НОЖЕВАЯ ГАРНИТУРА С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ФОРМОЙ НОЖЕЙ

KNIFE HEADSET WITH CURVED BLADES

Egor Batrakevich

undergraduate, Department of Machines and Devices of Industrial Technologies, Siberian State University of Science and Technology. ac. M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

Natalia Shumarina

undergraduate, Department of Machines and Devices of Industrial Technologies, Siberian State University of Science and Technology. ac. M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

Valentina I. Shurkina

scientific advisor, Ph.D. Sci., Senior Lecturer, Department of Machines and Apparatus for Industrial Technologies, Siberian State University and Technologies named after ac. M.F. Reshetnev,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается классификация размалывающей гарнитуры, достоинства предложенных гарнитур и какое влияние оказывают гарнитуры с криволинейными ножами на качество размола, сделаны соответствующие выводы.

ABSTRACT

In this article, the classification of the grinding set, the advantages of the proposed sets and what effect the sets with curved knives have on the quality of the grain, the corresponding conclusions are drawn.

Ключевые слова: гарнитура; размол; криволинейные ножи.

Keywords: headset; grinding; curved knives.

Размол волокнистых материалов является одной из важнейших технологических операций бумажного производства. От данной операции во многом зависят свойства производимой бумаги. При использовании в качестве сырья неразмолотых волокнистых материалов, лист бумаги получается малопригодным к применению. Он обладает неравномерностью, малой прочностью и большой пористостью. Причинами этого являются длина и жесткость волокон. Волокна (сравнительно длинные), оседая на сетке, придают листу неоднородную структуру. Неразмолотые волокна обладают такими физическими свойствами как: слаборазвитая поверхность, малая пластичность, малая гидратированность, что приводит к плохой связи волокон в бумажном листе.

Для обеспечения желаемого строения и плотности бумаги, волокнистому материалу нужно придать определенную структуру в отношении размеров по длине и толщине, а также по фракционному составу. Для получения определенных свойств бумаги (объёмный вес, механическая прочность, впитывающая способность, пластичность) волокнистому материалу необходимо сообщить определенную степень гидратации. Именно эти цели и решаются в процессе размола [2].

Размалывающая гарнитура – основной рабочий орган мельницы. При размоле гарнитура осуществляет различные воздействия на волокна, такие как: укорочение, размягчение и т.д.

Геометрические особенности напрямую влияют на характер исполнения рисунка ножевой поверхности диска [3].

На эффективность размола влияют определяющие параметры размалывающей гарнитуры:

• Толщина ножей;
• Наличие и расположение перегородок в канавках между ножами;
• Ширина и глубина канавок между ножами;
• Толщина и высота перегородок;
• Углы наклона ножей к радиусу диска и т.д.

Общая классификация размалывающей гарнитуры может включать в себя множество подвидов, в свою очередь классифицированных по различным признакам, исходя из многообразия параметров [1].

Наиболее характерные схемы расположения ножей на рабочей поверхности гарнитуры, применяемой на дисковых мельницах, представлены на рисунке 1.

а - нарезная из цельных дисков; б – для размола щепы и массы высокой концентрации; в – радиальная; г – с расположенными ножами и перемычками; д – шипообразная; е – радиальная со спирально расположенными перемычками; ж – с параллельно расположенными ножами и с разделительной канавкой; з – радиальная с перемычками для предварительного размола.

Рисунок 1. Гарнитура для дисковых мельниц

Использование размалывающей гарнитуры, состоящей из подвижного роторного и неподвижного статорного диска, снабженных прямолинейными ножами широкомасштабно применяется в производстве, но не всегда в конечном итоге дает ожидаемый результат.

Главный недостаток данной гарнитуры заключается в том, что угол наклона прямолинейных режущих кромок ножей к радиусу выходной окружной кромки зависит от угла их наклона к радиусу входной кромки и всегда меньше его по величине.

Результатом этого является то, что касательные составляющие скоростей окружных скоростей и сил на входе всегда больше, чем на выходе. Поскольку на выходе, за счет подпора массы, скапливается основная часть сконцентрированного волокнистого материала, то преобладание нормальных составляющих окружных скоростей и сил над касательными ведет к его рубке и резке материала, что в значительной степени снижает качество готового продукта.

Известно также техническое решение, когда рабочие поверхности дисков обращены к друг друга и снабжены радиальными спиральными выступами, а также соответственно направлены в противоположные стороны.

Придание выступам спиральной формы создает определенные технические сложности при выполнении рисунка ножевых выступов.

При использовании радиальной формы спирального выступа дисковой гарнитуры снижаются нормальные составляющие в точке пересечения угла наклона касательной рабочей кромки единичного спирального выступа и радиуса произвольной окружной кромке диска. Снижение нормальных составляющих снижает рубку волокнистого материала, тем самым повышает качество готового продукта и производительность, снижает потери в виде необратимых отходов [4].

Повышение качества механической обработки волокнистого материала, а также повышение производительности и снижения энергозатрат решается путем использования размалывающей гарнитуры с криволинейной формой ножей (рисунок 2).

При использование данной гарнитуры технический эффект достигается в следующих физических преимуществах:

• по поверхности диска ножи гарнитуры расположены наиболее плотно;
• сохранена целостность ножей от входной окружной кромки до наружной;
• увеличена доля касательных составляющих окружный скоростей и сил;
• сохранена ширина ячеек и ширина ножей от водной окружной кромки до наружной [5].

Рисунок 2. Гарнитуры с криволинейной формой ножей

Для достижения, указанного выше технического эффекта в размалывающей гарнитуре, рабочие поверхности дисков обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами, направленными, соответственно, в противоположные стороны. Режущие кромки ножевых выступов дисков выполнены круговыми и с эксцентриситетом относительно диска.

Круговая форма значительно упрощает производственный процесс выполнения рисунка ножевых выступов в сравнении с другими криволинейными ножами.

Выводы:

Применение описанной выше гарнитуры с криволинейными ножами приведет к таким положительным эффектам, как:

• повышение производительности за счет снижения потерь в виде необратимых отходов;
• снижению энергозатрат за счет повышения скользящего эффекта в местах контакта ножевых выступах;
• повышению качества обработки за счет преобладающего воздействия касательных усилий на волокнистый материал, что способствует его большой фибрилляции и сохранению длины волокна.

Список литературы:

1. Алашкевич Ю.Д.  Влияние рисунка гарнитуры на процесс размола волокнистых полуфабрикатов: Монография в 2-х частях. Часть 1 / Ю.Д. Алашкевич Ю.Д., Ковалев В. И., А.А. Набиева А.А. Красноярск: СибГТУ, 2010. — 168 с. Рисунков 19, библиогр.: 129 назв.
2. Иванов, С. Н. Технология бумаги / С. Н. Иванов – М.: Школа бумаги, 2006. – 696 с.
3. Легоцкий С.С. Размол бумажной массы / С.С. Легоцкий, Л.Н. Лаптев. М.: Лесная промышленность, 1981. — С. 93.
4. Патент РФ № 2006121711/12, 2006.06.19.
5. Алашкевич Ю.Д., Ковалев В.И., Набиева А.А. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // Патент России № 2314381. 2006. Бюл. №6.
6. Федорова О.Н., Шуркина В.И. Сравнительный анализ эффективности использования различных конструкций ножевых гарнитур // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 13. – Новосибирск, 2013 – С.177 – 182.