Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
За последние годы в льняном комплексе России произошли значительные изменения, связанные с качеством обрабатываемого сырья при получении льняного волокна. Недостаточная заинтересованность льносеющих хозяйств в производстве льна является одной из причин снижения уровня технологической дисциплины, неэффективного использования уборочной техники. Данное обстоятельство привело к ухудшению качества стланцевой тресты, поступающей на льнозаводы, что, в свою очередь, вызвало уменьшение вькода длинного волокна. Этот показатель для российских предприятии более чем в 2 раза ниже в сравнении с аналогичными предприятиями Западной Европы.
Технология первичной обработки льняной тресты базируется на процессах формирования слоя стеблей, их промина и трепания сырца. При реализации процесса трепания сырца образуется основная масса волокнистых отходов. Оборудование, применяемое в настоящее время, устарело, поскольку при его разработке ориентировались на повьшенную производительность по пропуску
тресты.
В этой связи тема диссертационной работы является актуальной, поскольку связана с решением важнейшей практической задачи — совершенствованием конструктивных параметров существующих трепальных машин с целью увеличения выхода трёпаного льна на отечественных льнозаводах.
Целью исследования является повышение эффективности использования льняного сырья за счёт обоснованного выбора конструкций бильных планок.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
систематизированы конструкции трепальных барабанов и определены конструкции бильных планок, которые необходимо рассмотреть при проведении исследований;
выполнен анализ процесса взаимодействия обрабатываемого материала с рабочими органами трепальных барабанов. При этом оценивались:
а) влияние скоростного режима работы трепальной машины на
обрабатываемый материал;
б) процессы, происходящие с концом пряди при трепании;
в) факторы, влияющие на наличие контакта пряди с конструктивными
элементами рабочих органов, в зависимости от параметров самой пряди,
взаимного положения барабанов и особенностей конструкции бильных
планок;
г) влияние воздушных потоков поля трепания на силы натяжения пряди;
— разработаны математические модели взаимодействия пряди с
многокромочными барабанами;
— проведена апробация разработанных математических моделей при
исследовании процессов обработки материала различными конструкциями
бильных планок;
— выполнено сравнение результатов аналитического моделирования и
данных, полученных экспериментально;
— даны рекомендации по применению рациональных конструкций бильных
планок в промышленности.
Методической основой диссертации явились труды ведущих учёных в области первичной обработки лубоволокнистых материалов. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Применялось дифференциальное и интегральное исчисления, численные математические методы решения уравнений, методы текстильного материаловедения, а также тензометрические методы определения сил. При проведении экспериментальных исследований использовалась стандартная и оригинальная аппаратура. Обработка опытных данных осуществлялась с использованием общепринятых методов математической статистики при доверительной вероятности Р=90%. Вычислительные процедуры реализовывали с применением ПЭВМ, и пакетов программ Компас-ЗБ, MS Excel, OpenOffice, Maple, MathCAD.
В результате проведенных исследований автором впервые получены следующие новые научные результаты:
разработана модель, определяющая положения дуги угла охвата бильной планки материалом с учетом его взаимодействия с тыльной кромкой;
разработана методика определения силовой картины нагружения пряди в процессе трепания, учитывающая положение дуги угла охвата бильной планки материалом, с учётом взаимодействия материала с тыльной кромкой бильной планки;
разработана методика, позволяющая определять зазоры между билами в поле трепания, учитывающая конструкцию трепальных барабанов, а также форму и размеры бильных планок;
предложена методика определения скорости и направления воздушных потоков относительно участков пряди.
Аналитически и экспериментально обоснована целесообразность применения бильной планки в виде пластины с дополнительной кромкой для трепальных барабанов агрегата МТА-2Л.
Опытный образец модернизированной трепальной машины агрегата МТА-2Л с применением предложенного решения изготовлен на АООТ «Завод им. Г.К. Королева» (г. Иваново) и эксплуатируется на Кохановском льнозаводе (Республика Беларусь).
Предложен способ дифференциации процесса трепания в трепальной машине мяльно-трепального агрегата МТА-2Л, позволяющий увеличить рентабельность льнозавода за счет повышения выхода длинного волокна.
Предложен способ дифференциации процесса трепания для конического участка трепальных барабанов трепальных машин, который уменьшает силы натяжения прядей в начальной стадии процесса трепания и снижает обрывность волокна.
Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 260701 «Технология и оборудование производства 4
натуральных волокон» в дипломном проектировании и при проведении учебно-
исследовательской работы студентов.
Исследование выполнено в рамках специальности 05.02.13 — "Машины, агрегаты и процессы (легкая промышленность)" пі. "Разработка научных и методологических основ проектирования и создания новых машин, агрегатов и процессов; механизации производства в соответствии с современными требованиями внутреннего и внешнего рынка, технологии, качества, надежности, долговечности, промышленной и экологической безопасности", пЗ. "Теоретические и экспериментальные исследования параметров машин и агрегатов и их взаимосвязей при комплексной механизации основных и вспомогательных процессов и операций", п5. "Разработка научных и методологических основ повышения производительности машин, агрегатов и процессов и оценки их экономической эффективности и ресурса".
Материалы диссертации доложены и получили положительную оценку на:
международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона" (Лен-2006);
9-й международной научно-практической конференции "Вступление России в ВТО. Повышение экономической эффективности льноперабатывающего комплекса.", г. Вологда, 2006г.;
международной научно-технической конференции «Молодежь — производству», г. Витебск, 2006 г.;
59-й научной конференции молодых ученых и студентов КГТУ, г. Кострома, 2007г.;
Ю-й международной научно-практической конференции
"Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России", г. Вологда, 2007г.;
межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК — 2007), г. Иваново, 2007г.;
11-й международной научно-практической конференция "Наука, сельское хозяйство и промышленность - пути развития и ожидаемые результаты", г. Вологда, 2008г.;
заседаниях кафедры ТПЛВ КГТУ 2004-2010 гг.;
заседании технического совета АООТ "Завод им. Г.К. Королева", г. Иваново, 2006г.;
заседании Всероссийского семинара по теории машин и механизмов (Костромского филиала РАН РФ) секция текстильного машиноведения, 2010г.;
расширенном заседании кафедры ТММ, ДМ и ПТМ в 2011г. ПУБЛИКАЦИИ
По результатам проведенных исследований опубликовано 15 научных работ, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций и 11 в научных сборниках. Получено два патента РФ на изобретения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ
