Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Systems Methods Technologies. S.N. Vikharev et al. Study of fibrous …2018 № 3 (39) p. 108-115 108 УДК 676. 024. 61 DOI: 10.18324/2077-5415-2018-3-108-115 Исследование размола волокнистых материалов в ножевых машинах с учетом износа гарнитуры С.Н. Вихарев 1 a , Ю.Д. Алашкевич 2 b , В.П. Сивак в 1 c 1 Уральский государственный лесотехнический университет, ул. Сибирский Тракт 36, Екатеринбург, Россия 2 Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева, пр. Мира 82, Красноярск, Россия a cbp200558@mail.ru, b mapt@sibgtu.ru , c vpsivakov@yandex.ru a https://orcid.org/0000-0002-7945-8027, b https://orcid.org/0000-0002-1263-6125, c https://orcid.org/0000-0002-8123-8507 Статья поступила 16.05.2018, принята 28.06.2018 Ножевые размалывающие машины — это основное технологическое оборудование для размола волокнистых материалов в целлюлозно-бумажной промышленности. Именно в этих машинах закладываются основные свойства бумаги и картона. В статье сделана попытка применить теорию контакта применительно к размалывающей гарнитуре с учетом ее износа. В качестве модели волокнистых материалов при жидкостном трении гарнитуры использована модель Кельвина – Фойгта. Вязкоупругие свойства материала гарнитуры и размалываемого волокнистого материала оказывают существенное влияние на формирование рельефа поверхности гарнитуры при изнашивании. Форма износа ножей гарнитуры мельницы зависит от следующих комплексов: триботехнических свойств материала гарнитуры; отношения времени релаксации и последствия волокнистой прослойки; отношения времени воздействия ножей гарнитуры за один период к времени последствия волокни- стой прослойки. По результатам вычислений построен график формы поверхности гарнитуры в установившемся режиме изнашивания. Показаны факторы, влияющие на форму износа, глубину и амплитуду впадин поверхности гарнитуры. Получена теоретически и экспериментально подтвержденная установившаяся форма изношенной поверхности гарнитуры. Исследован коэффициент трения между ротором и статором, показано влияние на этот коэффициент геометрических размеров гар- нитуры и свойств волокнистой прослойки. Предложены новые конструкции размалывающих машин, использующие трение качения в зоне размола. Конструкции этих машин защищены патентами Российской Федерации. Ключевые слова : ножевые машины; волокнистый материал; гарнитура; нож; давление; контакт; размол; силы; износ. Study of fibrous materials grinding in knife machines taking into account the wear of the headset S.N. Vikharev 1 a , Yu.D. Alashkevich 2 b , V.P. Sivakov 1 c 1 Ural State Forest Engineering University; 37, Sibirsky Trakt St., Ekaterinburg, Russia 2 Siberian State University of Science and Technologies; 82, Mira Ave., Krasnoyarsk, Russia a cbp200558@mail.ru, b mapt@sibgtu.ru , c vpsivakov@yandex.ru a https://orcid.org/0000-0002-7945-8027, b https://orcid.org/0000-0002-1263-6125, c https://orcid.org/0000-0002-8123-8507 Received 16.05.2018, аccepted 28.06.2018 Knife grinders are the main technological equipment for grinding fibrous materials in the pulp and paper industry. It is in these ma- chines that the basic properties of paper and cardboard are laid. The article makes an attempt to apply the theory of contact to a grind- ing set with regard to its wear and tear. As a model of fibrous materials in the liquid friction of the headset, the Kelvin-Voigt model is used. Viscoelastic properties of the material of the headset and the grinded fibrous material have a significant effect on the formation of the surface relief of the headset when worn. The form of wear of the knives of the mill's headset depends on the following complexes: tribotechnical properties of the headset material; relation of relaxation time and the consequences of fibrous interlayer; the ratio of the time of action of the knives of the headset in one period to the time of the consequences of the fibrous interlayer. Based on the results of calculations, a graph of the shape of the surface of the headset is constructed in the steady-state wear mode. The factors affecting the form of wear, the depth and amplitude of the head surface cavities are shown. The theoretically and experimentally confirmed steady- state shape of the worn out surface of the headset is obtained. The coefficient of friction between the rotor and the stator is investigated, the influence of the headset and the properties of the fibrous layer on this coefficient is shown. New designs of grinding machines using rolling friction in the grinding zone are proposed. The designs of these machines are protected by patents of the Russian Federation. Keywords: mills; fibrous material; knife tackle; knife; pressure; contact; grinding; forces; wear. Введение Ножевые размалывающие машины — это основное технологическое оборудование для размола волокни- стых материалов в целлюлозно-бумажной промышлен- ности. При размоле волокнистых материалов в мель- ницах закладываются основные свойства выпускаемой