Теоретические и технические основы повышения эффективности процесса трепания недоработанного льняного волокна

• Автор: Бойко, Светлана Вадимовна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 324 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и анализ результатов исследований

процесса получения трпаного льняного волокна

1.1. Факторы, влияющие на эффективность процессов подготовки льна к трепанию

1.2. Факторы, влияющие на эффективность процесса трепания

1.2.1. Эффективность трепальных воздействия по обескостриванию волокна

1.2.2. Оценка характера воздействия на пряди при трепании по степени повреждения волокна
1.3. Оборудование для обескостривания льна и результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса трепания
1.4. Вопросы комплексной оценки интенсивности качества обработки льняного сырца в трепальной машине

1.5. Причины образования недоработки и способы обработки недоработанного льна

1.6. Вопросы кинематики и динамики слоя льнотресты при его взаимодействии с сильными планками барабанов трепальных машин
1.7. Предварительные исследования влияния разнодлинности обрабатываемого льна на эффективность процесса трепания
1.8. Исследования динамических явлений, сопровождающих удар била по пряди
1.9. Особенности использования основ механики нити и слоя применительно к моделированию и исследованиям технологических процессов трепания
1 Возможности использования дискретных методов при моделировании процесса трепания
1 Характеристика воздействия била на прядь при трепании как ударной нагрузки
Заключение
ГЛАВА 2. Исследование свойств недоработанного длинного льняного волокна и их изменение в процессе его обработки
2.1. Используемый материал и методика проведения исследований
2.2. Результаты экспериментальных исследований
2.2.1. Анализ исходных свойств недоработанного длинного льняного волокна
2.2.2. Исследование закономерностей формирования волокнистых потерь
2.2.3. Исследование закономерностей изменения массовой доли костры
2.2.4. Исследование закономерностей изменения линейной плотности горсти
2.2.5. Исследование закономерностей изменения линейной плотности волокна
2.2.6. Исследование закономерностей изменения степени чистоты поверхности волокна
2.3. Анализ влияния факторов обработки на изменчивость исследуемых показателей качества обработки волокна
2.4. Разработка регрессионных моделей изменения показателей обработки недоработанного волокна в зависимости от изучаемых факторов
Заключение
ГЛАВА 3. Моделирование взаимодействия льняного волокна с билом в процессе трепания
3.1. Классификация моделей взаимодействия льняного волокна с билом в процессе трепания
3.2. Анализ существующих моделей и постановка задачи по созданию доброкачественной модели взаимодействия пряди волокна и бил барабанов при трепании
3.3. Разработка модели волокнистой пряди
3.4. Основные различия модели сплошного упругого тела и дискретной цепной модели
3.4.1. Предельный переход в дискретной цепной модели
3.4.2. Вопросы устойчивости решений
3.5. Моделирование в случае быстрого изменения состояния механической системы
3.6. Моделирование взаимодействия прядинити и била, представленного в виде полуплоскости
3.7. Модель взаимодействия пряди и била, кромка которого моделируется цилиндром
3.8. Разработка модели взаимодействия пряди волокна и била с учтом реальной формы и характера движения била
3.9. Результаты моделирования процесса трепания волокнистой пряди Заключение
ГЛАВА 4. Анализ причин повреждения волокна, исследование особенностей его нагружения и обоснование критериев эффективности обработки трепанием
4.1. Анализ причин локальных повреждений льняного волокна в зоне удара при трепании
4.2. Идентификация локальных нагружений льняной пряди в процессе трепания
4.3. Совершенствование оценки эффективности трепальных воздействий по характеру нагружения волокна
4.4. Влияние основных режимноконструктивных параметров процесса трепания на интенсивность воздействий на прядь
Заключение
ГЛАВА 5. Обоснование технологических и технических решений 0 переработке недоработанного волокна
5.1. Анализ решений, направленных на уменьшение повреждаемости волокна в процессе трепания
5.1.1. Решения, направленные на достижение равномерного распределения эффективности воздействия по длине пряди в процессе обработки е трепанием
5 Л. 1.1. Сравнительная оценка условий обработки варьируемого по длине стеблей льна с использованием различных конструкций трепальных барабанов 5ЛЛ.2. Моделирование условий схода свободного участка пряди с опоры круглого сечения, закрепленной в тыльной зоне била
5ЛЛ.З. Численное моделирование взаимодействия пряди и бил трепальных барабанов с тыльными опорами круглого поперечного сечения 5Л.2. Решения по конструкции подбильной рештки
5Л .2.1. Анализ характера изменения сил натяжений слоя в набегающей ветви у кромки нижнего по высоте поля трепания била и удельного давления по длине сходящего свободного участка пряди
5 Л .2.2. Анализ изменения положения пряди при перелете с била на било и особенности е расположения на подбильной рештке
5.1.2.3. Решения, направленные на уменьшение интенсивности захлстываний свободного участка пряди за планки подбильной рештки
5.1.2.4. Решения, направленные на уменьшение интенсивности захлстываний при взаимодействии свободного участка пряди и бильной планки
5.1.3. Решения, направленные на уменьшение интенсивности воздействия на концевой участок пряди в процессе обработки е трепальными барабанами с дополнительными тыльными кромками
5.1.3.1. Задача удара но нити с различными граничными условиями
5.1.3.2. Конструкция била с подвижной тыльной планкой
5.2. Исследование условий процесса трепания, способствующих уменьшению содержания костры в волокнистом слое на участках вблизи зажима прядей
5.3. Сравнительный анализ условий обработки льна на трепальных машинах с типовой и предлагаемой конструкцией барабанов
Заключение
ГЛАВА 6. Экспериментальная проверка новых решений для обработки
недоработанного льна и оценка их эффективности
6.1. Поведение подвижной тыльной планки била в поле трепания, оценка силы втягивания пряди при разных конструкциях била и лабораторная оценка их технологической эффективности
6.2. Сравнительные испытания трепальных барабанов, установленных в однопроцессную малогабаритную машину
6.3. Сравнительные производственные испытания на льнозаводах Костромской области модернизированных барабанов трепальной машины
6.4 Результаты испытаний и апробации нового программного комплекса для моделирования процесса трепания и расчта его основных параметров
6.5. Ожидаемый экономический эффект от применения отдельных новых технических решений, вытекающих из результатов исследований
Общие выводы и рекомендации
Список литературы


