Материалы 64-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые кгту – производству»


ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА ЗАПАТЕНТОВАННОГО РОССИЙСКОГО СОРТА АС-1



страница10/17
Дата31.07.2016
Размер3.24 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   17

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА ЗАПАТЕНТОВАННОГО РОССИЙСКОГО СОРТА АС-1

М.А. Туманова (МГТУ им. А.Н. Косыгина)


Сорт АС-1 средневолокнистого хлопчатника создан совместно ГНУ Всероссийским НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства с Астраханским государственным университетом.

Заявленные показатели сорта АС-1: скороспелый (вегетационный период 110–114 дней), полураскидистый; тип волокна – 5, выход волокна 35-37%, урожайность 3,2 т/га хлопка-сырца.

В работе были проведены испытания физико-механических свойств хлопкового волокна согласно ГОСТ 53031-2008 «Волокно хлопковое. Порядок измерения показателей на системе HVI». Испытания проводились на универсальной текстильной лаборатории SPINLAB 900 HVI SYSTEM. Результаты испытаний представлены в таблице.

Таблица


Верхняя средняя длина, мм

Равномерность

по длине, %



Штапельная длина, код

Удельная разрывная нагрузка, гс/текс

Микронейр

28,4

86,3

36

28,5

4,5

Класс и сорт волокна определялся классерским методом. Классерский метод заключается в определении цвета и внешнего вида волокна путем сличения его с утвержденными образцами внешнего вида при искусственном освещении согласно ГОСТ 53234–2008 «Волокно хлопковое. Методы определения цвета и внешнего вида».

По полученным результатам можно сделать вывод, что в соответствии с ГОСТ 53024–2008 «Волокно хлопковое. Технические условия» данное волокно относится к 4 типу, I сорту, высшему классу. Удельная разрывная нагрузка и показатель микронейр соответствует ГОСТ 53024–2008.

Вывод: сорт АС-1 имеет хорошие показатели качества и может быть использован для выработки пряжи.

УДК 677.021



Анализ эффективности возделывания семенного льна

в Костромской области

Е.Н. Костенко, Т.Ю. Смирнова (КГТУ)


Известно, что качество выращиваемого льна и его урожайность во многом определяется качеством посевного материала. По данным АПК Костромской области в настоящее время достаточно дорого и весьма трудно приобрести качественные семена льна-долгунца. Поэтому одними из важнейших являются проблемы выращивания семенного льна, повышения урожайности семян и внедрения экономических стимулов при разработке программ повышения качества сырья и готовой продукции.

Была определена эффективность производства семенного льна в условиях Судиславского района Костромской области. С этой целью рассчитаны затраты на производство льнопродукции с учетом и без учета государственных дотаций. Рассмотрена и проанализирована структура затрат и структура государственных дотаций.

Установлено, что наибольший удельный вес в структуре затрат занимают затраты на покупку семян (47,48%). Анализ показал что, дотации на производство льна, установленные государством, должны погашать 75,25% всех затрат. В то же время дотации, выплачиваемые в соответствии с реальными возможностями областного и федерального бюджетов, покрывают 64,79 % от всех затрат (по состоянию на 2011 г.).

Произведено разделение затрат по видам продукции: основная продукция (семена) и побочная продукция (треста). Затраты на производство основной продукции в среднем составляют 77,58 %.

Исследовано влияние урожайности семян на изменение прибыли хозяйства, найдена точка безубыточности. Выявлено что хозяйство начнет получать прибыль по основной продукции при урожайности 0,306 т/га без учета государственных дотаций и при урожайности 0,108 т/га – с дотациями. Указанные показатели урожайности льносемян являются вполне достижимыми, даже несколько заниженными, для льносеющего хозяйства, расположенного на территории Костромской области.

Получены однофакторные регрессионные модели позволяющие прогнозировать прибыль хозяйства и цену семян в зависимости от их урожайности. Также получены многофкторные регрессионные модели, используя которые можно осуществлять прогноз цены семян в зависимости от обоих факторов: урожайности семян и требуемого уровня рентабельности.

