Наукові основи ресурсозберігаючих технологій переробки відходів натуральних шкір у матеріали та вироби взуттєвого виробництва

Компоненти швидкості проникнення суспензії через міжволоконний простір, яка дорівнює , визначається з рівнянь (23) за розподілом тиску, знайденим з рівняння (26). Шляхом одержаного розв'язку задачі для поля тисків, заданого рівнянням (24) , з використанням рівнянь фільтрації (23), можна знайти поле швидкостей по перерізу гідродинамічного розволокнювача. На рис. 6 наведена залежність тиску в каналі гідродинамічного кавітаційного розволокнювача з круглим кавітатором від необхідної кумулятивної швидкості струминки .

Розв'язуючи рівняння (26) з урахуванням (28), отримаємо розв'язок задачі про зміну тиску кавітаційної струминки PК та тиску в каналі кавітаційного розволокнювача PC залежно від об'ємного наповнення відходами шкіри суспензії.

Це зумовлено тим, що із збільшенням в'язкості суспензії , яка призводить до різкого зменшення швидкості струминок VK, і як наслідок, - зменшується збуджуваний ними тиск. У той же час, збільшення в'язкості суспензії , зі зростанням об'ємного наповнення відходами шкіри суспензії, призводить також до уповільнення її руху в каналі кавітатора за рахунок зростання опору частинкам шкіри. Тому для забезпечення технологічного процесу гідродинамічного розволокнення необхідно підвищувати робочий тиск PC відносно заданого тиску, який відповідає руху через кавітатор ненаповненої рідини P.

Експериментальні дослідження показали, що дійсно з похибкою 5 ... 12 % спостерігається зростання робочого тиску в каналі розволокнювача прохідного типу. Точка А перетину кривих 1 та 2 на рис. 7 відповідає найбільш раціональному значенню коефіцієнта наповнення суспензії ( = 0,043…0,045) , при якому не буде спостерігатись ні зростання робочого тиску PC, ні зменшення тиску кавітаційної струминки PK, ні погіршення процесу розволокнення суспензії. Отримані результати щодо коефіцієнта наповнення суспензії добре узгоджуються з результатами розмелу шкіряних відходів на ролах.

Течія рідини в порожнині кавітаційного розволокнювача прохідного типу моделювалась за допомогою скінченнорізницевого методу. В розрахунках варіювалася геометрична форма кавітатора: параболічна, гіперболічна, конусна. В ході дослідження моделювалась зміна гідродинамічного тиску рідини, залежно від розміру зазору між кавітаційною вставкою та стінками розволокнювача в перерізі, який відповідає максимальному діаметру кавітатора, для різних форм кавітаційної вставки. В результаті дослідження були отримані залежності розподілу тиску по ширині зазору для кавітаторів різної геометричної форми (рис. 8, а). З графічних залежностей (рис. 8, а) видно, що найбільший тиск виникає при використанні кавітаторів параболічної форми, а найменший - при використанні кавітаторів гіперболічної форми. Визначення тисків (РС - Р) на границі “кавітатор - рідина” по всій довжині кавітаторів різної форми (рис. 8, б) показало, що, варіюючи геометричною формою кавітатора, можна забезпечити необхідні технологічні параметри процесу розволокнення. Так, для інтенсифікації процесу розволокнення відходів жорстких шкір необхідно використовувати більш високі тиски рідини (РС - Р 0,5 МПа), що відповідає кавітатору параболічної форми. У той же час, при розволокненні м'яких шкір більш раціонально використовувати кавітатор гіперболічної форми, що дозволить значно зменшити технологічні навантаження на гідродинамічне обладнання (РС - Р 0,3 МПа).

У процесі технологічних випробувань гідродинамічного апарата для розволокнення шкіряних відходів був виявлений ефект інтенсифікації технологічного процесу розволокнення при динамічному модулюванні гідравлічного потоку зовнішнім збурюючим впливом у напрямку руху шкіряної суспензії. При цьому процес фібрилізації шкіряних відходів відбувався у строго визначеному інтервалі частот, розмах якого змінювався в часі, не залишаючись постійним.

У роботі процес модулювання трифазної суспензії розглянутий з позицій механіки рідини і газу. В результаті отримано загальний розв'язок задачі про гідродинамічне розволокнення шкіри методом модуляції гідравлічного потоку трифазної суспензії у вигляді:

, (29)

де M, B, H, N - функції, які залежать від: , , - швидкості, відповідно, рідкої, газової і твердої фаз у гідродинамічному потоці, м/с; , , - густини, відповідно, рідкої, газової і твердої фаз, кг/м3; , - об'ємного вмісту газової і твердої фаз у рідкому середовищі; ср, сг, ст - швидкості звуку, відповідно у рідкій, газовій і твердій фазах, м/с.

У процесі розв'язання задачі отримані вирази для частоти динамічного збурювання потоку трифазної суспензії, що приводить до інтенсифікації технологічного процесу гідродинамічного розволокнення:

(30)

та коефіцієнта згасання 1 гідравлічного потоку трифазної суспензії, який характеризує стійкість технологічного процесу розволокнення шкіри:

(31)

де с, сс - відповідно, ефективна густина суспензії й ефективна швидкість звуку в суспензії, яка складається з рідкої, газоподібної і твердої фаз.

Наведена теоретична залежність частоти динамічного збурювання потоку трифазної суспензії (30), що приводить до інтенсифікації технологічного процесу гідродинамічного розволокнення від коефіцієнта об'ємного наповнення відходами шкіри. На рис. 9 позначками “” нанесені експериментальні результати залежності частоти збурювання від коефіцієнта об'ємного наповнення, одержані для шкіри хромтанідного дублення для низу взуття. Теоретична залежність побудована для трифазної суспензії, густина якої дорівнює = 140025 кг/м3, кінематична в'язкість приймалася постійною при значенні = 0,6 м2/с, об'ємний вміст газової фази Г не перевищував 2,5…5 %, що визначалось за допомогою методу акустичної емісії. Встановлено, що в робочому інтервалі зміни ступеня наповнення суспензії відходами шкіри, необхідна частота збурювання потоку зменшується зі зростанням об'ємного вмісту твердої фази. Відносна похибка між експериментальними і теоретичними даними не перевищувала 5 %, при довірчій вірогідності (Р = 0,98).