Следует отметить, что исследователи процесса трепания отмечают, что различные участки слоя в процессе обработки трепанием получат различное количество воздействий и эти воздействия различны по интенсивности. Поэтому существует различие в обработке концов слоя и средней его части. Как правило, средняя часть плохо обрабатывается. Для этого предусмотрено увеличение периода проработки срединной части, реализованное в качестве двойного протрпа . Однако в своей работе Щчкин В. В. констатирует, что этого часто оказывается недостаточно и часть волокна получают в виде недоработки. Поэтому при повторной обработке недоработанного волокна необходимо стремиться увеличить вероятность осуществления перехода костры из разряда ирисушистой в разряд насыпной. Далее следует обеспечить е своевременное удаление и минимальную интенсивность воздействий на ослабленную, вследствие предварительной обработки, концевую часть пряди. Первое требование, связанное с переходом присушистой костры в насыпную, может быть выполнено, если уменьшить толщину слоя увеличить количество воздействий на прядь увеличить натяжение пряди в зоне зажима уменьшить радиус кромки бильной планки увеличить смещение волокнистых слоев друг относительно друга. При этом увеличение натяжения может быть реализовано путм увеличения скорости кромки бильной планки увеличением углов охвата прядью кромок бильной планки и планок подбильной рештки, а также должным значением вылета рабочей кромки относительно плоскости подбильной рештки. Эффективное удаление насыпной костры может быть реализовано в случае разрыхления обрабатываемого слоя пряди за счет уменьшения натяжения пряди, за счт уменьшения толщины обрабатываемой пряди, снижения е объмной массы и увеличения сил инерций, воздействующих на закострнную волокнистую прядь за счт увеличения скоростных режимов обработки. В работе 8 автор утверждает, что чем меньше средняя масса отделяемых частиц в волокне, тем большего разряжения требует поток волокна для болсс эффективной его очистки. Важнейшей задачей процесса трепания льна является получение максимального выхода длинноволокнистых фракций должного качества. Количество волокнистых отходов при этом должно быть наименьшее. Количественная и качественная характеристика отходов трепания приведена в работе Грифонова В. Г. 2. Их образование происходит в силу различных причин. Первые две причины определяются системой подготовки льняного материала к трепанию. Все дефекты слоя стеблей, приобретенные на этапах агропроизводства, при слоеформировании и усиленные при мятье наиболее отрицательно проявляются при трепании . Механизмы разрушения волокна при трепании до сих пор теоретически не исследованы. Они носят описательный, логически предположительный характер. При детальном исследовании причин образования волокнистых отходов при трепании в условиях использования стандартной тресты было экспериментально установлено, что прочность волокна на разрыв на порядок превышает возникающие в нм напряжения 3. Следовательно, имеющее место разрушение волокна при трепании наступает не вследствие превышения предела прочности волокна на разрыв. В работе Левитского И. Н. указано, что жсткая толстая частица древесины, оказавшись при набегании на кромку между лентамиобкладками, может их повредить или разорвать своими зазубренными концами. По его мнению, наиболее опасны, в части повреждения волокна, мелкие костринки. Все исследователи правомерно утверждают, что причиной разрушения концевого участка волокнистой пряди обсечки при классической схеме трепания сфера трепания имеет форму двояковыпуклой линзы является неизбежное захлстывание концов волокон относительно кромок , 4. Механизм же разрушения при этом не рассматривается. Исследователи заключают о необходимости захлстывания концов для обеспечения, необходимых для удаления костры, сил натяжения волокнистой пряди трепание может быть реализовано только в том случае, когда сквозной скользящий изгиб является высокоскоростным более мс и обеспечивает захлстывание концов волокон около кромок.