Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ возможности совершенствования трясильных машин с нижним гребенным полем 9
1.1. Обзор известных исследований 9
1.2. Анализ конструктивных решений существующих трясильных машин 19
1.3. Выводы по главе 1 25
2. Анализ кинематики привода кривошипно-шатунным механизмом 26
2.1. Определение угловых перемещений, скоростей и ускорений иглы 26
2.2. Определение зависимости угла опережения, угла размаха, вылета иглы в крайнем переднем положении от конструктивных параметров привода 31
2.3. Способы регулирования угла опережения 34
2.4. Способ снижения ударных нагрузок в приводе 40
2.4. Выводы по главе 2 42
3. Определение свойств материала и поверхностей рабочих органов 43
3.1. Определение площади, массы участка слоя, взаимодействующего с иглой 43
3.2. Определение деформаций материала при растяжении и сжатии 46
3.3. Определение коэффициента трения материала о решетку 56
3.4. Определение аэродинамического коэффициента материала 60
3.5. Выводы по главе 3 63
4. Анализ динамики взаимодействия материала с рабочими органами трясильной машины 65
4.1. Дифференциальное уравнение движения материала при взаимодействии с иглой/ 65
4.2. Перемещение участка слоя материала при его взаимодействии с иглой и решеткой в крайнем переднем положении 77
4.3. Перемещение участка слоя материала с учетом влияния участков слоя, не взаимодействующих с иглами 81
4.4. Закономерности процесса трясения 87
4.4. Выводы по главе 4 108
5. Определение функциональной схемы машины, обеспечивающей эффективное протекание процесса трясения 109
5.1. Принципы организации процесса трясения 109
5.2. Параметры рациональной схемы привода 118
5.3. Выводы по главе 5 120
6. Производственная проверка рекомендации по совершенствованию технологического процесса 121
Выводы по главе 6 129
7. Заключение 130
Библиографический список
- Анализ конструктивных решений существующих трясильных машин
- Определение зависимости угла опережения, угла размаха, вылета иглы в крайнем переднем положении от конструктивных параметров привода
- Определение коэффициента трения материала о решетку
- Перемещение участка слоя материала при его взаимодействии с иглой и решеткой в крайнем переднем положении
Введение к работе
Актуальность темы. Обзор публикаций и современного состояния техники показал, что в условиях жесткой конкуренции снижение металлоемкости оборудования, энергоемкости производства, обновление производственной базы становится насущной задачей.
Трясильные машины с нижним гребенным полем выполняют важную функцию подготовки слоя отходов трепания перед обработкой в куделепри-готовительных агрегатах. В первой трясильной машине из отходов трепания выделяется основная масса насыпной костры и сорных примесей, что непосредственно влияет на качество конечной продукции. Снижение неровноты отходов трепания по толщине приводит к повышению КПВ работы куделе-приготовительного агрегата за счет снижения количества забивок и намотов в трепальных секциях агрегата, при этом повышается прочность получаемого волокна.
Повышение технологического эффекта процесса трясения путем увеличения интенсивности и количества встряхивающих воздействий приводит к ухудшению структуры волокна и потере его прочности. В связи с этим работа, направленная на определение путей повышения эффективности процесса трясения, является актуальной.
Цели и задачи исследования. Цель работы - повышение эффективности процессов очистки и выравнивания слоя отходов трепания при обработке в трясильной машине с нижним гребенным полем.
Задачами исследования являются:
разработка математической модели, описывающей перемещения рабочих органов трясильной машины через параметры приводного механизма;
математическое описание свойств материала, обрабатываемого в трясильных машинах: жесткости на сжатие и растяжение, коэффициента аэродинамического сопротивления перемещению в воздушных потоках;
разработка математической модели взаимодействия рабочих органов трясильной машины с обрабатываемым материалом, позволяющей по заданным конструктивным параметрам трясильной машины определять степень очистки волокна и неравномерность слоя на выходе из машины;
формулировка принципов рациональной организации процесса трясения.
