, не дали положительного результата, так как она не была приспособлена обрабатывать такое сырье. Ежегодный стабильный рост объемов заготовок сырья в виде зеленого луба все более активизировал необходимость создания трепально-про-мывной машины новой конструкции с учетом морфологических и физико-механических особенностей обрабатываемого лубяного сырья.

В 1958 году по техническим условиям ЦНИИЛВ была создана трепально-промывная машина марки МПЛ-1 для обработки вымоченного зеленого луба кенафа (рис.1.6) [18] • Машина марки МГШ-1

Поперечный разрез машины ТММ-200К о дополнительным барабаном

Общий вид трепальной-промывной машины МШ1-1 для обработки вымоченного дуба х состоит из питающего транспортера, двух трепальных секций, транспортирующих прижимных механизмов в каждой секции и выносного транспортера.

Первая трепальная секция состоит из одного трепального барабана, кожуха, на внутренней части которого (как на станке Б-3) расположены четыре ребра и водоподводящая система для промывки луба. Во входной щели имеется заламывающий брус, обеспечивающий определенный зазор между кромкой бруса и краем бильных планок. За счет перемещения этого бруса зазор может ре1улироваться в пределах 12 мм. Вторая трепальная секция состоит из тех же основных частей, что и первая. На выходе из машины, по ходу движения материала, расположен механизм для удаления влаги из волокна.

Вымоченный луб цепным питающим транспортером подается к двум резиновым транспортерным ремням первой секции. Как только луб ляжет на нижний резиновый ремень, верхний ремень, имеющий форму желоба, зажимает его и в таком зажатом виде поступает в первую трепальную секцию машины, где происходит промывка и обескострива-ние его комлевой части. Обескостривание и промывка вершинной части луба происходит во второй секции машины. Обескостренное волокно после процесса трепания проходит между парой отжимных вальцов для удаления из него влаги.

Производственные испытания данной машины выявили ее рад существенных недостатков: некачественная промывка и неэффективная очистка волокна от костры. В начале 60-х годов на базе экспериментального образца машины МШИ, научно-исследовательских работ ЦНИИЛВ и ЦНИИХпрома была создана новая конструкция трепально-промывной машины МВ, предназначашаяся для обработки зеленого луба [19] .

23 *

В 1963 году в ЦНШХпроме под руководством М.И.Гительмахера были проведены исследования по определению оптимального режима обработки луба на машине АЛВ [20] . Для проведения эксперимента были подготовлены сноповой сортировкой три партии зеленого луба, отличающиеся, главным образом, процентом содержания костры. Подготовленный луб подвергался холодноводной мочке плавающими тюками, после процесса мочки обработка его производилась на машине АЛВ при следующих режимах:

- частота вращения трепальных барабанов соответственно в первой и второй секциях ГЦ= 1,59 с"1, Ц2= 2,23 с"1;

- скорость транспортеров машины V = 0,27 м/с;

- плотность загрузки сырьем питающего транспортера (по.¡весу сухого материала) р£ = I и ^ = 2 кг/пог.м.

После обработки луба на машине АЛВ длинное волокно для удаления влаги подвергалось отжиму на прессе П0-50-М. Полученное отжатое длинное волокно развешивалось на вешалах для естественной сушки. Высохшее волокно подвергалось обработке на машине ММ-50 для мягчения. Эксперимент показал, что при частоте вращения трепальных барабанов 2,23 выход длинного волокна значительно снижается по сравнению с выходом при частоте вращения трепальных барабанов 1,59 с"*.

Выход длинного волокна при питании машины тонким слоем (р^ в I кг/пог.м) ниже, чем при питании слоем, соответствующим плотности настила на питающий транспортер машины Р2 = 2 кг/пог.м. Средний номер длинного волокна не имел резкого отличия по вариантам опыта. В частности, он не отличался при изменении частоты вращения с 1,59 с"* до 2,23 С увеличением толщины слоя до определенных пределов средний номер длинного волокна имеет тенденцию к повышению.

В результате проведенной работы было рекомендовано принять оптимальный режим механической обработки зеленого луба нормальной вымочки с содержанием костры в пределах норм ГОСТа на тре-пально-промывной машине MB: линейная скорость транспортеров -0,27 м/с, частота вращения трепальных барабанов - 1,59 с"*, плотность загрузки питающего транспортера - 2 кг/пог.м.

Недостатком этого исследования являлось то, что не все факторы, влияющие на выход и качество длинного волокна, были учтены и глубоко изучены. Необходимо отметить, что для определения оптимального режима обработки недостаточно двух вариантов значений факторов (толщины слоя, частоты вращения, скорости транспортера), выбранных автором.

С 1965 года на лубзаводах республики начали внедрять тре-пально-промывную машину АЯВ. Машина является однопроцессной двухсекционной однобарабанного типа (рис.1.7).

Она состоит из: загрузочного стола I, наклонного питающего транспортера 2, системы транспортирующих устройств первой 3 и 5 и второй 8,7 секций, трепальных барабанов первой 4 и второй 6 секций.

В каждой секции машины имеется по одному трепальному барабану I диаметром 1000 мм с пятью радиально расположенными билами 2 (рис.1.8). Внутренняя поверхность кожуха 3 выполнена ребристой (деки) и служит рабочим органом при обескостривании волокна. Луб 4, сформированный в виде заданного слоя на раскладочном столе, передается на питающий транспортер.

