способ механической обработки кожевенно-мехового сырья и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ механической обработки кожевенно-мехового сырья, заключающийся в размещении шкуры перед рабочим органом, подачи шкуры в зону обработки и последующем воздействии на нее рабочим органом для осуществления мездрения, разбивки, растяжки, репьеуборки и расчесывании волоса, отличающийся тем, что при размещении осуществляют жесткую фиксацию одного края шкуры, при подаче осуществляют набрасывание свободного конца шкуры на рабочий орган для образования сил от веса шкуры и от трения при взаимодействии шкуры с рабочим органом, причем воздействие рабочим органом для мездрения, разбивки и растяжки осуществляют со стороны мездры, а репьеуборку и расчесывание волоса - со стороны меха, при этом после воздействия рабочим органом на свободный конец шкуры осуществляют жесткую фиксацию последнего для обработки предыдущего края шкуры.

2. Устройство для механической обработки кожевенно-мехового сырья, содержащее установленные на станине опоры с размещенными рабочим органом, выполненным в виде цилиндрического сердечника с разнонаправленными от центра к периферии винтовыми ножами, кинематического связаннного с приводом, и столом для раскладки шкуры, расположенным параллельно оси цилиндрического сердечника, отличающееся тем, что оно содержит установленное на столе для раскладки шкуры средство для жесткой фиксации края шкуры, при этом стол со средством жесткой фиксации и цилиндрический сердечник установлены с возможностью параллельного перемещения один относительно другого в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что угол подъема винтовых ножей для мездрения составляет 15 - 30^o для обеспечения возможности образования угла встречи ножа с поверхностью шкуры, равного 80 - 85^o.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что угол подъема винтовых ножей для разбивки и растяжки составляет 30 - 60^o для обеспечения возможности образования угла встречи ножа с поверхностью шкуры, равного 70 - 80^o.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что угол подъема винтовых ножей для репьеуборки и расчесывания волос составляет 45^o для обеспечения возможности образования угла встречи ножа с поверхностью шкуры, равного 75 - 80^o, а винтовые ножи содержат чередующиеся между собой ножи постоянного сечения и зубчатые, развернутые параллельно поперечной оси цилиндрического сердечника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кожевенно-меховой промышленности, а именно к способам механической обработки кожевенно-мехового сырья и конструкциям машин для их осуществления.

Известен способ механической обработки кожевенно-мехового сырья, заключающийся в размещении шкуры перед рабочим органом, подачи шкуры в зону обработки и последующем воздействии на нее рабочим органом для осуществления мездрения, разбивки, растяжки, репьеуборки и расчесывания волоса. Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит установленные на станине опоры с размещенным рабочим органом, выполненным в виде цилиндрического сердечника с разнонаправленными от центра к периферии винтовыми ножами, кинематически связанного с приводом, и столом для раскладки шкуры, расположенным параллельно оси цилиндрического сердечника (авт.св. N 1588766, кл. С 14 В 15/00, 1987).

Техническим результатом изобретения является повышение качества кожевенно-мехового сырья и упрощение технологии обработки.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки в сборе; на фиг. 2 винтовой нож; на фиг. 3, 4 то же, варианты.

Устройство содержит станину 1 с установленным на ней на опорах 2 ножевым валом 3. Ножевой вал связан с электроприводом 4. Параллельно оси ножевого вала 3 расположен стол для раскладки шкур 5, кромка которого в совокупности с упором 6 образуют устройство жесткой фиксации, которое приводится в действие педалью 7, а усилие фиксации создается пружиной 8.

Устройство работает следующим образом.

