Розробка процесу виділення довгого волокна льону на основі скребково-тіпальних робочих органів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 677.11.051

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

РОЗРОБКА ПРОЦЕСУ ВИДІЛЕННЯ ДОВГОГО ВОЛОКНА ЛЬОНУ НА ОСНОВІ СКРЕБКОВО-ТІПАЛЬНИХ РОБОЧИХ ОРГАНІВ

Спеціальність 05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

ЛУК'ЯНЕНКО ПЕТРО ВАСИЛЬОВИЧ

Херсон - 1999 р.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті луб'яних культур Української академії аграрних наук.

Науковий керівник:

Тімонін Михайло Олександрович, доктор технічних наук, професор, Інститут луб'яних культур УААН старший науковий співробітник.

Офіційні опоненти:

Карпець Іван Панкратович, доктор сільськогосподарських наук, професор, Інститут землеробства УААН, завідуючий відділом льону;

Палійчук Володимир Костянтинович, кандидат технічних наук, Державна агроекологічна академія України, доцент кафедри технічного сервісу і інженерної екології.

Провідна установа: Інститут сільського господарства Полісся, відділ льону, УААН, м. Житомир.

Захист відбудеться "16" квітня 1999 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.052.02 при Херсонському державному технічному університеті за адресою: 325008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського державного технічного університету (325008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24).

Автореферат розісланий "12" березня 1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Р.П. Якимчук.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Важливе місце в Україні серед натуральних рослинних волокон займають волокна з стебел льону.

Довге волокно льону використовують для виробництва побутових та технічних тканин, коротке волокно - для снопов'язального та пакувального шпагату, пряжі для набивок, паперу та інших виробів.

Виробництво довгого та короткого волокна льону здійснюється на заводах первинної обробки, де за допомогою спеціальних машин та механізмів шляхом механічних дій із стебел трести виділяють волокно. Довге волокно в порівнянні з коротким є найбільш цінним, а тому питання, пов'язані з виділенням високоякісного довгого волокна льону за максимально можливого його виходу є найбільш важливими.

За існуючою технологією виробництва довгого волокна льону на м'яльно-тіпальних агрегатах /МТА/ з усього волокна, яке виробляється, довге складає менше половини. Цьому сприяють як недосконала підготовка шару льонотрести до механічної її переробки, так і недоліки м'яльних та тіпальних машин при переробці трести із змінними фізико-механічними властивостями. Крім того, обладнання МТА має високу металомісткість та енергоємність. Тому необхідність проведення досліджень обумовлена проблемою підвищення виходу довгого волокна льону при зниженні металомісткості та енергоємності технічного обладнання.

Актуальність теми. . При виділенні довгого волокна льону на існуючих МТА ступінь промину м'яльною машиною трести, яка, як правило, має різні фізико-механічні властивості, не однаковий і дуже низький (10-40), тому сирець у тіпальну секцію надходить з підвищеною жорсткістю. Крім того, внаслідок відсутності затиску стебел в м'яльній машині деяка їх частина не потрапляє в затиск транспортуючого механізму перед тіпанням.

З іншого боку, високошвидкісні дії (9-12м/с) бил тіпальних барабанів, які використовуються для завершальної очистки сирцю після м'яльної машини, менш небезпечні для збереження цілісності довгих волокон в тому випадку, коли вони на момент обробки будуть очищені від костриці за рахунок максимального її вилучення до тіпання і значна частина їх буде знаходитися в затиску транспортуючих пасів, завдяки чому, в підсумку, вихід довгого волокна підвищиться.

Одним із відомих ефективних способів виділення довгого волокна льону, який дозволяє підвищити відсоток промину трести перед тіпанням до 60 і при цьому забезпечити затиск всіх стебел перед надходженням в зону високошвидкісного тіпання є диференційований сковзкий згин стебел на похило встановлених робочих крайках. Проте даний спосіб потребує поглибленого вивчення сприятливих умов виведення відокремленої костриці з зони обробки при низько-швидкісному характері дій робочих органів та підвищення їх диференціації.

Треба також відзначити, що великі втрати довгого волокна льону спостерігаються при повторних пропусканнях закостриченого тіпаного волокна, яке можна одержати в процесі переробки трести на МТА. Однією з вагомих причин, яка цьому сприяє, є недосконалість процесу тіпання за нерівномірним знекостриченням сирцю льону по довжині, особливо недолежаної трести, внаслідок чого ділянки у лінії затиску часто залишаються закостриченими. Повторні пропускання закостриченого тіпаного волокна через тіпальні секції призводять до значного зниження продуктивності агрегату.