УДК 677.021.1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ

МЕТОДОМ БЛИЖНЕЙ ИНФРАКРАСНОЙ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРИИ

Е.Б. Виноградова, В.Г. Дроздов, А.Е. Мозохин (КГТУ)


Интенсивных технологии уборки льна стали причиной высокой разрозненности параметров льнотресты в рулонах, определяющих качественный и количественный выход длинного волокна, а также условия обработки сырья. Исследования в области инфракрасной Фурье-спектрометрии ближнего диапазона длин волн показали, что с помощью бесконтактного метода инфракрасной спектрометрии возможет не только контроль технологических параметров льняной тресты, но и контроль её химического состава. Экспериментальным путём установлены фиксированные области инфракрасного спектра, на которых проявляется качественная взаимосвязь химических компонентов льняной тресты и интенсивности пропускания инфракрасного излучения. Например, лигнин – сложный ароматический полимер,  входящий  в состав клеточных стенок и межклеточного пространства растений, проявляет себя на интервале длин волн 1200–1210 нм. Это связано с наличием в данном интервале обертоны симметричных валентных колебаний групп CH3 и CH2. А пектиновые вещества и гемицеллюлоза, влияющие на отделяемость льняного волокна, можно контролировать на диапазоне длин волн 1470–1490 нм.

Несмотря на то, что взаимосвязь с химией льна носит качественный характер, мы имеем возможность оценивать качества льняной тресты, а также льняного волокна с помощью экспресс методов.

Внедрение метода инфракрасной Фурье-спектрометрии на льнопроизводство позволит увеличить выработку длинного льноволокна высокого качества за счёт бесконтактного и неразрушимого метод сбора данных о параметрах сырья, а также мгновенно оценивать качество привозимой с полей тресты и назначать ей ценовую категорию. Результаты проведенной НИР позволят в дальнейшем создать систему автоматического управления, способную адаптироваться к непростым условиям работы на производстве.

УДК 677.021



ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИСТОВЫХ УЗЛОВ НА СТЕБЛЯХ ЛЬНА

Ю.В. Филаков, Е.Л. Пашин (КГТУ)


В методических указаниях1 изложены способы определения качества единичных стеблей льна в целях повышения селекционной работы при выведении сортов льна с улучшенным качеством волокна. Одна из методик основана на определении морфологических характеристик стебля: мыклости и сбежистости. Причем использование сбежистости, исходя из выводов работы1, вызвано затруднениями при определении длины междоузлий стебля. Однако, учитывая корреляционную взаимосвязь между длиной междоузлия (ДМ) и сбежистостью (r = -0,6), была дана рекомендация по использованию взамен ДМ показателя сбежистости.

По нашему мнению, указанная замена при установленной средней по «силе» взаимосвязи будет приводить к ошибочным значениям длины междоузлия. Поэтому была поставлена задача разработки более точного метода этого важного для оценки качества стеблей льна показателя. На первых этапах исследования были изучены геометрические характеристики листовых узлов. Для этого использовали две партии льняной соломы с разной длиной стеблей: короткие и длинные. На каждом стебле в зоне комля, средины и вершины с применением электронной лупы были получены изображения (профиль) листовых узлов. Наиболее типичные виды представлены на рис. 1.









вершина

средина

комель

Рис. 1. Типичные изображения листовых узлов в разных зонах по длине стебля


На выборках из десяти стеблей провели замеры геометрических характеристик выступов, представленных в виде треугольников с разными по длине сторонами. Причем, наибольшая сторона соприкасается с поверхностью стебля (рис. 2). Особое внимание было уделено высоте листового узла h (рис. 3).

Оказалось, что она изменяется от 0,1 до 0,3 мм. Наименьшие значение высоты имеют узлы в средине стебля. Важным оказалось соотношение условных длин сторон выступов – листовых узлов. Эти результаты позволяют предложить в качестве возможного варианта регистрации листовых узлов метод, основанный на их соприкосновении с поверхностью и учете силы сопротивления перемещению стебля по этой поверхности. В этом случае при протаскивании стебля с п


Рис. 2. Геометрическое представление листового следа

остоянной скоростью относительно поверхности будут регистрироваться во времени усилия сопротивления. Тогда промежутки времени между сигналами, характеризующими возникновение усилий будут характеризовать длину междоузлий.




Короткие стебли

Длинные стебли



вершина средина комель


Рис. 3. Изменение высоты листовых узлов по длине стебля

Однако это предположение требует дополнительного изучения, что является предметом дальнейших исследований.