На операции мездрения край шкуры жестко фиксируют параллельно оси ножевого вала 3, а свободный ее участок набрасывают мездровой стороной на ножевой вал. Под действием собственного веса шкура облегает ножевой вал и в месте контакта образуется угол встречи ножа с обрабатываемой поверхностью, величина которого менее 90^о, что обеспечивает сдвиговое напряжение на кромке ножа, необходимое для удаления мездрового слоя. При этом под действием сдвиговых напряжений на кромках ножей при обработке шкура натягивается на ножевой вал, чем обеспечивается определенное усилие прижима ее к ножевому валу. Так как кожевая ткань обладает более упругими свойствами, чем мездровая, то после удаления мездры с какого-либо участка нож начинает при его прохождении совершать холостой проход, так как сдвиговое усилие на кромке ножа недостаточно для повреждения кожевой ткани, продолжая при этом удалять мездру с оставшихся участков. Предлагаемый способ позволяет исключить повреждение кожевой ткани даже при наличии ее дефектов в виде свищей, всевозможных рубцов, возникающих при жизни животного от укусов насекомых или других прижизненных травм. В процессе мездрения шкура по всей обрабатываемой площади подвергается растяжке в продольно-поперечном направлении, под воздействием ножей происходит высокочастотное перемещение одних ее участков относительно других, а также фрикционный нагрев. В результате, наряду с удалением мездрового слоя происходит разрыхление коллагеновых волокон кожевой ткани, что облегчает удаление из межволоконного пространства жиров, которые становятся более подвижными при повышении температуры. Это облегчает диффузию в толщу кожевой ткани реактивов (кислот, дубителей) в процессе химической обработки шкуры и обеспечивает повышение качества кожевенно-мехового полуфабриката.

Мездрение по предлагаемому способу не требует дополнительной подготовки в виде предварительной стрижки волоса до определенной длины или регулировки оборудования от партии сырья к партии. Способ позволяет безо всяких затруднений мездрить шкуры маралов и северных оленей, что обеспечивает сгонку волоса золением и соответственно получение из них кожевенных полуфабрикатов высокого качества, что существенно расширяет сырьевую базу кожевенной промышленности.

Операция разбивки и растяжки осуществляется аналогично операции мездрения. В процессе разбивки и растяжки происходит подчистка кожевой ткани от остатков мездры, устраняются разного рода шероховатости, возникшие в процессе химической обработки, полуфабрикат по свей площади контактирует с ножевым валом подвергается высокочастотному динамическому воздействию ножей, что обеспечивает эффективное разрыхление коллагеновых волокон ножевой ткани и одновременное растяжение ее в продольно-поперечном направлении. Так как разбивка и растяжка производится одновременно по большой площади и при воздействии фрикционного нагрева, эффективность процесса возрастает, полуфабрикат получается в виде ровного пласта, что позволяет исключить операцию его глажения при отделке.

На операциях репьеуборки и расчесывания волоса край шкуры жестко фиксируется параллельно оси ножевого вала 3 и свободный участок шкуры набрасывают на ножевой вал в верх мездровой стороной. Под действием собственного веса шкура облегает ножевой вал, а под действием касательного напряжения, возникающего при взаимодействии ножей с волосяным покровом, натягивается на ножевой вал, чем достигается необходимое усилие взаимодействия. При этом волосяной покров шкуры под действием ударных нагрузок очищается от репьев и грязи, слипшиеся и спутанные волоски разделяются. По мере очистки и расчесывания волосяного покрова шкуры ножи получают возможность более глубокого проникновения в него, в результате чего возрастает касательное напряжение, натягивающее шкуру на ножевой вал и соответственно возрастает усилие взаимодействия между ножами и волосяным покровом. Таким образом, исключается возможность обезволашивания сильно загрязненных и свалявшихся участков волосяного покрова.

Операция расчесывания волоса аналогична операции репьеуборки. Шкуру при операциях мездрения, разбивки и растяжки размещают на столе 5 мездряной стороной вверх, а при операциях репьеуборки и чесания волоса и мездряной стороной вниз. Затем нажимают педаль 7, край шкуры помещают между кромкой стола и упором 6, после чего опускают педаль, тем самым жестко фиксируя край шкуры. Свободный участок шкуры набрасывают на ножевой вал 3, включают электропривод 4. Ножевой вал, вращаясь, воздействует на поверхность обрабатываемой шкуры. После окончания обработки электропривод выключают, после остановки ножевого вала шкуру снимают. Нажатием педали 7 снимают фиксацию, шкуру разворачивают, помещая ее обработанной край между кромкой стола и упором 6. Операцию повторяют. Следует отметить, что для компенсации износа ножей ножевого вала, а также при переходе с одного размера обрабатываемых шкур на другой, при необходимости регулируют взаимное расположение стола 5 и ножевого вала 3 их перемещением в опорах.