На рис. 10 подана залежність зміни відносної (до номінальної ) частоти (fP / fH) модуляції тиску динамічного потоку трифазної суспензії в процесі розволокнення шкіряних відходів від відносного тиску (РС / РН) в каналі гідродинамічного розволокнювача. Точки “” на рис. 10 відповідають експериментальним даним для різних значень коефіцієнта об'ємного наповнення суспензії. З аналізу рівняння (30) та графіка, наведеного на рис 10, видно, що тиск гідравлічної суміші в системі повинен модулюватися із змінюваною частотою в міру розволокнення твердої фази. На рис. 10 точка перетину абсциси х = 1 та ординати у = 1 відповідає випадку, коли робочий тиск в каналі гідродинамічного розволокнювача відповідає номінальному, тобто РС = РН. Зростання в процесі розволокнення однорідності і в'язкості суспензії призводить до різкого зменшення швидкості кавітаційних струминок VK, і, як наслідок, до зменшення збуджуваного ними тиску РС. У той же час, збільшення в'язкості суспензії призводить також до уповільнення її руху у каналі кавітатора за рахунок зростання в ньому опору руху суспензії.

Збільшення частоти модуляції призводить до зростання робочого тиску РС, відносно до номінального РН, в каналі гідродинамічного розволокнювача. Зростання тиску та частоти модуляції призводить до зростання інтенсивності ерозійних процесів розволокнення відходів шкіри в каналі кавітатора і, як наслідок, підвищення продуктивності гідродинамічного розволокнення та зменшення часу, необхідного для реалізації технологічного процесу. Відносна похибка між експериментальними та теоретичними даними не перевищувала 7 %, при довірчий вірогідності (Р = 0,98).

Найбільш простим пристроєм, що дозволяє реалізувати запропонований спосіб, є обробка матеріалу між гребінчастими поверхнями (рис. 11, а). При обробці в такому пристрої реалізується схема навантаження, представлена на рис. 4. Матеріал 1 спочатку розтягується за рахунок видавлювання між поверхнями суміжних зубців, а коли пуансони 2 та 3 стуляються приводними механізмами 4 та 5, відбувається подрібнення зразка. При деформуванні шкіри між зубчастими поверхнями розтяг матеріалу і створення необхідної деформації відбувається лише в тому випадку, коли матеріал буде утримуватися на верхівках зубів, без ковзання, і не буде відбуватися вільне укладання його по конфігурації профілю. Таким чином, зусилля, що забезпечують защемлення матеріалу на вершинах гребенів, повинні завжди перевищувати зусилля розтягу при деформуванні. Співвідношення цих сил залежить як від коефіцієнта тертя між шкірою і гребенями, так і від геометричних параметрів профілю гребенів: кроку виступів, кута профілю.

(32)

де f - стріла прогину матеріалу, м; f1 - коефіцієнт тертя шкірматеріалу по поверхні гребенів hш, товщина шкіри, м.

Як видно з (32), крок гребенів, у свою чергу, залежить від кута профілю , а кут профілю гребенів має бути таким, щоб при деформуванні матеріалу в ньому генерувалася необхідна ефективна технологічна деформація 1. Дуже важливим технологічно-конструктивним параметром пристрою є кут профілю гребенів , при якому буде забезпечене створення в матеріалі необхідної відносної деформації 1 при обробці матеріалу між двома гребінчастими поверхнями. У момент торкання гребенів поверхнею шкіри вона розташовується на вершинах гребенів, крок яких дорівнює t. Після деформування шкіра розтягнеться й укладеться по конфігурації профілю гребенів. Тоді кут профілю може бути визначений з рівняння:

(33)

На рис. 12, а наведена залежність кута профілю від значення ефективної технологічної деформації розтягу (стиску) 1. Знаючи кут профілю, можна визначити залежність кроку t гребенів (рис. 12, б). Однак локально, на вершинах гребенів при деформації, крім чистого розтягу шкіряного матеріалу, буде також відбуватися його згин, який залежить від оптимального радіусу закруглення вершин і западин гребенів: r = hп / 21.

В технологічних валкових пристроях прохідного типу (рис. 11, б), які реалізують розволокнення структури розтягу і стиску, розволокнення структури шкіри досягається тим, що волокниста структура піддається деформуванню послідовно в два етапи. Пристрій для розволокнення натуральних шкір (рис. 11, б) має у своєму складі швидкообертовий ротор 1, змонтований усередині нерухомого корпусу 2, що має завантажувальний патрубок 3 з живильними валками 4 і 5, виконаними у твірній гребінчастого типу з кутом профілю . Розрахункова схема складного деформування шкіряного матеріалу в прохідних валках представлена на рис. 13.

Матеріал входить в зону обробки з початковою товщиною при куті , а виходить із зони з залишковою товщиною . Відповідно до схеми обробки матеріалу, його деформування в гребінчастих валках можна з деякими допущеннями розбити на дві стадії (рис. 12). На першій стадії відбувається розтяг матеріалу між двома виступами одного валка і гребенями іншого валка зі згином матеріалу на вершинах гребенів при обертанні валків від кута до 0, до деформації розтягу 1, формула (20).

На другій стадії відбувається стиск шкіряного матеріалу між бічними поверхнями гребенів на ділянці повороту від кута до 0.

Отримане значення відносної деформації стиску ст, яку забезпечують конструктивні особливості валкового пристрою і яке повинно бути не менше, ніж значення ефективної технологічної деформації стиску , формула (20), що викликає найбільш раціональне розволокнення попередньо витягнутої волокнистої структури шкіри, пов'язано з радіусом валків залежністю:

(34)

На рис. 13, б наведена залежність радіусу валків від значення ефективної технологічної деформації стиску натуральної шкіри хромтанідного дублення для низу взуття, при таких фізико-механічних властивостях шкіри: ЕМ = 23,69 МПа, М = 0,423, 23 = 0,434, Е1 = 33,41 МПа. Встановлено, що для перекриття всього діапазону ефективної технологічної деформації стиску необхідно, при висоті профілю h = 2,5 мм, виконувати валки діаметром не менше, ніж 50 мм, що дозволяє проводити розслаблення структури шкіри в діапазоні всієї номенклатури товщин. При цьому значення ефективної технологічної деформації стиску змінюється шляхом зміни зазору між робочими валками. При висоті профілю h = 5 мм діаметр валків, виходячи з тих самих розрахунків, повинен становити не менше, ніж 75 мм. Аналогічні результати отримані для шкір хромового дублення та шкір комбінованого дублення для верху взуття. В результаті аналізу визначено діапазон технологічних та конструктивних параметрів валкових пристроїв, що забезпечують перекриття діапазону товщин та номенклатури натуральних шкір хромового та комбінованого дублення для верху та низу взуття. Отримані в дисертації аналітичні залежності пов'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами валкового технологічного устаткування, що дозволяє оптимізувати ці параметри, з метою забезпечення мінімального споживання потужності для розволокнення шкіри.

