Разработка технологии плющения льна и создание плющильных аппаратов льнокомбайнов

Лен-долгунец известен в России испокон веков. Его отличительной особенностью является возможность использования всего биологического урожая в различных отраслях народного хозяйства.

Россия традиционно являлась крупнейшим в мире производителем и экспортером льна.

В 1913 г. во всем мире посевы льна-долгунца составляли 1,4 млн. га, из них на долю России приходилось 1,2 млн. га или 85%. До 1980 г. этот уровень посевов примерно сохранялся. Так, в 1980 г. он составлял 1,12 млн. га, а далее пошел неоправданный спад посевов льна. В 1990 г. они составляли 0,78 млн. га, а в 1999 г. площадь посевов льна составляла лишь около 100 тыс. га.

В настоящее время стратегическое значение льна для России, как единственного возобновляемого источника текстильного сырья, существенно возрастает, в связи с отсутствием среднеазиатского хлопка, поэтому проблема увеличения выпуска в стране продукции из натуральной целлюлозы на базе льна является крупной национальной проблемой.

В последние 5 лет Правительство России принимает необходимые меры по возрождению Российского льна. В 1996 г. Правительством РФ принята Федеральная Целевая Программа (ФЦП) «Развитие льняного комплекса России на 1996;2000», действие которой, из-за трудностей с финансированием, продлено до конца 2001 г. В 1997 г. Исполкомом Союза Беларуси и России утверждена совместная российско-белорусская подпрограмма «Повышение рентабельности производства и переработки льна на основе прогрессивных ресурсосберегающих технологий и техники на 1998;2000 г. г.», действие которой, по тем же причинам, продлена на 1 год.

Так как (предположительно) внутренний рынок сбыта льняных изделий, предназначенных для массового потребителя, будет объективно ограничен низкой платежеспособностью основной массы населения, то основным источником денежных поступлений будут доходы от экспортных поставок льняных тканей, трикотажных и других готовых изделий.

Непременным условием конкурентоспособности этих изделий на мировом рынке является их высокое качество, которое может быть обеспечено лишь при использовании высококачественной пряжи, получаемой из высококачественного льноволокна. т-ч и о.

В этой ситуации повышение качества волокнистой продукции является приоритетным направлением развития льняной отрасли, а комплекс уборочных машин должен включать в себя технические средства (приспособления) для проведения технологических операций, специально направленных на сохранение и повышение качества льнотресты.

Одним из главных путей решения данной проблемы является плющение нижней (комлевой) части стеблей льна при уборке посевов льноуборочными комбайнами.

Применение этого технологического процесса в льнокомбайнах обеспечивает ускорение вылежки тресты до кондиционных требований на 3−10 суток и исключает перележку тресты. При этом повышается однородность тресты и улучшается ее качество до одного сорто-номера.

В связи с этим, создание плющильно-транспортирующих аппаратов является актуальной задачей, имеющей большое значение для льноводческой отрасли России.

В укрупненном виде вопросы, выносимые на защиту, могут быть сформулированы следующим образом:

— Технологии однои многократного плющения стеблей льна.

— Тип, схема, оптимальные технологические и конструктивные параметры плющильных аппаратов, для однократного и многократно.

U С" U с" го плющения комлевой части стеблей льна при комбайновой уборке урожая.

— Математические модели, описывающие процессы: затягивания ленты стеблей льна вальцами плющильного аппаратавзаимодействия вальцов при различной толщине проплющиваемого слоя стеблей при однократном и многократном плющенииперехода стеблей из плю-щильно-транспортирующего аппарата в последующие рабочие органы льнокомбайна.

Работа выполнена в девяностых годах XX столетия во ВНИП-ТИМЛ по заданиям общероссийских и отраслевых программ, а также по программам российско-белорусского сотрудничества.

Экспериментальные исследования проведены в 1992;2001 г. г. в лабораториях и на полях опытного хозяйства (ОПХ) ВНИИПТИМЛ, на заводе «Бежецксельмаш», в лабораториях и на полях Калининской МИС, в хозяйствах Тверской области и других льносеющих областях России, а также на Белорусской МИС и на полях опытного хозяйства ВНИИльна.