Для проведения операции мездрения ножевой вал 3 устройства для механической обработки кожевенно-мехового сырья выполнен в виде цилиндрического сердечника с размещенными на нем разнонаправленными от центра к периферии винтовыми ножами, угол подъема которых составляет 15-30^о, а угол встречи ножа с обрабатываемой поверхностью шкуры 80-85^о.

На фиг. 2 схематично показан ножевой вал для мездрания.

Угол подъема ножей 15-30^о обусловлен условиями их работы: при угле подъема менее 15^о возникает вероятность пореза кожевой ткани, а при увеличении угла подъема свыше 30^о ножи теряют способность подрезать мездряную ткань из-за блокировки их режущих кромок уже отделенными фрагментами мездровой ткани, вследствие чего производительность и качество обработки резко снижается. Угол встречи ножа с обрабатываемой поверхностью непосредственно вязан с диаметром ножевого вала и расстоянием между ножами: угол растет, приближаясь к 90^о, по мере уменьшения расстояния между ножами: расстояние между ножами в зависимости от диаметра ножевого вала, угла подъема ножа и угла встречи с обрабатываемой поверхностью определяется соотношением l=P Cos Sin , (1) где l расстояние между ножами,

D диаметр ножевого вала,

угол подъемам ножей,

угол встречи ножа с обрабатываемой поверхностью. При уменьшении угла встречи ниже 80^о сдвиговое напряжение на кромке ножа возрастает выше допустимого, что приводит к порывам кожевой ткани, а при увеличении выше 85^о уменьшается и становится недостаточным для удаления мездры.

Для проведения операции разбивки и растяжки кожевенно-мехового полуфабриката ножевой вал устройства (фиг. 3) выполнен в виде цилиндрического сердечника с размещенными на нем разнонаправленными от центра к периферии винтовыми ножами 2, угол подъема которых составляет 30-60^о, а угол встречи с обрабатываемой поверхностью 70-80^о.

Угол подъема ножей обусловлен условиями их работы: при уменьшении угла подъема менее 30^о возникает возможность пореза кожевой ткани, а также растяжение кожевенно-мехового полуфабриката происходит преимущественно в продольном направлении, а при увеличении угла подъема свыше 60^о ножи теряют способность подчистки кожевой ткани от остатков мездры и различного рода шероховатостей, возникших в процессе химической обработки, а полуфабрикат подвергается растяжке преимущественно в поперечном направлении.

Угол встречи ножа с обрабатываемой повеpхностью зависит от толщины кожевой ткани обрабатываемого полуфабриката для больших толщин (шкуры крупного рогатого скота, маралов, северных оленей) 70-75^о и для средней толщины (шкуры овец, телят) 75-80^о. При уменьшении угла встречи менее величины 70^о касательное сдвиговое напряжение возрастает настолько, что способно вызвать разрыв кожевой ткани обрабатываемого полуфабриката, а при увеличении угла свыше 80^о касательное напряжение становится недостаточным, что существенно снижает производительность и качество обработки.

Для проведения операций репьеуборки и чесания волоса ножевой вал устройства (фиг. 4) выполнен в виде цилиндрического сердечника с размещенными на нем разнонаправленными от центра к периферии винтовыми ножами 2, угол подъема которых преимущественно 45^о, а угол встречи с обрабатываемой поверхностью 75-80^о, причем ножи постоянного сечения чередуются с зубчатыми, зубья которых образованы делением поперечными пропилами полотна ножа постоянного сечения на участки, равные 3-5 его толщинам, и их разворотом параллельно поперечной оси ножевого вала.

