Расчет технологических параметров процесса размола в размольной установке с инерционными телами

ДЕРЕВООБРАБОТКА

3. Хлористый аммоний позволяет получать оптимальные результаты лишь при незначительном времени термического воздействия, дальнейшее термовоздействие приводит к понижению степени отверждения в 1,5-2 раза. При высоком модуле упругости и очень низкой степени эластичности это приводит к быстрому разрушению полимера и малой долговечности покрытия.

4. Повышение степени отверждения пропиточных композиций возможно при использовании в качестве отвердителей п-толу-олсульфокислоты и муравьиной кислоты.

Следует учитывать, что реологические характеристики отвержденных смол существенно влияют на работоспособность покрытия в целом, так как высокий модуль упругости отвержденных пленок при недостаточной степени эластичности может привести к развитию дополнительных внутренних напряжений на границе раздела: плита-основа - пленочное покрытие.

В дальнейшем исследования будут направлены на использование в составе пропиточных растворов специальных пластифицирующих добавок, позволяющих повлиять на процессы отверждения и формирования

покрытия и обеспечить длительную работоспособность покрытия при эксплуатации.

Библиографический список

1. Коростылев, П.П. Лабораторная техника химического анализа / П.П. Коростылев. - М.: Химия, 1981. - 312 с.

2. Цветков, В.Е. Технология и применение полимеров в деревообработке: лабораторный практикум для студентов / В.Е. Цветков, А.Ю. Комаров, С.А. Рыженкова. - М.: МГУЛ, 2000. - 48 с.

3. Пижурин, А.А. Научные исследования в деревообработке. Основы научных исследований: учеб. пособие к выполнению лабораторных работ для студентов спец. 260200 и 170400 / А.А. Пижурин. - М.: МГУЛ, 2002. - 167 с.

4. Пижурин, А.А. Научные исследования в деревообработке: научно-методическое пособие для студентов / А.А. Пижурин. - М.: МГУЛ, 2003. - 75 с.

5. Состояние и перспективы развития производства древесных плит. / Международный практический семинар: тезисы докладов. - Балабаново: ВНИИДрев, 2004. - 98 с.

6. Доронин, Ю.Г. Синтетические смолы в деревообработке / Ю.Г. Доронин, М.М. Свиткина, С.Н. Мирошниченко. - М.: Лесная пром-сть, 1979. - 208 с.

7. Тупицын, Ю.С. Процессы и оборудование для отделки древесных плитных материалов / Ю.С. Тупицын, С.Н. Мирошниченко, М.М. Ноткин. - 1983.

8. Плоткои, Л.Г. Технология и оборудование пропитки бумаги полимерами / Л.Г. Плоткои. - 1985.

РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА

в размольной установке с инерционными телами

И.А. ВОРОНИН, асп. СибГТУ,

А.А. ДИРАЦУЯН, доц., канд. техн. наук,

Ю.Д. АЛАШКЕВИЧ, проф. каф. «МАПТ» СибГТУ, д-р техн. наук

Для оценки размалывающей способности ножевых установок, а также аппаратов с инерционным движением рабочих органов используются показатели: секундная режущая длина, которая характеризует способность размалывающей машины укорачивать волокнистый материал [1], и поверхность размола.

С. Смит связывает эффект укорачивания волокон с ростом секундной режущей длины [1, 2, 6]. Кроме того, площадь поверхности ножевого трения и секундная размалывающая поверхность являются производ-

ivan_voronin@list.ru; mapt@sibstu.kts.ru ными от секундной режущей длины ножей. Поэтому данный параметр непосредственно связан с эффективностью процесса размола. Попытки внести коррективы при расчете секундной режущей длины были предприняты в работах Ю.Д. Алашкевича [3], А.А. Набие-вой [4].

В работе А.А. Набиевой был проведен теоретический анализ по определению истинной секундной режущей длины, с учетом углов установки ножей ротора и статора, углов их скрещивания и основных геометрических параметров размольной гарнитуры.

