Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАМ I. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУІЩХ СПОСОБОВ УВЛАЖНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВЕРХА ОБУВИ
Влияние влаги на физико-механические свойства кош Ц
Влагоперенос при увлажнении обувных заготовок 14
Классификация способов увлажнения 19
Обзор отечественных и иностранных данных по увлажнению обувных заготовок в вакууме 26
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ВАКУУМНО-СОРБЦЙОНИОГО УВЛАЖНЕНИЯ
Влияние фазы влагопереноса на его скорость 30
Характер изменения концентрации пара от времени по
длине капилляра 32
Характер капиллярно-сорбционного процесса конденсации паров воды при вакуумно-сорбционном увлажнении зб
Характер конденсации в процессе теплообмена между
кожей и паром 42
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ВАКУЖЮ-ШРВДОННОГО УВЛАЖНЕНИЯ НА ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ВЛАЖНОСТЬ И ШЗЖО-МЕХАШЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЖ ХРОМОВОГО ДУБЛЕНИЯ й СИСТЕМ МАТЕРИАЛОВ
Объект исследования 4?
Экспериментальная установка 48
Методы экспериментальных исследований и статистической обработки данных 50
3.3,1. Методика исследования влияния параметров процесса вакуумно-сорбционного увлажнения на относительную влажность кож и систем
3.3.2. Методика определения формовочных свойств кож и
систем материалов при одноосном растяжении 55
3.3.3. Методика определения формовочных свойств кож и
систем материалов при двухосном растяжении 56
3.3.4. Методика статистической обработки данных 58
3.4. Экспериментальные исследования влияния параметров
процесса вакуумно-сорбционного увлажнения на отно
сительную влажность кож хромового дубления и систем
материалов верха обуви 59
Влияние способа подачи пара на относительную влажность кож и систем материалов 59
Влияние длительности процесса вакуумно-сорбционно-го увлажнения на относительную влажность кож хромового дубления 65
Влияние длительности процесса вакуумно-сорбционно-го увлажнения на относительную влажность кож хромового дубления различной выработки 68
Влияние способов увлажнения на относительную влажность кож хромового дубления для верха бесподкладочной обуви и систем материалов 73
3.5. Экспериментальные исследования влияния параметров
процесса вакуумно-с орбционного увлажнения на физи
ко-механические свойства кож хромового дубления и
систем материалов 74
3.5.1, Результаты исследований на одноосное растяжение 74
3.5.2. Результаты исследований на двухосное растяжение 94
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОШйМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ВАКУУШО-
СОРВЩЮННОГО УВЛАЖНЕНИЯ ПЕРЕД ФОРМОВАНИЕМ
ДЕТАЛЕЙ ВЕРХА ОВУШ 102
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В
ПРОЕНТНО-КОНСТРШТОРШОЙ РАЗРАБОТКЕ УСТАНОВОК ІІ5
*
ДЛН ВАКУУМНО-СОРЩОННОГО УВЛАЖНЕНИЯ
121
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 124,
ПРИЛОЖЕНИЕ I. ИСХОДНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ НА РАЗРАЮТКУ И
ОСВОЕНИЕ УСТАНОВКИ ДШ УВЛАЖНЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ ВЕРХА ОБУВИ В ВАКУУМЕ 135
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИСХОДНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗДЕЛИЮ
"МАЛОГАБАРИТНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ВАКУУМНАЯ УСТАНОВКА ДЩ
УВЛАЖНЕНИЯ ЗАГОТОВОК ВЕРХА И СУШКИ ОБУШ" 147
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ ПРИЕМКИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОТЧЕТА 162
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АКТ СДАЧЙ-ПРИЕМШ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ПРОДУКЦИЙ ' 164
ПРИЛОЖЕНИЕ 5, РАСЧЕТ ФАКТИЧЕСКОГО ГОДОВОГО
ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ШЕДРЕНИЯ
УСТАНОВКИ да УВЛАЖНЕНИЯ ЗАГОТОВОК В
ВАКУУМЕ 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. АКТ ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО
МЕРОПРИЯТИЯ 1б9
Введение к работе
Одной из задач обувной промышленности является обеспечение темпов её развития при максимальном удовлетворении потребностей населения высококачественной обувью /I /.
Одним из основных критериев, предопределяющих внешний вид обуви, являются формуемоеть и формоустойчивоеть верха обуви, которые зависят от ряда факторов: структуры и свойств материалов, верха его начальной и конечной влажности, параметров и времени влажно-тепловой обработки, способов увлажнения и формования /2-9^ Из физических факторов внешней среды наибольшее влияние на формуемоеть верха обуви оказывает влага / 2 /.
