УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАТУПЛЕНИЯ НОЖЕЙ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ

Полезная модель относится к лесоперерабатывающей промышленности, в частности к производству технологической щепы, и может быть использована в устройствах для оперативного определения степени затупления ножей рубительных машин.
Известны устройства для определения степени затупления ножей рубительных машин, включающие средство измерения выбранного для оценки состояния ножей параметра, например, измерения радиуса затупления режущей кромки ножей во время периодической остановки рубительных машин. Частота остановки назначается директивно, например, зимой -два раза в смену, летом - один раз в смену. (Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт, Станочный дереворежущий инструмент, Каталог-справочник, М., НИИ информации по машиностроению, 1972, с.67-68).
Известны также устройства для определения степени затупления ножей рубительных машин, включающие средство измерения выбранного для оценки состояния ножей параметра, например, измерения зазора между ножами барабана и контрножом. Зазор должен быть в пределах 0,6-0,8 мм. (Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт, Станочный дереворежущий инструмент, Каталог-справочник, М., НИИ информации по машиностроению, 1972, с.67-68 - прототип).
Признаками затупления ножей также являются: изменение звука при работе машины, увеличение токовой нагрузки на двигатель, ухудшение затягивания древесного сырья и отходов в машину и снижение качества щепы. (Постановление Госкомтруда СССР от 18.04.91 №89).
Недостатками всех известных технических решений является отсутствие объективной оценки состояния затупления ножей, т.к. не учитываются часто меняющиеся показатели перерабатываемого древесного сырья, например, породу древесины, ее качество, ее состояние, количество в используемой партии разных пород и т.д., что очень отражается на качестве изготавливаемой технологической щепы, требования к которому высоки и изложены в ГОСТ 15815-83.
Кроме того, для проведения осмотра рубительных ножей требуются частые остановки рубительных машин. Вместе с тем, каждая остановка машины приводит к большим потерям времени, часто к остановке всей поточной линии, затратам труда на осмотр ножей, особенно при их количестве 10-16 штук на одной рубительной машине, поэтому, в действительности, чаще всего при остановке рубительной машины проводят визуальный осмотр; проверку остроты ножей ощупью; создают слепки лезвий на свинцовых пластинах и т.д.
В процессе работы рубительной машины при производстве технологической щепы затупление ножей приводит к уменьшению выхода кондиционной фракции щепы и увеличению процента выхода мелкой фракции.
Техническая задача полезной модели - создание устройства для оперативного определения степени затупления ножей рубительных машин, которое обеспечит повышение точности процесса определения степени затупления ножей, повышение качества получаемой технологической щепы за счет увеличения полезного выхода кондиционной щепы, повышение производительности процесса производства технологической щепы за счет сокращения простоев рубительных машин из-за необходимости проверки ножей.
Поставленная задача достигается тем, что устройство определения степени затупления ножей рубительных машин для линии производства-технологической щепы, включающее средство измерения выбранного для оценки состояния ножей параметра, смонтировано на линии производства технологической щепы, выполнено в виде системы оперативного определения степени затупления ножей по выбранному для этого параметру - фракционному составу щепы и содержит вычислительный модуль, а также весоизмерительные устройства для поступающего на переработку древесного сырья и для различных фракций полученной технологической щепы, при этом вычислительный модуль связан со всеми весоизмерительными устройствами и с приводом рубительной машины.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- устройство для определения степени затупления ножей рубительной машины смонтировано на линии производства технологической щепы;
- устройство для определения степени затупления ножей рубительной машины выполнено в виде системы оперативного определения степени затупления ножей по выбранному для этого параметру - фракционному составу щепы;
- устройство для определения степени затупления ножей рубительной машины содержит вычислительный модуль, а также весоизмерительные устройства для поступающего на переработку древесного сырья и для различных фракций полученной технологической щепы, при этом вычислительный модуль связан со всеми весоизмерительными устройствами и с приводом рубительной машины.
Это позволит создать устройство для оперативного определения степени затупления ножей рубительных машин, которое обеспечит повышение точности процесса определения степени затупления ножей, повышение качества получаемой технологической щепы за счет увеличения полезного выхода кондиционной щепы, повышение производительности процесса производства технологической щепы за счет сокращения простоев рубительных машин из-за необходимости проверки ножей.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений и решений с заявленной совокупностью признаков.
Полезная модель применима и будет использована в отрасли в 2011-2012 г.г.
Исследованиями заявителей установлено, что наиболее чувствительным показателем работы рубительной машины является величина фракции щепы. Следовательно, по количеству этой фракции можно судить о степени затупления ножей рубительной машины, и принимать решение о необходимости ее остановки для заточки или замены ножей на острые.
Таким образом, в качестве измеряемого параметра заявленным устройством принят фракционный состав производимой на линии технологической щепы в любой момент времени.
Результаты исследований представлены в графиках и таблицах.