В верхней части транспортера луб заходит в зев между верхним фасонным 7 и нижним клиновым 8 ремнями транспортирующего устройства первой секции, зажимается и комлевая часть его поступает в зону обработки, где подвергается обескостриванию и промывке. По

Технологическая схема трепальнэ-промывной машины AJIB

25

Рис Л.7

Поперечный разрез трепально-прошвной машины АЛВ дача воды в зону обработки осуществляется из перфорированных труб с щелевыми 5 и круглыми 6 отверстиями [21] .

В процессе длительной эксплуатации машин АЛВ на лубяных заводах Узбекской ССР выявлен ряд конструктивных и технологических недостатков. Практика работы показала, что применение горизонтального транспортирующего устройства при обработке длинностебельного сырья обусловило получение длинного волокна с невысоким эффектом очистки от костры, особенно в вершинной части.

В результате на выходе из второй секции машины был необходим специальный рабочий для удаления недоработок на концах слоя материала, что приводило к снижению производительности машины и уменьшению выхода длинного волокна. В связи с этим возникла необходимость модернизации машины АЛВ (впоследствии названной АЛВ-М). В машину АЛВ были внесены следующие конструктивные изменения [22]:

1. Для увеличения числа единичных воздействий на обрабатыве-мый материал с целью уменьшения содержания в волокне костры на трепальном барабане вместо пяти радиально расположенных бил было установлено шесть.

2. Несколько изменилось транспортирующее устройство во второй секции машины - движения верхнего и нижнего транспортирующих устройств на выходе из трепальной секции (приблизительно на 1/3 ее длины) осуществлены по наклонной дорожке.

В результате модернизации уменьшилось содержание костры в волокне за счет увеличения числа единичных воздействий на обрабатываемый материал, увеличилась производительность машины, повысилась эксплуатационная надежность ее и облегчи~лось обслуживание и ремонт. В 1936 году на основе исследований новых принципов разрушения стебля была создана машина НП-9 для переработки стебля на луб. До 1966 года переработка свежесрезанных стеблей на луб производилась только на этих машинах, причем их обслуживание требовало больших физических усилий и значительного количества обслуживающего персонала.

Содержание костры в заготавливаемом зеленом лубе находилось в среднем на уровне 10-12$, листья и семенные коробочки практически отсутствовали. В 1966 году в целях механизации трудоемкого процесса обработки стеблей и снижения трудозатрат в кенафосеющих хозяйствах была внедрена высокопроизводительная лубо от делительная машина марки ЛС [23] .

Дуб, получаемый с лубоотделителей 1С, отличался повышенным содержанием костры (в том числе насыпной), листьев и семенных коробочек, сохранением подгона и маловолокнистых вершинок, недоработкой вершинной и серединной частей, значительной растянутостью и спутанностью в снопах. Основная масса зеленого луба, поступающая с лубоотделителя ЛС (83,3-87,2$) заготавливается с содержанием костры от 25,1 до 35,0$. От 8,1 до П,9$заготавливае-мого луба содержит 35,1-40$ костры. Сырье с содержанием костры до 20$ практически не заготавливается. Содержание сора, листьев и семенных коробочек в I сорте луба составляет в среднем 13$ [24].

Получение такого луба затрудняло переработку его на машинах АЛВ и АЛВ-М. Кроме того, обработка сырья с наличием большого процента балласта приводила к снижению производительности труда и оборудования, уменьшению выхода и ухудшению качества длинного волокна. Несмотря на то, что применение машин АЛВ и АЛВ-М сократило простои из-за отсутствия намотов на барабаны и создало ряд других преимуществ, по сравнению с машиной ТММ-200К эффективность их снизилась. Эти обстоятельства обусловили постановку вопроса о создании новой конструкции трепально-промывной машины для обработки луба с повышенным содержанием костры и недоработанными вершинными частями.

На основе эксплуатации трепально-промывных машин ТММ-200К, АЛВ и АЛВ-М и проведенных исследований ЦНИИХпром разработал технологическое задание на проектирование новой высокопроизводительной машины, которая предназначалась для обработки длинностебель-ного сырья повышенной закостренности и мокрой тресты кенафа. В 1972 году на Верхнечирчикском лубзаводе был установлен опытно-промышленный образец машины марки АДГ [25] .

Трепально-промывная машина АЛТ представляет две последовательно расположенные трепально-промывные секции с транспортерами (рис.1.9). Основными узлами машины являются: питающий транспортер I, заламывающее устройство 2, трепальные барабаны первой секции 3, транспортирующее устройство 4, механизм перехвата 5, трепальные барабаны второй секции 6, транспортирующее устройство 7, транспортер 8, отжимной пресс 9.

В каждой секции машины имеется по два противоположно вращающихся трепальных барабана дааметром IOOO мм I (рис.1.10), имеющих по восемь радиально расположенных бил 2, к которым крепятся стальные бильные планки 3. По трубе 5 подается вода для промывки. Подача сырья 6 в секции машины осуществляется как в трепально-промывной машине TMM-200K с постепенным вводом и выводом материала из сферы обработки 4.

Производственные испытания опытно-промышленного образца тре-пально-промывной машины АЛТ на Верхнечирчикском лубзаводе показали, что машина устойчива и надежна в работе, имеет большую пропускную способность. Вследствие увеличения высоты и ширины входных щелей первой и второй секций в сферу трепания можно вводить более толстый слой материала, то есть значительно увеличить про

Технологическая схема трепально-промывной малины АЛТ

30

Поперечный разрез трепально-промывной машины АЛТ

31 изводительность. В результате изменения технологических и конструктивных параметров машины сократились потери волокна в отходы, а выход длинного волокна из луба I сорта повысился на 1,7$ абс.

