CC BY
4
3. Быховский И.И., Гольдштейн Б.Г. Основы конструирования вибробезопасных ручных машин М.: Машиностроение, 1982. 233 с.
4. Дроздов А.Н. Ручные машины для строительно-монтажных работ (устройство и основы расчета). М.: МГСУ, 1999. 250 с.
5. Немков С.А., Дроздов А.Н., Степанов В.В. Модель работы компрессионно-вакуумного ударного механизма электрического перфоратора // Механизация строительства. 2016. № 11. С. 85-93.
6. Кудрявцев Е.М. Mathcad 8. Символьное и численное решение разнообразных задач. М.: ДМК. 2000. 318
с.
7. Баландин В.П., Колган Ю.Н., Прохоров И.А. Новые ручные электрические перфораторы. М.: ЦНИИТ-Эстроймаш, 1986. 39 с.
8. Дроздов А.Н., Колган Ю.Н. Результаты моделирования динамики ручных электрических молотков и перфораторов в системе Mathcad // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Интерстроймех-2005». Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. С.189-194.
9. Гольдштейн Б.Е., Дроздов А.Н. Разработка основ создания ручных машин для выполнения монтажных минитехнологий // Механизация строительства. 2016. №11. С. 34-42.
10. Дроздов А.Н. Экспериментально-теоретические методы оценки энергосиловых характеристик гайковертов. М.: МГСУ, 2006. 176 с.
Дроздов Анатолий Николаевич, канд. техн. наук, доцент, drozdovan@mgsu. ru, Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,
Белкина Елена Романовна, студент, lena. belkina8@yandex. ru, Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF AIR LEAKS IN THE WORKING CHAMBER OF ELECTRIC HAND-HAND
IMPACT MACHINES
A.N. Drozdov, E.R. Belkina
This article reflects the direction of modernization of the mathematical model of manual impact machines, namely their compression-vacuum impact mechanism, which is their main unit, reflecting the influence of compressed air leaks from the working chamber and the functioning of the air leak compensation system.
Key words: working chamber, electric hand machines, hand impact machines, air leaks.
Drozdov Anatoly Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil Engineering,
Belkina Elena Romanovna, student, lena. belkina8@yandex. ru, Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil Engineering
УДК 655.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-9-643-644
АДАПТАЦИЯ ЭКСПРЕСС-МЕТОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ БУМАГИ В ПРОЦЕССЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНОЙ ПРОДУКЦИИ
Л.Б. Серкова, Л.Г. Варепо
Обеспечение качества выпускаемой продукции является главной задачей любого производства, которое зависит от ряда факторов. Обеспечение контроля этих факторов во многом может быть трудоёмким и дорогостоящим процессом, которым, однако, пренебрегать нельзя. Качество оттиска зависит во многом от качества используемых материалов. Нормативная документация нормирует значения влажности используемой для печати бумаги, однако, используемый способ занимает много времени. В работе был предложен способ контроля влажности бумаги с помощью экспресс-анализатора влагосодержания, который позволит сократить временные затраты на проведение эксперимента.
Ключевые слова: бумага, влажность, влагосодержание, эксперимент.
На качество печатной продукции, а также на передачу листа из одной печатной секции в другую оказывает влияние не только сама листопередающая система, но и качество запечатываемого материала [1-3]. Качество бумажного полотна оценивается множеством показателей, большинство из которых зависит от технологии и условий производства. Однако, есть показатели, которые можно варьировать в условиях типографии, к ним можно отнести влажность используемого материала, которая во много зависит от условий хранения.
Влажность влияет на деформационные характеристики материала, существенным образом предопределяя качество изготавливаемой продукции [4-6]. Принято считать, что бумага - это капиллярно-пористый коллоидный материал, для которого характерно набухание растительных волокон, из которых состоит бумага, при увлажнении [6].
Величина деформации бумаги при увлажнении, и ее остаточная деформация могут вызывать ряд нежелательных дефектов в процессе печатания. Влажность способна изменять свойства бумаги и приводить к последствиям, влияющим на листопередачу: нестабильность размеров, изменение механической прочности, изменение деформируемости. Также это сказывается на многих технологических свойствах. Совокупность данных факторов приводит к
643
неисправностям и погрешностям в системе, к неверному расположению листа на цилиндре, а, следовательно, приводит к сдвигу листа и нарушению цветопередачи. Таким образом, точность определения этого показателя будет существенно определять качество конечного оттиска при печати. Контроль влажности образцов бумаги является затратным по времени и многооперационным, что говорит о необходимости разработки экспресс-метода определения влажности.
Для определения влажности бумаги известен метод [6]. Определение влажности бумаги и картона согласно нормативной документации [6] производится с помощью отбора проб из партии и высушивании в сушильном шкафу до постоянной массы (масса образца в момент, когда разность между двумя последовательными взвешиваниями составляет не более 0,1%). При этом материал не должен содержать вещества (кроме воды), которые имеют свойства улетучиваться при температуре высушивания.
