Способ непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий, преимущественно дубленой кожи или шкуры и установка для его осуществления

 

Использование: в кожевенной промышленности. Сущность изобретения: способ непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий заключается в продвижении изделия в направлении, параллельном его рабочей плоскости, и приложении к обеим сторонам изделия противоположно направленных возвратно-поступательных деформирующих усилий. Эти усилия действуют в направлении, перпендикулярном плоскости изделия, за счет заданного хода рабочего инструмента. При этом к одной стороне изделия усилия прикладываются с помощью рабочего инструмента из жестких элементов, которые перемещаются перпендикулярно плоскости изделия и воздействуют на взаимно удаленные участки рабочей поверхности изделия. К другой стороне изделия деформирующие усилия прикладывают с помощью равномерного непрерывного слоя из эластично-упругого деформируемого материала. Жесткие элементы рабочего инструмента выполнены сферической куполообразной формы с большим радиусом кривизны, чем их рабочий ход, для обеспечения относительно большой контактной поверхности для уменьшения удельного давления, действующего на противолежащие стороны изделия. Установка для непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий, содержащая две обращенные одна к другой гибкие ленты, размещенные с возможностью их одновременного перемещения вместе с расположенным между ними пластинчатым изделием в направлении, параллельном плоскости лент, имеет по крайней мере одну пару параллельных обрабатывающих плит, установленных на наружных поверхностях гибких лент. При этом одна из обрабатывающих плит несет на своей рабочей поверхности жесткие элементы рабочего инструмента. Другая обрабатывающая лента имеет плоскую жесткую опору. По меньшей мере одна из этих параллельных обрабатывающих плит установлена с возможностью возвратно-поступательного циклического перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости гибких лент, между максимальным и минимальным расстояниями относительно другой обрабатывающей плиты. На плоской жесткой опоре второй обрабатывающей плиты закреплен непрерывный равномерный слой из эластично-упругого деформируемого материала. Данный материал имеет толщину, равную по крайней мере разности между максимальным и минимальным расстояниями между параллельными обрабатывающими плитами. Жесткие элементы рабочего инструмента выполнены сферической формы с радиусом кривизны большим, чем разность расстояний между параллельными обрабатывающими плитами. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к кожевенной промышленности, касается способа мягчения и растягивания пластинчатых изделий, в частности дубленых промышленных кож или шкур, в основном в непрерывном цикле, а также установки для его осуществления. В данной области процесс в соответсвии с настоящим изобретением обычно называют мягчением и растягиванием, а установку для его осуществления установкой для мягчения или растягивания.

Мягчение кожи производится после дубления и частичной сушки, в результате чего волокна запутываются и укорачиваются, делая кожу жесткой и твердой. С помощью мягчения волокна вытягиваются, разделяются, выравниваются, с тем чтобы придать коже ее первоначальную эластичность и мягкость.

До сих пор мягчение осуществлялось растягиванием кожи вручную и последующим ее интенсивным взаимодействием (так как ее терли), с обычными инструментами в форме ножей. В современных автоматических машинах, предназначенных для уменьшения или устранения физического усилия и ускорения обработки, старые ручные инструменты были заменены рычагами, роликами или чаще качающимися пластинами. Эти более поздние машины обладают тем преимуществом, что обработка производится непрерывно, значительно повышая производительность самой обработки.

Все эти автоматические машины используют способ, который включает приложение к противоположным сторонам кожи противоположно направленных усилий, в основном перпендикулярных этим поверхностям. Усилия прикладываются к взаимно удаленным участкам на одной стороне кожи и к промежуточным участкам между этими удаленными участками на другой стороне, с тем чтобы приложить между рабочими участками деформирующие усилия, превышающие предел упругости волокон с последующим многонаправленным удалением.

Известна машина для мягчения кож, использующая вышеописанный способ, содержащая две противостоящие плиты, между которыми движется подлежащая обработке кожа, при этом по крайней мере одна из плит перемещается возвратно-поступательно к и от другой плиты для взаимодействия с находящейся между ними кожей. По крайней мере на одной из противолежащих плит установлен ряд равноудаленных выступающих элементов, выполненных из штифтов или штырей со скругленными концами, взаимодейстующих с рядом противолежащих элементов, выполненных на другой плите. В этой машине элементы второй пластины представляют собой полости, форма которых соответствует выступающим элементам. В другом варианте конструкции элементы второй плиты могут состоять из второго ряда выступающих элементов, располагающихся в свободных пространствах между первыми элементами. Элементы плит непосредственно не воздействуют на обрабатываемую кожу, а с помощью двух примыкающих упругих ремней, которые благодаря их одновременному перемещению обеспечивают продвижение кожи в направлении, перпендикулярном перемещению плит.