Практическая цель работы - разработка рекомендаций по выбору конструктивных и технологических параметров трясильных машин, позволяющих повысить эффективность очистки волокна и повысить равномерность слоя на выходе из машины.
Методы исследования.
При выполнении диссертационной работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования проводись с применением методов дифференциального и интегрального исчисления. Экспериментальные исследования проводились на оборудовании лаборатории кафедры ТПЛВ КГТУ и в производственных условиях льнозавода Шолоховского подразделения ООО «Магрико-Кострома».
Статистическая обработка экспериментальных данных проведена на основе общепринятых методов оценки и интерпретации при доверительной вероятности не ниже 0,95.
Математическое описание процессов и количественный их анализ осуществлялись в среде программы «MathCAD».
Для получения необходимых данных были изготовлены оригинальные экспериментальные установки, а также использованы известные тензометри-ческие методы исследований.
Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью программы «Excel».
Научная новизна работы заключается в том, что:
математически описаны свойства материала, обрабатываемого в трясиль
ных машинах: жесткость на сжатие и растяжение, коэффициент аэродина
мического сопротивления перемещению в воздушных потоках, коэффици
ент трения о решетку;
получена математическая модель перемещения материала в трясильной машине с нижним гребенным полем, учитывающая влияние действия сил аэродинамического сопротивления, направление действия сил трения при взаимодействии материала с рабочими органами, влияние участков слоя, находящихся в промежутках между иглами;
впервые установлено, что при асимметричном расположении траектории движения конца иглы относительно решетки свободные участки слоя, не подвергающиеся обжатию иглами при их движении к крайнему положению, создают условия для поступательного движения материала и влияют на скорость движения материала вдоль машины;
впервые разработана математическая модель, описывающая условия сохранения природных свойств волокна при обработке в трясильных машинах с нижним гребенным полем.
Практическая полезность и реализация результатов.
Разработанные научные положения, выводы и рекомендации позволяют более обоснованно выбирать рациональные технологические и конструктивные параметры трясильных машин с нижним гребенным полем.
На основе разработанных теоретических положений были выданы исходные требования ООО «ПРОМТЕКС» по модернизации трясильной машины, рекомендации по настройке трясильных машин с нижним гребенным полем для льнозавода Шолоховского подразделения 000 «Магрико-Кострома».
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:
- IV Всероссийская научная конференция «ТЕКСТИЛЬ XXI века». - МГТУ им.
Косыгина. - 2006;
- «Современные наукоемкие инновационные технологии развития про
мышленности региона» (Лен- 2006).-Кострома;
Международная научно-техническая конференция «Повышение экономической эффективности льноперерабатывающего комплекса». - Вологда. - 2007;
Всероссийская студенческая конференция «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству». - Кострома. - 2006,2008;
Восьмая Всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль ХХІвека» - МГТУ им. Косыгина. - 2009;
62 Региональная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и магистрантов высших учебных заведений с международным участием «Молодёжь. Наука. Инновации - 2009». - Ярославль;
Научно-техническая конференция «Дни науки-2009». - Санкт-Петербург. -2009.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 16 печатных работах, из которых 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК; 3 статьи в других изданиях; 2 патента на изобретение; 8 тезисов докладов на конференции.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав с выводами, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 162 страницах, имеет 71 рисунок и 8 таблиц.
Анализ конструктивных решений существующих трясильных машин
Основные положения теории процесса трясения формировались в 40-60-х годах прошлого столетия и не претерпели серьезных изменений до настоящего времени.
Развитие теоретических положений шло по пути усложнения и детализации математических моделей, расширения круга исследуемых явлений и применяемых инструментов анализа. Изучались различные аспекты рациональной организации процесса, углублялись представления о его технологических функциях. Предпринимались попытки математического описания связи параметров, характеризующих технологический эффект процесса трясения от конструктивных и технологических параметров машин.
Несовершенство, математических моделей и большое количество допущений не позволяли широко применять их при проектировании новых трясильных машин. Они нашли применение как инструмент для анализа уже созданных механизмов.