156

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010

ДЕРЕВООБРАБОТКА

Рис. 1. Варианты углов установки режущих кромок на инерционном теле: а1 - угол установки ножей на инерционном теле; а - угол установки ножей на размольном барабане; а3 - угол скрещивания кромок ножей. а) а3 = 33°; б) а3 = 55°; в) а3 = 135°; г) а3 = 90°

б

в

а

г

Впервые для оценки качества разработки волокнистых суспензий был предложен технологический параметр циклической элементарной длины, характеризующий среднюю длину, «отрезаемую» парой ножей за один оборот ротора [4].

Циклическая элементарная длина определяется по формуле

где t

r LS-60

L =______S_____

ю.эл.

n-t

м,

количество движущихся точек пересечения ножей ротора с ножами стато-

ра, шт.;

LS - секундная режущая длина, м/с; n - частота вращения ротора, об./мин.

Как видим, в формуле учитывается количество движущихся точек пересечения режущих кромок, которые являются существенной величиной, формирующей основные технологические параметры. В виду слож-

ности определения динамично меняющегося значения количества точек пересечения этот параметр игнорировался. С появлением современных машинных методов расчета авторами была составлена в среде Matlab программа, предназначенная для определения секундной режущей длины и количества движущихся точек контакта для дисковых гарнитур с параллельными прямолинейными ножами [5]. Экспериментально и теоретически доказано, что с увеличением циклической элементарной длины качественные показатели процесса размола повышаются [4].

Однако использовать предложенную программу для определения количества точек пересечения режущих кромок в размольной установке с инерционным движением рабочих тел невозможно, т.к. в отличие от дисковых мельниц, где размол происходит в плоскости между дисками ротора и статора,

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010

157

ДЕРЕВООБРАБОТКА

размол в установке с инерционным движением рабочих тел происходит в планетарной системе. Волокнистый материал в таком аппарате подвергается размолу в зазоре между внутренней стенкой размольного цилиндрического барабана и перекатывающимся в его полости инерционным телом под действием центробежной силы, возникающей при вращении размольного барабана вокруг центрального вала и собственной оси. Особенностью конструкции инерционного тела является наличие на его боковой поверхности зубчатого профиля. В свою очередь, профиль внутренней поверхности размольного барабана имеет наклонную насечку с фиксированным постоянным углом а2 равным 55°.

В нашем случае движение инерционного тела происходит путем перекатывания его по образующей размольного барабана.

Для исследования влияния углов скрещивания на основные технологические показатели процесса размола размольной установки с инерционными телами при помощи пакета программ KOMnAC-V8+ были изготовлены графические модели инерционных тел с различными углами установки ножей по отношению к горизонту, а также размольного барабана с постоянным углом наклона с соблюдением реальных геометрических размеров (рис. 1).

Профиль инерционных тел имеет углы установки режущих кромок at равный 33°, 55°, 90°. 135°, что при фиксированном угле наклона насечки барабана позволило получить угол скрещивания а3 равный 22°, 0°, 35°, 80°. Эксперимент проводился при различной частоте вращения размольного цилиндра 114; 142,5; 171; 199,5; 228; 256,5 об./мин.

Таблица

Основные конструктивные и технологические показатели размольной установки с инерционными телами

Количество но- Количество Частота враще- Длина ножей Секундная ре- Количество Циклическая эле-

жей на цилинд- ножей на бара- ния размольного на цилиндре, жущая длина, точек пересе- ментарная длина,