В даній роботі вирішуються питання однаково ефективного знекостричення трести з різними фізико-механічними властивостями за одне пропускання, підвищення виходу готового продукту, зниження металомісткості та енергоємності технологічного обладнання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в Інституті луб'яних культур Української академії аграрних наук у 1994-1997 р.р. згідно з завданням "Розробити технологію виробництва довгого волокна льону на основі створення нового обладнання, яке дозволяє підвищити його вихід", передбаченим проектом "Луб'яні культури" державної науково-технічної програми "Продовольство-95" та галузевою науково-технічною програмою УААН.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження була розробка способу механічної обробки трести льону, який би забезпечив підвищення виходу з неї довгого волокна.

Для досягнення поставленої мети вивчалися такі питання:

- аналіз причин низької ефективності роботи м'яльної та тіпальної машин при виділенні довгого волокна льону;

- пошук та обґрунтування раціональних механічних дій на тресту;

- дослідження різних технічних пристроїв для виділення з трести льону довгого волокна за допомогою дій більш ефективного низькошвидкісного сковзкого згину стебел на робочих крайках;

- визначення оптимальних параметрів пристрою для виділення довгого волокна льону шляхом експериментальних досліджень;

- визначення ефективності переробки трести льону із застосуванням нових технічних заходів та розробка вихідних вимог на проектування дослідного зразка агрегату.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше запропонована послідовність дій на тресту льону низькошвидкісного сковзкого згину нерухомими вузлами протягування в поєднанні з скребковими барабанами на початковому етапі виділення довгого волокна при поступовому збільшенні швидкостей сковзання матеріалу по крайкам та високошвидкісних дій тіпальних барабанів на завершальному етапі його доочищення.

Вперше досліджено робочі органи механізму орієнтації волокон та відокремлених костринок по відношенню до робочих крайок скребкових барабанів при низькошвидкісному характері дій.

При виділенні довгого волокна льону вперше застосовано і вивчено тіпальні барабани зменшеного діаметру, встановлені з нахилом до напрямку транспортування матеріалу із змінними кутом нахилу та асиметрією бильних планок.

Вивчено вплив конструктивних та технологічних факторів на процес виділення довгого волокна льону розробленим експериментальним пристроєм, встановлено оптимальні умови переробки трести з різними фізико-механічними властивостями.

Практичне значення одержаних результатів.

На підставі проведених досліджень розроблений технологічний процес виділення довгого волокна льону із застосуванням на початковому етапі переробки трести поєднання почергових низькошвидкісних дій нерухомих вузлів протягування і двох пар скребкових барабанів з голчатими гарнітурами та високошвидкісних дій тіпальних барабанів на завершальному етапі обробки при поступовому збільшенні по мірі знекостричення швидкостей сковзання матеріалу по крайкам робочих органів, які підвищують вихід довгого волокна на 1,6 % абсолютних при високому очисному ефекті за одне пропускання трести з різними фізико-механічними властивостями.

Розроблено вихідні вимоги на створення дослідного зразка агрегату для виділення довгого волокна льону, які схвалені Вченою радою ІЛК (Протокол N9 від 11.09.1995 р.), науково-технічною радою ДКА "Укрльоноконоплепром" (Протокол N4 від 19.12.1995 р.) та представлені в Український державний конструкторсько-технологічний інститут транспортуАПК (м. Івано-Франківськ).

Очікуваний економічний ефект від впровадження у виробництво запропонованого способу переробки трести льону за рахунок збільшення виходу довгого волокна, зниження металомісткості та енергоємності технологічного обладнання складатиме 10000 грн. на 1000 тон трести в цінах 1995 року.

Особистий внесок здобувача. Комплекс наукових досліджень, наведених в дисертаційній роботі, виконаний безпосередньо її автором, а також здійснено обґрунтування наукових результатів, критичне вивчення науково-технічної інформації та впровадження рекомендацій у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Головні положення дисертаційної роботи доповідались на:

- республіканській науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу Костромського державного технологічного університету, а також інженерно-технічних працівників льонозаводів в 1994 році, м. Кострома;

- засіданні науково-технічної ради ДКА "Укрльоноконоплепром" в 1995 році, м Київ;

- засіданнях Вченої ради Інституту луб'яних культур у 1994-1997роках, м. Глухів;

- засіданні кафедри виробництва натуральних волокон Херсонського індустріального інституту в 1996 році, м. Херсон.

Публікації. Основні положення дисертації викладені у п'яти статтях наукових журналів, одній статті збірника наукових праць, двох тезах наукових конференцій та одному патенті на винахід.

Структура дисертації. Дисертація містить вступ, п'ять розділів основної частини, висновки й рекомендації виробництву, список використаних літературних джерел та три додатки.