В 1974 году в ЦНИИХпроме М.И.Гительмахером и Ф.З.Агишевым были проведены опыты по определению оптимальных режимов обработки луба на машине АЛГ [23] . Для этого луб I сорта нормальной вымочки перерабатывался на трепально-промывной машине при различных скоростях транспортирующих устройств, трепальных барабанов первой и второй секций. Питание машины осуществлялось слоем, соответствующим 3-5 кг./пог.м транспортирующей дорожки (по весу сухого материала).

При предварительно установленных скоростях транспортирующих устройств первой (0,3 м/с) и второй (0,39 м/с) секций были испытаны следующие варианты скорости трепальных барабанов:

1. I секции - 4,1 м/с П секции - 4,1 м/с

2. I секции - 4,1 м/с П секции - 5,8 м/с

3. I секции - 5,8 м/с П секции - 5,8 м/с

По результатам опытов на машине АЛТ за оптимальную скорость трепальных барабанов первой и второй секций была принята 4,1 м/с, при которой выход длинного волокна находился на уровне 34$, средний сорт - 1,91-1,74 и содержание костры в нем - 5-6$. Из анализа данной работы необходимо отметить, что нельзя считать выбранные скорости трепальных барабанов и транспортирующих устройств оптимальными, так как при проведении опытов не учтены влияния таких основных факторов, как число единичных воздействий на материал, толщина слоя, глубина захождения бильных планок и т.д. на выход, качество и закостренность длинного волокна. Поэтому содержание костры в полученном длинном волокне содержится выше расчетных норм, предусмотренных ГОСТом.

В 1977 году в ДНИИХпроме под руководством М.М.Мирагзамова были проведены исследования по выбору оптимального режима обработки материала на трепально-промывных машинах АЛВ и АЛТ [273 . В данной работе ставилась задача изучить влияние частоты вращения трепальных барабанов на выход, качество и закостренность длинного волокна при обработке сырья с различным содержанием костры на трепально-промывных машинах АЛВ и АЛГ и в зависимости от полученных результатов выбрать оптимальные частоты вращения трепальных барабанов для обработки сырья с различным содержанием костры.

Исходным сырьем для проведения эксперимента являлся зеленый луб кенафа с шестью различными показателями закостренности. Из этого сырья подготавливались четыре партии для обработки на машине АЛВ при четырех значениях частоты вращения трепальных барабанов (1,3; 1,5; 1,68; 1,83 с~*). Кавдая партия состояла из луба с шестью различными показателями закостренности (13,7; 19,5; 21,7; 23,6; 25,4; 35,4$) и обрабатывалась с трехкратной повторностью г . - > каждой партии.

Мочка сырья четырех партий производилась в одном водоеме в одинаковых условиях способом холодноводной мочки. Обработка вымоченного сырья осуществлялась на машине АЛВ при плотности питания в среднем 6,5-7,0 кг/пог.м и скорости транспортирующих дорожек первой и второй секций соответственно равными 0,28 и 0,32 м/с. Для определения содержания костры в полученном длинном волокне с каждой партии отбирались пробы после отжимного пресса. Результаты проведенных исследований приведены в табл.1.1.

Таблица 1Л

Результаты исследований влияния частоты вращения трепальных барабанов и массовой доли костры в обрабатываемом материале, проведенных на машине АЛВ на показатели длинного волокна

Частота : Показатели ¡Массовая доля костры в лубе,% : вращения : длинного :----------------------------------барабана, : волокна.;13,7 :21,7 :23,6 :19,5 :25,6 :35,4

• Л**Х • ••••••

Выход,$ 32,3 35,4 30,7 33,8 31,7 36,0

1,3 Средний сорт 2,06 2,22 4,00 4,00 3,64 3,78

Содержание костры,$ 6,3 10,7 9,3 6,7 11,2 13,5

Выход,$ . 29,7 32,2 32,8 34,7 35,5 31,3

1,5 Средний сорт 1,56 1,54 2,68 1,48 1,70 1,46

Содержание костры,$ 6,8 7,2 8,2 6,0 9,8 10,8

Выход,$ 34,0 32,6 32,1 27,7 33,8 30,0

1,68 Средний сорт 1,68 1,76 1,58 1,76 1,78 2,38

Содержание костры,$ 5,2 7,1 7,7 6,5 7,8 8,2

Выход, $ 29,8 29,7 29,7 26,1 26,0 29,3

1,83 Средний сорт 1,29 1,65 1,31 1,41 1,53 2,50

Содержание костры,$ 5,3 4,7 4,8 3,0 4,8 8,5

Для проведения опытов на машине АЛТ были подготовлены три партии зеленого луба с тремя значениями закостренности (24,6; 33,0 и 34,5$). После мочки в одинаковых условиях каждая партия сырья с трехкратной повторностью перерабатывалась на машине при трех значениях частоты вращения трепальных барабанов (1,33; 1,50; 1,67 с"1). При этом плотность питания машины сырьем соответствовала в среднем 6,4-8,1 кг/пог.м и скорость транспортирующих дорожек первой и второй секций - 0,4 м/с. Результаты проведенных опытов приведены в табл.1.2.