Технологічний барабанний пристрій розволокнення структури щільних волокнистих матеріалів (рис. 11, в) реалізує розволокнення структури шкіри методом розтягу та зсуву.

В технологічному валковому пристрої, (рис. 11, г) реалізується розволокнення структури двохосьовим розтягом.

В роботі запропоновано голкофрезовий подрібнювач шкіри з попереднім розволокненням структури зубчастими валками (рис. 11, д) за рахунок того, що під дією зубців відбувається часткове руйнування зв'язків між волокнами шкіри.

У валковому пристрої, зображеному на рис. 11, е, також ослаблення волокнистої структури шкіри відбувається за технологічною схемою розтягу та зсуву.

Розроблені в дисертації наукові основи визначення раціональних технологічних параметрів пристроїв для розволокнення шкіряних матеріалів дозволили отримати аналітичні залежності, які пов'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами технологічного устаткування, що створюють заданий напружено-деформований стан у матеріалі.

В шостому розділі описані технічні засоби та методи досліджень технологічних та фізико-механічних властивостей натуральної шкіри. Для перевірки основних положень технологічної теорії розволокнення волокнистої структури шкіри при різних режимах розволокнення необхідно мати основні структурні параметри її внутрішньої будови і значення фізико-механічних властивостей основних структурних рівнів у вихідному стані. З цією метою був застосований комплекс сучасних методів статичних та динамічних випробувань, що дозволили визначити у широкому температурно-часовому діапазоні необхідні технологічні властивості шкіряних матеріалів. До складу комплексу входить ряд дослідних установок, які пройшли метрологічну атестацію та дозволяють досліджувати повзучість, короткочасну міцність, динамічний модуль пружності і декремент згасання при згинальних коливаннях, динамічний модуль зсуву і декремент згасання при крутильних коливаннях, акустичні властивості шкіри, макроструктуру шкіряних матеріалів в широкому температурному та часовому діапазонах. Наведені фотографії, принципові схеми та основні показники дослідних установок.

Сьомий розділ присвячений розробці методу та проведенню експериментальних досліджень технологічних параметрів механічного розволокнення відходів натуральної шкіри.

Програма експериментальних досліджень технологічних параметрів розволокнення мала на меті виявити їх залежність від фізико-механічних властивостей шкіри, характеристик і типу напружено-деформованого стану, збуджуваного технологічним обладнанням у матеріалі, що розволокнюється.

На першому етапі визначалися ефективні структурні і фізико-механічні властивості вихідних зразків шкіри. Як ефективні фізико-механічні характеристики досліджуваних шкір були прийняті значення динамічних в'язкопружних модулів розтягу та зсуву. Як ефективні фізико-механічні характеристики колагенових волокон були обрані значення релаксаційного модуля пружності і коефіцієнта Пуассона , які узяті з літературних джерел і дорівнюють: МПа, . Значення в'язкопружного модуля міжволоконного простору для шкір різного способу дублення розраховані з літературних джерел і складають: МПа для шкіри хромтанідного дублення для низу взуття; МПа - для шкіри хромового дублення для верху взуття; МПа - для шкіри комбінованого дублення для верху (юхта). При цьому виявилося, що коефіцієнт Пуассона міжволоконного простору для всіх досліджених шкір має практично однакове значення м = 0,45 0,01. В таблиці наведений повний перелік в'язкопружних характеристик шкір хромтанідного, хромового і комбінованого методів дублення для низу і верху взуття у вихідному недеформованому стані, підданих згодом розволокненню.

На другому етапі, на підставі отриманих в розділі 5 залежностей були визначені найбільш раціональні конструктивні та технологічні параметри валкового пристрою, за допомогою якого проводились експериментальні дослідження технологічного процесу розволокнення відходів натуральних шкір.

На третьому етапі натуральні шкіри у вигляді смуг шириною 140 мм і довжиною 500 мм пропускалися через валковий пристрій. Після обробки у валковому пристрої з різних ділянок смуг вирізалося по 10 зразків шириною 0,01 м і довжиною робочої частини 100 мм. Потім зразки піддавалися розтягу до розриву на розривній машині “Instron-12D”.

Значення в'язкопружних характеристик досліджуваних шкір

Тип шкіри	Густина кг/м3	Е1, МПа	Е2, МПа	Е3, МПа	G12, МПа	G32, МПа	v12	v32
Хромтанідно-го дублення	580	34,08	24,72	24,85	11,90	8,66	0,432	0,434
Хромового дублення	570	32,51	24,35	26,45	11,42	9,28	0,423	0,425
Комбіновано-го дублення	720	29,93	22,25	26,11	10,51	9,15	0,424	0,426

На рис. 14 наведені залежності зміни міцності на розтягання вздовж лінії хребта полотен шкір: хромового дублення (крива 2), хромтанідного дублення (крива 1) і комбінованого дублення (крива 3), що пройшли однократну обробку у валковому пристрої розволокнення структури, від рівня ефективної технологічної деформації розтягу-стиску (), при коловій швидкості м/с. Встановлено, що для всіх досліджених шкір, на кривій втрати міцності із зростанням відносних деформацій розтягу-стиску можна виділити три явно помітні ділянки (рис. 14).

Друга, проміжна, ділянка кривої втрати міцності, довжиною 0,4…0,6 одиниць відносної деформації (), характеризується інтенсифікацією процесу розволокнення волокнистої структури всіх досліджених шкір. Так, пройшовши обробку в дослідженому діапазоні відносних деформацій () шкіра хромового дублення втратила міцність більше, ніж у 2,1 раза у порівнянні з вихідною міцністю, шкіра хромтанідного дублення втратила свою міцність більше, ніж у 2,8 раза і шкіра комбінованого дублення втратила свою міцність більше, ніж у 1,9 раза. Після обробки шкір у зазначеному діапазоні на їх поверхні з'являються чітко помітні заломи і сліди прокатки у валках. Третя, заключна, ділянка кривої втрати міцності, довжиною 0,6…0,85 одиниць відносної деформації (), характеризується стабілізацією процесу розволокнення волокнистої структури шкіри. Хоч шкіра і продовжує ослаблятися, але інтенсивність цього процесу зменшується. За аналогією з попередньою ділянкою, після обробки на поверхні шкір з'являються ще більш чітко помітні заломи і сліди прокатки. Таким чином, проведені дослідження показали, що найбільш раціональним діапазоном ефективних значень технологічних деформацій, у межах якого спостерігається найбільш істотне розволокнення волокнистої структури, є інтервал 0,7...0,85 від значення розривної деформації.