УДК 677.021.15



ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НОВОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ОДНОТИПНОГО ВОЛОКНА

Д. И. Костромин, Е.Л. Пашин (КГТУ)


В условиях постоянно растущих экологических требований к среде обитания человека усилилось внимание к натуральным растительным целлюлозосодержащим культурам, которые могут служить сырьем для производства материалов с использованием перспективных технологий в направлении «green compositе». В России к таким продуктам относят лубяные культуры, как лен и конопля. Волокно, содержащееся в них, возможно использовать при получении льносодержащих пряж по «сухим» более экономичным технологиям прядения. В этой связи актуальным является производство хлопкоподобного льна (котонина) для решения задач импортозамещения.

Была поставлена задача по разработке упрощенной технологии получения однотипного льняного волокна для последующего его использования при переработке в котонин или для получения нетканых материалов и ваты.

Анализ ранее проведенных исследований по машинным технологиям переработки льна выявил, что их дублирование при решении нашей задачи не возможно. Требуются дополнительные изыскания и разработки.

В основу новой технологической схемы была положена конструкция паклеочистительной машины КП (рис. 1). Для её улучшения было предложено перед обработкой проводить промин стеблей тресты, а процесс трепания заменить на двухсторонний.





Рис. 1. Паклеочистительная

машина КП-1


При проведении экспериментов была установлена технологическая эффективность от применения подсушки стеблей тресты и трясильной машины с верхним гребенным полем. Дополнительно были изучены разные режимы параметров процесса трепания (частота вращения барабанов 200, 300, 400 мин-1; плотность слоя стеблей при подаче 100 и 300 г/м пог.) при обработке тресты разной степени вылежки (показатель отделяемости 4 и 6 ед.). В качестве оценок эффективности использовали массовую долю костры (%) и выход волокна при обработке (%).

Установленный характер влияния исследуемых параметров на оценки эффективности представлен на рисунках 1 и 2. Из них следует вывод о целесообразности увеличения частоты вращения барабанов 400 мин-1 и более для достижения массовой доли волокна ~4…10%. При получении общего выхода волокна в пределах 25…30% следует использовать льняную тресту с показателем отделяемости 5…6 ед.

Рекомендовано исследования продолжить для изучения комплексного влияния режимно-конструктивных параметров машинной технологии.

Рис. 2. Зависимость массовой доли костры от частоты вращения

барабанов, отделяемости тресты

и плотности слоя






Рис. 3. Зависимость выхода волокна от частоты вращения барабанов, отделяемости

тресты



УДК 677. 11.051

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

ВЫРАВНИВАНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ СЫРЦА

ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА МЯЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

А.С. Субботин, И.А. Румянцева, С.Е. Маянский (КГТУ)


При подготовке слоя к механической обработке, характеризующегося плохими структурными параметрами, в процессе слоеутонения может возникать значительная угловая дезориентация стеблей. Наличие такого структурного порока приводит к существенному снижению пригодности слоя к трепанию. Для снижения вероятности возникновения таких результатов предложено изменение (уменьшение) степени утонения слоя в утоняющем механизме. Однако в этом случае следует ожидать увеличение толщины слоя на выходе из слоеформирующей машины и, как следствие, снижение эффективности процессов мятья и трепания.

Для исключения таких последствий предлагается применять увеличенное количество мяльных воздействий, т.е. в зависимости от величины угловой дезориентации стеблей в слое, поступающего на обработку, осуществляется изменение степени утонения, при которой не будет наблюдаться снижение пригодности слоя к трепанию, и затем адекватно этому происходит изменение числа мяльных воздействий, которые вероятно, смогут увеличить умин и, как следствие, обеспечить стабилизацию линейной плотности слоя перед входом в зону трепания.

В этой связи были проведены экспериментальные исследования в части проверки влияния числа мяльных воздействий на изменение плотности сырца. Эксперименты проводились в лаборатории кафедры ТПЛВ КГТУ с использованием стланцевой льняной тресты. Для этого было сформировано 3 типа слоя различной линейной плотностью q, г/м: 200; 400; 600. Каждый слой проминался 6, 12 и 18 парами валков. Испытания проводили при трехкратной повторности. Процент умина определяли по известной формуле. Результаты испытаний представлены на рисунке.