ре, тц, шт. бане, тБ, шт. тела, п, об./мин 1ц, м LS, м/с чения, t, шт. L©.эл, м

0° угол скрещивания

114 0,073 1622 1 854

142,5 0,073 2028 1 854

34 344 171 0,073 2433 1 854

199,5 0,073 2839 1 854

228 0,073 3244 1 854

256,5 0,073 3650 1 854

22° угол скрещивания

114 0,106 2356 56 22

142,5 0,106 2944 56 22

34 344 171 0,106 3533 56 22

199,5 0,106 4122 56 22

228 0,106 4711 56 22

256,5 0,106 5300 56 22

35° угол скрещивания

114 0,06 1333 49 14

142,5 0,06 1667 49 14

34 344 171 0,06 2000 49 14

199,5 0,06 2333 49 14

228 0,06 2667 49 14

256,5 0,06 3000 49 14

80° угол скрещивания

114 0,085 1889 119 8

142,5 0,085 2361 119 8

34 344 171 0,085 2833 119 8

199,5 0,085 3306 119 8

228 0,085 3778 119 8

256,5 0,085 4250 119 8

158

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010

ДЕРЕВООБРАБОТКА

Угол скрещиванеия ножей, градусы

Рис. 2. Зависимость циклической элементарной длины от угла скрещивания ножей

Секундная режущая длина определяется по формуле

Ls

mrr•т •n

Ц Б Ц , м/с, 60

где тц - число ножей на размольном цилиндре, шт.;

тБ - число ножей на размольном барабане, шт.;

1ц - длина ножа на цилиндре, м;

n - частота вращения размольного цилиндра, об./мин.

Циклическая элементарная длина определяется по формуле (1), где t - количество точек пересечения режущих кромок инерционного тела и барабана, шт.

Результаты технологических параметров процесса размола в установке с инерционным движением размольных тел представлены в таблице.

Оценку влияния углов установки ножей, обеспечивающих определенную величину углов скрещивания в точках контакта, производили с учетом количества движущихся точек пересечения режущих кромок, c увеличением которых понижается значение циклической элементарной длины, L Из таблицы

видно, что при угле скрещивания, равном 0°, точка пересечения режущих кромок сливается в линию, направленную по плоскости расположения ножей, равном одному контакту. В этом случае показатель циклической элементарной длины имеет максимальное значение. С увеличением количества точек контакта циклическая элементарная длина уменьшается, что может снизить качество помола.

По результатам исследования получена зависимость циклической элементарной длины от угла скрещивания режущих кромок ножей инерционного тела и барабана.

Из графика видно, что величина циклической элементарной длины увеличивается при уменьшении угла скрещивания ножей. Наивысший показатель наблюдается при угле скрещивания, равном 0°.

Представленные в статье теоретические исследования влияния углов скрещивания режущих кромок на расчет основных технологических параметров процесса размола в размольной установке с инерционным движением рабочих тел позволяют сделать следующие выводы:

1. Угол установки ножей зубчатого профиля инерционного тела влияет на угол скрещивания режущих кромок и количество точек пересечения режущих кромок, что отразится на величине технологических параметров установки.

2. Наиболее эффективное воздействие рабочих органов размольной установки с инерционным движением рабочих тел наблюдается при угле скрещивания режущих кромок ножей, равном 0°;

3. С увеличением длины контакта режущих кромок при минимальном количестве точек пересечения можем добиться максимально эффективного воздействия рабочих органов размольной установки.

Библиографический список

1. Пашинский, В.Ф. Машины для размола волокнистой массы / В.Ф. Пашинский. - М.: Лесная пром-сть, 1972. - С. 160.

2. Киселев, С.С. Эксплуатация и ремонт дисковых и конических мельниц / С.С. Киселев, В.Ф. Пашинский. - М.: Лесная пром-сть, 1979. - С. 208.

3. Алашкевич, Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах: дис. ... докт. техн. наук: 05.21.03 / Ю.Д. Алашкевич. - Красноярск, 1986. - 170 с.

4. Набиева, А.А. Оценка влияния и совершенствования технологических параметров ножевых размалывающих машин: дис. ... канд. техн. наук : 05.21.03 / А.А. Набиева. - Красноярск, 2004. - 156 с.

5. Свидетельство № 2009613683 РФ. Численный метод определения секундной режущей длины секторной ножевой гарнитуры дисковых мельниц с параллельными прямолинейными ножами постоянной ширины / А.А. Набиева, Е.Е. Нестеров, Ю.Д. Алашкевич, Д.С. Карпенко // 10.07.2009. Заявка № 2009612514.

6. Smith, S. Die rationelleTheorie das Ganzzeughollandar. Otto Ernst Verlag. - Teil I/ S. Smith - Berlin, 1922.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010

159