Таблица 1.2

Результаты исследований влияния частоты вращения трепальных барабанов и массовой доли костры в исходном сырье проведенных на машине МГ на показатели длинного волокна

Частота вра- ^Показатели получен- : Массовая доля костры в щения бараба-:ного длинного волок-: лубе, % нов, -I :на :-----—-----—------

- с : .: 24,6 : 33,0 : 34,5

- Выход,$ 34,6 37,8 36,1

1,33 Средний сорт------ ¿,62 2,80 2,70

Содержание костры,$ 9,00 14,4 12,6

Выход,$ 38,5 38,4 38,0

1,50 Средний сорт 2,34 2,56 2,44

Содержание костры,$ 7,5 8,9 9,6'

Выход, $ 30,6 29,9 28,8

1,67 Средний сорт 2,44 2,52 2,40

Содержание костры,$ 6,9" 6,9 5,3

Из полученных результатов при исследовании сформулировались следующие выводы:

1. На машине АЛВ оптимальным числом оборотов трепальных барабанов первой и второй секций при обработке луба с нормальной вымочкой и содержанием костры 13-25$, плотности питания 6,5-7,0 кг/пог.м и скорости транспортирующих дорожек 0,32 м/с является 1,50-1,68 о"1, а при обработке луба с содержанием костры 25-35$ -1,68-1,83 с"1.

2. На машине АЛГ оптимальным числом оборотов трепальных барабанов первой и второй секций при обработке луба с содержанием костры 25-35$, плотности питания 6,4-8,1 кг/пог.м и линейных скоростях транспортирующих дорожек 0,4 м/с является 1,50 с"**.

3. Ре1улированием частотой вращения трепальных барабанов невозможно добиться содержания костры в длинном волокне ниже 4%, т.к. для дальнейшего снижения его необходимо применять высокие значения частоты вращения барабанов, которые приводят к потерям выхода и качества получаемого волокна.

В данной работе впервые было рассмотрено влияние содержания костры в обрабатываемом лубе на выход, качество и закостренность длинного волокна, и даны рекомендации по обработке сырья в зависимости от содержания в нем костры. Однако здесь не дается никаких рекомендаций по снижению содержания костры в полученном волокне. Достигнутый исследователями процент содержания костры в длинном волокне при нормальных условиях выхода и качества составляет 4$, что выше расчетной нормы, предусмотренной ГОСТом для самого низкого сорта длинного волокна.

В 1980 году в ЦНШХпроме А.Ф.Файзуллаевым была проведена работа по исследованию и оптимизации параметров механизированного питания трепально-промывных машин непрерывным слоем материала [28,29] . Основной целью работы было: механизация подготовки сырья для питания трепально-промывных машин, повышение производительности оборудования, у^чшение показателей качества продукции и облегчения труда.

В первой части работы автор, изучая существующий ручной способ питания машины, предлагает новый механизированный способ подготовки сырья путем прошивки в виде непрерывного равномерного фиксированного холста, укладки его перед мочкой и раскладки после мочки для питания трепально-промывных машин. Во второй части работы исследуется влияние толщины слоя питания и частоты вращения трепальных барабанов на выход, качество и закостренность длинного волокна. Для этого проводились опыты в два этапа.

В начале были проведены опыты, в которых питание машины АЛВ-М проводилось существующим на заводе способом, т.е. вручную путем раскладки тюков зеленого луба на питающем транспортере трепальной машины. Затем опыты по питанию машины новым способом вновь разработанной технологии, которая заключалась в подготовке луба к мочке в виде равномерного непрерывного холста, образованного путем прошивки, укладке его в паковки и раскладке после мочки при питании трепально-промывной машины.

В качестве сырья для проведения опытов использовался зеленый луб I сорта со следующими показателями,$:

- влажность - 10;

- содержание костры - 20,3;

- содержание листьев и семенных коробочек - 1,5.

Из этого сырья были подготовлены тюки и холсты с плотностью слоя 4,6,8 и 10 кг/пог.м. Партии тюков и холстов перерабатывались на трепально-промывной машине МВ-М при частотах вращения трепальных барабанов 1,50; 1,68; 1,83 и 2,0 Результаты опытов показали, что при новом способе питания увеличение толщины слоя сырья от 4 до 7 кг/пог.м приводит к увеличению выхода длинного волокна на 6$ абс., а дальнейшее увеличение толщины слоя до 10 кг/пог.м.- к уменьшению выхода длинного волокна на 6,5$ абс.

С увеличением частоты вращения трепальных барабанов в обоих случаях наблюдается уменьшение процента выхода длинного волокна, но при всех значениях частоты вращения трепальных барабанов при новом способе питания выход длинного волокна на 6-8$ больше, чем при существующем способе. Автор это объясняет тем, что при новом способе питания машины равномерным непрерывным слоем осуществляется надежный зажим и контроль за волокном на транспортирующей дорожке, кроме того в прошитом холсте сводится до минимума растянутость луба, вследствие всего этого исключается возможность выпадения длинного волокна в отходы трепания.

Анализы закостренности полученного длинного волокна с обоих партий сырья показали, что массовая доля костры в длинном волокне в зависимости от толщины слоя питания и частоты вращения трепальных барабанов колеблется в пределах от 5 до 20$. По мере возрастания плотности питания от 4 до 6 кг/пог.м наблюдается снижение массовой доли костры, по мере дальнейшего увеличения плотности до 8-10 кг/пог.м происходит ее возрастание. Причем, с увеличением частоты вращения трепальных барабанов массовая доля костры при всех значениях плотности питания снижается.

Автором в данной работе впервые решена проблема механизации питания трепально-промывных машин. Однако были изучены, в основном, только вопросы влияния нового способа питания на качественные и количественные показатели длинного волокна без глубокого исследования самого процесса трепания.