Практические рекомендации для подбора конструктивных параметров и технологических режимов основаны, прежде всего, на опыте эксплуатации существующих трясильных механизмов и экспериментальных данных.
До настоящего времени много положений основывается на субъективной трактовке явлений- процесса трясения, не подтвержденных строгим количественным анализом. Отсутствие корректных и комплексных моделей связано со спецификой обрабатываемого материала, неоднородностью его физико-механических свойств:, сложностью математического описания дезориентированной волокнистой массы и процесса взаимодействия- материала с рабочими органами машины. Все эти обстоятельства затрудняли понимание наблюдаемых явлений. Процесс трясения исследовали А.П. Басилов [1], В.П. Нетесов [2],[3], Н.Н. Суслов [4, 5, 6], И.А. Турилова [4], Ю.Н. Тарунин [9], А.А. Агафонов [7], A.M. Ипатов [10,11], Т.К. Лихачева [11], А.Г. Горбунова [12], В.А.Дьячков [13]. Работ по процессу трясения немного.
В работе А.П. Басилова [1] сделана первая попытка теоретического анализа физической сущности явлений, происходящих в гребенном поле трясильных машин с нижним гребенным полем: графически определены скорости и ускорения игл трясильных машин ТК и КП-1, позволившие оценить величину сил инерции, действующих на материал при взаимодействии с рабочими органами; получено условие равновесия участка слоя материала, взаимодействующего с иглой; определено, что выделение костры из волокна происходит под действием тангенциальной составляющей! сил инерции.
В работе В.П.Нетесова [2] рассмотрен вопрос влияния шага гребенных валиков в трясильной машине на эффективность выделения костры. Получены экспериментальные данные, подтверждающие, что в машине ТГ-135-Л уменьшение шага гребенных валиков в 1,5 раза значительно снижает массовую долю костры в материале. Автором изучались вопросы механики трясильного механизма [3], конструкции механизмов-качания гребенных валиков в куделеприготовительных агрегатах. Изучены следующие вопросы: средствами тензометрии измерены силы, действующие на иглы; доказано, что увеличение числа качаний игл в малой степени отражается на величине сил, действующих на иглы, а,качество очистки от костры улучшается; установлено, что встряхивание волокна следует иметь достаточно интен сивным, однако нагрузки на волокнистую массу не должны быть резко возрастающими, чтобы исключить разрыв волокон и уменьшение их длины; выявлено, что индивидуальные механизмы качания имеют ряд преимуществ перед групповыми, такие как: простота кинематической схемы, возможность работы на больших скоростях, возможность уравновешивания звеньев привода.
В работе [4] Н.Н. Сусловым разработаны аналитические зависимости для определения скоростей, ускорений и сил, действующих на материал в гребенном поле трясильной машины ТГ-135-Л. Они нашли широкое применение в работах последователей. Представлен анализ изменения нормальной и тангенциальной составляющей сил инерции, действующих на материал.
Проведены исследования факторов, влияющих на скорость продвижения материала. В результате получены следующие результаты: построены зависимости изменения скорости материала от угла размаха и угла опережения игл; определено, что целесообразно регулировать процесс трясения путем изменения скорости движения материала, добиваясь при этом минимальной толщины слоя; установлено, что интенсивность выделения костры необходимо повышать путем увеличения числа оборотов приводного вала, сохраняя минимальную величину радиуса кривошипа.
В работе [5] определено понятие единичного воздействия на материал. Получена зависимость для единичного встряхивания. Установлена эмпирическая степенная зависимость между изменением массы материала и числом воздействий, на основании которой выведена зависимость закостренности материала от количества встряхивающих воздействий. Доказано, что основная масса костры выделяется на первых трех гребенных валиках, а установка 14 гребенных валиков позволяет выделить большую часть насыпной костры.
