Процесс формирования слоя

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЯ

Вопросы:

1. Требования и характеристики стеблевого слоя

2. Пригодность слоя к обработке

3. Выравнивание слоя по комлям и толщине Утонение слоя

4. Разворот слом перед мятной машиной. Его влияние на пригодность к трепанию

1. Требования к слою при формировании

Задачи при формировании слоя определяются предъявляемыми к нему требованиями в процессах мятья и трепания. Особенность трепания заключается в том, что слой, промятый в мяльной машине, подвергается поочередной обработке с обеих сторон. При этом те концы стеблей, которые не подвергаются обработке, должны прочно удерживаться. Далее обработанная часть слоя попадает в зажим, а другая подвергается трепанию. При трепании в зону обработки вводится, как правило, 2/3 ширины слоя (рис. 1), 1/3 находится в зажиме. После перехвата ситуация повторяется.

Рис. 1. Схема обработки слоя стеблей

Из этого условия следует первое требование к слою, поступающему в трепальную машину. Он должен быть определенным образом ориентирован по отношению к зажимному конвейеру трепальной машины. Поскольку длина стеблей в слое, их растянутость ею комлям и вершинам изменяются в значительных пределах, должна быть возможность смещения слоя в ту или иную сторону при питании для обеспечения надежного зажима большинства стеблей. стеблевый слой плотность трепание

Процессы мятья и трепания наиболее успешно протекают при непрерывном слое определенной толщины. Отсюда следует второе требование: слой должен быть сформирован определенной плотности, быть непрерывным и равномерным.

Наличие неравномерности по плотности и разрывам снижает эффективность процессов мятья и трепания и способствует увеличению потерь длинного волокна в отходы из-за слабого зажима в местах перехода слоя от толстого к тонкому.

Надежно закрепленным в зажимных конвейерах обеих секций трепальной машины может быть слой, стебли которого выравнены по комлям. Особенно это важно для стеблей льна, средняя длина которых менее 70 см. Следует учитывать, что стебли длиной 40 см вообще не могут быть обработаны в трепальной машине. Отсюда вытекает важное в подготовке слоя требование необходимости выравнивания стеблей по комлям.

Для надежного зажима важно иметь слой с расположением стеблей перпендикулярно зажимному конвейеру. Однако хороший промин такого слоя в мяльной машине с набором существующих вальцов выполнить не удается. Для эффективного излома стеблей их следует располагать перпендикулярно мяльным вальцам, но тогда нарушается непрерывность слоя и затрудняются условия попадания всех стеблей в зажим конвейеров.

Поэтому в технологии принято компромиссное решение: направлять слой в мяльную машину под углом 45°. При этом соблюдаются условия непрерывности, процесс мятья проходит достаточно эффективно и соблюдаются условия для попадания большинства стеблей в зажим конвейеров. Таким образом, важным условием при формировании слоя является требование определенной ориентации его по отношению к вальцам мяльной машины: стебли должны быть параллельны друг другу или иметь небольшую взаимную дезориентацию.

Выполнение указанных требований к слою и является задачей слоеформирующей машины. _|

2. Пригодность слоя к обработке

Качество соломы и тресты согласно существующим стандартам оценивается в зависимости от горстевой длины, пригодности, прочности, содержания волокна, цвета, диаметра стеблей, отделяемости.

Учитываются также влажность, содержание сорняков, растянутость снопов и тугость их вязки. Эти свойства определяют потенциальные возможности получения из данного сырья определенного количества длинного и короткого волокна и их качество.

Непрерывный поток стеблей, поступающих в переработку на мяльно-трепальный агрегат, достаточно полно можно характеризовать такими показателями, как средняя массодлина стеблей и распределение длин относительно среднего значения, линейная плотность слоя и его неравномерность, степень непараллельности стеблей в слое и их растянутость, угол расположения стеблей по отношению к вальцам мяльной машины, ориентация потока по отношению к зажимным конвейерам трепальной машины. Каждый из названных показателей в большей или меньшей степени оказывает влияние на эффективность работы мяльно-трепального агрегата в целом и на работу отдельных его машин. В зависимости от этих показателей определяется и пригодность слоя к обработке трепанием с получением длинного волокна.

Длина стеблей является основным показателем для соломы и тресты. Она определяет количество и качество волокна в стеблях, влияет на декортика-ционную способность, структуру волокнистых пучков и строение элементарных волокон. Особенно существенно влияние длины на результаты механической обработки у льна. Стебли льнотресты, среднегорстевая длина которых меньше 40 см, а у льносоломы меньше 50 см, являются непригодными для обработки на длинное волокно.

Среднегорстевая длина стеблей с увеличением номера сырья возрастает.

Пригодность слоя к обработке трепанием

Основной особенностью процесса трепания, как уже указывалось, является поочередная обработка концов слоя промятых стеблей в различных секциях машины. Для ее осуществления слой сырца поочередно с различных концов удерживается в зажимных конвейерах. Чтобы осуществить надежный зажим и передачу потока волокна с одного конвейера на другой, стебли в зависимости от конструктивных параметров конвейеров должны иметь длину не менее какой-то минимально допустимой. Если длина прядей сырца будет меньше минимально допустимой, процесс передачи их с одного конвейера на другой неосуществим. В этом случае пряди выпадут в отходы трепания.