В данной работе так же, как и в предыдущих работах достигнутое минимальное содержание костры в длинном волокне как при существующем, так и при новом способах питания составляет 5$, т.е. выше допустимых норм.

Из этого следует, что путем изменения параметров процесса трепания минимального содержания костры в длинном волокне можно достичь только до определенных пределов, в данном случае до 5$. Поэтому причину этого явления необходимо искать в способе и направлении воздействия рабочего органа трепального барабана (биль-ной планки) на обрабатываемый материал.

В 1980 году УзОСЖ 1умаровым Ш.М. была проведена работа по исследованию процесса промывки лубяного сырья [30,31,32] . Она состояла из двух частей: исследование процесса промывки луба кенафа и разработка рекомендаций по совершенствованию процесса промывки с целью улучшения качества длинного волокна при одновременном снижении расхода воды в технологическом процессе.

Для этого была разработана и изготовлена экспериментальная установка, на которой изучалось влияние следующих факторов на процесс промывки: плотности слоя материала: скорости транспортера; температуры воды; скорости истечения жидкости; угла и способа подачи струй воды на обрабатываемый материал; расхода воды, характера истечения жидкости; силы натяжения волокна в зоне промывки.

В результате проведенных исследований автором было выявлено следующее:

1. Степень промывки длинного волокна кенафа на существующих трепально-промывных машинах марки МТ и АЛВ не удовлетворяет требованиям промышленности. Полученное волокно вследствие сильной склеенности, жесткости и значительной закостренности приходится дорабатывать после процесса сушки на мягчильно-мяльной машине ММ-2 при интенсивном режиме, а это сопровождается снижением его качества.

2. Вымоченный луб, транспортирующийся в секцию машины, попадает под воздействие струй воды, которые способствуют образованию сетки. Костра, запутываясь в ней, образует на конце слоя ком, состоящий из перепутанных волокон со значительным количеством костры. При дальнейшем воздействии рабочих органов машины ком обрывается, что приводит к снижению процента выхода длинного волокна.

3. Причинами недостаточной степени промывки волокна в существующих машинах МТ и МБ являются низкая скорость истечения жидкости воздействий на волокно и одностороннее направление струй воды.

Для устранения этих недостатков автор рекомендует разделить два процесса - трепания и промывки, т.е. промывку волокна производить вне сферы трепания (за пределами трепально-промывной машины) способом интенсифицированной двухсторонней струйной промывки с углом направления струй 30° и скоростью воды при истечении из отверстий 17-19 м/с. Применение этого способоа позволило улучшить качество длинного волокна, повысить его прядильную способность и уменьшить расход чистой воды на промывку. В результате этого снизилось выделение пыли при сортировке волокна на лубзаво-дах и в прядильном производстве фабрик-потребителей, сократился расход воды, а следовательно и уменьшился сброс промышленных вод, что положительно сказывается на сохранении окружающей среды от загрязнений. Получение такого волокна позволит проводить процесс мягчения на мягчильно-мяльной машине №4-2 в более мягких режимах, то есть путем сокращения многократных интенсивных механических нагрузок, что будет способствовать сохранению его природных ценных свойств (прежде всего прочности).

Автором в данной работе впервые было проведено целенаправленное исследование и осуществлено усовершенствование процесса промывки длинного волокна с применением интенсифицированной двухсторонней подачи струй воды на промывку, в отличие от существующего способа, вне зоны трепания, исследовано изменение химического состава волокна кенафа по стадиям его технологической обработки и определены силы натяжения волокна в зоне промывки под воздействием струй воды. В рассматриваемой работе был изучен только процесс промывки длинного волокна, сущность процесса трепания не изучалась.

Как видно из обзора и анализа научно-исследовательских работ, изучалось только влияние основных параметров процесса трепания (частоты вращения трепальных барабанов, скорости транспортирующей дорожки, плотности питания материала, количества воздействий и т.д.) на эффективность обработки длинного волокна, и регулированием этих параметров искались пути достижения высокого очистительного эффекта, т.е. стремились определить оптимальный вариант обработки, не изучая при этом явлений, происходящих в зоне трепания.

Как известно, регулированием этих параметров очистительный эффект достигается до определенного предела. Например, в вышеизложенных работах самое минимальное содержание костры в длинном волокне достигнуто 4-5$ [26,27,28] . Это объясняется тем, что конструктивные возможности трепально-промывных машин не позволяют дальнейшего увеличения очистительного эффекта без потерь длинного волокна.

Анализ схем трепально-промывных машин показывает, что их совершенствование происходило на основании предложенных в разное время рекомендаций научно-исследовательских работ, в результате чего до определенных пределов увеличился выход длинного волокна и улучшилось его качество. При этом, конструкция трепальных барабанов и принцип воздействия бильных планок на обрабатываемый материал (перпендикулярно к обрабатываемой длине пряди) оставались неизменными, что препятствовало дальнейшему повышению очистительного эффекта машин.

Поэтому для дальнейшего повышения очистительного эффекта трепально-промывных машин нами было принято решение об изменении конструкции основного рабочего органа (бильной планки) трепальс о ^ г ных барабанов, который будет способствовать утолению слоя обрабатываемого материала в зоне трепания и интенсивному удалению из него внутриелойной костры.

Выводы

1. Проектирование и создание трепально-промывных машин происходило на основе предложенных в разное время рекомендаций научно-исследовательских работ в области механической обработки, применение которых позволило до определенного предела увеличить выход длинного волокна и улучшить его очистку от костры, но конструкция основных рабочих органов (расположение бильных планок на трепальном барабане) и принцип воздействия их на обрабатываемый материал (перпендикулярно к обрабатываемой длине пряди) остались при этом неизменными.

