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
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