Выражаю искреннюю благодарность руководству и сотрудникам ВНИПТИМЛ и лично директору института члену-корреспонденту РАСХИ, доктору технических наук Черникову В. Г., руководству и сотрудникам Калининской МИС и лично директору МИС Белову B.C., руководству и сотрудникам ЗАО «Завод Бежецксельмаш» и лично Генеральному директору Голдовичу В. П., сотрудникам АО «Тверьсельмаш» за техническую помощь, оказанную мне по изготовлению, лабораторным и полевым испытаниям плющильно-транспортирующих аппаратов всех поколений льноуборочных ком8 байнов. Особую признательность и благодарность выражаю научному руководителю, кандидату технических наук Ковалеву М. М. за постоянную методическую помощь и выбору направления работ при выполнении диссертации.

Общие выводы и рекомендации.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований сформулированы следующие общие выводы и рекомендации.

1. Изучены некоторые физико-механические свойства льна-долгунца (размфные характеристики корней, усилия раздавливания корней, конусность технической длины стеблей), имеющие прикладное значение при создании плющильных аппаратов льнокомбайнов для плющения комлевой части стеблей льна.

2. Разработаны математические модели, описывающие технологические процессы: затягивания ленты стеблей льна вальцами плющильного аппаратавзаимодействия вальцов при различной толщине проплющиваемого слоя стеблей льна при их плющенииперехода стеблей из плющильно-транспортирующего аппарата в последующие рабочие органы льнокомбайна.

3. Предложены технологии плющения комлевой части стеблей льна при их однократном и многократном плющении, обеспечивающие устранение неоднородности тресты по степени вылежки и пестроты по цвету.

4. Для обоснования и выбора плющильных аппаратов с оптимальными параметрами: разработаны, изготовлены и испытаны более 20 макетных образцов однократного и многократного плющения комлевой части стеблей льнаизготовлена универсальная лабораторно-полевая установка для четырехкратного плющения комлевой части стеблей льна и макетный образец льнокомбайна «Русич-М» с тремя парами плющильных вальцовпроведены широкие исследования плющильных аппаратовосуществлен выбор оптимальной конструкции плющильного аппарата — им оказался наиболее простой и надежный плющильный аппарат с равновеликими по диаметру обре-зиненными цилиндрическими вальцами. В зависимости от условий работы диаметр вальцов колеблется от 150 до 250 мм, длина вальцов — от 360 до 480 мм.

5. Проведены государственные испытания 16 типов плющильных аппаратов различного конструктивного исполнения на Калининской и Белорусской МИС. По состоянию на 01.01.2002 г. изготовлено 163 комплекта плющильных аппаратов различного конструктивного исполнения и 20 макетных образцов плющильных вальцов для испьпаний на стенде и в поле. Для внедрения на льнокомбайн КЛП-1,5 последнего поколения рекомендован плюпцшьный аппарат с тремя парами равновеликих обрезиненных цилиндрических ва! п>цов диаметром 175 мм, длиной 0,49 м (верхние) и 0,36 м — нижние вальцы. Экспериментально утановлено, что усилие на плющение комлевой части стеблей, при наличии в ленте 1600 стеблей на 1 пот. м, колеблется в пределах от 3,0 до 5,0 кН.

6. Предложена формула и проведен уточненный расчет по определению мощности на привод плющильно-транспортирующего аппарата. Расчеты показали, а эксперименты подтвердили, что мощность на привод плющильного аппарата с одной парой плющильных вальцов составляет от 0,23 до 2,02 кВт.

7. Проведены экономические расчеты использования плющильных аппаратов на льнокомбайнах, показавшие, что их применение обеспечивает ускорение вьшежки тресты до кондиционных требований на 3−10 суток, повьппает однородность тресты и улучшает ее качество до одного сорта-номера и, как следствие, обеспечивает получение высококачественного длинного льноволокна. Годовой экономический эффект одного льнокомбайна последнего поколения, только от повьппения качества тресты и выхода длинного волокна, составил 64,4 тью. руб. Фактический годовой экономический эффект, от внедренных плющильных аппаратов на всех типах льнокомбайнов, составляет 9,72 млн руб.

8. Предложены, на основе патента, два способа интенсификации многократного плющения стеблей льна в каждом технологическом потоке, выходящим из теребильных секций, с последующим плющением общей ленты вытеребленных растений (Патенты №№ 2 138 937 и 2 171 564).,.

Работа ВНИПТИМЛ под наименованием «Исследовать и создать плю-щильно-транспортирующий адаптер к льноуборочным машинам», в выполнении которой в качестве отв. исполнителя принимал непосредственное участие автор, награждена Дипломом Россельхозакадемии как лучшая завершенная научная разработка 2001 г. (см. Приложение 20).