Дослідження впливу колової швидкості валків на зміну міцності шкір показало, що в інтервалі швидкостей 0,025…0,1 м/с, впливом колової швидкості валків на втрату міцності шкіри можна знехтувати. У той же час, збільшення швидкості валків приводить до збільшення продуктивності процесу розволокнення з одночасним збільшенням навантажень, що виникають у валковому обладнанні, а також енергоспоживання процесу розволокнення. Остаточний вибір колової швидкості валків варто шукати, виходячи з вирішення компромісної задачі між продуктивністю й енергоспоживанням.

Четвертий етап технологічних досліджень був присвячений заключному етапу процесу розволокнення попередньо ослабленого матеріалу. Розволокнення шкіряного матеріалу здійснювалося за допомогою дискової голкофрези, що оберталась з постійною частотою 0 = 262 c1 (n0 = 2500 об/хв), діаметром D = 0,11 м. При цьому оцінювався вплив основних технологічних показників, таких, як число проходів шкіряного матеріалу через валковий пристрій і величина подачі його у зону розволокнення на структурно-статистичний розподіл одержуваних волокон за довжинами.

При визначених у такий спосіб ефективних значеннях технологічних деформацій було проведене ослаблення шкіряних полотен і наступне розволокнення після одного, трьох і п'яти циклів повторної обробки у валковому пристрої, при коловій швидкості валків V = 0,050 м/с.

На рис. 16, як приклад, наведені гістограми розподілу (криві 1) і графіки теоретичної частоти для закону нормального розподілу (криві 2) довжин волокон l0, отриманих після розволокнення шкіри комбінованого дублення для верху взуття, за один прохід матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, а), за три проходи матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, б) і після п'яти проходів матеріалів через валковий пристрій (рис. 16, в) при найбільш раціональних значеннях ефективної технологічної деформації стиску .

Гістограми і криві нормального розподілу на рис. 16 побудовані на основі результатів статистичної обробки 600 вимірів довжини волокон l0, для кожного вищенаведеного режиму обробки у валковому пристрої.

Аналіз отриманих результатів, наведених на рис. 16, показує, що після одного циклу ослаблення структури шкір у валковому пристрої найбільш імовірне одержання коротких волокон довжиною м - для шкіри комбінованого дублення; м - для шкіри хромтанідного дублення; м - для шкіри хромового дублення для верху взуття. Гістограми розподілу довжин волокон , усіх без винятку досліджених шкір, характеризуються лівосторонньою асиметрією із зсувом убік коротковолокнистої ділянки. Волокон довжиною більше (8…10)10-3 м практично не спостерігалося.

Після розволокнення шкіряних полотен, що пройшли триразову обробку у валковому пристрої розволокнення структури, одержуємо переважно волокна довгої фракції. Найбільш імовірна довжина волокон при цьому склала

м - для шкіри комбінованого дублення;

м - для шкіри хромтанідного дублення;

м - для шкіри хромового дублення.

Гістограми і криві нормального розподілу майже збігаються. Асиметрія емпіричних функцій розподілу практично відсутня або знаходиться в межах відносної похибки експериментів (max = 8,5 %).

Після п'ятикратної обробки у валковому пристрої розволокнення структури маємо ще більше зміщення розмірів одержуваних волокон в бік довговолокнистої фракції. Найбільш імовірні довжини волокон склали:

м - для шкіри верху комбінованого дублення;

м - для шкіри верху хромового дублення;

м - для шкіри хромтанідного дублення.

Гістограми розподілу довжин волокон, при цьому режимі розволокнення, мають правобічну асиметрію, з перевагою довговолокнистої фракції, частка волокон довжиною більше мм складає в середньому 25...30 %. При цьому режимі розволокнення практично відсутні волокна довжиною, меншою за м.

На рис. 17 наведені залежності довжини волокон l0, отриманих у результаті розволокнення шкір, від кількості циклів Nц їх попередньої обробки у валковому механізмі розволокнення структури. П'ятициклова обробка структури шкіри у валковому пристрої приводить до зростання найбільш імовірного значення довжини волокна l0 у середньому всього на 10 %, порівняно з трицикловою обробкою. Правда, при цьому частка довговолокнистої фракції ( мм) збільшується у середньому з 50 % після трициклової обробки до 65 % після п'ятициклової обробки у валковому пристрої. З рис. 17 також видно, що подальша обробка шкір у валковому пристрої не приведе до істотного збільшення довжин одержуваних волокон. Компроміс, як видно, варто шукати на межі між кількістю циклів обробки, що збільшує вартість технологічної операції розволокнення структури шкіри, і часткою довговолокнистої фракції, що визначає вартість майбутнього виробу з волокон. Наприклад, одержання устілкового картону можливе при перевазі коротковолокнистої фракції, а для цього досить одноциклової обробки шкіряних відходів у валковому пристрої розволокнення структури, що значно знижує енерго- і трудовитрати на одержання вторинного волокна.

Аналогічно, за описаною методикою було проведено дослідження впливу подачі S шкіряного матеріалу в зону голкофрезування. На рис. 18 представлені залежності найбільш імовірного значення довжин волокон l0 шкір, що пройшли триразову обробку у валковому пристрої розволокнення структури, від величини подачі S шкіряного матеріалу в голкофрезовий пристрій розволокнення для шкіри хромтанідного дублення (крива 1), для шкіри хромового дублення (крива 2), для взуття комбінованого дублення (крива 3). Аналіз отриманих залежностей (рис. 18) показує, що величина подачі впливає на довжину одержуваних волокон. Для усіх без винятку кривих спостерігається екстремум, що відповідає подачі S = 0,0018 м/об. Так, в інтервалі подач S = 0,0006…0,0018 м/об найбільш імовірна довжина волокна збільшується для шкіри хромтанідного дублення (крива 1 на рис. 18) з l0 = 5,8510-3 м до l0 = 7,410-3 м, тобто більше, ніж на 26 %.