Машины такого типа обеспечивают значительную производительность главным образом за счет высокой частоты поперечного колебательного перемещения плит, которая составляет в основном от 5 до 10 ходов в секунду и координируется с продольным продвижением ремней. Однако эти машины обладают рядом известных недостатков. Для того чтобы машина была приспособлена на различную толщину и текстуру кож, минимальное расстояние между плитами изменяется так, чтобы изменение в степени проникновения противолежащих элементов и, следовательно, достигаемое растягивание соответствовало бы этому изменению расстояния. Поэтому главная задача заключается в максимально возможном увеличении удлинения волокон с целью расширения метража кожи. Однако чрезмерная степень проникновения может привести к образованию нестираемых меток и даже к разрыву кожи и/или ремней в местах соединения элементов.

С целью улучшения степени однородности растягивания для одинаковой степени проникновения плит необходимо также уменьшить скорость продвижения ремней, с тем чтобы подвергнуть тот же участок повторной обработке с последующим уменьшением производительности машины.

Другим недостатком, часто встречающимся в этих машинах, является так называемый граничный эффект, т.е. отсутствие растягивания вдоль периферийных участков пластин, тогда как центральные участки плит стабильно запирают кожу активными поверхностями смежных элементов, а ближе к кромкам это запирающее действие в действительности частично теряется, снижая тем самым растягивающее действие. Для уменьшения этого недостатка необходимо продвигать плиты ближе, повышая тем самым степень проникновения в кожу активных элементов на всем рабочем участке, в результате чего увеличиваются также запирающее усилия ближе к кромкам. Однако это может привести к такому увеличению растяжения кожи к центру плит, которое повлечет за собой непоправимое повреждение кожи.

Известен способ непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий, преимущественно дубленной кожи или шкуры, заключающийся в продвижении изделия в направлении, параллельном его рабочей плоскости, и приложении к обеим сторонам изделия противоположно направленных возвратно-поступательных деформирующих усилий, действующих в направлении, перпендикулярном плоскости изделия, за счет заданного хода рабочего инструмента, при этом к одной стороне изделия усилия прикладываются с помощью рабочего инструмента из жестких элементов, перемещаемых перпендикулярно плоскости изделия и воздействующих на взаимно удаленные участки рабочей поверхности изделия, а к другой стороне изделия деформирующие усилия прикладывают с помощью равномерного непрерывного слоя из эластично-упругого деформируемого материала, при этом жесткие элементы рабочего инструмента выполнены сферической куполообразной формы с большим радиусом кривизны, чем их рабочий ход, для обеспечения относительно большой контактной поверхности для уменьшения удельного давления, действующего на противолежащие стороны изделия.

Установка для непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий содержит две обращенные одна к другой гибкие ленты, размещенные с возможностью их одновременного перемещения вместе с расположенным между ними пластинчатым изделием в направлении, параллельном плоскости лент, по крайней мере одну пару параллельных обрабатывающих плит, установленных на наружных поверхностях гибких лент, при этом одна из обрабатывающих плит несет на своей рабочей поверхности жесткие элементы рабочего инструмента, другая обрабатывающая плита имеет плоскую жесткую опору. По меньшей мере одна из этих параллельных обрабатывающих плит установлена с возможностью возвратно-поступательного цикличного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости гибких лент, между максимальным и минимальным расстояниями относительно другой обрабатывающей плиты.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа мягчения и установки, которая может осуществлять значительное вытягивание кожи надежным и безопасным образом, а также способна прикладывать к коже по существу равномерное растяжение на больших участках без концентрации локализованных напряжений с целью оптимизации мягчения кожи.

Кроме того, целью изобретения является упрощение конструкции установки и тем самым снижение эксплуатационных и производственных расходов.

Целью изобретения является также создание мягчительной установки, которая может изготавливаться из обычных узлов и материалов, с тем чтобы она была выгодной с экономической точки зрения.