Определение зависимости угла опережения, угла размаха, вылета иглы в крайнем переднем положении от конструктивных параметров привода
В трясильных машинах с нижним гребенным полем для моделирования процесса взаимодействия обрабатываемого материала с рабочими органами необходимо знать закон движения игл гребенных валиков. В настоящее время для исследования движения иглы применялся либо графический метод, предложенный А.П.Басиловым [1], либо вводились допущения, которые в некоторых случаях нельзя было признать корректными, поскольку полученные модели не позволяли объяснить явления, наблюдающиеся при работе машины, например, причины перемещения волокна. В частности в работах Н.Н. Суслова, И.А. Туриловой [4] и Ю.Н. Тарунина [9] закон движения игл принимался как гармон ический.
На сегодняшний день возможности вычислительной техники позволяют получить точные зависимости, описывающие перемещение иглы. Найдем эти зависимости.
В.А. Дьячковым [13] был предложен способ определения угловой координаты иглы по параметрам привода дезаксиального четырехзвенного механизма. В этой работе учитывается смещение опоры ведущего вала машины относительно опоры гребенного валика. Положение опор относительно друг друга задается посредством горизонтального и вертикального отрезков. Однако в практических целях такой-способ не всегда удобен.
Рассмотрим функциональную схему привода трясильной машины (Рис. 2.1.). Примем координатные оси так, что ось ОХ\ будет проходить через ось вращения гребенного валика (т.О) и ось вращения кривошипа (т.С).
Уравнение (2.3) будет отражать изменение угла поворота иглы относительно оси OY\ в системе координат X\OY\. Для того чтобы получить изменение угла поворота иглы относительно нормали к решетке, необходимо перейти к системе XOY, где ось ОХ лежит в плоскости решетки. Угол поворота иглы определится как:
Данное выражение позволяет получить численные значения угловых перемещений иглы относительно нормали к решетке при любых значениях угла поворота кривошипа, отсчитываемого от вертикального нижнего положения кривошипа по часовой стрелке.
За счет определения взаимного расположения опор через параметры М и С, упрощаются коэффициенты Ъ и с, использование иного способа нахождения угла (р через дополнительный угол упрощает аргументы обратных тригонометрических функций.
Рассмотренный способ позволяет определить для существующих машин положение опоры гребенного валика относительно оси ведущего вала с большей точностью.
Аналитическое выражение угловой скорости иглы гребенного валика определится как первая производная от угла поворота:
Аналитические зависимости для скоростей (2.8) и ускорений (2.9) не приводятся, так как они громоздки. Здесь только отметим, что в выражения, полученные с помощью программы Maple 10, для угловой скорости содержат 15 дробей и 62 слагаемых, для углового ускорения - 61 дробь и 254 слагаемых. С помощью программы MathCad по выражениям (2.6)...(2.9) можно получить численные значения угловых перемещений, скоростей и ускорений иглы и построить графики, описывающие движение гребенного валика в зависимости от угла поворота кривошипа. Графики угловых перемещений, скоростей и ускорений иглы при угле опережения равном 26,6 представлены на рисунках 2.2, 2.3, 2.4. Кривая 1 описывает гармонический закон движения иглы, кривая 2 -де йствител ьн ы й.
Как видно из рисунков, существуют различия для двух законов движения. Особый интерес представляет график изменения углового ускорения иглы, так как инерционные силы, действующие на материал, определяются ее ускорением. При гармоническом законе движения график представляет собой синусоиду и симметричен относительно нулевого значения, то есть силы, действующие на слой, будут одинаковыми как в прямом, так и в обратном направлении движения иглы. При действительном движении график несимметричен относительно нуля. Следовательно, можно предположить, что и силы, действующие на материал, будут неодинаковы при прямом и обратном направлении движении иглы, причем сила, действующая по ходу движения материала, будет больше.
Разработанная модель перемещения иглы гребенного валика позволяет более точно описать процесс ее взаимодействия с обрабатываемым материалом. Определение зависимости угла опережения, угла размаха, вылета иглы в крайнем переднем положении от конструктивных параметров привода
При проектировании трясильных машин с нижним гребенным полем определение угла опережения а (угла между биссектрисой угла размаха иглы б и нормалью к решетке п) является важной задачей, так как он оказывает влияние на характер протекания технологического процесса.