Минимальная длина стеблей, см, пригодных к обработке трепанием, определяется конструктивными размерами транспортирующе-зажимного механизма трепальной машины (рис. 2) и выражается зависимостью

L_т = 2a1 + 2а2 а3 + 4а4

где а1 - длина выступающих из конвейера концов слоя, см; а₂,а₃,а₄ - размеры зажимного механизма, см.

Теоретически длина выступающих из конвейера концов слоя сырца может быть равной нулю. Однако, учитывая, что в процессе мятья длина стеблей сокращается за счет удаления корней и гофрирования слоя при изгибе-изломе, в процессе трепания происходит обсечка прядей и должна достигаться определенная величина участка двойного трепания, длину выступающих концов следует принять не менее 5 см. Таким образом, мин. длина стеблей - 40 см. Для обеспечения надежного зажима стеблей в обоих конвейерах их теоретические линии зажима Т1 и Т2 должны располагаться друг от друга на эту величину.

Если слой выравнен по комлям, его можно так ориентировать относительно линий зажима конвейеров, чтобы все стебли, длина которых больше 40 см, были надежно зажаты. Если слой имеет некоторую растянутость, выражающуюся величиной относительного смещения стеблей по комлям, его невозможно ориентировать относительно линий зажима гак, чтобы все стебли длиной 40 см и более попали под зажим. Часть стеблей длиной более 40 см не попадает в зажим первого или второго конвейеров и выпадает в отходы трепания. А поскольку в перерабатываемой тресте всегда есть фракции стеблей длиной 40-50см и слой растянут, его пригодность к обработке трепанием всегда будет меньше, чем определенная по стандарту.

Рис. 2. Схема зажима сырца в трепальной машине.

Если пригодность льнотресты по стандарту обозначить П_с, а пригодность слоя к трепанию - П_т, общая пригодность П₀ выразится произведением

П₀ =П_с*Пт

Под пригодностью слоя к обработке трепанием понимается вероятная часть его по массе, которая может быть зажата в обоих конвейерах трепальной машины и обработана с выделением длинного волокна. Пригодность выражается в долях единицы или процентах.

Теоретически слой можно подготовить к трепанию так, что все стебли длиной больше минимально допустимой попадут под зажим. Пригодность такого слоя к трепанию стопроцентная, или П_т = 1. В этом случае общая его пригодность определится пригодностью по стандарту.

Коэффициент использования льнотресты на длинные волокна можно выразить отношением

К_ис = В_ф/В_т

где Вф - выход длинного волокна фактический, В_т - выход длинного волокна теоретически возможный, %.

Так как для идеально выравненного по комлям слоя П_т = 1,

Вф = ПсПтСК; Вт = ПсС

где С -- содержание волокна в тресте, %; К -- коэффициент неучтенных потерь волокна при обработке, доли единицы.

3. Выравнивание слоя по комлям и толщине Утонение слоя

Перед подачей в мяльно-трепальный агрегат слои стеблей должен быть выровнен по комлям и толщине. Для уменьшения растянутости применяются механизмы комлевыравнивания.

Их принцип действия основан на ударе по слою подбивающей планки, совершающем возвратно-поступательное или качательное движение.

При выравнивании слоя по комлям прежде всего устраняется продольная неровное, что особенно важно при формировании слоя из рулонов, высота которых значительно больше ширины слои. Вторая задача заключается в выравнивании по комлям отдельных горстей, из которых сформирован слой; и третья - в выравнивании отдельных стеблей. Первые две задачи с помощью существующих механизмов решаются довольно успешно, выполнение же последней задачи затруднительно.

Выравнивание слоя по толщине осуществляет механизм регулирования плотности (рис. 3). Его принцип действия основан на создании в зоне питания приемных дисков 2 слоеформирующей машины постоянной плотности слоя. Это достигается тем, что диски регулятора 1 имеют несколько большую линейную скорость, чем приемные диски 2, но приводятся в движение через муфту предельного момента. При достижении определенной плотности слоя в зоне перед приемными дисками момент сопротивления на валу регулятора становится равным моменту трения на муфте. Отклонение от этого равновесия сопровождается изменением скорости дисков 1.

Если момент сопротивления больше момента трения, проскальзывание увеличивается и скорость дозирующих дисков падает, и наоборот.

Условие равенства моментов сопротивления и трения можно представить в виде

Р1D = м CxDтр

где Рi - окружное усилие сопротивления; D -- наружный диаметр дисков до затора; м- коэффициент трения фланцев муфты предельного момента; С - жесткость пружины; х - усадка пружины; Dтр - средний диаметр поверхности трения.

Рис. 3. Регулятор плотности слоя

Зависимость может быть использована для расчета величины усадки пружины при регулировании механизма.

Утонение слоя

Утонение слоя до заданной плотности от исходной осуществляется зубчатыми дисками (рис. 4) при последовательном увеличении их скоростей. Отношение линейных скоростей утоняющего 2 и питающего 1 дисков называют коэффициентом утонения. Диски могут располагаться над столом и под ним.