На фиг.1 показана предлагаемая установка, вид сбоку; на фиг.2 часть установки, представленной на фиг.1; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 элементы фиг.2 на этапе взаимодействия с расположенной между ними кожей; на фиг. 5 пространственная диаграмма деформирующих сил, действующих на бесконечно малый участок кожи, обрабатываемой предлагаемым способом; на фиг.6 схематичное изображение другого состояния натяжения кожи.

Предлагаемая установка содержит несущую раму 1, которая крепится к полу и поддерживает верхнюю обрабатывающую плиту 2 и нижнюю обрабатывающую плиту 3, расположенные одна против другой относительно обрабатываемой кожи Р.

Кожа перемещается в продольном направлении двумя гибкими лентами 4 и 5, изготовленными из эластичного материала, соответственно идущими в направлении, указанном стрелками F, с помощью двигателя 6 с регулируемой скоростью.

Верхняя обрабатывающая плита 2 жестко взаимодействует с несущей рамой машины с помощью траверсы 7, закрепленной по крайней мере на двух стойках 8 с помощью винтов 9 точной регулировки. Нижняя обрабатывающая плита 3 прикреплена к конструкции 10 (показана пунктирными линиями на фиг.1) и шарнирно прикреплена к несущей раме 1 с помощью первой концевой опоры 11 и к соединительной тяги 12 с помощью второй концевой опоры 13. Соединительная тяга 12 шарнирно соединена с эксцентриковым элементом 14, приводящимся в действие двигателем 15. При вращении двигателя 15 осуществляется поочередное приближение и удаление нижней обрабатывающей плиты 3 относительно верхней обрабатывающей плиты 2. Для регулирования минимального расстояния между параллельными обрабатывающими плитами с целью изменения интенсивности растягивания и приспосабливания машины к толщине и текстуре кожи можно изменять высоту траверсы 7 за счет соответствующего вращения винтов 9 точной регулировки.

Нижняя обрабатывающая плита 3 выполнена из плоской жесткой опоры 16, покрытой равномерным слоем 17 из эластичного упругодеформируемого материала. В качестве материалов для этого слоя могут использоваться эластомеры с очень низким механическим гистерезисом, но обладающие определенной жесткостью, с тем чтобы передавать поперечные усилия значительной интенсивности, с твердостью порядка от 30 до 50 ед. по Шору, например эластомеры типа неопрен, резина, нитриловые или бутиловые резины и синтетические резины вообще.

Толщина равномерного слоя 17 из эластично-упругого деформирующего материала по крайней мере равна ходу S обрабатывающих плит для обеспечения полного проникновения противостоящей плиты.

В соответствии с настоящим изобретением верхняя обрабатывающая плита 2 имеет ряды выступающих жестких элементов 18, имеющих форму сферического купола радиусом R и высотой Н. Величина радиуса R жесткого элемента 18 может составлять от 15 до 30 мм и предпочтительно равна примерно 20 мм. Величина высоты Н жесткого элемента 18 может составлять от 50 до 80% предпочтительно 70% от величины радиуса R.

Шаровая куполообразная форма жесткого элемента 18 обеспечивает относительно большую поверхность контакта. С помощью проведенных экспериментов было установлено, что она обеспечивает оптимальную передачу растягивающих усилий при относительно коротком ходе.

Выступающие жесткие элементы 18, изготовленные из стали с высокой стойкостью к механическим напряжениям и износу, установлены на обрабатывающей плите 3 в шахматном порядке вдоль поперечных рядов, которые перпендикулярны направлению движения кожи, и вдоль продольных стоек, которые наклонены примерно на 10^о относительно направления движения кожи. Благодаря такой конструкции кожа в процессе продвижения взаимодействует с рядами элементов, которые постепенно смещаются вбок, с тем чтобы воздействовать после некоторого продольного перемещения на всю ширину кожи.

Конечный результат заключается в равномерном распределении растяжений (как схематично показано на фиг.5), тем самым существенно уменьшается опасность возможного повреждения и разрыва кожи, которые имеют место в известных конструкциях. Повреждения и разрывы происходили фактически из-за значительной концентрации напряжений на небольших радиусах кривизны и при градиентах растяжения на верху жестких элементов 18 (как схематично показано на фиг.6).

Благодаря низким удельным давлениям, прикладываемым жесткими элементами 18 к коже, можно использовать более высокую частоту колебаний, а также более высокие степень проникновения и скорость подачи, чем те, которые применялись раньше, соответственно улучшаются производительность и качество процесса.

