Механічні властивості луб’яної сировини та їх вплив на технологію первинної переробки

Лекція № 1

Екзаменаційні завдання

Екзаменаційні завдання

авіфав

івафіва

8 Перевірте свої знання по С++

Начало формы

Конец формы

Начало формы

Начало формы немає помилки є помилка Конец формы

Перевірити

Конец формы

Powered by ILIAS 2.4.6

Стебла луб'яних культур являють собою міцну й складну конструкцію. Порівнюючи їх з такими висотними інженерними спорудами, як щогли й димарі, слід зазначити, що відношення довжини стебел до їх поперечника в десятки разів більше, ніж у найвищих щогл і труб, і досягає в льону 700 – 800. Таке співвідношення довжини й поперечника є своєрідним показником стійкості стебел до статичних і динамічних навантажень у процесі росту й характеризує стебла як винятково досконалу конструкцію. Стебла мають вигляд пустотілої колони, у якої розміри поперечного перерізу зменшуються від окоренка до верхівки. У перерізі стебла є два концентричних шари. За поздовжньою будовою стебла нагадують дві труби, вставлені одна в одну і зв'язані між собою тонким шаром тканини. Зовнішній шар – кора, внутрішній – деревина.

Корова частина складається з м’якої паренхімної тканини з тонкостінними довгими й міцними волокнистими жмутами. Завдяки такій будові кора є пружною й рухливою конструкцією, стійкою до деформації згину та розтягування.

Стебло справедливо порівнюють із залізобетонною конструкцією, у якій роль сталевої арматури виконують довгі волокнисті жмути, а роль бетону –тканини з деяких паренхімних клітин.

Вміст волокна в стеблах, залежно від селекційного сорту й умов вирощування льону, після обмолоту становить 20 – 35 % їх маси. Деревина жорстка й крихка, а волокно гнучке, тому зруйнувати зв’язок між ними можна шляхом механічної обробки стебел. Тільки після руйнування цього зв’язку можливе повне видалення деревини без пошкодження волокна.

Зв’язок між волокном і деревиною можна зруйнувати методом відриву, коли волокно знімається з деревини під певним, як правило, прямим кутом до неї, і методом зрушення під дією дотичних зусиль. Як перший, так і другий методи застосовуються в технологічних процесах первинної переробки луб'яної сировини.

Здатність стебел до руйнування при виділенні волокна залежить від їх діаметра, міцності й пружності волокна та деревини, сили зв’язку між ними, ступеня твердості й ламкості деревини, а також стійкості волокна до згинання. Зокрема, чим більше діаметр стебла, тим легше порушується зв'язок між волокнистим шаром і деревиною в процесі вилежування та перетворення соломи в тресту.

Залежно від характеру технологічного процесу жорсткість стебел, волокна і деревини може бути як позитивним, так і негативним фактором. Особливо важлива ця характеристика при згинанні, яке є основною дією під час руйнування конструкції стебла.

Важливе значення також має співвідношення між подовженням волокна і деревини при однаковому навантаженні. Чим більше подовження волокна по відношенню до деревини, тим легше здійснити їх поділ механічним шляхом.

Знання вищезазначених властивостей луб’яної сировини і їх взаємозалежності дозволяє створювати оптимальні умови проходження технологічного процесу, спрямованого на виділення з неї волокна.

Із застосуванням основних законів механіки та методів математичної статистики докладно проаналізовано фізико-механічні властивості луб’яної сировини і на підставі цього розроблено теоретичні основи механічної обробки лубоволокнистих матеріалів.

В процесі первинної обробки лубоволокнистої сировини використовують певні механічні впливи, які по-різному впливають на ті чи інші елементи стеблини з неоднаковою їх структурою і фізико-механічними властивостями.

В.В. Марков довів, що чим більша різниця в механічних властивостях корової частини стеблини й деревини, тим краще зруйнувати стеблину і виділити з неї волокно.