Для широко применяемого в настоящее время способа увлажнения сорбцией влаги из паровоздушной среды при атмосферном давлении характерна большая длительность. Анализ литературно-патентной информации показывает, что интенсифицировать процесс можно путем предварительного вакуумирования обувных заготовок / 10 /, Однако, устройства, реализующие вакуумно-еорбционный способ увлажнения в обувной промышленности в настоящее время отсутствуют. Поэтому необходимость разработки такой установки для промышленности актуальна, так как её применение позволит наряду с сокращением объема незавершенного производства и времени увлажнения обеспечить достижение требуемой типовой технологией изготовления обуви относительной влажности заготовок верха обуви..Применение такой установки на предприятиях по индивидуальному изготовлению и ремонту обуви обеспечит сокращение времени выполнения индивидуальных заказов с. одновременным повышением их качества, а повышение производительности труда позволит значительно сократить габариты установки, что при ограниченных общих площадях обувных ателье является одним из критериев выбора оборудования.
Разработка установки для увлажнения обувных заготовок в ваку-
- 5 -уме предусматривается Отраслевой комплексной программой создания
системы машин для предприятий бытового обслуживания населения по
отраслевой группе "Ремонт и пошив обуви" и Постановлением Совета
Министров СССР от 05.08.88 Р 972 "0 мерах по коренной перестройке
сферы платных услуг населению".
Актуальность работы заключается и в том, что в настоящее время значительно расширился ассортимент натуральных кож для верха обуви, а современные технологии производства этих кож вследствие различий в структуре и свойствах кожевенного сырья очень многообразны. Б частности, в последние годы широко используются при производстве кож хромового дубления для верха обуви методы додублива-ния органическими дубителями и наполнение полимерными материалами. Указанные методы существенно изменяют степень гидрофильное ти структурных элементов кож. Между тем увлажнение обувных заготовок любым из известных способов практически не учитывает этих изменений, так как ни в маркировке кож, ни в паспортах, сопровождающих партии кож, не указывается, проводилось ли додубливание или наполнение кож хромового дубления. Отсутствие такой информации приводит к тому, что при одном и том же режиме увлажнения привес влаги в обувных заготовках различен, что в одних случаях приводит к появлению отдушистости верха обуви после снятия jc колодки /в случае додубливания кожи хромового дубления органическими дубителями за счет повышения её гидрофильное ти/, в других случаях происходит разрыв заготовок при проведении обтяжно-затяжных операций /за счет повышения водостойкости кожи хромового дубления при наполнении полимерами/.
Поэтому изучение вакуумно-сорбционного способа увлажнения применительно к различным материалам и системам как сложного теп-лофизического и технологического процесса, требующего строгого научного подхода к проблеме интенсификации тепломассопереноса, выбо-
ру рациональной схемы установки, оптимальных режимов, является современным и актуальным.
Целями настоящей работы являлись:
разработка высокопроизводительной установки для вакуумно-сорбционного увлажнения;
исследование влияния параметров вакуумно-сорбционного увлажнения на кинетику и основные физико-механические свойства хромовых кож для верха обуви различных методов выработки;
оптимизация-режимов вакуумно-сорбционного увлажнения перед формованием.
Объект и методы исследований. В качестве объектов исследований были выбраны кожи для верха обуви, выработанные из шкур бычины легкой различной толщины /для подкладочной и бесподкладочной обуви/ и способов выработки: только хромового дубления, хромового дубления додубленные синтетическим дубителем ШС, хромового дубления наполненные дисперсией сополимера МХ-30, хромового дубления додубленные синтаном ШС и наполненные дисперсией МХ-30. Покрывное крашение указанных кож было осуществлено нанесением эмульсионного покрытия. Наряду с этими кожами исследовались системы материалов, имитирующие заготовки верха обуви: двухслойные - кожа + тик-еаржа и трехслойные - кожа * бязь + тик-са еаржа дублированные клеем НК.
Экспериментальные исследования проведены как на типовом оборудовании, так и на принципиально новой установке с применением стандартных методов исследования.
Обработка экспериментальных данных проводилась на ЭЕМ EG 1046, микро-ЭВМ ДЖ-2.
Научная новизна. На основе анализа механизмов влагопереноеа в капиллярно-пористых системах впервые получена и подтверждена результатами экспериментального исследования кинетики увлажнения хромовых кож для верха обуви математическая модель про-
- 7 - _
цесса вакуумно-сорбционного увлажнения.
Показана возможность использования полученной модели в инженерных расчетах параметров процесса вакуумно-сорбцйонного увлажнения.
Установлены оптимальные параметры процесса вакуумно-сорбцйонного увлажнения, обеспечивающие одинаковый привес влага в хромовых кожах независимо от методов их выработки, необходимый для достижения требуемых технологией изготовления обуви физико-механических показателей увлажненных кож с максимальной производительностью.
