Тилеубай Юлдашевич Аманов
Доктор технических наук, профессор, академик Региональной Академии Менеджмента (РАМ). Институт механики и сейсмостойкости
сооружений Академии Наук Республики Узбекистан (г. Ташкент, Узбекистан)
Известно, что процесс отжима влаги из мокрого кожполуфабриката осуществляется на валковых отжимных машинах различной конструкции. При этом отжимные валы оснащаются
влагопроницаемым материалом, т.е. моншонами и они в процессе отжима выполняют определенную функцию:
1. Копирование топографии кожполуфабриката.
2. Впитывание в себя выделенной жидкости в процессе отжима.
Однако, с истечением времени свойства моншона, выполненного из войлочных материалов и шерстяных тканей, меняется, процесс обезвоживания ухудшается, они теряют первоначальную фильтрующую (впитывающую) способность, а также ухудшается их прочность и устойчивость.
Кроме того, с увеличением срока использования моншона его пористость уменьшается, снижается упругое свойство и становится более жестким, что резко ухудшает процесс отжима.
Известно, что процесс отжима на кожевенных заводах осуществляется на отжимной машине ВОПМ-1800К (РСФСР) и на Чешской отжимной машине фирмы «Svit».
На отжимной машине ВОПМ-1800К применяется моншон марки БМ в виде замкнутого чулка, а на отжимной машине фирмы «Svit»
применяется моншон марки ЛАЩ, который наматывается на вал в несколько слоев (рис. 1). На рисунке 1 показаны принципиальные схемы отжимной машины ВОПМ-1800К и отжимной машины фирмы
«Svit».
Путем экспериментальных исследований установлено, что чем больше время эксплуатации отжимных машин, тем больше усилия прижима, причем, величина прижима для моншона ЛАЩ больше, чем моншона марки БМ [1].
Также установлено, что в начале эксплуатации отжимной машины толщина моншона ЛАЩ резко уменьшается, а моншона БМ деформируется незначительно, т.к. он изготовлен из плотной шерсти в виде замкнутого чулка. Следовательно, каждая точка моншона БМ мало контактирует с кожполуфабрикатом по сравнению с моншоном ЛАЩ.
Установлено также, что с увеличением срока эксплуатации коэффициент фильтрации моншона ЛАЩ уменьшается в 5 раз и более, а у БМ в 1,5-2,0 раза, что отрицательно влияет на технологию отжима.
В этой связи приходится часто менять моншоны, особенно марки ЛАЩ, или дать возможность раскручиваться в обратную сторону намотки, для чего обязательно надо останавливать работу отжимной машины.
Схема отжимной машины
ВОПМ 1800 К Схема отжимной машины
фирмы «Svit»
Рисунок 1 – Принципиальные схемы отжимных машин
Для устранения вышеизложенных недостатков и учитывая, что моншоны являются дорогостоящим материалом, нами предложен новый безмоншонный способ отжима влаги.
Суть нового безмоншонного способа отжима заключается в том, что в качестве отжимных валов были использованы перфорированные отжимные валы, отжимные валы из пористого металлокерамического материала, а также валы из пористых абразивных элементов.
На рисунке 2 показаны перфорированные отжимные валы (общий вид).
Рисунок 2 – Перфорированные отжимные валы (общий вид)
На рисунке 3 показаны пористые металлокерамические отжимные валы (общий вид).
На рисунке 4 показаны отжимные валы из абразивных элементов (общий вид).
Для установления (определения) возможности их применения для отжима влаги из мокрого кожполуфабриката была разработана методика экспериментального исследования, на основании чего были проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях.
Целью экспериментального исследования явилось изучение и осуществление процесса безмоншонного отжима с применением различной конфигурации отжимных валов и их сочетании.
Для проведения эксперимента были отобраны пробные кожполуфабрикаты легкого и среднего развеса на Кокандском производственном кожевенно-обувном объединении по ГОСТ 938.075 согласно формуле
x 2 , 0
n= , (1) где: х – число кожполуфабрикатов в партии,
n – число кожполуфабрикатов для экспериментов.
Сочетание пар отжимных валов в сборе:
1 - металлокерамический отжимной вал, 2 - отжимной вал из абразивных элементов,
3 - кожполуфабрикат
Рисунок 3 – Металлокерамические отжимные валы (общий вид)
Если принять х = 2500 шт., то по формуле (1) т = 10. Из этих 10 кожполуфабрикатов по специальной схеме вырезали образцы в виде полос размером 0,10×0,30 м, пронумеровали и укомплектовали в группу, затем они взвешивались на весах марки ВТЛ-500 № 311, с ценой деления 0,01 г.
Эксперименты проводились при различных давлениях прижима 8, 16, 24 и 36 кН/м и скоростях 0, 170; 0,255; 0,340 м/с.
После отжима образцы кожполуфабриката также взвешивали на весах и подсчитывали среднее количество удаленной влаги в процентах по формуле
% G 100
G W G
0 n
0 −
=
,
где: G0 – средний вес образца кожполуфабриката до отжима, Gn – средний вес образца кожполуфабриката после отжима.
При этом ширина образцов, подготовленных к эксперименту, равнялась 0,1 м, 0,05 м и 0,03 м.
1 - гайка, 2 - абразивный диск, 3 - прокладка, 4 - ось вала Рисунок 4 – Отжимные валы из абразивных элементов в сборе
Вкратце становимся на различных процессах отжима безмоншонными валами.