2. Конструктивные возможности существующих трепально-промыв-ных машин не позволяют более эффективно обработать заготавливаемое в последнее время заводами сырье с повышенным содержанием костры.

3. Процесс трепания и явления, происходящие в зоне трепания, глубоко не изучались. Исследования проводились, в основном, на существующих трепально-промывных машинах, в которых отсутствует возможность варьирования параметрами технологического процесса. Для целенаправленного и глубокого исследования этого процесса необходимо его изучить на специально-разработанном и изготовленном стенде, а затем проверить полученные результаты в производственных условиях.

Исходя из вышеизложенного в данной работе ставятся следующие задачи исследования процесса трепания волокна кенафа:

1. Провести сравнительное исследование получения длинного волокна кенафа в производственных условиях на трепально-промыв-ных машинах марки АЛТ и АДВ и выявить недостатки процесса трепания волокна.

2. Провести исследование влияния нового рабочего органа трепальных барабанов на эффективность обработки материала, для чего разработать конструкцию и изготовить экспериментальную трепально-промывную установку с новыми рабочими органами.

3. Экспериментально определить силы натяжения волокна в зоне трепания при односторонней и двухсторонней обработке материала новыми рабочими органами.

4. Определить оптимальный режим обработки материала новыми рабочими органами.

5. Провести производственные испытания предлагаемой конструкции трепального барабана и оценить его эффективность обработки в зависимости от качественных и количественных показателей полученного длинного волокна.

6. Внедрить предлагаемую конструкцию трепального барабана с новыми рабочими органами на заводах первичной обработки кенафа.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Ерматов, Хабибулла

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Совершенствование трепально-промывных машин промышленности первичной обработки кенафа происходило на основе рекомендаций научно-исследовательских работ, проведенных в разное время в области механической обработки, но конструкция основного рабочего органа (трепальный барабан), расположение на нем бильных планок и их принцип воздействия-на обрабатываемый материал (перпендикулярно к длине пряди) оставалось при этом неизменным.

2. Конструктивные возможности существующих трепально-промыв-ных машин не обеспечивают эффективную обработку заготавливаемого в последнее время сырья, характеризующегося повышенным содержанием костры. Полученное длинное волокно на этих машинах из-за высокой закостренности подвергается ручной доработке или на трепальных машинах ШПО-2, что сопровождается дополнительными затратами, снижением прочности и выхода длинного волокна.

3. При воздействии на обрабатываемый материал планками винтового направления возникают силы, действующие в аксиальном направлении, которые способствуют передвижению его по планке (вдоль барабана) на определенное расстояние, утоняя при этом слой материала. Величина этого расстояния зависит от шага и угла подъема винтовой планки и коэффициента трения мевду обрабатываемым материалом и бильной планкой.

4. При обработке материала винтовыми планками переменного направления возникают аксиальные силы, под воздействием которых материал совершает колебательное движение, что способствует встряхиванию и утонению слоя. В результате в зоне трепания создаются благоприятные условия для более эффективного удаления костры, находящейся внутри слоя обрабатываемого материала.

5. Обработка материала винтовыми планками, благодаря аксиальным силам, создает новый эффект, помогающий развернуть материал, чем облегчается удаление костры из внутренних слоев его, и поэтому по сравнению с обработкой прямыми планками дает тот же результат при менее интенсивных воздействиях, что обеспечит сохранение фи-зико-тмеханич еских свойств волокна.

6. Существенное влияние на процесс трепания при обработке винтовыми планками переменного направления оказывает угол подъема планок, который колеблется в широких пределах. Оптимальным углом подъема винтовых планок составляет 60°, при котором достигаются наилучшие показатели технологического эффекта трепания.

7. Массовая доля костры в длинном волокне, полученном путем обработки материала винтовыми планками переменного направления, в 3-4 раза меньше, чем в волокне, полученном при обработке прямыми планками.

8. Длинное волокно, полученное при обработке винтовыми планками, исключает процесс доработки недотрепа, что позволяет сохранить природные свойства волокна и повысить процент выхода.

9. Установлено, что оптимальной частотой вращения трепальных барабанов с винтовыми планками переменного направления является 1,67 с"^ при оптимальной плотности слоя обрабатываемого материала 4 кг/пог.м.

10. Установлено, что конструктивные и технологические особенности эксплуатируемых машин одностороннего действия обусловливают потерю длинного волокна из-за неподвижных дек. При исследовании установлено, что они, как и при трепании волокна прямыми бильными планками, так и винтовыми планками в процессе не участвуют, а наоборот способствуют уменьшению выхода волокна.

11. Исследованием установлено, что при одинаковых условиях обработки материала прочность длинного волокна, долученного винтовыми планками, выше, чем прочность волокна, полученного прямыми планками.

12. Силы натяжения волокна в зоне трепания при обработке материала винтовыми планками в 1,2-2,5 раза меньше, чем при обработке материала прямыми планками, что обеспечивает при той же степени очистки сохранение физико-механических свойств волокна.

13. При односторонней обработке материала силы натяжения в 0

2-3 раза выше, чем при двухсторонней обработке из-за разности количества бильных планок, взаимодействующих одновременно с материалом.

14. Производственные испытания трепального барабана с винтовыми планками переменного направления показали высокую технологическую эффективность нового принципа воздействия на материал, при котором качество длинного волокна улучшается на 0,53 сорта, выход его увеличивается на 0,7$, а массовая доля костры сокращается в 3,5 раза.