Для шкіри хромового дублення (крива 2 на рис. 18) довжина волокна збільшується з l0 = 6,310-3 м до l0 = 8,310-3 м, тобто більше, ніж на 31 %. Для шкіри комбінованого дублення (крива 3 на рис. 12) довжина волокна в зазначеному інтервалі подач збільшується з l0 = 6,810-3 м до l0 = 8,210-3 м, тобто більше, ніж на 20 %. При цьому слід зазначити, що із збільшенням величини подачі збільшується частка довговолокнистої фракції, у середньому, з 50 % при подачі S = 0,0006 м/об до 62 % при подачі S = 0,0018 м/об.

Подальше збільшення подачі викликає зниження найбільш імовірних значень довжин волокон в середньому на (15…17) %. При цьому при подачі S = 0,003 м/об (окружна швидкість валків V = 0,125 м/с) спостерігається поява нерозволокнених дрібних ділянок шкір у вигляді гороху геометрично неправильної форми. Це явище більш характерне для шкіри верху взуття, що має меншу твердість, більш пухку структуру і легше піддається ослабленню своєї структури у валковому пристрої. Крім того, при збільшенні подачі шкіряних матеріалів в зону розволокнення різко зростають динамічні навантаження, що супроводжуються підвищеною вібрацією технологічного обладнання, розігріванням матеріалу в зоні обробки, появою пилоподібної складової, що не піддається вимірам і оцінці.

Порівняння отриманих найбільш імовірних значень довжин волокон l0 із заданими значеннями l0 показує, що запропоновані теоретичні основи технології розволокнення шкіряних матеріалів, в основному достовірно, як у якісному, так і у кількісному відношенні, передбачають появу волокон заданої довжини. Відносна похибка між заданими значеннями довжин волокон та їх найбільш ймовірними значеннями складає: для шкіри комбінованого дублення = 13 %; для шкіри хромового дублення = 14 %; для шкіри хромтанідного дублення = 16 %.

Заключним етапом технологічних досліджень є оцінка можливостей застосування основних теоретичних положень при довільній орієнтації ділянок шкіряних відходів, що розволокнюються. Для цього зразки шкір нарізалися у вигляді геометричних фігур довільної форми і розмірів. Потім отримані зразки шкір піддавалися триразовій обробці у валковому пристрої розволокнення структури при довільній орієнтації зразків. Остаточне розволокнення шкір проводилось у голкофрезовому пристрої при частоті обертання голкофрези = 252 c-1 (n = 2500 об/хв) і подачі S = 0,0018 м/с. При цьому, за методом, викладеним на початку розділу, оцінювався структурно-статистичний розподіл розволокнених матеріалів за довжинами одержуваних волокон. Аналіз результатів, які отримані при заданій і довільній орієнтації шкіряних полотен, дозволив встановити, що характер структурно-статистичного розподілу волокон за довжинами, при довільній орієнтації обрізків шкір, які розволокнюються, практично не змінюється, розбіжність між отриманими результатами знаходиться в межах 6...12 %. Цей важливий висновок дозволяє виключити з технологічного процесу розволокнення структури операцію попередньої орієнтації обрізків шкір відносно лінії хребта.

Восьмий розділ присвячений практичному використанню отриманих результатів досліджень. Експериментальні дослідження впливу концентрації волокон шкіри на експлуатаційні властивості низу взуття виконані з використанням методу планування експериментальних досліджень. За контрольовані параметри прийняті фізико-механічні властивості матеріалу, що визначають довговічність низу взуття у процесі його експлуатації: міцність на розрив при розтягу В та кількість циклів багаторазового згину N, що передують руйнуванню від утоми. За основний фактор була вибрана концентрація волокон шкіри с у готовій підошві. Фактор с варіювали в межах від 0 до 15 %. Для проведення експериментальних досліджень використовувалися зразки з ПВХ-пластикату ОПЛП-2. Зразки для випробування виготовлялися з деталей низу взуття. При литті підошов в матеріальний циліндр додавали волокна, які отримували після трикратного ослаблення шкіри в валковому пристрої, з подальшим розволокненням голкофрезою. Підошви обробляли на машині ДН-2 для одержання зразків заданої товщини. Після цього, за допомогою спеціальних різаків (кут заточки = 22), на пресі ПВГ-8-0 із заготовок вирубували зразки для випробувань. Концентрація волокон шкіри варіювалася в процесі лиття підошов. Випробування на міцність та втомну витривалість при багаторазовому згинанні проводили за стандартною методикою. В результаті досліджень отримані рівняння для опису впливу концентрації шкіряних волокон на кількість циклів багаторазового згину, що передують руйнуванню підошов від втоми, які мають вигляд:

N = 8,35105 + 3,29106c - 2,02107c2 (35)

та для опису впливу концентрації волокон на розривну міцність підошов при розтягу:

F = 25,39 + 523,47c - 2904c2 (36)

За отриманими рівняннями побудовані графіки залежностей експлуатаційних властивостей підошов від концентрації волокон шкіри в ньому (рис. 19).

Експериментальними дослідженнями встановлено, що міцність на розрив зростає із збільшенням концентрації волокон шкіри у підошвах до певного моменту, покращуються й інші експлуатаційні властивості виробу. При подальшому зростанні концентрації шкіряних волокон у підошвах спостерігається зменшення як міцності виробу В, так і кількості циклів багаторазового згину N, що передують руйнуванню. Максимальна міцність на розрив В відповідає концентрації шкіри в підошві c = 9 %. Кількість циклів навантаження N, що передують руйнуванню від утоми, найбільша при c = 7 %.

Таким чином, при литті деталей низу взуття підвищеної якості, необхідно додавати шкіряні волокна, концентрація яких не повинна виходити за границі діапазону 7...9 %. Очікуваний економічний ефект від використання шкіряних волокон, отриманих на впровадженому обладнанні, в процесі виготовлення підошов чоловічих черевиків на ВАТ Львівське взуттєве виробничо-торгове підприємство “Прогрес” становить 11530 грн в рік.

Вивчення діаграм розтягу взуттєвих картонів дозволили визначити вплив довжин волокон на експлуатаційні властивості взуттєвих картонів. Проведені дослідження показали, що картони довговолокнистої фракції здатні витримувати більші, ніж у 2 рази, напруження розтягу, у порівнянні з картонами коротковолокнистої фракції. Тому використання при виробництві взуттєвих картонів довгих волокон, отриманих з шкіряних відходів на основі розроблених технологій розволокнення, забезпечує підвищення якості взуттєвих виробів. Розроблена технологія була впроваджена на Луцькій картонно-паперовій фабриці. Очікуваний економічний ефект від використання шкіряних волокон, отриманих за впровадженою технологією, в процесі виготовлення взуттєвих картонів становить 17600 грн в рік.