Рис. Зависимость умина сырца от количества мяльных воздействий


Из графической интерпретации результатов исследований видно, что количество мяльных воздействий оказывает существенное влияние на процент умина. Таким образом, полученный результат может быть использован при решении задачи выравнивания линейной плотности закостренных прядей сырца из стеблевого слоя разной толщины, полученного вследствие изменения степени утонения в слоеформирующей машине.

УДК 677.11.620.1



СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ СТЕБЛЕЙ СЛОЯ ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ

В.А. Тихонов, И.А. Румянцева (КГТУ)


В настоящее время при приемке сырья очень часто возникают спорные ситуации между поставщиком и покупателем. Эта негативная ситуация вызвана, во-первых, высокой неоднородностью свойств стеблей льняной тресты, а, во-вторых, сложностью проведения самой оценки (невозможно осуществить объективный отбор сырья для анализа). Одним из эффективных путей решения данной проблемы на наш взгляд является создание автоматизированной системы контроля качества сырья. Для создания такой системы необходим метод определения структурных параметров слоя стеблей основанного на анализе изображения. Методы, предложенные ранее не пригодны, т.к. одним из условий успешной их реализации является наличие белого или синего фона, что очень сложно осуществить в полевых условиях.

Таким образом, целью исследования была разработка нового способа идентификации слоя стеблей с изображения, полученного в полевых условиях. Сложность разработки данного способа состоит в том, что соотношение координат в каждом пикселе, характеризующем цвет земли схоже с цветом стеблей. На рис. 1 представлено изображение участка слоя стеблей, полученного в полевых условиях. Как известно, цифровое изображение можно представить в виде матрицы, где каждый элемент ее это пиксель, который характеризуется числовым значением, определяющим цвет в данной точке изображения. Анализ изображения, представленного в виде матрицы, позволил выявить особенность распределения цвета по столбцам изображения. В частности, была выявлена периодичность колебания цвета, существенно различавшаяся в трех зонах: 1 – фон (земля); 2 – фон + стебли; 3 – стебли (рис. 1, 2).







Рис. 1. Изображение участка слоя стеблей с фоном земли


Рис. 2. Распределение числа периодов

колебаний цвета по ширине изображения



При определении числа периодов колебаний цвета относительно его среднего значения в каждом столбце было получено распределение, представленное на рис. 2. Его аппроксимация будет характеризовать распределение стеблей в слое по его ширине.

Таким образом, предложенный способ идентификации стеблей слоя с изображения, полученного в полевых условиях, может быть использован при разработке метода определения структурных параметров слоя.

УДК 677.021.151.2

исследование операции сгущения слоя льняных стеблей

перед утонением

Е.А. Савин, М.С. Енин (КГТУ)


Обобщение известных решений по уменьшению угловой дезориентации стеблей в слое льняной тресты, а также проведённых ранее теоретических и экспериментальных исследований позволило предложить для использования способ сгущения стеблей льна в слое перед утоняющим механизмом.

Был решён ряд задач в рамках проведения экспериментальных исследований по изучению влияния различной конструкции узла сгущения стеблей на показатель пригодности к трепанию.

Результаты экспериментальных исследований показали, что операция сгущения уменьшает угловую дезориентацию стеблей в слое и, тем самым, позволяет повысить пригодность слоя к трепанию. Было сделано предположение о том, что конструкция механизма, которая обеспечивает данную операцию сгущения, также может влиять на величину пригодности. Данное предположение было проверено путём исследования параметров слоя на различных этапах слоеформирования (до сгущения, после сгущения и после утонения) с различной конструкцией узла сгущения. Различная конструкция указанного узла обеспечивалась изменением угла клина, который непосредственно и обеспечивал операцию сгущения стеблей в слое. Обнаружено, что угол клина 20° обеспечивает максимальный прирост величины пригодности.