Угол подъема ножей обусловлен условиями их работы, зубчатый нож производит расчесывание и укладку волоса параллельно поперечной оси ножевого вала, следующий за ним нож постоянного сечения, динамически воздействуя на волос, вспушивает его и укладывает под углом к поперечной оси ножевого вала, соответствующим углу подъема ножа. Этот процесс повторяется многократно. При увеличении угла подъема ножей увеличивается и угол между направлением укладки волоса и поперечной осью ножевого вала, а соответственно и угол, под которым происходит взаимодействие волоса с зубьями ножа. Чрезмерное увеличение этого угла вызывает залом волоса на зубьях, в результате чего волос сечется или выдирается из кожевой ткани, в то время как при чрезмерном уменьшении угла, зубья скользят вдоль волоса, слабо с ним взаимодействуя, что снижает качество обработки. Оптимальным является угол подъема ножей, близкий 45^о. Угол встречи ножа с обрабатываемой поверхностью определяет величину касательного напряжения, возникающего при взаимодействии ножа с волосяным покровом шкуры, под действием которого она натягивается на ножевой вал. При увеличении угла встречи свыше величины 80^о величина касательного напряжения становится недостаточной, что приводит к снижению производительности и качества обработки, а при уменьшении угла менее величины 75^о касательное напряжение становится чрезмерным, в результате чего ножи погружаются в толщу волосяного покрова не послойно по мере прочесывания, а сразу на всю глубину, что приводит к обезволашиванию участков шкуры со свалявшимся волосяным покровом. Заявляемый интервал величины угла встречи ножей с обрабатываемой поверхностью 75-80^о является оптимальным.

Форма зубьев зубчатого ножа с одной стороны обеспечивает процесс сильно свалявшихся участков волосяного покрова, а с другой эффективную очистку от репьев и грязи. Репьи и крупные частицы грязи удаляются при попадании между зубьями, а очистка непосредственно волоса осуществляется при контакте с тремя ребрами зуба в процессе прочесывания. Ширина зуба, соответствующая 3-5 толщинам, обеспечивает при чесании глажение спутанного волоса, его распрямление и предотвращает спутывание волоса после прохождения зуба. Уменьшение ширины зуба снижает эффективность чесания, а увеличение его толщины свыше 5 толщин дополнительного эффекта не производит, но увеличивает время обработки, так как зубчатый нож становится слишком редким.

Таким образом, заявляемая конструкция устройства для механической обработки кожевенно-мехового сырья с предлагаемым набором сменных ножевых валов является универсальной и позволяет проводить операции репьеуборки, мездрения, разбивки и растяжки, чесания волоса.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

П р и м е р 1. Овчину сухосоленого способа консервирования подвергают репьеуборке. Репьеуборку, как и все последующие операции, осуществляют на универсальном устройстве для механической обработки кожевенно-мехового сырья заявляемой конструкции. Шкуру размещают на столе мехом вверх, край шкуры фиксируют в устройстве жесткой фиксации, после чего свободный участок ее набрасывают на ножевой вал, запускают электропривод. Обработку проводят при вращении ножевого вала со скоростью 360-400 об/мин в течение 15-20 с, после чего электропривод выключают, снимают фиксацию края шкуры, закрепляют обработанный край, и процесс повторяют. Ножевой вал для репьеуборки выполнен в виде цилиндрического сердечника диаметром 320 мм и длиной 1500 мм, на котором закреплены разнонаправленные от его центра к периферии винтовые ножи высотой 50 мм, т.е. диаметр ножевого вала соответствует 400 мм. Угол подъема ножей 45^о, угол их встречи с обрабатываемой поверхностью 78^о, расстояние между ножами 95 мм. Ножи постоянного сечения чередуются с зубчатыми, зубья образованы пропилом полотна ножа постоянного сечения до половины его высоты на участки, равные 4 толщины ножа, т.е. 12 мм (толщина ножа 3 мм) и последующим их разворотом параллельно поперечной оси ножевого вала.

После репьеуборки шкуры подвергают отмочке по известной технологии, отжимают и подают на операцию мездрения.

Шкуру размещают на столе мездреной стороной вверх, край шкуры фиксируют в устройстве жесткой фиксации, свободный ее участок набрасывают на ножевой вал, после чего запускают электропривод. Обработку проводят при вращении ножевого вала со скоростью 360-400 об/мин в течение 10-15 с, после чего привод выключают, шкуру снимают с ножевого вала, снимают фиксацию края шкуры, фиксируют ее обработанный край, и процесс повторяют.

Ножевой вал для мездрения выполнен в виде цилиндрического сердечника диаметром 320 мм и длиной 1500 мм, на котором закреплены разнонаправленные от его центра к периферии винтовые ножи высотой 40 мм (диаметр ножевого вала соответствует 400 мм. Угол подъема ножей составляет 20^о, угол встречи с обрабатываемой поверхностью 82^о, расстояние между ножами 60 мм).