Висновки

На підставі експериментальних досліджень основних параметрів внутрішньої будови натуральних шкір запропонована оригінальна модель механізму міцності шкір, як упорядкованої структури, утвореної еліпсоїдальними волокнами однакової форми і розмірів, розташованими у кутах просторової решітки відповідно до типу і періодичності

Розроблено аналітичний метод визначення ефективних технологічних параметрів розволокнення натуральної шкіри залежно від пружно-деформованого стану, що генерується технологічним пристроєм, оснований на гіпотезах детермінованого і квазістатичного стану волокнистої структури шкіри, а також її термодинамічної стабільності. Зміна властивостей волокнистих матеріалів у процесі розволокнення пов'язана з кінцевою деформацією основних структурних рівнів шкіри.

Розроблені наукові теорії переробки відходів натуральних шкір, для чого отримані аналітичні вирази, які дозволяють для заданого деформованого стану, при відомих фізико-механічних властивостях шкіри і необхідних геометричних характеристиках одержуваних волокон, передбачити мінімальні значення технологічних напружень і деформацій шкіряного матеріалу, які формують зусилля корисного опору в технологічному устаткуванні.

Запропонована гідродинамічна модель руйнування натуральних шкір та розглянута задача гідродинамічного розволокнення відходів шкіряних матеріалів, що основана на кавітаційному механізмі проникнення кумулятивних струменів у міжволоконний простір за рахунок механічного ударного впливу гідродинамічних хвиль.

Встановлено, що вирішальний вплив на глибину проникнення кумулятивних струменів у товщу матеріалу має швидкість кумулятивних струменів суспензії і пластичні властивості шкіряного матеріалу.

Запропоновано метод інтенсифікації гідродинамічного розволокнення шкіряних відходів шляхом динамічної модуляції гідравлічного потоку шкіряної суспензії зі змінюваною частотою, в міру розволокнення структури шкіри. Показано, що при гідродинамічному розволокненні шкіряних відходів повинна підтримуватися певна концентрація оброблюваної маси в межах = 4...6 %.

Покладена в основу проектування технологічного процесу і устаткування для виробництва взуттєвих картонів запропонована концепція гідродинамічного розволокнення дрібних шкіряних відходів.

Отримані аналітичні залежності, які пов'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами технологічного устаткування.

Експериментально підтверджені основні положення розробленої теорії технологічних процесів розволокнення волокнистої будови шкіри. Визначені раціональні параметри технологічного процесу переробки шкіряних відходів в шкіряне волокно. Визначений раціональний діапазон ефективних значень технологічних деформацій від значення розривної деформації, у межах якого спостерігається істотне розволокнення структури шкіри. Визначені раціональні параметри існуючих технологічних схем переробки шкіряних відходів. Спроектовано та виготовлено нове прогресивне обладнання для розволокнення відходів шкіряних матеріалів. Порівняння отриманих найбільш імовірних значень довжин волокон із заданими значеннями показує, що запропоновані теоретичні основи технології розволокнення шкіряних матеріалів, в основному достовірно, як у якісному, так і у кількісному відношеннях, дозволяють передбачити появу волокон заданої довжини. Відносна похибка між заданими значеннями довжин волокон та їх найімовірнішими значеннями складає в середньому 13...16 %, що добре узгоджується в рамках існуючих теорій міцності.

Дослідження експлуатаційних властивостей підошов і взуттєвих картонів, виготовлених із використанням шкіряних волокон, що одержані за допомогою розроблених технологій розволокнення, підтвердили високі якісні показники цих виробів та ефективність запропонованих ресурсозберігаючих технологій розволокнення. Очікуваний економічний ефект від використання шкіряних волокон, отриманих на впровадженому обладнанні та при виробництві деталей низу взуття та взуттєвих картонів, становить 21830 грн.

Основні публікації за темою дисертації

Скиба М.Є. Технологічні процеси і обладнання для розволокнення шкіряних та волокнистих матеріалів. - Хмельницький.: ПП Ковальский В.В., 2003. - 136 с.

Скиба М.Є. Обладнання для переробки відходів. - Хмельницький: ПП Ковальский В.В., 2004. - 124 с.

Скиба М.Є. Методика розрахунку механізмів з гідравлічним приводом машин легкої промисловості. - Хмельницький: ТУП, 1998. - 127 с.

Бурмістенков О.П., Злотенко Б.М., Скиба М.Є. Основи проектування прес-форм для лиття під тиском виробів з полімерів: Навчальний посібник. - К.: ІЗМО, 1999. - 112 с.

Бурмістенков О.П., Злотенко Б.М., Скиба М.Є., Синюк О.М. Числові методи математичного моделювання в створення технологічної оснастки для лиття виробів з полімерних матеріалів. - Хмельницький: ПП Ковальский В.В., 2002. - 148 с.

Гуменюк О.Б., Скиба М.Є. Еколого-економічні аспекти використання відходів полімерних матеріалів, шляхом розробки і впровадження високоефективних технологій їх подрібнення // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1998. - №4. - с. 112-114.

Б.М. Злотенко, М.Є. Скиба, О. М. Синюк. Метод маркерів і комірок у задачах руху рідин з вільною поверхнею // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1999. - № 6. - С. 142 - 144.

Скиба М.Є., Бурмістенков О.П., Злотенко Б.М. Вплив структури литих полімерних деталей на їх міцність // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2001. - №1. с. 104-107.

Скиба М.Є., Злотенко Б.М., Синюк О.М. Вирішення задачі про плин рідини з в'язкістю, що є функцією координат // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2000. - №5. - с. 46-48.

Скиба М.Є., Злотенко Б.М., Синюк О.М. Експериментальні дослідження впливу конструкції прес-форми взуттєвого виробництва на процес її заповнення полімерним матеріалом // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - №3. - с. 9-12.

Скиба М.Є. Структурно-механічна модель та метод визначення раціональних параметрів розволокнення натуральних шкіряних матеріалів // Вісник Технологічного університету Поділля. Технічні науки. - 2002. - №4, Ч. 1. - С. 192-199.

Скиба М.Є. Визначення ефективних параметрів послаблення волоконної структури шкіри при розтягу // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - №6. - с. 263-273.