В диссертации В.А. Мараманова отмечено, что повышение выхода волокна на 1%, примерно соответствует увеличению пригодности слоя к трепанию на 10%. Согласно полученным нами экспериментальным данным пригодность слоя после его утонения значительно уменьшается. Однако при прочих равных условиях использование операции сгущения увеличивает пригодность на 9% по сравнению с типовой подготовкой тресты только с помощью утонения. Это позволяет оценить увеличение выхода длинного волокна при использовании операции сгущения слоя стеблей на этапе его формирования перед механической обработкой. Таким образом, абсолютный выход длинного волокна увеличится примерно на 0,9%, что является весьма серьёзным технологическим показателем. Например, при переработке льняной тресты №1,00 по нормам выход длинного волокна будет составлять 10,5%. Абсолютное увеличение выхода на 0,9% будет соответствовать относительному увеличению на 8,6%.

УДК 677.021.151.2

исследование свойств слоя стланцевой льняной тресты

при его промине в вальцовой мяльной машине

М.Н. Макаренко, М.С. Енин (КГТУ)


В ходе экспериментальных исследований изучены такие свойства промятого сырца по ширине слоя, как его высота и массовая доля костры, а также длина костринки. Кроме этого, была замерена высота слоя исходной тресты.

Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что профиль слоя тресты и промятого в мяльной машине сырца является криволинейным (см. рис.), что, вероятно, объясняется строением льняного стебля. Данное обстоятельство вызывает разный эффект проработки различных частей слоя (комли, середины, вершины) вследствие вертикального перемещения верхнего вальца (или его наклона). Последнее приводит к тому, что середина слоя проминается лучше, а концевые части – хуже. Экспериментально доказано, что это увеличивает массовую долю костры в концевых участках слоя. Известно, что повышенная закострённость сырца при последующем трепании уменьшается выход наиболее ценного длинного волокна.





треста

сырец


Комель Вершина

Рис. Профиль горсти тресты и полученного из него сырца
Результаты проведённых материаловедческих экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке и проектировании новых мяльных машин для льняной тресты. В частности, важным выводом из наших исследований является необходимость учёта непрямолинейности профиля слоя тресты при обосновании конструкции мяльных вальцов. Это должно позволить снизить массовую долю костры в концевых участках слоя сырца, что в свою очередь улучшит условия трепания и повысит выход наиболее ценного длинного волокна.

УДК 677.021.151.2



Применение пневматического привода для прессования

лубоволокнистых материалов

К.Ю. Елукова, М.С. Енин (КГТУ)


Основной целью работы была разработка пресса для лубоволокнистых материалов (длинного и короткого льняного волокна) с пневматическим приводом. Пневматический привод представляет собой совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством энергии сжатого газа (воздуха). Обязательными элементами пневмопривода являются компрессор (генератор пневматической энергии) и пневмодвигатель.

К достоинствам пневмопривода относятся: отсутствие необходимости возвращать рабочее тело (воздух) назад к компрессору (в отличие от гидропривода); меньший удельный вес рабочего тела по сравнению с гидроприводом; меньший вес исполнительных устройств по сравнению с электроприводом; простота и экономичность, обусловленные дешевизной рабочего газа; быстрота срабатывания; пожаробезопасность и нейтральность рабочей среды, обеспечивающая универсальную возможность применения пневмопривода.

Недостатки пневмопривода: нагревание и охлаждение рабочего газа в процессе сжатия в компрессорах и расширения в цилиндре; этот недостаток обусловлен законами термодинамики и приводит к следующим проблемам: возможность обмерзания пневмосистем; конденсация водяных паров из рабочего газа, и в связи с этим необходимость его осушения; ещё более низкий КПД, чем у гидропривода;

Далее были выполнены технологические расчёты, заключающиеся в определении хода прессующей плиты и величины нагрузки для обеспечения конечной плотности материала. Было обнаружено, что при прессовании короткого льняного волокна ход плиты составляет примерно четыре метра, что резко сужает выбор из ассортимента серийно выпускаемых пневмоприводов. В результате по каталогу фирмы SMC был подобран подходящий нам по параметрам бесштоковый магнитный цилиндр двухстороннего действия CY1B. Движения каретки в этом цилиндре осуществляется (как рабочий, так и холостой ход) за счёт сжатого воздуха.

В дальнейшем планируется провести прочностные и прочие конструкторские расчёты, а также сделать заключение о возможности использования пневматических приводов в конструкции прессов для лубоволокнистых материалов.

УДК 677.014

ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ЛИГНИНА И ПЕКТИНА




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница