Файл: Сушкова Н.Д. Бумажные мешки. Производство, свойства и применение мешочной бумаги и мешков.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.07.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

стола 1 м. Заполненный мешок после удаления избытка воздуха укладывают плашмя на поверхность стола на линию раздела ство­ рок. На столе мешок размещают таким образом, чтобы мешок па­ дал сначала на сторону с продольным швом, потом — на противо­ положную. Испытание прекращают после заданного числа сбросов или после разрыва мешка и высыпания содержимого. За ре­ зультат испытания принимают либо количество мешков, выдер­ жавших установленное число сбросов, либо среднее число сбросов, выдержанных мешком до разрыва.

В СССР при контрольной проверке для испытаний отбирают по одному мешку из каждых 3000 шт., но не менее 10 мешков от каждой партии. Мешки испытывают при температуре 20 ±2° С и относительной влажности воздуха 65±2% после предварительного кондиционирования не менее 8 ч. Для заполнения мешков приме­

няют портландцемент марки 500 с

температурой не выше

25° С.

 

Большинство мешков испытывают с 50 лег

 

цемента.

кг

цемента

засыпают

только

 

По 40

 

в небольшие четырех-шестислойные меш­

 

ки. Трехслойные открытые мешки запол­

 

няют

25 кг

цемента.

Все открытые и

 

большие

закрытые

 

мешки (84Х50Х

 

ХІЗ; 90X51,5X13; 92X60X13 см) сбра­

 

сывают на торец при помощи

аппа­

 

рата

Петухова (рис. 39). Остальные за­

 

крытые мешки испытывают вручную при

 

сбрасывании плашмя с постоянной вы­

Рис. 39. Схема аппарата

соты.

 

 

 

 

 

 

Петухова

Закрытые

мешки,

предназначенные

материалы, поднимают

под

цемент,

соду

и другие тяжелые

на высоту

90 см

и

бросают плашмя

на оетонныи пол несколько раз подряд до разрыва или до установленной нормы прочности. Сложность этого метода испы­ таний заключается в необходимости равномерного многократного подъема значительного груза (40—50 кг) на постоянную высоту с последующим свободным падением мешка строго плашмя без приложения дополнительных усилий. При испытании на аппарате Петухова (рис. 39) мешок 1 устанавливается вертикально на пол, и горловина открытого мешка или одно из днищ большого закры­ того мешка зажимается между двумя металлическими пластинами 2 подъемного приспособления 3. После подъема на заданную вы­ соту (30 см от нижнего края мешка до пола) срабатывает кулач­ ковый механизм 4 и мешок свободно падает на торец на ровную поверхность бетонного пола, оставаясь прикрепленным к аппарату. Затем следует снова подъем и сбрасывание с частотой 20 раз в ми­ нуту до нормируемого числа ударов или до разрыва мешка и вы­

сыпания его содержимого. Из каждых 10

закрытых мешков 5 ис­

пытывают клапаном вверх, а остальные

5 мешков — клапаном

вниз.

 

120


Число сбросов, выдержанных сшитыми и склеенными мешками при испытании на торец или плашмя, должно соответствовать нор­ мам, указанным в табл. 32.

Т а б л и ц а 32

Нормы числа ударов (сбросов), выдерживаемых мешками

Число слоев

Непропитаниые

Битумированные

Ламинированные

 

 

 

 

 

 

в мешке

открытые

закрытые

открытые

закрытые

открытые

закрытые

 

3

8

 

6

 

8

 

4

9

13

8

8

9

13

5

13

і б

13

14

13

16

6

16

19

15

16

За результат стандартных испытаний открытых и закрытых мешков принимают процент мешков, выдержавших норму числа сбросов (см. табл. 32). Этим нормам должны соответствовать 80% мешков, подвергаемых испытанию. Остальные мешки должны выдерживать не менее половины указанного в нормах числа сбро­ сов (ударов). Такие мешки относятся к I сорту. Мешки, не отвеча­ ющие требованиям, предъявляемым к I сорту, переводятся во II сорт, если указанным выше нормам соответствует не менее60% мешков, подвергаемых испытанию, а остальные мешки выдержи­ вают не менее половины нормируемого числа сбросов. При испыта­ нии мешков со слоями битумированной бумаги и бумаги с поли­ этиленовым покрытием допускается 10% четырехслойных мешков, выдерживающих три сброса, или 10% пятислойных, выдержи­ вающих четыре сброса. Если мешки не выдержали положенного числа ударов, отбирается повторная проба в удвоенном количестве (не менее 20 шт.), результаты испытания которой считаются окон­ чательными. Мешки, не отвечающие требованиям,, предъявляемым к I и II сорту, переводятся соответственно в низшую категорию мешков по слойности. Места повреждения мешков при испытании (бумага, нитки, шов, клапан) фиксируются в^ рапорте испытаний, что позволяет выявить и устранить причины дефектов.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ МЕШКОВ

Прочность бумажных мешков, как известно, зависит от свойств бумаги, конструкции мешков, степени наполнения и свойств зата­ ренного вещества, условий эксплуатации мешков. О влиянии свойств бумаги на прочность мешков рассказано в первой части книги. Качество изготовления мешков и пригодность их для ис­ пользования в конкретных условиях предварительно проверяют путем стендовых испытаний. При падении на угол любые бумаж­ ные мешки, как правило, разрываются сразу. При падении на то­ рец (дно) у мешков чаще всего повреждается нижняя часть одной

121


■из боковых сторон и очень редко обе боковые стороны сразу. Ме­ шок, падающий плашмя, рвется вдоль верхней широкой поверх­ ности и, реже, в углах поперек бумаги. У закрытых мешков при падении плашмя прошитые швы (или дно) повреждаются чаще, чем у таких же мешков, падающих на торец. Отношение длины мешка I к его ширине 6 выбирается с учетом необходимости устой­ чивой укладки мешков при штабелировании «тройкой» или «пя­ териком». Естественно, что с увеличением нагрузки на единицу площади падения прочность мешков снижается.

Японские исследователи [144] нашли, что оптимальная величина //6 меняется в зависимости от вида бумаги. Мешки из микрокречированной бумаги имели максимальную прочность при //£ = 1,25, я мешки из обычной мешочной бумаги оказались прочнее при //6=1,75. С увеличением длины мешка преимущества микрокрепи­ рованной бумаги теряются.

И. Пенцкофер [5] с помощью киносъемки установил, что ме­ шок, падающий с высоты 2 м, разрывается в течение 0,22 мс. Ско­ рость распространения разрыва в мешочной бумаге в направлении, перпендикулярном плоскости листа Z, составила для бумаги ма­

шинной гладкости 600 м/с, а для

микрокрепированной — 585 м/с.

Средняя скорость разрыва кр может служить характеристикой

■бумаги:

 

нр= 7 7 р; v p=0,35vl ; ѵр=0,5ѵд,

где Т — натяжение; р — плотность

бумаги; щ — скорость распро­

странения эластичных волн в машинном направлении; vq— то же в поперечном направлении.

На киноленте зафиксировано отскакивание мешка при ударе ■о пол и возникновение волн, выгибающих неразорвавшийся мешок в направлении Z. На снимках удалось установить величину удли­ нения при разрыве мешка при максимальном выгибании.

Растяжимость при разрыве составила (%)'• обычной бумаги 2,2, легкокрепированной 4,8, микрокрепированной 7,6. Скорость растя­

жения бумаги

соответственно была равна

4,4 • ІО4, 5,5 *ІО4 и

*6,3 *104 % /мин\

время воздействия возникших

при ударе мешка

о пол волн 3, 5,3 и 7,2 мс.

Изучая прозрачную модель мешка, К. Люксенхофер [145] при помощи киносъемки со скоростью 8000 кадров в секунду наблюдал распределение частиц затаренного продукта при сбрасывании с высоты 1 м. В центре мешка обнаружено лишь вертикальное перемещение частиц, а по краям (у стенок мешка) при ударах отмечается скольжение и обратное движение частиц вниз за счет противодействия и эластичности стенок. Внутри сыпучего полусжимаемого продукта проходит волна сжатия со скоростью 17 м/с для порошков и 50 м/с гранулированных веществ. Ударная волна способствует повреждению мешков, которые при падении плашмя почти всегда разрываются посередине верхней широкой стороны мешка. К- Люксенхофер установил, что мешки, заполненные менее пористым веществом, занимающим почти весь объем мешка, выдер­

122


живают большее число падений, чем мешки с сыпучим материа­ лом, содержащим значительное количество воздуха между грану­ лами при одинаковой общей массе.

Мешки из микрокрепированной бумаги или мешки с вклады­ шами компенсируют воздействие сыпучего содержимого лучше обычных за счет повышенного модуля упругости материала стенок, что способствует увеличению прочности мешков.

Число сбросов п, выдержанных мешками, может быть охаракте­

ризовано уравнёнием [146]:

 

 

 

 

n=M CF jH SD ,

(1)

где М — функция числа

слоев

в

мешке; С — функция физических

свойств затаренного продукта;

F — функция

прочности бумаги;

Я — функция высоты сбрасывания; S — функция размеров мешка;

D — функция насыпной массы затаренного продукта.

Экспериментальным

путем

установлено,

что среднее число

выдержанных сбросов п изменяется экспоненциально в зависимо­ сти от количества слоев в мешке и высоты падения:

 

 

t i = k r r i ' b\

 

(2)

 

 

n = B h ~ \

 

(3)

где k постоянная величина для

каждой

конструкции

мешков;

т — количество слоев

в

мешке;

В — постоянная величина при

сбрасывании с высоты

1

м; ѵ = 2,15-ь2,7

(по даным К.

Ирмана,,

X. Якобсена и Дж. Бергстрема [147—148]).

При многократном сбрасывании мешков необходимо принимать во внимание усталость бумаги, как материала, приводящую к сни­ жению прочности мешков пропорционально числу сбросов [149].

Рассматривая бумажный однослойный мешок как тонкостенный эллиптический цилиндр, целиком заполненный сыпучим материа­ лом, А. Б. Израелит [150] предложил следующие формулы для определения предельной высоты сбрасывания, при которой мешок разрывается с первого удара:

при падении мешка на торец

 

Ат= 4 8 2£,Д,/ЗС2л2р£с;

(4>

при падении мешка плашмя

 

hn=9b2ELA г/16£2£2рДс,

(5)

где б — толщина стенки мешка; Ei, Eq— модуль упругости бумаги, определяемый из диаграммы напряжение — деформация, в машин­

ном и поперечном направлениях; Аі,

Ад— работа на разрыв при

растяжении

бумаги в машинном и

поперечном

направлениях;

£= tg2 ^45—

— коэффициент бокового давления

затаренного’

продукта, зависящий от его угла внутреннего трения <р; а, b — боль­ шая и малая полуоси эллиптического сечения мешка; р — насыпная масса содержимого мешка; Ес — модуль упругости содержимого

123.


мешка (для сыпучих материалов 20—50 кгс/см2 пропорционально

плотности).

Зависимость предельной высоты сбрасывания от числа слоев бумаги в мешке т выражается формулой

H = h m p,

(6)

где Н — предельная высота сброса многослойного мешка; h — пре­ дельная высота сброса однослойного мешка, вычисленная по формулам (4) или (5); р — экспериментальная характеристика (по результатам опытов А. Б. Израелита р 1,535).

Учитывая, что для многослойного мешка п = (Я//г)2>5, на основа­ нии экспериментов А. Б. Израелита можно вычислить число сбросов, выдерживаемых многослойными мешками:

при падении на торец

/

452E qA qmP у .

(7)

 

 

при падении плашмя

ЪЬЩАітР у

 

/

(8)

П п Л

)

 

Соотношение между предельными числами сбросов при падении мешков плашмя и на торец при заданных высотах сброса hn и /гт выражается формулой

ti„jnT= 0,\2 (ajb)5 (hrjhn)2’5.

(9)

Однако указанные соотношения выдерживаются не всегда. Ре­ зультаты, полученные ВНИЭКИТУ и ВНИИБ при испытании за­ крытых сшитых мешков с 50 кг продукта (табл. 33), подтверждают, что прочность мешков зависит от вида загруженной продукции и степени их наполнения.

Т а б л и ц а 33

Характеристика прочности мешков

 

Насыпная

4-слойный, 98x53,5 см

5-с^іойный, 98 X 42 см

Загружаемый продукт

масса,

 

 

 

пп/пт

пп

 

 

 

 

кг/дм3

"п

 

пт

лт

 

« п /'гт

Квасцы алюмокалиевые

і , і

170

 

8

21,3

86

18

 

4,8

Сульфат аммония

0,9

173

 

18

9,6

102

23

*

4,4

Мел молотый

0,8

105

**

19

5,5

143*

44

3,2*

Цемент

1,5

84

14 **

6,1 **

79

46

 

1,7

*Чрезмерная степень заполнения.

**Заполнение наполовину.

Л. Гетшинг [16] обращает внимание на существенное различие

впрочности мешков разных конструкций, изготовленных из одина­ ковой бумаги.

124