Схема привода гребенных валиков трясильной машины Здесь обозначено: г - длина кривошипа; / - длина поводка; L - длина иглы; Ьл - длина шатуна; Н, М - вертикальное, горизонтальное смещение оси кривошипа; фг, Фі — углы максимального отклонения иглы от вертикального положения в прямом и обратном направлении движения иглы; а - угол опережения; у/— угол наклона решетки к горизонту. Известно, что угол опережения а определяется по формуле: а = + щ. (2.10)
Для определения углов (р\ и pz рассмотрим расположение звеньев механизма в двух крайних положениях иглы гребенного валика (рис.2.5). Прямоугольный треугольник А ]В/С построен при крайнем переднем положении иглы, при этом кривошип и шатун вытянуты в одну линию - В\С. По теореме Пифагора выразим отрезок В і С:
Определение коэффициента трения материала о решетку
Для того чтобы определить, коэффициент пропорциональности К для материала, обрабатываемого в трясильной машине, необходимо получить эмпирическую зависимость деформаций от величины прикладываемой нагрузки. Для этого были проведены эксперименты.
В качестве тела, оказывающего воздействие на материал, использован деревянный стержень с сечением, равным сечению игл гребенного валика трясильной машины, таким образом максимально воспроизводятся условия на-гружения материала при одновременном взаимодействии с иглой.
Установка представляет собой деревянный стержень диаметром 5 мм, длиной 50 см. Один край стержня шарнирно соединен с опорой, к другому с помощью кронштейна крепится площадка для установки груза. Средней частью стержень давит на волокнистую массу, расположенную на столе. Фиксация перемещений подвижного конца стержня производится с помощью линейки, закрепленной на опоре (рис. 3.3). Рисунок. 3.3. Схема установки для определения упругих свойств материала: 1 -стержень; 2 - опора стержня; 3 - измерительный инструмент (линейка); 4 - площадка с грузами; 5 - слой материала
В расчетах будем использовать зависимость 3.13. Для отходов трепания величина предельной относительной деформации принята е=0,99, коэффициент пропорциональности - К=П0, достоверность аппроксимации составляет R2=0,989.
Определение деформаций при растяжении материала Целью проведения опыта является установление эмпирических зависимостей, связывающих величину растягивающих нагрузок с величиной деформации порции материала.
Экспериментальная установка (рис. 3.6) представляет собой Г-образную стойку 1, выполненную из прутка диаметром 6 мм. К вертикальной части стойки крепится линейка 4 для фиксации деформаций навески материала. Линейка устанавливается таким образом, чтобы нулевая отметка совпадала с нижним краем волокнистой массы до нагружения. Harpyжение производится посредством разновесов, устанавливаемых на площадку 3, которая с помощью зажима 2 крепится к навеске исследуемого материала 5.
Слой отходов трепания равномерно раскладывался на столе, толщиной 150 мм. Из слоя вырезались навески размерами 150x150 мм, таким образом, чтобы не нарушались взаимосвязи между волокнистыми комплексами. Навеска материала одним краем нанизывалась на горизонтальный стержень, расположенный в верхней части стойки 1, чем имитировалось взаимодействие материала с иглой гребенного валика трясильной машины. К нижней части волокнистой массы крепилась площадка. На площадку в порядке увеличения устанавливались разновесы, и фиксировалось перемещение нижнего края волокнистой массы.
По данным замеров построены графики зависимости напряжений от величины деформации материала (рис. 3.7).
Данные, полученные в результате проведения опытов, дают возможность получить эмпирическую зависимость деформации материала при растяжении от прилагаемой нагрузки. График зависимости величины напряжения от относительной деформации при растяжени:1 - экспериментальные данные;2 - рассчитанные по зависимости (3.22)
Полученные зависимости позволяют учитывать процессы растяжения-сжатия между участками слоя при моделировании процесса перемещения материала в трясильной машине. Определение коэффициента трения материала о решетку
Силы трения волокна о рабочие органы оказывают значительное влияние на протекание процесса трясения. В работе А.П.Ипатова [10] значения коэффициентов трения волокна о материал решетки и игл определяют угол съема волокна в крайнем переднем положении, а, следовательно, и предельный угол размаха. В работе [20] приводятся значения коэффициентов трения лубоволок-нистых материалов по стали. При длительной работе трясильной машины иглы и планки решетки полируются, и коэффициенты трения значительно снижается. Коэффициент трения волокна об иглы и стальные планки решетки может составлять/= 0,23-0,4 [20]. Установлено, что при длительном простое машины материал по решетке не перемещается, либо перемещается в обратном направлении. Был определен коэффициент трения волокна по решетке, при котором перемещения материала в прямом направлении не происходит.
