Устройство для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна
Владельцы патента RU 2392361:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к первичной обработке лубяных волокон и может быть применено для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна. Устройство содержит планки решетки и рабочие органы, перемещающиеся в зазорах между планками решетки и создающие периодические встряхивающие воздействия на обрабатываемый материал. Рабочие органы, совершающие вращательное движение и создающие в слое встряхивающее воздействие, выполнены с криволинейной рабочей поверхностью, исключающей возможность затаскивания волокна под решетку. Обеспечивается интенсивное удаление несвязанной костры из дезориентированного волокнистого слоя, упрощение конструкции машины, уменьшение динамической нагрузки в элементах привода рабочих органов, что повышает надежность машины, снижает шум и вибрацию при ее работе. 2 ил.
Изобретение относится к первичной обработке лубяных волокон и может быть применено для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна, например, для обогащения отходов трепания, поступающих из мяльно-трепального агрегата в куделеприготовительный.
Известно устройство для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна, например трясильная машина ТГ-135Л [1], содержащее планки решетки и рабочие органы в виде игл, совершающих в зазорах между планками решетки вращательные колебательные движения и создающие периодические встряхивающие воздействия на обрабатываемый материал.
Это устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что воздействия со стороны игл гребенных валиков направлены преимущественно вдоль плоскости слоя и вектор силы инерции, действующей на костринку, направлен вдоль плоскости слоя, поэтому несвязанной костре трудно покинуть волокнистый слой, а привод гребенных валиков, обеспечивающий качательное вращательное движение гребенных валиков, сложен по конструкции и обуславливает в подвижных элементах знакопеременные нагрузки.
Технической задачей изобретения является обеспечение встряхивающих воздействий на материал, направленных преимущественно перпендикулярно плоскости слоя, а также упрощение и увеличение надежности привода рабочих органов.
Поставленная техническая задача решается тем, что встряхивающие воздействия на слой дезориентированного волокна и его перемещение вдоль машины осуществляется посредством воздействий рабочих органов, совершающих вращательное движение и выполненных с криволинейной рабочей поверхностью, исключающей возможность затаскивания волокна под решетку.
Сказанное поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема, обеспечивающая реализацию заявленного устройства для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна. На этой фигуре обозначено: 1 - рабочий орган, выполненный с криволинейной рабочей поверхностью, 2 - участок волокнистого слоя, контактирующий с рабочим органом, 3 - планки решетки. Траектория движения рабочих органов, закрепленных соосно на валу, проходит в зазорах между планками решетки.
Устройство работает следующим образом: рабочий орган 1, вращаясь с постоянной угловой скоростью в сторону предполагаемого движения материала, взаимодействует с участком слоя 2. При вращении рабочий орган взаимодействует с волокном, криволинейным участком, когда этот участок рабочего органа расположен выше уровня решетки. Под действием решетки материал снимается с криволинейного участка, когда рабочий орган уходит под решетку. В результате действия сил инерции и трения материал движется по некоторой траектории. При этом силы инерции заставляют костринку, несвязанную природными связями с волокном, перемещаться преимущественно перпендикулярно слою. При таком воздействии удаление костры из слоя облегчается. Многократное периодическое повторение воздействий увеличивает вероятность удаления несвязанной костры из волокнистого слоя. Форма поверхности рабочего органа, контактирующей с материалом, должна исключать затаскивание волокна под решетку и может быть выполненной, например, по радиусу, как показано на фиг.1.
При воздействии на волокнистый слой рабочего органа с рабочей поверхностью (контактирующей с волокнистым слоем), выполненной, например, по радиусу, как показано на фиг.1, с центром кривизны, расположенным посередине радиуса вращения рабочего органа r, количественную оценку закономерностей взаимодействия рабочих органов со слоем дезориентированного волокна позволяет сделать следующая математическая модель.
Так как изменение скорости слоя при ударе рабочего органа происходит за ничтожно малый промежуток времени, то ускорения достигают весьма больших значений, поэтому для количественной оценки интенсивности встряхивающих воздействий будем использовать величину горизонтальной и вертикальной составляющих ударного импульса S [2].
где m - масса участка волокнистого слоя;
V2 - скорость участка слоя после удара;
V1 - скорость участка слоя до удара.
На фиг.2 представлена расчетная схема для определения горизонтальной и вертикальной составляющих ударного импульса, где обозначено Нр - высота подъема решетки относительно оси вращения рабочего органа; r - радиус рабочего органа, ω - угловая скорость рабочего органа; R - мгновенный радиус кривизны; β - угол наклона мгновенного радиуса кривизны к оси OY.
Примем скорость точки до удара равной 0, так как материал находится в состоянии покоя. Скорость участка слоя после удара примем равной скорости точки на поверхности рабочего органа, с которой он взаимодействует
Горизонтальная и вертикальная составляющие ударного импульса определятся как
При параметрах конструкции Нр=0,11 м; r=0,16 м; ω=10 рад/с, m=0,05 кг горизонтальная и вертикальная составляющие ударного импульса составят Sx=0,055 кг·м/с, Sy=0,08 кг·м/с.
Предложенное решение обеспечит за счет встряхивающих воздействий на материал, направленных преимущественно перпендикулярно плоскости слоя, более интенсивное удаление несвязанной костры из дезориентированного волокнистого слоя, а также позволит благодаря использованию вращательного движения рабочих органов упростить конструкцию машины, уменьшить динамические нагрузки в элементах привода рабочих органов, что повысит надежность машины, снизит шум и вибрации при ее работе.
Библиографические данные
1. Справочник по заводской первичной обработке льна./Под общ. ред. В.Н.Храмцова. - М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1984. - 510 с.
2. Старжинский В.М. Теоретическая механика. Учебник: Краткий курс по полной программе втузов. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 464 с.
Устройство для удаления несвязанной костры из слоя дезориентированного волокна, содержащее планки решетки и рабочие органы, перемещающиеся в зазорах между планками решетки и создающие периодические встряхивающие воздействия на обрабатываемый материал, отличающееся тем, что рабочие органы, совершающие равномерное вращательное движение и создающие в слое встряхивающие воздействия, выполнены с криволинейной рабочей поверхностью, исключающей возможность затаскивания волокна под решетку.