Загальний обсяг дисертації складає 128 сторінок, ілюстрації займають 10 сторінок, таблиці - 12 сторінок, три додатки -21 сторінку, список використаних літературних джерел (110 найменувань)- 11 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі розкрито актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, відмічено наукове та практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі охарактеризовано сучасне становище виробництва довгого волокна льону та наведено аналіз науково-дослідних робіт в галузі дослідження процесів плющення, м'яття та тіпання, позитивні якості та недоліки механічних дій, які застосовуються. Наведено роботи, пов'язані з виділенням довгого волокна льону способом диференційованого сковзкого згину стебел, відмічено його позитивне значення та недоліки. Вибрано схему знекостричення й стосовно до неї запропоновано шляхи зменшення металомісткості та енергоємності технологічного обладнання.

Проведений аналіз відомих способів виділення довгого волокна льону показав, що в наш час практично всі льонозаводи країн співдружності та західної Європи переробку трести проводять традиційним способом - на м'яльно-тіпальних агрегатах, механічні дії яких - плющення, промин та тіпання - сприяють порушенню конструкції стебла та виділенню волокна.

З огляду робіт І.В. Крагельського, М.М. Суслова, О.М.Іпатова, М.М. Барбакова, Г.К. Кузнецова, Б.І.Смирнова та інших відомо, що плющення трести льону - необхідна і корисна підготовча операція до м'яття, яка сприяє вирівнюванню механічних властивостей матеріалу, що переробляється, полегшенню наступної механічної обробки і підвищенню виходу довгого волокна. Однак збільшення кратності попереднього плющення має й негативні сторони (жорсткості деревини та волокна вирівнюються), внаслідок чого подальша переробка трести погіршується.

З наукових праць Б.І.Смирнова, О.М.Іпатова, В.О. Лясича, В.В. Щочкіна, М.К. Сорокіна та інших відомо, що укомплектування м'яльних машин набором вальців різного профілю рифлення не забезпечує ефективного промину трести льону різних фізико-механічних властивостей. Так, відсоток промину тонкостеблової трести з низькою відокремлюваністю волокна від деревини не перевищує 15, а перележаної товстостеблової -40-45 %.

Окрім того, дослідженнями В.О. Мараманова та Є.Л. Пашина встановлено, що рифлі м'яльних вальців сприяють зменшенню відрізка між вершинними та прикореневими кінцями стебел, а також додатковому їх розвороту, внаслідок чого знижується імовірність попадання сирцю під затиск транспортуючого механізму перед входом в тіпальну секцію та вихід довгого волокна. виділення довге волокно льон

З аналізу відомих способів механічного виділення волокна було обрано спосіб диференційованого сковзкого згину стебел льону, який підвищує відсоток промину трести перед тіпанням до 60 в порівнянні з вальцьовими м'яльними машинами. Даний спосіб виділення довгого волокна з стебел льону, конопель та кенафу досліджували І.М. Левитський, О.М.Іпатов, В.О. Лясич, Г.Г. Хашимов, Є.Л. Пашин, Р.Н. Гілязетдінов та інші. Найбільш повні дослідження належать І.М. Левитському, який нарівні з іншими авторами відзначив його основні переваги: паралелізація довговолокнистих комплексів при затиску сировини в транспортуючому механізмі, збереження цілісності та стрічковості волокон при низькошвидкісному протяжному характері дій, дуже добре очищення від костриці середньої частини волокна, внаслідок чого підвищується показник промину та ліквідується один з небажаних недоліків процесу тіпання.

Підвищення відсотка промину по схемі виділення довгого волокна льону І.М. Левитського дозволило знизити інтенсивність дій тіпальних барабанів на завершальному етапі очищення волокна від костриці. Хоча, з іншого боку, наукові праці О.М. Сивцова та В.Г. Трифонова свідчать, що високошвидкісні дії бил тіпальних барабанів менш небезпечні для збереження цілісності довгих волокон, коли останні перед тіпанням набудуть найбільшої гнучкості за рахунок максимального видалення костриці та основна їх частина буде знаходитися в затиску транспортуючих пасів.

Таким чином, при застосуванні дій диференційованого сковзкого згину замість дій рифель вальців м'яльних машин недоліки процесу тіпання (нерівномірна інтенсивність дій по довжині пасма волокна, а отже, і неоднакова проробка різних його ділянок; високошвидкісні малодиференційовані дії робочих органів на матеріал по довжині барабана та інші) проявляються менше.

Однак на основі праць І.М. Левитського та Р.Н. Гілязетдінова виявлений недолік протягування стебел через крайки, який полягає у відсутності умов визначеного орієнтування відокремлених костринок для їх сприятливого виходу із зони обробки.

При забезпеченні сприятливих умов виходу костриці із зони обробки і подальшого збільшення відсотка промину трести з'являється можливість використання менш інтенсивних дій тіпальних барабанів зменшеного діаметра з метою зниження металомісткості та енергоємності технологічного обладнання. У зв'язку з цим було поставлено завдання розробити процес виділення довгого волокна льону на основі дій диференційованого сковзкого згину стебел, який дозволяє збільшити вихід довгого волокна за рахунок підвищення відсотка промину трести перед тіпанням при створенні сприятливих умов виходу костриці з зони обробки, збереженні цілісності довговолокнистих комплексів та підвищенні інтенсивності дій робочих органів на матеріал по мірі його обробки.