Планки колосниковой решетки были сняты с трясильной машины. Каждая планка подвергалась ручной обработке наждачной бумагой с разной зернистостью. Шлифовальные движения производились вдоль планок по направлению движения материала при работе машины. Перед обработкой планки делились на группы, по 3 планки в группе. Было выделено 5 видов обработки планок для получения различных видов шероховатости поверхности. 1. Необработанная обратная поверхность планок. 2. Необработанная рабочая поверхность планок. 3. Рабочая поверхность, отшлифованная наждачной бумагой с зернистостью 500. 4. Рабочая поверхность, отшлифованная наждачной бумагой с зернистостью 1000. 5. Рабочая поверхность, отшлифованная наждачной бумагой с зернистостью 2000.
Группа планок, имеющих одинаковую шероховатость, одним своим концом закреплялась неподвижно. Вторая опора для планок была поднята относительно первой с таким расчетом, чтобы планки имели определенный угол наклона к горизонту. Установка необходимого угла наклона планок производилось путем изменения расстояния между опорами. Планки в группе имели одинаковый угол наклона к горизонту, расстояние между планками принималось в соответствии с их рабочим положением на машине.
Перемещение участка слоя материала при его взаимодействии с иглой и решеткой в крайнем переднем положении
Материал поступает в трясильную машину фрагментами, что связано с условиями образования отходов трепания в мяльно-трепальном агрегате. При малой скорости продвижения материала в трясильной машине, происходит увеличение плотности материала на решетке, что приводит к ухудшению условий для выделения насыпной костры.
При сохранении фрагментарности горизонтальные ускорения слоя способствуют перемещению костры вперед и назад по ходу движения материала, а выделение и удаление костры происходит через промежутки между участками слоя (рис. 5.3).
Увеличение скорости движения слоя с 0,2-0,3 м/с до 0,6-0,7 м/с приведет к снижению числа встряхивающих воздействий (5.2), получаемых материалом с 38 до 23. Для того чтобы материал получил необходимое количество встряхивающих воздействий, следует увеличить число гребенных валиков до 18-20.
Угол размаха игл, в соответствии с рекомендациями Ю.Н. Тарунина [9], следует иметь минимальным, у 54 град. В этом случае радиус кривошипа должен составлять 0,03-0,04 м при длине иглы 0,280-0,3 м и длине поводка 0,1 м (2.13), (2.16), (2.17).
При малом радиусе кривошипа максимальная частота вращения ведущего вала, при которой не происходит нарушения структуры слоя и разрушения волокна, составит 220—240 мин" (рис. 4.24).
Вылет иглы по ходу движения материала, обеспечивающий необходимую скорость движения материала для заданных параметров привода, рассчитывается по зависимостям (4.41), (4.44), (4.45).
Для эффективного выравнивания слоя по плотности процесс трясения должен быть организован следующим образом.
Параметрами, определяющими степень неровноты материала на выходе из трясильной машины являются, количество встряхивающих воздействий [11]. амплитуда качаний игл [13].
Неравномерность слоя на выходе из трясильной машины существенно зависит от количества встряхивающих воздействий (рис. 5.4). Рисунок 5.4. Зависимость неровноты толщины слоя на выходе из трясильной машины от числа встряхивающих воздействий (экспериментальные данные А.М.Ипатова, Т.К. Лихачевой) В процессе выравнивания слоя по плотности недолжно образовываться
пустот в слое, поэтому скорость движения материала следует иметь постоянной 0,2-0,3 м/с. В этом случае при прохождении через 14 гребенных валиков материал получит 32—35 встряхивающих воздействий (5.2).