На фиг.1 представлен график зависимости количества мелкой фракции щепы в % от времени работы рубительной машины при постоянной загрузке еловой балансовой древесиной 1 сорта в зимнее и летнее время;
На фиг.2 представлен график зависимости радиуса затупления лезвий ножей рубительной машины в течение смены работы при постоянной загрузке в зимнее и летнее время;
На фиг.3 показано изменение процента выхода фракций щепы в течение смены работы рубительной машины при постоянной загрузке еловыми балансами 2 сорта в летний период;
На фиг.4 изображена схема устройства для определения степени затупления ножей рубительной машины;
Выход кондиционной щепы фракции (В), марок Ц-1, Ц-2, Ц-3 и допускаемое количество мелкой фракции (φ) при переработке балансов различных пород представлено в Таблице.
Устройство для определения степени затупления ножей рубительных машин для линии производства технологической щепы смонтировано на линии производства технологической щепы, содержащей рубительную машину 1 с приводом 2, сортировочное устройство 3 и систему транспортеров 4, 5, 6, 7 и 8 соответственно для подачи древесного сырья на переработку, для возврата щепы крупной фракции на доизмельчение, для щепы кондиционной фракции, для выноса щепы кондиционной фракции из устройства и для щепы мелкой фракции. Устройство выполнено в виде системы оперативного определения степени затупления ножей по выбранному для этого параметру - фракционному составу щепы и содержит вычислительный модуль 9, а также установленные, например, на транспортерах 4, 6 и 8 линии весоизмерительные устройства 10 для поступающего на переработку древесного сырья, 11 - для щепы кондиционной фракции и 12 - для технологической щепы мелкой фракции, при этом вычислительный модуль 9 связан со всеми весоизмерительными устройствами соответственно 10, 11 и 12 и с приводом 2 рубительной машины 1.
Устройство работает следующим образом.
Древесное сырье - балансы подают транспортером 4 в рубительную машину 1 для изготовления технологической щепы, при этом в весоизмерителе 10 фиксируется масса поступившего на переработку древесного сырья и эта информация поступает в вычислительный модуль 9.
Изготовленная технологическая щепа поступает в сортировочное устройство 3, откуда она в зависимости от ее фракции поступает на разные транспортеры, а именно, кондиционная щепа - на транспортер 6, где количество ее фиксируется весоизмерительным устройством 11 и информация об этом поступает в вычислительный модуль 9, технологическая щепа мелкой фракции поступает на транспортер 8, где количество ее фиксируется весоизмерительным устройством 12 и информация об этом передается в вычислительный модуль 9. Щепа некондиционная крупной фракции транспортером 5 возвращается в рубительную машину 1 на повторное из мельчение. Готовая кондиционная щепа выносится из устройства транспортером 7 на отгрузку.
Расчет момента остановки рубительной машины из-за чрезмерного затупления ножей ведется в вычислительном модуле по следующим зависимостям:
1
2
где: В - выход кондиционной щепы, %; φ - количество мелкой фракции щепы, %; [φ] - допускаемое количество щепы мелкой фракции, %; М - масса балансовой древесины направленная на переработку; М - масса полученной кондиционной щепы; M - масса полученной мелкой фракции щепы, кг.
В расчетах не учитывается крупная фракция щепы, так как она направляется на повторное измельчение.
Поскольку с увеличением степени затупления ножей рубительной машины увеличивается и процент выхода мелкой фракции щепы, то достигнув предельно допустимых значений выхода мелкой фракции (см. табл.), по данным весоизмерительных устройств 10, 11 и 12, вычислительный модуль может или дать сигнал оператору, или сразу подать сигнал выключения на двигатель привода 2 рубительной машины 1.
Таким образом, полезная модель позволила создать устройство для оперативного определения степени затупления ножей рубительных машин, которое обеспечит повышение точности процесса определения степени затупления ножей, повышение качества получаемой технологической щепы за счет увеличения полезного выхода кондиционной щепы, повышение производительности процесса производства технологической щепы за счет сокращения простоев рубительных машин из-за необходимости проверки ножей.
Таблица
Выход кондиционной фракции (B) щепы, марок Ц-1, Ц-2, Ц-3 и допускаемое количество мелкой фракции (φ) при переработке балансов различных пород
Летом, %
Зимой, %
В
φ
В
φ
Щепа марки Ц-1 из балансов 1 сорта
Ель
95
5
93
7
Сосна
94
6
92
8
Осина
93
7
91
9
Береза
93
7
91
9
Лиственница
94
6
86
14
Щепа марки Ц-2 из балансов 2 сорта
Ель
93
7
91
9
Сосна
91
9
89
11
Осина
90
0
88
12
Береза
89
1
87
13
Лиственница
91
9
83
17
Щепа марки Ц-3 из балансов 3 сорта
Ель
90
10
85
15
Сосна
89
11
84
16
Осина
88
12
82
18
Береза
87
13
82
18
Лиственница
88
12
80
20