Согласно способу, представленному в нормативной документации, для определения влажности требуется ряд оборудования, включая сушильный шкаф.
Высушивание образцов производится в несколько этапов:
1. Начальная сушка: высушивание образца не менее 30 или 60 минут в зависимости от пробы и взвешивание высушенного образца;
2. Сушка до постоянной массы: не менее половины времени начальной сушки, взвешивание образца и сравнивание значений со значениями начальной сушки;
3. В случае если разность значений составляет более 0,1 % необходимо повторить сушку до постоянной
массы.
Влажность образца вычисляют по формуле:
т0
где то - масса образца в момент отбора пробы, г; т\ - масса образца после высушивания до постоянной массы, г.
Округление значений массы производится до четырех значащих цифр.
Однако данный способ определения влажности образца бумаги занимает продолжительное время (для образца массой менее 224 г/м2) не менее одного часа.
В [3] также представлен экспресс-метод определения влажности бумаги с использованием лампы инфракрасного излучения мощностью 500 Вт. Последовательность операций по определению влажности соответствует стандартному способу с сушильным шкафом, но использование инфракрасной лампы позволяет сократить время на проведение эксперимента.
Высушивание образца производится следующим образом:
1. Образец помещается под лампу и высушивается не менее 10 минут;
2. С помощью весов производится взвешивание высушенного образца;
3. Образец повторно высушивается около трех минут до постоянной массы.
Однако для осуществления данного способа необходимо произвести несколько технологических операций с использованием нескольких видов оборудования и время проведения эксперимента по-прежнему остается достаточно большим.
Разработка более эффективных способов определения влажности пористого материала обусловлен повышением точности контроля влажности бумаги и его оперативностью.
Поставленная задача отражает цель работы и ее актуальность.
Для решения поставленной задачи предложен экспресс-метод, алгоритм которого представлен на рис. 1.
Преимущества предложенного метода следующие:
1. Обеспечение необходимой точности определения значения влажности;
2. Сокращение времени проведения эксперимента.
Для сокращения времени проведения эксперимента по определению влажности бумаги был предложен новый экспресс-метод. В качества оборудования был предложен «Галогенный анализатор влагосодержания БВ43^», который позволяет сократить время определения влажности образца до 10 минут, что в 6 раз позволяет сократить время проведения исследования. При этом в отличие от ИК-ламп быстрее нагревается. В данный прибор встроены весы, что позволяет сократить время на взвешивании. Настройки анализатора позволяют высушивать образец до постоянной массы, т.е. конечный результат выдается после того, как масса образца не изменяется при высушивании в течение 30 секунд.
Закладывание подготовленной пробы в анализатор влагосодержания
Рис. 1. Экспресс-метод определения влажности
Согласно установленным стандартам, для определения влажности масса высушиваемого образца может составлять менее 50 г.
Результаты практической реализации по определению влажности по [3] и предложенному экспресс-методу [9] образца бумаги массой 80 г/м2 представлены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты определения влажности бумаги__
№ Предложенный метод Стандартный метод Д
нач. масса, г кон. масса, г влажность, % нач. масса, г кон. масса, г влажность, %
1 1,196 1,143 4,43 12,08 11,54 4,43 0
2 2,773 2,650 4,43 7,29 6,97 4,44 0,01
3 1,308 1,250 4,44 7,53 7,20 4,44 0
4 1,299 1,241 4,44 7,4 7,07 4,44 0
5 1,248 1,193 4,44 11,27 10,77 4,44 0
6 1,305 1,247 4,44 8,56 8,18 4,45 0,01
7 1,096 1,047 4,44 10,08 9,63 4,45 0,01
8 1,258 1,202 4,44 11,23 10,73 4,45 0,01
9 1,263 1,207 4,45 7,63 7,29 4,45 0
10 1,159 1,107 4,45 8,29 7,92 4,46 0,01
98 2,087 1,992 4,56 10,58 10,10 4,56 0
99 2,679 2,557 4,56 13,66 13,04 4,57 0,01
100 2,574 2,456 4,57 11,84 11,30 4,57 0
Обработку полученных результатов измерений проводили по [7]. Результаты вычислений представлены в
таблице 2.
Таблица 2
Результаты1 вычислений___
Номер разряда J Границы разряда Середины разрядов Xjc Частота "j Xjc "j (Xjc - X) (Xjc - X)2 (Xjc - X )2nj
xj Xj+1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 4,43 4,45 4,44 8 35,52 -0,059 0,00350 0,0280371
2 4,45 4,47 4,46 12 53,52 -0,039 0,00154 0,0184397
3 4,47 4,49 4,48 14 62,72 -0,019 0,00037 0,005161
4 4,49 4,51 4,5 30 135 0,0008 0,00000 1,92E-05
5 4,51 4,53 4,52 19 85,88 0,0208 0,00043 0,0082202
6 4,53 4,55 4,54 12 54,48 0,0408 0,00166 0,0199757
7 4,55 4,57 4,56 5 22,8 0,0608 0,00370 0,0184832
I - - - 100 449,9 0,098336
Вычисляем дисперсию и среднее квадратичное отклонение (СКО):
Дисперсия: D= ^ (Xjc —X) ' nJ =0,000993 n — 1
СКО: o=jD = 0,0315
Определяем аргумент функции Лапласа по заданному уровню значимости (а=0,05)
P = 1- а=0,95.