Скиба М.Є. Послаблення волоконної структури натуральної шкіри при дії напруженого зсуву та розтягу // Вісник Житомирського державного технологічного університету. - 2003. - №1. - с.35-43.

Скиба М.Є. Послаблення волоконної структури шкіри при двоосному деформуванні // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2003. - №1. - с.7-14.

Скиба М.Є., Артеменко Л.Ф., Демішонкова С.А. Установка для акустичних досліджень ефективних властивостей матеріалів // Вісник Київського Національного університету технологій та дизайну. - 2003. - №2. - с. 16-22.

Скиба М.Є. Технологічні пристрої для розволокнення шкіри // Вісник Київського Національного університету технологій та дизайну. - 2003. - №4. - с. 200-206.

Скиба М.Є. Числове моделювання технологічного процесу кавітаційного розволокнення відходів шкіри // Вісник Київського Національного університету технологій та дизайну. - 2003. - №3. - с. 226-232.

Скиба М.Є. Концепція гідродинамічного розволокнення відходів шкіряних матеріалів у виробництві взуттєвих картонів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2003. - №5. - с. 178-186.

Скиба М.Є., Михайловський Ю.Б., Головко Г.С. Моделювання процесу подрібнення композиційних матеріалів з використанням методу скінченних елементів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2003. - №6. - с. 7-11.

Скиба М.Є., Кострицький В.В. Структурні основи технології розволокнення натуральної шкіри // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2004. - №1. - С. 92-98.

Скиба М.Є. Визначення силових параметрів процесу розволокнення шкіряних відходів у валковому пристрої // Вісник Київського Національного університету технологій та дизайну. - 2004. - №1. - с. 72-79.

Скиба М.Є. Визначення раціональних технологічних параметрів пристроїв для розволокнення шкіряних матеріалів // Вісник Житомирського державного технологічного університету. - 2004. - №1. - с. 59-65.

Скиба М.Є. Ослаблення структури шкіряних відходів перед їх розволокненням // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2004. - №2. - с. 211-217.

Скиба М.Є. Проектування технологічного процесу розволокнення шкіряних матеріалів на валкових пристроях // Вісник Житомирського державного технологічного університету. - 2004. - №2. - с. 46-54.

Скиба М.Є. Моделювання структури шкіри при визначенні її ефективних властивостей в процесі розволокнення // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. - 2004. - №21. - С. 236-250.

Скиба М.Є., Михайловський Ю.Б., Філіпченко Е.О. Визначення основних параметрів конструкції молоткового подрібнювача текстильних та волокнистих матеріалів // Проблемы легкой и текстильной промышленности. - 2003. - №1. - С. 105-109.

Устройство для измельчения волокнистых материалов: А.с. 1648557, СССР, МКИ В 02С 17/10 / М.Е. Скиба, А.Б. Гуменюк. - №4656140/33; Заявлено 28.02.89; Опубл. 15.05.91; Бюл. №18. - 4 с.

Устройство для измельчения волокнистых материалов: А.с. 1798374, СССР, МКИ В 02 С 17/10 / М.Е. Скиба, А.Б. Гуменюк, Г.А. Пискорский. - №1656140/23; Заявлено 08.10.90; Опубл. 08.10.92; Бюл. №38. - 4 с.

Патент Российской Федерации 2061049 МКИ 6С 14В 13/00. Способ разволокнения натуральных кож и устройство для его осуществления / М.Е. Скиба, А.Б. Гуменюк, Г.А. Пискорский. - №5067656/12; Заявлено 27.07.92; Опубл. 27.05.96; Бюл. №15. - 4 с.

Спосіб розволокнення натуральних шкір та пристрій для його здійснення: Патент України 26337, МПК С 14 В 13/00 / М.Є. Скиба, Г.А. Пискорський, О.Б. Гуменюк. - №94041012; Заявлено 26.04.93; Опубл. 30.08.99; Бюл. №5. - 4 с.

Спосіб виготовлення виробів з полімерних матеріалів: Патент України 39405 МПК А43 D65/00 / Б.М. Злотенко, М.Є. Скиба, О.М. Синюк. - №20000741; Заявлено 13.07.00; Опубл. 15.06.01; Бюл. №5. - 3 с.

Прес-форма для виготовлення підошов: Патент України 40108 А МПК А43 D65/00 / М.Є. Скиба, Б.М. Злотенко, О.М. Синюк. - № 2000052957; Заявлено 24.05.00; Опубл. 16.07.01; Бюл. №6. - 2 с.

Валковий механізм для розслаблення шкіри: Патент України 65422 А, МПК В02 С4/02 / М.Є. Скиба, Ю.Б. Михайловський. - №2003087503; Заявлено 11.08.03; Опубл. 15.03.04; Бюл. №3. - 4 с.

Подрібнювач автомобільних покришок: Патент України 65421 А, МПК В29 В17/00 / М.Є. Скиба, Ю.Б. Михайловський. - №2003087502; Заявлено 11.08.03; Опубл. 15.03.04; Бюл. №3. - 4 с.

Разработка прогрессивных устройств для разволокнения отходов натуральных кож // М.Е. Скиба, Г.А. Пискорский, А.Б. Гуменюк. - Деп. в ГНТБ Украины 02.10.95, №2221 - Ук95 // Депонированные научные работы ВИНИТИ, № 2, 1995.

Основные конструктивные параметры устройства для ослабления отходов кож перед разволокнением // М.Е. Скиба, Г.А. Пискорский, А.Б. Гуменюк. - Деп. в ГНТБ Украины 02.10.95, №2222 - Ук95 // Депонированные научные работы ВИНИТИ, № 2, 1995.

К вопросу о концепции механической порочности структуры кожи // М.Е. Скиба, Г.А. Пискорский, А.Б. Гуменюк. - Деп. в ГНТБ Украины 02.10.95, №2223 - Ук95 // Депонированные научные работы ВИНИТИ, № 2, 1995.

Скиба Н.Е., Гуменюк А.Б. Исследование процессов и разработка устройств для разволокнения кожевенных отходов обувного производства // Тезисы докладов республиканского научно-практического семинара “Перспективы развития товаров народнго потребления и сферы услуг”. - К.: ДАЛПУ, 1990. - С. 124-126.

Скиба Н.Е., Пискорский Г.А., Злотенко Б.Н. Взаимосвязь структуры обувных материалов и их эксплуатационных характеристик // Тезисы докладов Межреспубликанской научно-практической конференции “Качество и надежность узлов трения”. - Хмельницкий: ХТИБО, 1992. - С.12-13.