Для получения низкой неравномерности слоя по плотности на выходе из машины амплитуда движений иглы должна быть больше, чем толщина слоя на решетке [13]. Выравнивание слоя будет наиболее эффективным при угле раз 114
маха 74 град. Радиус кривошипа должен составлять 0,06 м при длине иглы 0,280-0,3 м и длине поводка 0,1 м (2.13), (2.16), (2.17).
При большой амплитуде качаний игл скорость вращения приводного вала машины должна быть снижена для предотвращения разрушения волокнистых комплексов (рис. 4.24). При длине иглы 0,280-0,3 м и угле размаха 74 град частота качаний игл должна составлять 180-190 мин" .
Вылет иглы по ходу движения материала, обеспечивающий необходимую скорость движения материала для заданных параметров привода, рассчитывается по зависимостям (4.41), (4.44), (4.45).
Из приведенных выше вариантов настройки трясильной машины следует, что совмещение двух технологических операций в одной машине не позволяет добиться эффективного выполнения каждой, из них, поэтому целесообразным является.разделение 1 по отдельным машинам операции удаления насыпной костры-и выравнивания слоя по плотности. В; начале технологической цепочки является необходимым максимально эффективное удаление насыпной костры из поступающего сырья, а впоследствии формирование слоя одинаковой плотности. В связи с этим установка двух трясильных машин с принципиально раз 115 ными настройками является одним из путей совершенствования технологии процесса трясения. На рис. 5.5.а представлена существующая схема подготовки слоя отходов трепания перед куделеприготовительным агрегатом, на рис 5.5.6 — рекомендуемая схема расстановки оборудования. 1
В первой трясильной машине 2 из материала необходимо выделить максимум насыпной костры, для того чтобы не расходовать тепло на ее нагрев в сушильной машине 3. Одновременно с этим необходимо выровнять поступающий материал по плотности и сформировать слой определенной толщины, чтобы материал просушивался равномерно. При установке перед сушильной машиной лишь одной трясильной машины должен соблюдаться компромисс между эффективностью выделения костры и выравниванием слоя по плотности. В этом случае следует ожидать сравнительно невысокую степень очистки отходов трепания от насыпной костры при достаточно высокой плотности слоя, либо фрагментарность и низкую выравненность слоя по плотности при сравнительно высокой степени очистки от насыпной костры. При этом в процессе сушки будет расходоваться дополнительное тепло на нагрев костры, которая выпадет в отходы во второй трясильной машине, или влажность материала будет неравномерной, что скажется на качестве короткого волокна.
Организация процесса подготовки по схеме 5.5.6 более рациональна по следующим причинам. В первой трясильной машине 2 при сохранении фрагментарности слоя выделится, максимальное количество костры. Во второй трясильной машине 3 происходит формирование слоя одинаковой плотности и дальнейшее удаление насыпной костры. В результате число гребенных валиков, через которые пройдет материал, увеличивается вдвое, что согласно рис.5.1 позволит снизить содержание насыпной костры перед сушильной машиной на 7-9%. При этом слой будет на входе в сушильную машину иметь хорошую выровненность по плотности. За счет увеличения числа гребенных валиков, через которые пропущен- материал (рис. 5.4), и соответствующей настройки второй трясильной машиньиЗ снизится неравномерность слоя.
При производительности куделеприготовительного агрегата 600 кг/час масса костры, дополнительно выделенной перед сушильной машиной, составит 42—63 кг/час, что позволит сократить потери пара, затрачиваемого на ее нагрев и испарение из нее влаги в сушильной машине на 0,53-0,80 тонн в месяц с одного агрегата при двухсменном режиме работы. В денежном выражении экономия составит 374-562 рубля в месяц с одного агрегата. При рациональной организации процесса трясения по схеме 5.5.6 и настройке трясильных машин в соответствии с выполняемой функцией можно повысить рентабельность получения короткого волокна, а также повысить его выход.