1. Исследование процесса отжима перфорированными отжимными валами и определение возможности их использования они (отжимные валы) изготовлены по следующим параметрам: диаметр веса 0,1 м, в трех вариантах
1. Диаметр перфорации (отверстий) - 0,0015 м;
2. Диаметр перфорации (отверстий) - 0,002 м;
3. Диаметр перфорации (отверстий) - 0,003 м.
Шаг между отверстиями соответственно составил 0,005 м, 0,006 м, 0,01 м.
Скорость подачи кожполуфабриката составил 0,1 м/с, 0,170 м/с, 0,255 м/с.
В результате нами получено количество удаленной влаги в зависимости от давления прижимных валов и скорости подачи кожполуфабриката в зону отжима.
Установлено, что с увеличением скорости подачи кожполуфабриката при одинаковых значениях давления прижима и перфорации количество удаленной влаги уменьшается.
С увеличением диаметра отверстий (перфорации) количество удаленной влаги уменьшается, т.к. чем меньше диаметр отверстий, тем больше количество отверстий на поверхности отжимного вала, что появляется возможность впитывания влаги во внутрь вала.
Также установлено, что количество удаленной влаги прямо пропорционально давлению прижима, т.е. чем больше давление прижима, тем больше количество удаляемой влаги.
а)
1, 5 - металлические валы, 2, 4 - моншоны, 3 - кожполуфабрикат
б)
1 - металлический вал, 2 - моншон,
3 - кожполуфабрикат, 4 - металлокерамический вал
в)
1 - металлический вал, 2 - резиновое покрытие, 3 - кожполуфабрикат,
4 - металлокерамический вал
г)
1, 3 - металлические валы, 2 - кожполуфабрикат, Рисунок 5 – Процессы отжима с использованием
различных сочетаний отжимных валов
Установлено, что при перфорации диаметром с 0,001 до 0,003 м следы отверстий после отжима на поверхности кожполуфабриката практически не остаются, в некоторых случаях (при Ø отверстий 0,004- 0,005 м) после 1,5-2-х часовой пролежки они исчезают.
Если при перфорации с диаметром отверстий 0,005-0,008 м и выше следы отверстий плохо исчезают, однако при процессе строгания они также исчезают. Анализ состояния таких кожполуфабрикатов в заводских условиях показали, что их качество нисколько не ухудшается и не влияет на последующие технологические процессы.
Если диаметр отверстий 0,008 м и выше, то появившиеся на поверхности кожполуфабриката отверстия после отжима практически не исчезают, что становится непоправимым браком.
Таким образом, установлено, что идеальный вариант отжима осуществляется, когда диаметр отверстий на поверхности вала составляет 0,001 ÷ 0,003 м.
2. Исследование процесса отжима отжимными валами из абразивных пористых материалов.
Для проведения эксперимента нами изготовлены отжимные валы из абразивных элементов (дисков) длиной 0,5 м, диаметром 0,25 м, толщиной 0,0025 м с размером частиц 25-30-5 (25 мкм) (см. рис. 4).
Абразивные диски изготовлены по специальной технологии с требуемыми частицами зерна на Ташкентском абразивном заводе.
Эксперименты отжима с абразивными дисками проводились как в отдельности, так и в сочетании с другими валами. Например, валы:
а) металлокерамический, диаметром 0,25 м, диаметр частиц 1·10-
5, длиной 0,17 м.
б) металлический с резиновым покрытием толщиной 10-3м, диаметром 0,2 м, длиной 0,17 м.
в) металлический вал с диаметром 0,2 м, длиной 0,17 м покрытый моншонами ЛАЩ (3 см).
3. Исследование процесса отжима с металлокерамическими валами (рис. 3).
Для проведения эксперимента был изготовлен металлокерамический вал со следующими параметрами:
а) наружный диаметр вала – 0,09 м;
б) толщина стенки – 0,005 м;
в) длина вала – 0,1 м.
Вал изготовлен из порошка нержавеющей стали с диаметром частиц 3·10-4÷4·10-4 м.
Процессы отжима также проводился из следующих сочетаний отжимных валов (рис. 5):
а) оба вала с моншонами (традиционный) (рис. 5, а);
б) верхний вал с моншоном, а нижний из металлокерамики (рис.
5, б);
в) верхний вал с резиновым покрытием, а нижний вал из металлокерамики (рис. 5, в);
г) оба вала из металлокерамики (рис. 5, г).
Анализ результатов эксперимента показывает, что наиболее эффективным является сочетание пар отжимных валов, когда верхний вал с моншоном, а нижний из проницаемой металлокерамики, затем, когда оба вала из металлокерамики.
Установлено что в начальной стадии отжима (до 50 кН/м) эффективность отжима влаги при сочетании отжимных валов с моншонами выше, чем при сочетании, когда верхний вал с резиновым покрытием, а нижний из металлокерамики.
Установлено, что наибольшее количество влаги при указанных выше сочетаниях отжимных валов, когда давление прижима достигает до 100 кН/м, при скорости подачи 0, 17 м/с.
Таким образом, установлено что, вышеприведенные отжимные валы и их сочетания вполне могут быть использованы для отжима влаги на валковых отжимных машинах.
Список литературы:
1. Аманов Т.Ю. Научные основы процесса отжима и конструкций отжимных машин. дисс: докт. техн. наук., М.: 1993 г. 386 с.
10. Criticism of Islam: Former Muslims’ Views