15. В целях совершенствования технологического процесса трепания и получения более качественного длинного волокна кенафа рекомендуется на существующих машинах АЛВ и АЛВ-М заменить трепальные барабаны с прямыми планками на барабаны с винтовыми планками переменного направления с демонтажем неподвижных дек.

16. Экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции трепального барабана на одну трепально-промывную машину за счет улучшения качества и повышения выхода длинного волокна составляет 263,7 тыс.руб., а экономический эффект на единицу продукции 288 руб/т.

17. Выдана заявка ТДЛСБ по хлопкоочистке на проектирование опытного образца трепального барабана с винтовыми планками переменного направления для модернизации трепально-промывной машины АЛВ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ерматов, Хабибулла, 1984 год

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС.- М.: Политиздат, 1982.2. Миронов К.Л. Биологическая мочка южной конопли, кенафа, джута и канатника,- М.: Гизлегпром, 1951.- 16 с.

2. Магитт М. Основы технической анатомии лубяных культур,- М.: Сельхозгиз, 1948.

3. Капралова Н.П., Переверзев Г.А. Биологические особенности кенафа в условиях Узбекистана.- Ташкент:- Фан, 1973.- 105 с.

4. Длинное волокно кенафа заводской обработки. ОСТ Наркомтек-стиль 30021-39, М.: 1939.

5. ГОСТ III91-65. Волокно кенафа длинное.

6. ГОСТ III91-68. Волокно кенафа длинное.

7. ГОСТ III91-77. Волокно кенафа длинное.

8. Разработка, пересмотр и продление нормативно-технической документации на продукцию промышленности лубяных волокон: Отчет/ ЦНИИХпром; Науч.рук.темы М.М.Мирагзамов J&TP 81024754; Инв.№ 0284.0006515. Ташкент, 1983.- 43 с.

9. Белых В.А. Обработка мокрой тресты кенафа. Отчет. Новлуб-институт, 1934.1.. Белых В.А. Обработка тресты и канатника в мокром виде. Отчет Новлубинститут, 1935.

10. Мишин Н.Н., Шмидт В.В. Машина для обработки кенафа и других волокнистых материалов. Авторское свидетельство té I59S2.

11. Мишин Н.Н. Устройство, монтаж, ремонт и наладка машины ТММ-200К.- М.: Гизлегпром, 1954.

12. Гительмахер М.И., Максимова Е.Н. К вопросу о взаиморасположении первичных и вторичных волокон в стеблях кенафа,- Хлопковая промышленность. 1970, № I, 28 с.

13. Умаров А.Р. Содержание и качество первичного и вторичноговолокна в стеблях кенафа в зависимости от условий произрастания. -Хлопковая промышленность, 1981, № I, 17 с.

14. Арифханов У.Х. Исследование процесса выделения волокна из вымоченного луба кенафа: Дис.техн.наук.- М., 1955.

15. Гительмахер М.И. Усовершенствование технологического процесса обработки зеленого луба кенафа. Отчет. Тема № II, ЦНИИХпром, Ташкент, I960.

16. Острецов Н. Испытание машины для промывки вымоченного луба кенафа. Отчет. Тема № 3 п/п, ЦНИИЛВ, М., 1958.

17. Клейман Я.С., Гительмахер М.И. и др. Трепально-промывная машина для обработки луба. Авторское свидетельство № 258589.

18. Гительмахер М.И., Халиков Т.О. и др. Создание поточной линии длинного волокна кенафа. Отчет. Тема 14, ЦНИИХпром, Ташкент, 1963.

19. Гительмахер М.И., Окунь М.М. Поточные линии получения длинного и короткого волокна кенафа.- М.: Легкая индустрия, 1973.46 с.

20. Гительмахер М.И. и др. Производственная проверка модернизированной трепально-промывной машины АЛВ-М. Отчет. Тема Л 36, ЦНИИХпром, Ташкент, 1974.

21. Гительмахер М.И. и др. Изучение процесса выделения луба из свежесрезанных стеблей кенафа. Отчет. Тема № 49, ЦНИИХпром, Ташкент, 1936.

22. Валишин Ф.Н., Гительмахер М.И. и др. Состояние и перспективы развития лубяной промышленности Узбекистана: (Обзор)/ Уз-НИИНТИ,- Ташкент, 1976, 44 с.

23. Валишин Ф.Н., Офицеров B.C., Новиков А.Б., Клейман Я.С., Белоусов Ю.К. Трепальная машина для лубяных культур. Авторское свидетельство № 585241.

24. Создание новых машин для первичной обработки кенафа: Отчет/ЦНИИХпром; Науч.рук.темы М.И.Гительмахер.- 1ГР 74019588; Инв.№ Б391004. Ташкент, 1974,- 96 с.

25. Исследование и выбор оптимальных режимов обработки сырья на основном технологическом оборудовании кенафного завода: Отчет/ЦНИИХпром; Науч.рук.темы М.М.Мирагзамов.- ЛГР 77009318; Инв.№ Б658482. Ташкент, 1977.- 86 с.

26. Файзуллаев А. Исследование и оптимизация параметров механизированного питания трепально-промывных машин непрерывным слоем материала: Дис.канд.техн.наук.- Ташкент, 1980.

27. Файзуллаев А.Ф. Влияние воздействий прошивных игл на прочность волокна при получении холста из зеленого луба кенафа.-Хлопковая промышленность. 1978, № 3, 17 с.

28. Гумаров Ш.М. Исследование процесса промывки длинного волокна кенафа: Дис.канд.техн.наук.- Ташкент: 1980.- 170 с.

