Способ определения напряжения разрушения связи волокна с древесиной в льняной тресте

Классификация по МПК: D01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2357026
Дата публикации: 
Среда, Май 27, 2009
Начало действия патента: 
Понедельник, Февраль 5, 2007

Способ определения напряжения разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте включает отрыв полоски волокон от древесины, при этом усилие отрыва прикладывают к двум концам полоски волокон с одновременным определением в момент отрыва усилия и длины участка соприкосновения полоски волокон с древесиной с последующим расчетом величины напряжения по формуле

где σ* - напряжение разрушения; F* - сила, прикладываемая к волокнам; a* - длина участка соприкосновения полоски волокон с древесиной; b - ширина полоски волокон. Использование данного способа обеспечивает определение напряжения разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте. 10 ил.


Изобретение относится к области льняной промышленности, в частности, для определения напряжения разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте.

Нарушение связи волокна с древесиной является важнейшей задачей приготовления льняного волокна к прядению. Поэтому знание напряжения связи в стеблях, его зависимости от различных факторов является непременным условием рационального построения технологического процесса очистки волокон от костры.

В настоящее время известны различные способы определения напряжения разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте. Известен, например, способ "сдвиг" [1, с.46], заключающийся в том, что процесс разрушения связи между волокном и древесиной происходит под действием касательных напряжений (усилий). Для данного способа рабочим образцом служит треста определенной длины, на которой остается волокнистая часть в виде полоски. Размеры полоски имеют определенную ширину и длину. Для удобства исполнения данного способа один конец волокна 1, как правило, выходит за границы древесины (костры) 2 со стороны усилия, прикладываемого к волокну, в то время как древесина должна быть жестко закреплена (фиг.1).

Известен способ "сдирание" [1, с.52], заключающийся в том, что процесс разрушения связи между волокном 1 и древесиной 2 происходит под действием силы, действующей параллельно плоскости древесины. Рабочий образец имеет аналогичный с предыдущим способом вид (фиг.2).

Перечисленные способы имеют общий недостаток: способ "сдвиг" не позволяет определить напряжение разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте (т.к. разрушение происходит под действием касательных напряжений (усилий));

способ «сдирание» также не позволяет определить напряжение разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте, т.к. разрушение происходит под действием силы, действующей параллельно плоскости древесины.

Известен способ «отрыв» (2, с.10), заключающийся в том, что процесс разрушения связи между волокном 1 и древесиной 2 происходит, когда волокно снимается с древесины в нормальном направлении, т.е. перпендикулярном или близком к нему. Рабочий образец также аналогичен предыдущим способам (фиг.3), и сила, под действием которой происходит разрушение связи между волокном и древесиной, прикладывается как и в предыдущих способах к одному концу полоски волокон.

Недостатком данного способа является неспособность обеспечения определения напряжения разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте, т.к. отсутствует возможность определения площади участка, на котором происходит отделение компонентов. Задачей заявленного изобретения является определение разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте. Технический результат, заключается в устранении указанного недостатка в способе определения напряжения разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте, характеризующимся тем, что включает отрыв полоски волокон от древесины, при этом усилие отрыва прикладывают к двум концам полоски волокон с одновременным определением в момент отрыва усилия и длины участка соприкосновения полоски волокон с древесиной с последующим расчетом величины напряжения по формуле

где σ* - напряжение разрушения;

F* - сила, прикладываемая к волокнам;

а* - длина участка соприкосновения полоски волокон с древесиной;

b - ширина полоски волокон.

Решение задачи достигается за счет двустороннего отрыва волокна 1 от древесины 2 (фиг.4), при котором подготавливают рабочий образец, аналогичный предыдущим образцам (жестко закрепленная древесина и связанная с ней полоска волокон).

Однако отличительной особенностью является то, что отрыв полоски волокон от древесины производят не как при вышерассмотренных способах за один конец полоски волокон, а за два соединенных вместе конца полоски. Таким образом, отрыв за два конца позволяет зафиксировать площадь участка отрыва, которая не равна нулю, и затем рассчитать напряжение разрушения связи в нормальном направлении между волокном и древесиной в льняной тресте.

На фиг.4 представлена иллюстрация предлагаемого способа отделения волокон от древесины в льняной тресте - "двухсторонний отрыв", на фиг.5 изображена по этапам реализация отделения волокна 1 от древесины 2 в льняной тресте предлагаемым способом.

При новом способе определение напряжения разрушения связи производится следующим образом.

1. Подготавливают рабочий образец - треста с полоской волокон определенной ширины и двумя свободными концами (фиг.5,а).

2. Соединяют вместе свободные концы полоски волокон, при этом древесина должна быть закреплена неподвижно (фиг.5,б).

3. К соединенным концам полоски волокон прикладывают нарастающую силу F1 в направлении, перпендикулярном поверхности костры (фиг.5,в). Отделение соединенных концов полоски волокон от древесины происходит при увеличении силы Fi и уменьшении длины участка полоски волокон, соприкасающихся с древесиной ai (фиг.5,г).

4. В момент отрыва полоски волокон от древесины одновременно фиксируют: 1) силу F* и 2) длину а* участка соприкосновения полоски волокон с древесиной (фиг.5,д). Контроль длины a* (фиг.5,е) участка соприкосновения полоски волокон с древесиной можно производить с помощью анализа видеоизображения, получаемого с помощью видео- или киносъемки.

5. Рассчитывают напряжение разрушения в нормальном направлении по формуле,

где b - ширина полоска волокон.

В результате, новый способ позволяет определять напряжение разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте в нормальном направлении.

Источники информации

1. Лясич В.А. Исследование процесса скоблящего изгиба - излома при выделении длинного волокна из льняной тресты / В.А.Лясич: дис. канд. техн. наук. - Кострома: КГТУ, 1969. - 188 с.

2. Ипатов A.M. Теоретические основы механической обработки стеблей лубяных культур / A.M.Ипатов. - М.: Легпромбытиздат, 1989. - 144с. (Прототип).

Формула изобретения

Способ определения напряжения разрушения связи волокон с древесиной в льняной тресте, характеризующийся тем, что включает отрыв полоски волокон от древесины, при этом усилие отрыва прикладывают к двум концам полоски волокон с одновременным определением в момент отрыва усилия и длины участка соприкосновения полоски волокон с древесиной с последующим расчетом величины напряжения по формуле

,
где σ* - напряжение разрушения;
F* - сила, прикладываемая к волокнам;
a* - длина участка соприкосновения полоски волокон с древесиной;
b - ширина полоски волокон.