Практическая значимость. Разработаны принципиально новая конструкция установки для вакуумно-сорбцйонного увлажнения и способ получения пара в ней /положительное решение ШМШШ па. выдачу авторского свидетельства по заявке Ш 4765202/12/, исключающий конденсацию влаги на поверхности обувных заготовок.
На основе экспериментальных исследований кинетики вакуумно-сорбцйонного увлажнения хромовых кож установлена одинаковая степень увлажнения их независимо от особенностей выработки /додублива-ния или наполнения/, исключающая возникновение дефектов при проведении обтяжно-затяжных операций /разрыв заготовки/ и в готовой обуви /отдушистоеть/.
Реализациярезультатов работы. По данным Ростовского-на-Дону промышленно-торгового обувного объединения экономический эффект от внедрения установки для вакуумно-сорбцйонного увлажнения составил 5,188 тысячи рублей при выпуске 115 тысяч пар обуви.
Министерством бытового обслуживания населения РСФСР приняты в 1987 году "Исходные требования на разработку и освоение установки для увлажнения деталей верха обуви в вакууме" /Ш Г.Р. 0186.0032026/, а в 1989 году "Исходные требования на проектирование малогабаритной
- 8 -универсальной комбинированной вакуумной установки для увлажнения и
сушки заготовок обуви" /Р Г.Р. 0189.0027473/.
Публикация и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано восемь научных работ. Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников Шахтинс-кого технологического института /1983-1991 гг/, на областной научно-практической конференции "Повышение эффективности связи науки с производством" /г.Ростов-на-Дону, 1984 г/, на ХХХУШ научной конференции профессорско-преподавательского состава КТИЛПа /г.Киев, 1986 г/, на Всесоюзной научно-технической конференции молодых исследователей "Прогрессивная техника и технология, системы управления и автоматизированного проектирования в текстильной и легкой промышленности" в ІТИ им. А.Н.Косыгина /г.Москва, 1989 г/, на научно-практических конференциях ВЗИТЛПа /г.Москва, 1988-1990 гг/.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии и приложений. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, включая 21 рисунок и 27 таблиц. Список использованной литературы включает 106 наименований. Приложения представлены на 36 страницах.
В первой главе показано на основе литературных данных влияние различных форм влаги на физико-механические свойства натуральных кож. Приведен обзор отечественных и зарубежных данных по увлажнению заготовок верха обуви в вакууме.
На основе анализа теоретических и экспериментальных исследований влагопереноса в капиллярно-пористых системах представлена классификация способов увлажнения обувных материалов.
Определены основные направления исследований процесса и устройства для вакуумно-сорбционного увлажнения применительно к кожам для верха обуви хромового метода дубления различных толщин
и способов выработки, систем материалов.
Во второй главе выполнен теоретический анализ механизма влагопереноса и характера конденсации пара при вакуумно-еорбционном увлажнении с целью получения математической модели процесса. Получены аналитические выраженш, позволяющие,определять время достижения максимально возможных привесов влаги в кожах хромового дубления при различных параметрах вакуумно-сорбционного увлажнения .
В третьей главе изложены методика и результаты экспериментальных исследований по выбору рациональной схемы установки для вакуумно-сорбционного увлажнения и проверке адекватности полученной математической модели реальному процессу. Исследована кинетика увлажнения кож хромового дубления различной толщины и методов выработки и систем, имитирующих заготовки верха обуви. Приведены результаты исследований взаимосвязи режимов вакуумно-сорбционного увлажнения и физико-механических показателей кож ж систем, характеризующих их формовочные свойства и формоустдйчивоеть.
В четвертой главе определены оптимальные режимы вакуумно-сорбционного увлажнения кожи хромового дубления и системы "кожа + тик-саржа"* обеспечивающие максимальные значения остаточного удлинения, минимальные значения условного модуля упругости. Показана возможность варьирования параметрами вакуумно-сорбционного увлажнения для достижения требуемых технологией изготовления обуви физико-механических показателей.
В пятой главе описана принципиальная схема устройства для вакуумно-сорбционного увлажнения, обеспечивающего повышение качества формования и производительности при изготовлении обуви. Приведены исходные требования на проектирование устройства для вакуумно-сорбционного увлажнения заготовок верха обуви.
Работа выполнена на кафедре "Машины и аппараты бытового обому^
живания" Шахтинского технологического института бытового обслуживания и кафедре "Технология кожи и меха и изделий из кожи" Всесоюзного заочного института текстильной и легкой промышленности.
- II -
Похожие диссертации на Исследование процесса и разработка установки для вакуумно-сорбционного увлажнения деталей верха обуви