Другий розділ присвячено обґрунтуванню нових механічних дій для виділення довгого волокна льону.

На основі досліджень В.А. Дударєва про кут злому плющених стебел льону, відповідно до схеми виділення довгого волокна І.М. Левитського з нерухомими вузлами протягування, кроком крайок t=20мм та їх інтерсекцією і=-3+4мм визначено, що злом стебел починається при і=01мм, тобто в кінці другого та на початку третього вузла протягування. Поводження костринок при подальшому низькошвидкісному протягуванні стебел через нерухомі робочі крайки набуває стохастичного характеру. Виходячи з наведених праць після початку злому стебел нами відзначена доцільність обмеження подальшого їх знекостричення нерухомими вузлами протягування та введення нових додаткових робочих органів у вигляді скребкових барабанів з голчатими гарнітурами, які б забезпечили умови сприятливого виходу відокремлених костринок із зони обробки шляхом орієнтування їх в положення, паралельне осі стебла при поступовому підвищенні інтенсивності дій (рис. 1).

Тонкий шар плющених стебел затискується за один з кінців в транспортуючому механізмі і подається в зону обробки встановлених під кутом почергових нерухомих вузлів протягування, двох пар скребкових барабанів з голчатими гарнітурами при низькошвидкісному характері дій із зростанням швидкостей сковзання матеріалу по крайкам та високошвидкісних тіпальних барабанів на завершальному етапі очищення волокна від костриці.

З метою створення постійного натягу в пасмах волокна та усунення їх намотування на поверхню барабанів запропоновано чергування дій нерухомих вузлів протягування, скребкових і тіпальних барабанів. На основі праць І.М. Левитського запропоновано почергові нерухомі вузли протягування, скребкові та тіпальні барабани встановити на деякому віддаленні S, відповідному одночасній взаємодії стебла з 9-10 крайками під кутом 15 до напряму транспортування матеріалу.

Пристрій для виділення довгого волокна льону, створений нами, названо УВДВЛ.

Виявлено взаємозв'язок між швидкостями транспортування та сковзання матеріалу по крайкам робочих органів УВДВЛ. Відзначено, що швидкості сковзання матеріалу по крайкам скребкових Vк₁,Vк₂ та тіпальних барабанів Vк ₃ УВДВЛ мають поступово збільшуватися по мірі знекостричення матеріалу приблизно в арифметичній прогресії при сумарному їх значенні Vк на рівні швидкості руху бильної планки традиційних тіпальних барабанів Vк _трад.

Vк ₁ +Vк ₂ +Vк ₃ =Vк Vк_трад. (1)

Vк ₂ 2Vк ₁. (2)

Vк ₃ 3Vк ₁. (3)

Рис. 1. Схема пристрою для виділення довгого волокна льону (УВДВЛ): 1-треста льону; 2,4,6-нерухомі вузли протягування; 3,5-перша та друга пари скребкових барабанів з голчатими гарнітурами; 7-тіпальні барабани.

Установлено, що при дотриманні умов (1), (2), (3) за однакової кількості дій традиційного та запропонованого способів виділення довгого волокна льону (рис. 2) інтенсивність дій робочих органів в нашому випадку нижча. Згідно досліджень М.М. Суслова при однаковій кількості дій робочих органів вихід довгого волокна вищий в тому випадку, коли нижча їх інтенсивність, а отже, при використанні УВДВЛ вихід довгого волокна можна підвищити.

При дотриманні умов (1),(2),(3) кількість дій робочих органів на матеріал при швидкості його транспортування понад 40 м/хв більша в запропонованому способі виділення довгого волокна льону, ніж у традиційному, що може бути резервом збільшення продуктивності обладнання при однаковій щільності завантаження машини матеріалом.

Кількість відокремлених костринок збільшується при переході від одного механізму в УВДВЛ до іншого. Тому кількість голчатих гарнітур на скребкових барабанах та кількість голок на гарнітурі повинні узгоджуватися з кількістю відокремлених костринок та ступенем підготовки матеріалу на кожному етапі знекостричення.

Виявлена необхідна умова для надання відокремленим костринкам напряму паралельно осі стебла, згідно якої довжина знаходження стебла в зоні взаємодії голки не повинна бути меншою за довжину ділянки стебла, яка витягується з барабанів за однаковий відрізок часу.