Верхнее расположение дисков предпочтительнее, так как в этом случае меньше вероятность образования намотов.

Рис. 4. Схема утонения слоя зубчатыми дисками

Поступая к диску 1, слой стеблей распределяется во впадинах между зубьями и фиксируется в них направляющими полозками 4. Конфигурация полозков выполняется так, чтобы при их установке не было зазора между ними и вершинами зубьев. Каждая порция стеблей, находящаяся во впадине питающего диска 1, разделяется на части зубьями утоняющего диска 2 в зависимости от коэффициента утонения, затем процесс утонения осуществляется диском 3 и т.д.

Для получения равномерного и непрерывного слоя заданной толщины должны быть выполнены следующие условия:

Площадь впадин утоняющих дисков должна быть равна площади сечения размещаемого в них слоя при заданной плотности.

Порции стеблей, находящиеся во впадинах дисков, при утонении должны делиться на равные части.

Это условие определяется соответствующим коэффициентом деления: рекомендуется принимать его равным трем в первых зонах и двум - в последних. Лучшие условия равномерности деления соблюдаются при коэффициенте деления, равном двум во всех зонах, но при этом возрастает число зон утонения.

Угол наклона зубьев питающих дисков должен быть равен углу наклона траектории движения вершин зубьев утоняющих дисков в относительном движении. Траектория принимается за прямую.

Соотношение между шагом утоняющего и высотой зубьев питающего дисков должно обеспечивать процесс утонения без излишнего сжатия стеблей при отборе порций.

4. Разворот слом перед мятной машиной. Его влияние на пригодность к трепанию

Для успешного протекания процесса мятья стебли по отношению к вальцам должны быть расположены под углом 90°. Однако при таком положении нарушается непрерывность потока. При параллельном по отношению к вальцам расположении стеблей условия непрерывности слоя наиболее благоприятны, но эффективность мятья низкая.

Как компромиссное решение при организации процесса мятья принято положение слоя под углом 45°. В этом случае обеспечиваются поточность и достаточный промин стеблей.

Для разворота слоя перед мяльной машиной применяются специальные механизмы. Наибольшее распространение получили устройства, у которых поворот слоя достигается за счет различия в скоростях двух транспортерных ремней, перемещающих слой (рис. 5). Задаваясь углом разворота слоя б по отношению к вальцам мяльной машины и зная конструктивные размеры механизма, скорость перекашивающего ремня можно определить по формуле

V1 =LV2/(L-btgб)

где L - расстояние между осями шкивов, м; V2 - скорость правого ремня, равная скорости слоя в последнем утоняющем диске, м/мин; b -- расстояние между ремнями, м.

Если в исходном слое все стебли расположены параллельно друг другу, то после разворота его пригодность к трепанию не изменяется. На практике, однако, наблюдается относительная дезориентация стеблей, именуемая в технологии сеткой. Для оценки негативного влияния относительной дезориентации стеблей в слое и угла его разворота перед мяльной машиной проследим, как изменяется при этом ширина зоны растянутости стеблей в слое по комлям.

Пригодность к трепанию слоя, стебли которого параллельны между собой и перпендикулярны зажимным конвейерам трепальной машины (рис. 6, а) в зависимости от растянутости их по комлям, определяется стандартной зависимостью.

После дезориентации стеблей в процессе утонения (рис. 6, б) и передачи слоя без разворота в трепальную машину в зажим должны попасть все стебли с комлевой части. Поэтому наибольшая вероятная ширина зоны рассеивания стеблей по комлям увеличится и будет равна отрезку АВ = Lкб, величина которого определится зависимостью:

Lкб = L/2 - (L/2 - L_к) cosб

где L - ширина слоя, м; L_к - ширина зоны рассеивания стеблей по комлям в слое с их параллельным расположением, м; 2б - угол дезориентации, град.

Как видно из приведенной зависимости, ширина зоны рассеивания стеблей в слое по комлям с увеличением угла дезориентации возрастает, а следовательно, уменьшается пригодность слоя к трепанию.

После поворота дезориентированного слоя перед мяльной машиной на угол в (рис. 6 в) наибольшая вероятная величина зоны рассеивания стеблей по комлям при условии попадания всех стеблей под зажим определится отрезком Lkв = L/2 - ОА - СВ. Проведя простые подстановки, получим

Lkв = L /2 cos (в-б ) - (L/2 - L_к) cos (б+в).

Уравнение справедливо при условии, когда в > б. Если в < б, величина зоны рассеивания стеблей по комлям после поворота определяется зависимостью

Lkв = L /2 - (L/2 - L_к) cos (б+в).

Пользуясь формулами, можно рассчитать пригодность слоя к трепанию в зависимости от угла дезориентации и угла поворота.

Для повышения пригодности слоя к трепанию необходимо добиваться формирования слоя без дезориентации стеблей и создавать условия для обработки слоя в мяльной машине при малых углах его разворота по отношению к вальцам.

Размещено на Allbest.ru