Большая степень растяжения, достигаемая с помощью данной установки при высокой безопасности обеспечивает также значительное увеличение окончательного метража, составляющее примерно 2-3% от общей поверхности.

Большая поверхность сферической куполообразной формы жестких элементов 18 обеспечивает одинаковое прижимающее усилие даже на периферийных участках обрабатывающих плит, уменьшая так называемый граничный эффект.

Предлагаемые способ и установка позволяют оптимизировать мягчение и растягивание кож без повреждений или разрывов.

В установке могут иметь место различные модификации и изменения, не выходящие за область данного изобретения, которая определена формулой. Все детали могут быть заменены на технически эквивалентные. Например, сферическая куполообразная форма выступающих жестких элементов 18 может быть заменена на элипсоидальную или полусферическую формы, взаимодействующие с по существу цилиндрическим основанием, образующим лапку для соединения с обрабатывающей плитой. Кинематическое расположение жестких элементов 18 может быть перевернуто путем крепления обрабатывающей плиты, снабженной выступающими жесткими элементами 18, и перемещения обрабатывающей плиты, покрытой эластично-упруго деформирующим слоем, что также не выходит за область данного изобретения.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий, преимущественно дубленой кожи или шкуры, заключающийся в продвижении изделия в направлении, параллельном его рабочей плоскости, и приложении к обеим сторонам изделия противоположно направленных возвратно-поступательных деформирующих усилий, действующих в направлении, перпендикулярном плоскости изделия, за счет заданного хода рабочего инструмента, при этом к одной стороне изделия усилия прикладываются с помощью рабочего инструмента из жестких элементов, перемещаемых перпендикулярно плоскости изделия и воздействующих на взаимно удаленные участки рабочей поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет равномерности распределения натяжения без концентрации напряжения, к другой стороне изделия деформирующие усилия прикладывают с помощью равномерного непрерывного слоя из эластично-упругодеформируемого материала, при этом жесткие элементы рабочего инструмента выполнены сферической куполообразной формы с большим радиусом кривизны, чем их рабочий ход, для обеспечения относительно большой контактной поверхности для уменьшения удельного давления, действующего на противолежащие стороны изделия.

2. Установка для непрерывного мягчения и растягивания пластинчатых изделий, содержащая две обращенные одна к другой гибкие ленты, размещенные с возможностью их одновременного перемещения вместе с расположенным между ними пластинчатым изделием в направлении, параллельном плоскости лент, по крайней мере одну пару параллельных обрабатывающих плит, установленных на наружных поверхностях гибких лент, а одна из обрабатывающих плит несет на своей рабочей поверхности жесткие элементы рабочего инструмента, вторая обрабатывающая плита имеет плоскую жесткую опору и по меньшей мере одна из этих параллельных обрабатывающих плит установлена с возможностью возвратно-поступательного цикличного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости гибких лент, между максимальным и минимальным расстояниями относительно второй обрабатывающей плиты, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, на плоской жесткой опоре второй обрабатывающей плиты закреплен непрерывный равномерный слой из упругодеформируемого материала, имеющего толщину, равную по крайней мере разности между максимальным и минимальным расстояниями между параллельными обрабатывающими плитами, при этом жесткие элементы рабочего инструмента выполнены сферической формы с радиусом кривизны большим, чем разность расстояний между параллельными обрабатывающими плитами.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что радиус кривизны сферической формы жесткого элемента находится в пределах от 15 до 20 мм и предпочтительно равен 20 мм.

4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что высота сферической части жесткого элемента составляет от 50 до 80% радиуса кривизны, предпочтительно равна 70% от радиуса кривизны.

5. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что жесткие элементы рабочего инструмента выполнены на поверхности одной из обрабатывающих плит в виде большого числа рядов, которые, по существу, равноудалены один от другого и расположены перпендикулярно направлению перемещения гибких лент.

6. Установка по п.2, отличающаяся тем, что оси рядов жестких элементов рабочего инструмента расположены под углом к направлению перемещения гибких лент.

7. Установка по п.2, отличающаяся тем, что непрерывный равномерный слой из упругодеформируемого материала изготовлен из эластомера с низким механическим гистерезисом с твердостью от 10 до 60 ед. по Шору.

8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что эластомер с низким механическим гистерезисом выбирается из натурального каучука и синтетического каучука.

9. Установка по п.2, отличающаяся тем, что гибкие ленты изготовлены из полос слоистой пластмассы или натуральной или синтетической ткани, покрытой слоем синтетического материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6