На основі досліджень Ш. Ачілдієва про вплив кута нахилу бильних планок тіпальних барабанів для виділення лубу з стебел кенафу на показники його виходу, закостриченості та розщепленості, відповідно до УВДВЛ установлено, що із збільшенням кута нахилу бильних планок зростають сумарні кути охоплення досліджувальним матеріалом робочих органів у зоні тіпання при різних кутах повороту тіпальних барабанів. Максимальні значення кутів охоплення припадають на різні ділянки находження матеріалу в зоні взаємодії з ним робочих планок, що може бути підтвердженням ефективної її проробки по всій довжині.

_У третьому розділі наведено результати досліджень поєднання наскрізного та переривистого низькошвидкісного диференційованого сковзкого згину стебел при виділенні довгого волокна льону. Висвітлено питання методики проведення експериментів та обробки одержаних результатів, наведено відомості про будову лабораторних стендів та експериментальних пристроїв, на яких проводилися досліди.

Дослідження способу вводу трести в зону обробки її скребковими барабанами проводилися на спеціальному лабораторному стенді. Внаслідок проведених досліджень установлено, що при виборі початку обробки від місця затиску до вільних кінців за однакового виходу довгого волокна вміст костриці майже в три рази нижчий, ніж при знекостриченні трести від кінців до місця її затиску в транспортуючому механізмі. Подальші дослідження проводилися на пристрої з почерговими діями нерухомих вузлів протягування та трьох пар скребкових барабанів з поступовим збільшенням кутів охоплення стеблом робочих органів за рахунок зміни їх кроку та інтерсекції при низькошвидкісному характері дій. Досліди засвідчили, що при застосуванні невеликих швидкостей сковзання стебел відносно робочих органів зберігається цілісність довговолокнистих комплексів, внаслідок чого вихід чистого волокна льону на експериментальному пристрої вищий, ніж на м'яльно-тіпальному верстаті СМТ-200М. Однак має місце підвищений вміст костриці у волокні. Найбільш ефективно очищується середня частина стебла і менш ефективно - кінцеві його зони. Відзначено, що для рівномірного очищення матеріалу від костриці по довжині необхідно завершальну обробку його здійснити високошвидкісними діями.

Четвертий розділ присвячено викладенню досліджень, пов'язаних з визначенням оптимальних варіантів роботи УВДВЛ та впливу різних факторів на результати переробки рошенцевої трести льону поєднанням низькошвидкісних дій нерухомих вузлів протягування і двох пар скребкових барабанів з голчатими гарнітурами на початковому етапі виділення довгого волокна та високошвидкісних дій тіпальних барабанів - на завершальному етапі при поступовому збільшенні швидкостей сковзання матеріалу по крайкам барабанів.

Внаслідок проведених досліджень показано, що при розміщенні замість третьої пари скребкових барабанів - тіпальних малого діаметру і збільшенні частоти обертання останніх до 600 хв^-1 при куті нахилу бильних планок 15 градусів вихід довгого волокна льону зменшується незначно, в той час як вміст костриці знижується більше, ніж в три рази і встановлюється на рівні аналогічних показників при переробці рошенцевої трести на СМТ-200М.

Кількість баласту, видаленого при переробці рошенцевої трести льону з різними властивостями нерухомими робочими органами та двома парами скребкових барабанів перед завершальним очищенням сирцю тіпальними барабанами, підвищується в порівнянні з раніше розглянутими способами до 60-75 %.

Оптимальні швидкості сковзання матеріалу по крайкам скребкових та тіпальних барабанів при виділенні довгого волокна льону на УВДВЛ з попередньо плющеної рошенцевої трести:

- для першої пари скребкових барабанів - 1,4-1,5 м/с;

- для другої пари - 4,5-5,0 м/с;

- для пари тіпальних барабанів - 5,7-6,0 м/с.

Показано, що при поступовому збільшенні швидкостей сковзання матеріалу по крайкам барабанів за ходом обробки (УВДВЛ) вихід довгого волокна при знекостриченні дев'яти різних за діаметром та ступенем вилежування партій рошенцевої трести льону збільшується в порівнянні з переробкою аналогічних партій сировини на СМТ-200М (табл.1).

Вивчена динаміка розподілу коротких фракцій волокна по переходам переробки трести льону.

Виявлено, що чергування дій нерухомих вузлів протягування, скребкових та тіпальних барабанів забезпечує ефективне очищення від костриці всіх зон досліджувального матеріалу по довжині.

Установлено залежності виходу довгого волокна льону і вмісту костриці в ньому від ряду технологічних та конструктивних факторів (швидкості транспортування матеріалу, щільності та нерівномірності за щільністю завантаження транспортуючого механізму, вологості сировини, кратності плющення стебел до переробки на УВДВЛ, розташування голок на гарнітурі, частоти обертання, кута нахилу бильних планок, асиметрії і інтерсекції крайок тіпальних барабанів та інших).

У п'ятому розділі наведено техніко-економічне обґрунтування розробленої технологічної схеми УВДВЛ.