Досліди показують, що такі механічні впливи як розтягування, повздовжнє стиснення та скручування, не можуть бути використані для зруйнування стеблин тому, що при цих деформаціях не здійснюється порушення зв'язку між волокнистою частиною стеблини та деревиною. Для раціонального руйнування стеблин використовують тільки поперечне стискання стеблин (плющення), вигин (злом), зіскрібання.

Як відомо, практично всі льонозаводи виділяють довге волокно традиційним способом, з використанням МТА. Дана технологія застосовується як у країнах СНД, так і в основних західноєвропейських країнах (Франція, Нідерланди, Бельгія та ін.), що займаються переробкою льону на довге волокно.

Згідно з цією технологією, сформований у безперервний потік шар трести заданої товщини надходить у м'яльну машину, де відбувається руйнування конструкції стебел і порушення зв'язку волокна з деревиною. У м'яльній машині волокниста частина збагачується за рахунок звільнення від частини баласту (коріння, уламків деревини) і, перетворившись у сирець, за допомогою транспортера направляється на остаточну обробку в тіпальну машину, де пасма сирцю очищаються від баласту – дрібних частинок зруйнованих тканин (деревини, паренхіми).

Традиційна технологія виділення довгого лляного волокна на МТА має ряд істотних недоліків: низький вихід кінцевого продукту, дороге обладнання, велика метало - й енергоємність обладнання. Внаслідок цього собівартість однієї тонни виробленого волокна дуже висока і воно не користується попитом у покупців. Крім того, після розпаду СРСР заводи з виготовлення МТА виявилися за кордоном, а виробництво їх вітчизняною промисловістю на даний час не налагоджено. Питання зниження собівартості виробництва лляного волокна в Україні до цього часу залишається відкритим, через відсутність принципово нових ресурсозберігаючих технологій переробки лубоволокнистих матеріалів.

Існуюча технологія виробництва короткого волокна з відходів тіпання льону включає такі операції: збагачення відходів тіпання на тіпальних машинах; підсушування збагачених відходів в сушильній машині; обробку на куделеприготувальному агрегаті, що складається з операцій формування шару сировини, м’яття, тіпання, трясіння; сортування короткого волокна з наданням йому товарного вигляду.

Усі ці операції здійснюються послідовно одна за одною з мінімальними витратами ручної праці. Необхідно зазначити, що за час існування промисловості первинної переробки льону, починаючи з перших машин КА-3, КА-5, КП-885Л, КП-100Л і закінчуючи останніми машинами КПАЛ і АКЛВ, постійно удосконалювалися технологія обробки сировини та конструкція робочих органів і деталей приводу.

Розглянемо основні теоретичні аспекти впливу різних параметрів технологічних процесів м’яття, тіпання і трясіння на якість лубоволокнистої сировини.

Оскільки одним з найважливіших показників якості лляного волокна є вміст костриці, тобто відношення маси костриці до маси чистого волокна, виражене у відсотках, необхідно проаналізувати основні закономірності видалення костриці з лубоволокнистих матеріалів.

Встановлено, що при однотипних робочих органах машин кількість видаленої костриці пропорційна її вмісту у волокні на даній ділянці обробки. Для розрахунків замість часу обробки можна приймати кількість дій на матеріал або кількість однакових робочих органів.

На початку процесу, коли костриці у волокні багато, її видалення за даний час проходить швидко. Зі зменшенням вмісту костриці процес її видалення поступово сповільнюється.

При аналізі технологічного процесу за критерій його ефективності найчастіше приймають не кількість видаленої костриці, а вміст костриці, що залишилася у волокні після обробки.

Для трясильної машини залежність кількості видаленої костриці від інтенсивності обробки може бути виражена через кількість голчастих валиків, що діють на матеріал.

Аналогічним чином можна розглядати процес видалення костриці в м'яльній машині при збільшенні кількості вальців і в інших машинах з певною кількістю однакових робочих органів.

Досвід льонопереробних підприємств свідчить, що для підвищення якості обробки відходів тіпання не завжди ефективно збільшувати кількість дій на матеріал. Однак залежність ступеня видалення костриці від інтенсивності та кількості дій на лубоволокнисту сировину доведено тільки теоретично.

Дата добавления: 2014-01-06