Скиба М.Є., Артеменко Л.Ф., Демішонкова С.А. Установка для акустичних досліджень ефективних властивостей матеріалів // Збірник наукових праць Міжнародної науково-технічної конференції “Сучасні технології підготовки фахівців з інженерних спеціальностей”. - К., 2003. - С. 31-37.

Mykola Skyba. The Change of Leather Features Under the Influence of Force Field // Proceedings Volume 1. - The Eleventh World Congress in Mechanism and Mashine Science. - China, Feb. 15, 2004. p. 376-380.

Особистий внесок автора у праці опубліковані у співавторстві: [4], [19], [26] - постановка задачі та виконання теоретичних досліджень; [5] - постановка задачі, обробка та аналіз результатів; [6] - постановка задачі; [7]...[10] - розробка ідеї, постановка задачі та обробка результатів експериментів; [15] - розробка методу та виконання теоретичних досліджень; [20] - обробка та аналіз результатів; [27]...[35] - розробка ідеї, істотних ознак винаходів, обґрунтування запропонованих способів та конструкцій; [36]...[41] - постановка задачі, обробка та аналіз результатів.

АНОТАЦІЯ

Скиба М.Є. Наукові основи ресурсозберігаючих технологій переробки відходів натуральних шкір у матеріали та вироби взуттєвого виробництва. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.19.06 - Технологія взуттєвих і шкіряних виробів, Київ, 2004.

Дисертація присвячена розробці теоретичних основ проектування ресурсозберігаючих технологій для переробки відходів натуральних шкір. З цією метою була розроблена модель волокнистої структури шкіри, на основі якої розроблені теоретичні основи технологій переробки шкіряних відходів. Одержані аналітичні залежності, які зв'язують основні технологічні параметри операції розволокнення структури з конструктивними параметрами технологічного обладнання. Запропонована удосконалена модель гідродинамічного розволокнення, на основі якої розроблений метод інтенсифікації гідродинамічного розволокнення шкіряних відходів. Експериментальна перевірка основних положень теорії технологічних процесів розволокнення волокнистої структури шкіри підтвердила їх правомірність. Проведені експериментальні дослідження експлуатаційних властивостей підошов, взуттєвих картонів, виготовлених з добавками шкіряних волокон, підтвердили високі якісні показники отриманих виробів і ефективність запропонованих технологій розволокнення.

Ключові слова: відходи натуральних шкір, структура шкіри, розволокнення волокнистої структури шкіри, ефективні технологічні параметри процесу розволокнення, розволокнення натуральної шкіри, проектування, ресурсозберігаючі технології, кавітація.

АННОТАЦИЯ

Скиба Н.Е. Научные основы ресурсосберегающих технологий переработки отходов натуральных кож в материалы и изделия обувного производства. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.19.06 - Технология обувных и кожевенных изделий, Киев, 2004.

Диссертация посвящена разработке теоретических основ проектирования ресурсосберегающих технологий для переработки отходов натуральных кож, которые позволяют на основе общих предпосылок в отношении состава, строения и физико-механических свойств кожевенных материалов определять наиболее рациональные технологические схемы, конструктивные и силовые параметры технологического оборудования для получения и использования волокон заданного размера и свойств в материалах и изделиях кожевенного производства. На основании анализа существующих технологических процессов разволокнения кожевенных и волокнистых материалов установлено, что на сегодняшний день оборудование, которое применяется для разволокнения кож, взято из других отраслей промышленности. Его использование дает короткое волокно при больших энергозатратах. Отсутствие специализированного оборудования для механического разволокнения кожевенных отходов и получение волокон с рациональными геометрическими характеристиками выдвигает необходимость создания прогрессивного оборудования для механического разволокнения отходов натуральных кож. С целью наблюдения за направленными изменениями внутренней структуры кожи, которые приводят к ее ослаблению, предложена структурно-механическая модель детерминированной волокнистой структуры кожи. На основе этой модели разработан метод определения наиболее рациональных технологических напряжений и эффективных технологических деформаций, которые вызывают разволокнение структуры кожи, разработаны основные положения теории технологических процессов разволокнения натуральных кожевенных материалов, которые позволяют на основании общих сведений о составе, строении, физико-механических свойствах кожевенных материалов определить наиболее рациональные технологические параметры устройств для разволокнения отходов натуральной кожи. Предложена усовершенствованная модель гидродинамического разволокнения, которая основана на кавитационном механизме проникновения кумулятивных струй в межволоконное пространство. На основании предложенной модели разработан метод интенсификации гидродинамического разволокнения кожевенных отходов путем динамической модуляции гидравлического потока кожаной суспензии получены уравнения, которые позволяют определять частоту динамического возмущения и коэффициент затухания гидравлического потока кожаной суспензии, которые характеризуют устойчивость технологического процесса гидродинамического разволокнения. Получены аналитические зависимости, которые связывают основные технологические параметры операции ослабления структуры с конструкционными параметрами валкового технологического оборудования. Предложен иглофрезерный измельчитель кожи с предварительным ослаблением структуры зубчатыми валками за счет того, что под действием зубьев происходит частичное разрушение связей между волокнами кожи. Для проверки основных положений теории эффективных технологических параметров разволокнения волокнистой структуры кожи при разных режимах разволокнения были применены современные методы статических и динамических испытаний. Экспериментальная проверка основных положений теории технологических процессов разволокнения кожи подтвердила их правомерность, позволила определить наиболее рациональные параметры технологического процесса переработки кожевенных отходов в кожевенное волокно, спроектировать и изготовить новое прогрессивное оборудование для разволокнения отходов кожевенных материалов. Сравнения полученных наиболее возможных значений длин волокон с заданными значениями показывает, что предложенные теоретические основы технологии разволокнения кожевенных материалов, в основном достоверно, как в качественном, так и в количественном отношении, предусматривают появление волокон заданной длины. Относительная погрешность между заданными значениями длин волокон и их наиболее вероятными значениями составляет в среднем 13…16 %. Проведены экспериментальные исследования эксплуатационных свойств изделий, изготовленных с добавками волокон, полученных в результате разволокнения отходов кожевенных материалов по предложенным выше технологиям разволокнения. Исследование эксплуатационных свойств подошв, обувных картонов, изготовленных с добавками кожевенных волокон, подтвердили высокие качественные показатели полученных изделий и эффективность предложенных технологий разволокнения.

...