На основі проведених експериментів та аналізу роботи пристрою для виділення довгого волокна льону на стадії розробки вихідних вимог на проектування дослідного зразка агрегату зроблено економічний розрахунок його ефективності, яка складається з таких статей:

- збільшення виходу довгого волокна не менш, ніж на 1,6 % абсолютних при переробці різних за фізико-механічними властивостями партій сировини;

- зниження енергоємності технологічного обладнання на 30 %;

- зниження металомісткості більш як у два рази.

Економічний ефект від переробки 1000 тон трести складатиме 10000 грн. у цінах 1995 року.

Таблиця 1.

Значення показників виходу довгого волокна і вмісту костриці при переробці трести різного діаметру та ступеня вилежування

Показник	Величина змінних факторів
Діаметр стебел, мм	1,08	1,29	1,58
Вміст волокна в стеблах, %	32,89	27,35	27,21
Показник відокремлюваності, ум.од.	4,45	6,08	6,91	5,53	6,19	7,58	5,50	7,70	8,90
Вихід волокна, % (СМТ-200М)	31,36 1,03	30,04 1,33	25,78 1,93	23,76 0,72	22,19 0,93	22,14 1,05	17,98 1,33	19,76 0,88	18,61 1,65
Вихід волокна, % (УВДВЛ)	31,36 1,07	30,35 0,65	27,15 1,45	24,26 1,12	24,10 0,88	22,30 1,12	21,40 1,32	21,77 0,87	18,42 1,61
Вміст костриці, % (СМТ-200М)	3,22 1,18	1,34 0,61	0,76 0,30	0,52 0,23	0,27 0,06	0,21 0,10	0,90 0,42	0,48 0,10	0,16 0,09
Вміст костриці, % (УВДВЛ)	1,05 0,23	1,68 0,34	1,09 0,19	0,90 0,22	0,55 0,18	0,58 0,13	0,58 0,16	0,37 0,15	0,60 0,18

ВИСНОВКИ

1. Процес виділення довгого волокна льону на існуючих агрегатах характеризується низькою ефективністю промину трести з різними фізико-механічними властивостями в м'яльній машині, нерівномірною інтенсивністю дій, а отже, й неоднаковим ступенем очищення різних по довжині ділянок волокна та малою диференціацією високошвидкісних дій бил тіпальних барабанів, які спричиняють зниження виходу довгого волокна.

2. Обґрунтовано, що з метою підвищення виходу довгого волокна льону необхідно забезпечити найбільш ефективне виділення костриці з трести різних властивостей перед тіпанням при надійному затиску сировини в транспортуючому механізмі, забезпечуючи при цьому цілісність довговолокнистих комплексів, щоб подальші високошвидкісні дії бил тіпальних барабанів менше руйнували довгі волокна.

Для підвищення відсотка промину сирцю перед тіпанням доцільно застосовувати замість вальцьової м'яльної машини дії низькошвидкісного диференційованого сковзкого згину стебел навколо крайок, при яких ефективно очищаються ділянки поблизу затиску матеріалу і створюються сприятливі умови для виходу костриці з зони обробки.

3. Розроблена принципово нова схема пристрою для виділення довгого волокна з трести льону (УВДВЛ) із застосуванням на початковому етапі нерухомих вузлів протягування та двох пар скребкових барабанів з голчатими гарнітурами при низькошвидкісному характері дій робочих органів на матеріал, а на завершальному етапі - високошвидкісних тіпальних барабанів.

4. Теоретично установлено, що при однаковій кількості дій робочих органів на матеріал їх інтенсивність у розробленому пристрої нижча, ніж при традиційному способі, що дозволяє підвищити вихід довгого волокна.

Є можливість збільшення пропускної здатності трести за рахунок підвищення швидкості транспортування матеріалу за рівних значень щільності завантаження.

5. Доведена доцільність встановлення скребкових барабанів з голчатими гарнітурами з метою своєчасного виводу відокремлених костринок із зони обробки, що також дозволяє підвищити вихід довгого волокна. Кількість голчатих гарнітур на скребкових барабанах повинна узгоджуватися з кількістю відокремлених костринок та ступенем підготовки матеріалу на кожному етапі знекостричення.

6. Відповідно до розробленого процесу виділення довгого волокна льону установлено, що із збільшенням кута нахилу бильних планок тіпальних барабанів зростають сумарні кути охоплення матеріалом крайок в зоні тіпання, а отже, і інтенсивність дій. Максимальні значення кутів охоплення припадають на різні ділянки волокон в зоні взаємодії з ними робочих планок, що є передумовою ефективної їх проробки по всій довжині при тіпанні.

7. З метою одержання оптимальних результатів переробки трести льону, інтенсивність дій робочих органів по мірі видалення костринок повинна поступово збільшуватися.