После операции мездрения шкуру подвергают химической обработке по известной технологии, сушат и подают на операцию разбивки и растяжки.

Шкуру размещают на столе мездровой стороной вверх, край шкуры фиксируют устройством жесткой фиксации, свободный ее участок набрасывают на ножевой вал, после чего запускают электропривод. Обработку проводят при скорости вращения ножевого вала 360-400 об/мин, в течение 15-20 с, после чего привод выключают, снимают фиксацию, шкуру снимают с ножевого вала, фиксируют ее обработанный край, и процесс повторяют.

Ножевой вал для разбивки и растяжки выполнен в виде цилиндрического сердечника диаметром 320 мм и длиной 1500 мм, на котором закреплены разнонаправленные от его центра к периферии винтовые ножи высотой 40 мм, т.е. диаметр ножевого вала составляет 400 мм. Угол подъема ножей 45^о, угол встречи с обрабатываемой поверхностью составляет 75^о, расстояние между ножами 100 мм.

После разбивки и растяжки проводят чесание волосяного покрова. Операция чесания проводится аналогично операции репьеуборки с использованием аналогичного ножевого вала. Особо следует отметить, что операцию репьеуборки можно производить с одинаковым успехом как на сухой шкуре, так и на шкуре, прошедшей отмочку, что является одним из преимуществ предлагаемого способа и устройства для его реализации. Проведение репьеуборки перед отмочкой позволяет значительно снизить водопотребление и загрязненность сточных вод.

При обработке шкуры на любой из описанных операций края шкуры, а особенно участки ее, снятые с ног, могут "хлопать" по ножевому валу, в результате чего качество их обработки снижается. Для исключения этого "хлопающие" участки шкуры в процессе обработки прижимают к ножевому валу деревянной правилкой.

Для выявления влияния заявляемого способа механической обработки кожевенно-мехового сырья (по сравнению с известными) на качество готового полуфабриката на Новосибирской кожевенно-меховой фабрике проведены сравнительные испытания при выделке шубной овчины. Пятьдесят шкур овец были разрезаны по хребтовой линии, каждая половина шкуры пронумерована и вошла в состав одной из двух партий. При выделке первой партии использовалась промышленная технология с использованием известных способов механической и химической обработки сырья. В частности, мездрение проводилось на мездрильной машине ММП-1800-К, разбивка и растяжка на машине ТММ-2. При выделке второй партии шубной овчины механическая обработка проводилась с использованием заявляемого способа, как показано в примере 1, а химическая обработка проводилась известными способами, аналогичными для обработки первой партии.

Осредненные результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Увеличение температуры свариваемости и предела прочности при растяжении шубной овчины, выделанной с использованием заявляемого способа, очевидно, объясняется более высоким качеством мездрения исходного сырья. В процессе мездрения шкура по всей обрабатываемой поверхности подвергается растяжке в продольно-поперечном направлении, под действием ножей происходит высокочастотное перемещение одних ее участков относительно других, сопровождаемое фрикционным нагревом. В результате наряжу с удалением мездры происходит разрыхление коллагеновых волокон кожевой ткани, что облегчает удаление из межволоконного пространства жиров, подвижность которых увеличивается с повышением температуру. Это облегчает диффузию в толщу кожевой ткани реактивов в процессе химической обработки шкуры и обеспечивает повышение качества готового полуфабриката.

Увеличение выхода площади готового полуфабриката объясняется отсутствием брака при мездрении и высоким качеством разбивки и растяжки.

Использование заявляемого способа механической обработки кожевенно-мехового сырья и устройства для его выполнения при выделке шкур марала на кожу с применением известных способов обеспечило проведение сгонки волоса золением и получение кожевенного полуфабриката, соответствующего государственному стандарту.

Таким образом, предлагаемый способ механической обработки кожевенно-мехового сырья и устройство для его реализации позволяют получить следующий технический результат:

упростить технологию механической обработки кожевенно-мехового сырья;

повысить качество готового кожевенно-мехового полуфабриката;

расширить сырьевую базу кожевенной промышленности;

упростить и унифицировать оборудование для механической обработки кожевенно-механического сырья.

Изобретение может быть использовано в кожевенно-меховой промышленности.