29. Гумаров Ш.М. Влияние сил взаимодействия струй воды на длинное волокно кенафа.- Хлопковая промышленность. 1981, № 3, 22 с.

30. Суслов H.H., Арифанов У.Х., Гумаров Ш.М. Исследование изменения химического состава волокна кенафа, полученного на машинах АЛГ и АЛВ.- Хлопковая промышленность. 1980, № 4, 21 с.

31. ГОСТ 9992-79. Волокно кенафа короткое.

32. Файзуллаев А. Графические исследования процесса трепанияв трепально-промывных машинах одностороннего действия.- Хлопковая промышленность. 1978, № 4, 19 с.

33. Кузьминский А.Б. Теоретические основы процесса трепания лубяных волокон.- М-Л.: Госиздат легкой промышленности, 1940, 217 с,

34. Сборник научно-исследовательских работ (выпуск ХП), ЦНИИХ-пром, Ташкент, 1968, 31 с.

35. Мавлявиев М.Р. и др. Экспериментальное исследование коэффициента трения скольжения волокна кенафа. Отчет, ТИТЛП, Ташкент, 1973.

36. Корешков A.C., Алимходжаев А. Коэффициент трения покоя лубяного сырья по различным материалам.- Хлопковая промышленность. 1977, & 4, 20 с.

37. Канивец М.А., Игамбердиев Х.Х. Коэффициенты трения зелен-цового кенафа.- Хлопковая промышленность. 1982,№ 6, 21 с.

38. Марков В.В., Суслов H.H., Трифонов В.Г. Первичная обработка лубяных волокон.- М.: Ростехиздат,- 281 с.

39. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента.- М.: Легкая индустрия, 1974.- 85 с.

40. Суслов H.H. Исследование процесса трепания льна: Дис.доктора техн.наук.- Кострома, 1951.

41. Савиновский В.И. Динамическое исследование и методы расчета бильных барабанов трепальных машин: Дис.канд.техн.наук.-Кострома, 1971.

42. Янушевский Д.А. Исследование и обоснование некоторых конструктивных параметров узла бильных барабанов льнотрепальных машин. Дис.канд.техн.наук.- Кострома, 1981.

43. Андреев В.В., Мастейкене-Пакалкайте И.Ю. Изучение некоторых конструктивных и технологических факторов процесса трепания: Научно-исследовательские труды.- М., ЦНИИЛВ.- Том 19, М.,: Гизлег-пром, 1963.

44. Андреев В.В., Мостейкене-Пакалкайте И.Ю. Изучение некоторых конструктивных и технологических факторов процесса трепания во- . локна. Научно-исследовательские труда. М., ЦНИИЛВ, Том 20, "Легкая индустрия", 1955.

45. Методические указания определения экономической эффективноети использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в легкой промышленности.- ШШ СССР, 1978.- 22 с.

46. Инструкция определения экономической эффективности использования новой техники, изобретение и рационализаторских предложений в промышленности первичной обработки лубяных волокон.-М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1982.- 21 с.

47. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

48. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

49. На основании полномочий, предоставленных Правительством СССР, Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийматериала" . ;

50. Автор (авторы): Ерматов Хабибулла, Мирагзамов Шркомил и Лем Людвик Дмитриевич / /.13 1ц ''У У'1./: ^

51. Заявитель: ЦЕЕТРМЬНЫЙ НАУЧНО-ИСШВДОВАТЕЛЪСКИЙ ИНСТИТУТг^ош^оожтотельноОроьшленности- ч Заявка^ № 3248482 Приоритет изобретения 18$евраля 1981Г

52. Зарегистрировано в Государственном реестреиаобретений СССР14 мая 1982г. Действие авторского свидетельства распространяется на всю территорию Союза ССР.1. Председатель Комитета1. Начальник о\

53. МПФ Голами. 1С7».Зы£. 79-ЗОМ.

54. Союз Советских Социалистических Республик

55. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий

56. О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

57. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

58. Дополнительное к авт. свид-ву

59. Заявлено 18А2.81 (21) 3248482/28-12 с присоединением заявки №23. Приоритет

60. Опубликовано 15.09.82. Бюллетень №34 Дата опубликования описания 15.09,8295851451|М.Кп.31. О 01 В 1/10531УДК 677.051 .34(088.8)72. Авторы изобретения

61. X. Ерматов, М. Мирагзамов и Л.Д. Лём71. Заявитель

62. Центральный научно-исследовательский институт хлопкоочистительной промышленности

63. ТРЕПАЛЬНЫЙ БАРАБАН ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛУБОВОЛОКНИСТОГО1. МАТЕРИАЛА1

64. Изобретение относится к первинной . обработке лубяных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве для выделения луба из стеблей лубяных культур.

65. Известен трепальный барабан для обработки лубоволокнистых материалов, содержащий цилиндрический корпус с закрепленными по винтовым линиям бильными планками 13«

66. Недостатком известного трепального барабана является то, что при обработке слоя материала внутренняя его часть недостаточно очиыается от костры, а конец обрабатывающего материала скручивается.

67. Цель изобретения более эффективная обработка лубоволокнистого материала с одновременным его встряхиванием.

68. Указанная цель достигается тем, что трепальный барабан, содержащий цилиндрический корпус с закрепленными по винтовым линиям бильными планками, дополнительно снабжен бильными планками, смонтированными но винтовым линиям противоположного налравле' ния.

69. На фиг. 1 изображен предложенный трепальный барабан} на Фиг. 2 С*е10