8. Експериментальними дослідженнями показано, що диференціація дій робочих органів на матеріал за рахунок поступового збільшення кутів охоплення та швидкостей сковзання матеріалу по крайкам барабанів за ходом знекостричення трести з різними фізико-механічними властивостями забезпечує підвищення відсотка промину сирцю перед тіпанням до 60-75 у порівнянні з м'яльною машиною та виходу довгого волокна на 1,6 % абсолютних.

9. За результатами досліджень розроблено вихідні вимоги на новий агрегат для виділення довгого волокна льону, які схвалені Вченою радою ІЛК та науково-технічною радою ДКА "Укрльоноконоплепром".

Вихідні вимоги за рішенням ДКА "Укрльоноконоплепром" представлено в Український державний конструкторсько-технологічний інститут транспорту АПК (м. Івано-Франківськ) для виготовлення дослідного зразка агрегату.

10. Очікуваний економічний ефект від впровадження у виробництво запропонованого способу переробки трести льону за рахунок збільшення виходу довгого волокна, зниження металомісткості та енергоємності технологічного обладнання складатиме 10000 грн. на 1000 т. трести в цінах 1995 року.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гилязетдинов Р.Н., Громов А.В., Лукьяненко П.В. Исследование процесса выделения длинного волокна конопли с использованием различных экспериментальных устройств. - Сб. Научно-исслед. труды ВНИИЛК. "Технология возделывания и обработки конопли". -Глухов. - 1991. - С. 69-84.

2. Гилязетдинов Р.Н., Лукьяненко П.В. Очистка недоработанного длинного волокна конопли //Технические культуры. - 1993. - N2. - С. 19.

3. Лукьяненко П.В., Гилязетдинов Р.Н., Тимонин М.А. Дифференцированное протаскивание стеблей тресты льна на устройстве с подвижными и неподвижными рабочими кромками //Вісник аграрної науки, - Київ. -1995. - N6. - С. 91-96.

4. Гилязетдинов Р.Н., Лукьяненко П.В. Агрегат для переработки льна//Льняное дело. - 1995. - N4. - С. 26-27.

5. Лук'яненко П.В., Гілязетдінов Р.Н. Швидкісні режими роботи скребкових і тіпальних барабанів у пристрої з рухомими та нерухомими робочими органами // Вісник аграрної науки, Київ. - 1997. -N2. - С. 44-46.

6. Гилязетдинов Р.Н., Лукьяненко П.В. Выделение волокна льна новыми рабочими органами // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1997. -N 1. - С. 20-23.

7. Гилязетдинов Р.Н., Лукьяненко П.В. Заявка N95114047/12 "Способ выделения длинного волокна льна и агрегат для его осуществления" (положительное решение), - Москва, - 1997.

8. Гилязетдинов Р.Н., Лукьяненко П.В., Рябченко А.П. К вопросу выделения длинного волокна льна нетрадиционными способами// Республиканская научно-техническая конференция "Пути совершенствования технологии и оборудования в льняной отрасли текстильной промышленности (Лен-94)": Тез. докл. -Кострома, Изд. - во Костромского технол. института, 1994. - С. 12-13.

9. Лук'яненко П.В., Гілязетдінов Р.Н. До питання виділення довгого волокна льону з застосуванням низькошвидкісних та високошвидкісних дій робочих органів.//Міжнародна науково-практична конференція молодих вчених та спеціалістів "Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах реформування АПК".: Тез.доп. - Чабани, 1996. - С. 128.

АНОТАЦІЯ

Лук'яненко П.В. Розробка процесу виділення довгого волокна льону на основі скребково-тіпальних робочих органів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.18.03 - Первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва. - Херсонський державний технічний університет, Херсон, 1999.

Захищається рукопис, який містить теоретичні та експериментальні дослідження в галузі виділення довгого волокна льону, а саме - підвищення його виходу.

Розроблений процес виділення довгого волокна льону із застосуванням дій низькошвидкісного сковзкого згину нерухомих вузлів протягування в поєднанні із скребковими барабанами з гольчатими гарнітурами на початковому етапі при поступовому збільшенні швидкостей сковзання матеріалу по крайкам та високошвидкісних дій тіпальних барабанів на завершальному етапі механічної обробки. Відсоток промину трести льону з різними фізико-механічними властивостями перед завершальною її обробкою тіпанням підвищується до 60-75.

Вихід довгого волокна із застосуванням поєднання дій низькошвидкісного та високошвидкісного сковзкого згину підвищується на 1,6 % (абсолютних) у порівнянні з традиційним способом його виділення.

Розроблені вихідні вимоги на проектування дослідного зразка агрегату для виділення довгого волокна льону, які за рішенням ДКА"Укрльоноконоплепром" подані до проектної організації.

Ключові слова: треста льону, виділення довгого волокна, диференційований сковзкий згин, низькошвидкісні та високошвидкісні дії, відсоток промину трести, підвищення виходу довгого волокна.

АННОТАЦИЯ

Лукьяненко П.В. Разработка процесса выделения длинного волокна льна на основе скребково-трепальных рабочих органов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03 - Первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. - Херсонский государственный технический университет, Херсон, 1999.

Защищается рукопись, которая содержит теоретические и экспериментальные исследования в области выделения длинного волокна льна, а именно повышения его выхода.

Разработан процесс выделения длинного волокна льна с использованием воздействий низкоскоростного скользящего изгиба неподвижных узлов протаскивания в сочетании со скребковыми барабанами с игольчатыми гарнитурами на начальном этапе и высокоскоростных воздействий трепальных барабанов на завершающем этапе механической обработки.

Установлена взаимосвязь между скоростями транспортирования и скольжения материала по кромкам рабочих органов разработанного устройства. Отмечено, что скорости скольжения материала по кромкам скребковых и трепальных барабанов должны постепенно повышаться по мере обескостривания материала примерно в арифметической прогрессии при суммарном их значении на уровне скорости движения бильной планки традиционных трепальных барабанов.

При одинаковом количестве воздействий традиционного и предложенного способов выделения длинного волокна льна интенсивность воздействий рабочих органов в нашем случае ниже, а следовательно, согласно исследованиям Н.Н. Суслова, можно повысить выход длинного волокна.

Количество воздействий рабочих органов на материал при скорости его транспортирования свыше 40 м/мин больше в предложенном способе выделения длинного волокна льна, чем в традиционном, что может быть резервом увеличения производительности оборудования при одинаковой плотности загрузки машины материалом.

Установлено необходимое условие взаимодействия иголок с отделенной костринкой, согласно которому длина стебля, находящаяся в зоне взаимодействия иголки не должна быть меньше длины участка стебля, вытаскиваемого из барабанов за одинаковый промежуток времени.

Количество балласта, удаленного при переработке стланцевой тресты льна с различными свойствами неподвижными рабочими органами и двумя парами скребковых барабанов перед заключительной очисткой сырца трепальными барабанами, повышается в сравнении с существующими способами до 60-75 %.

При увеличении угла наклона бильных планок возрастают суммарные углы обхвата исследуемым материалом рабочих органов в зоне трепания при различных углах поворота трепальных барабанов. Максимальные значения углов обхвата приходятся на различные участки нахождения материала в зоне взаимодействия с ним рабочих планок, что может быть подтверждением эффективной его проработки по всей длине.

Экспериментальными исследованиями подтверждено, что чередование неподвижных узлов протаскивания, скребковых и трепальных барабанов обеспечивает эффективную очистку от костры всех участков исследуемого материала по длине.

При постепенном увеличении скоростей скольжения материала по кромкам барабанов по ходу обработки и сочетании воздействий низкоскоростного и высокоскоростного скользящего изгиба выход длинного волокна при обескостривании девяти различных по диаметру и степени вылежки партий стланцевой тресты льна увеличивается в сравнении с переработкой аналогичных партий сырья на мяльно-трепальном станке СМТ-200М на 1,6 % (абсолютных) без учета повторных пропусков недоработанного волокна, получаемого за традиционной технологией.

Разработаны исходные требования на проектирование опытного образца агрегата для выделения длинного волокна льна, которые по решению "Укрльноконоплепром" представлены в проектную организацию.

Ключевые слова: треста льна, выделение длинного волокна, дифференцированный скользящий изгиб, низкоскоростные и высокоскоростные воздействия, процент умина тресты, повышение выхода длинного волокна.

SUMMARY

Lukjanenko P.V. Elaboration of the process of long flax fibre on the dase of sccraper-scutching working organs. - Manuscript.

The thesis for application of science degree of technical science candidate on specialty 05.18.03 - Primary processing and storage of products plant-growing. - Khersonsky State Technical University, Kherson, 1999.

A paper, which contains theoretical and experimental researches in the field of extraction of long flax fibre, namely yield is being raised.

The process of the extraction of long flax fibre with influences of low-speed sliding bend of immovable needle-shaped sets on initial stage by gradual increase of speeds of sliding material on adgas and high-speed influences of scutching drums on the final stage of mechanical treatment was worked out. Percentage of well worked up flax stock with different physico-mechanical properties before final treatment of scutching was raised up to 60-75.

Yield of long fibre from application of combination of influences of low-speed and high-speed sliding bend in comparison with traditional method of extraction was raised by 1,6 % (abs).

The initial requisitions on designing of model production of unit for extraction of long flax fibre were worked out us and by conclusion of SCA "Ukrflaxhampindustry" submitted to projectable organization.

Key words: flax stock, long fibre extraction, differenciational sliding bend, low-speed and high-speed influences, percentage of well worked up stock, the increase of long fibre yield.

Размещено на Allbest.ru

...