Т.к. гипотеза о нормальном распределении не противоречит опытным данным, доверительный интервал определяется:
—Zp <X <X + Zp -ах}= 2Ф(гр)
Подставив аргумент функции Лапласа в доверительный интервал, получим значение Ф^р) = 0, 475, в зависимости от которого находим квантильный множитель [8]: Zp=1,96. Аналогично рассчитываем необходимые параметры для стандартного метода.
Результат измерения записывается в виде:
X = X ± Zp - ах,
Таким образом, допустимый интервал значений влажности при определении с помощью предложенного метода равен 4,503±0,057 % (при вероятности 95%), В данном случае три значения влажности не соответствуют полученному интервалу. Для стандартного метода допустимый интервал равен 4,500±0,055 % (при вероятности 95%), интервалу не соответствует так же три значения.
Заключение. Предложен экспресс-метод определения влажности бумаги с помощью галогенного анализатора влагосодержания HB43-S. По сравнению с методом определения согласно государственному стандарту, данный метод позволил сократить временные затраты в среднем в 6 раз. Предлагаемый способ исключает промежуточный этап взвешивания образца, что также сокращает время проведения исследования, а так же сокращает погрешности, связанные с извлечением образца и впитыванием в это время влаги окружающей среды и исключение влияния человеческого фактора на данном этапе.
Список литературы
1. ГОСТ 9094-89. Бумага для печати офсетная. Технические условия = Offset printing paper. Specifications : гос. стандарт союза ССР : изд. офиц. : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22.06.89 г. № 1823 взамен ГОСТ 9094-83: дата введ. 1990-07-01/разработан и внесен Министерством лесной промышленности СССР, государственным комитетом СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва: Издательство стандартов, 1989. 11 с.
2. ГОСТ 13199-88. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции площадью 1м2 = Fibre intermediate products paper and boad. Method for determination of grammage: гос. стандарт союза ССР : изд. офиц. : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.12.88 г. № 4611 взамен ГОСТ 7515-79, ГОСТ 13199-67, ГОСТ 12432-77 в части методов определения массы бумаги и картона площадью 1 м2: дата введ. 1990-01-01/ разработан и внесен Министерством лесной промышленности СССР. Москва: Издательство стандартов, 1989. 5 с.
3. ГОСТ 24356-80. Бумага. Метод определения печатных свойств : гос. стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : принят и введ. в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 07.08.80 г. № 4129 взамен ГОСТ 20807-75, ГОСТ 17396-72 : дата введ. 1982-01-01. Москва: ИПК Издательство стандартов, 1980. 11 с.
4. Lipponen P. Elasto-plastic approach for paper cockling phenomenon: On the importance of moisture gradient / P. Lipponen, T. Leppanen, J. Kouko, J. Hamalainen // International Journal of Solids and Structures. 2008. № 45. P. 35963609.
5. Пинчукова К.В. Композиционные материалы, используемые в производстве бумажной упаковки // Молодой ученый. 2016. № 18. С. 95-98.
6. ГОСТ 13525.19-91 Бумага и картон. Определение влажности. Метод высушивания в сушильном шкафу = Paper and board. Determination of moisture content. Oven-drying method: государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 13525.19-91 (ИСО 287-85) / Комитет стандартизации и метрологии СССР. Москва: Издательство стандартов, 1992. 12 с.
7. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения = State system for ensuring the uniformity of measurements. Multiple direct measurements. Methods of measurement results processing. Main principles : национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 8.736-2011 : введен впервые : введен 2013-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Москва: Стандартинформ, 2013. III, 19 с.
8. Сулаберидзе В.Ш. Методы анализа и обработки измеренных значений величин: учебное пособие / В.Ш. Сулаберидзе; Балт. гос. техн. ун-т. Санкт-Петербург, 2013. 122 с.
9. Антропова Л.Б. Адаптация экспресс-метода определения влажности для пористых материалов / Л.Б. Антропова, В.В. Пшеничникова, В.В. Макарочкин // Метрология, стандартизация и управление качеством : Материалы III Всероссийской научно-технической конференции / гл. редактор В.В. Шалай. Омск: Омский государственный технический университет, 2018. С. 11-14.
Серкова Любовь Борисовна, старший преподаватель, [email protected], Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Варепо Лариса Григорьевна, д-р техн. наук, профессор, larisavarepo@yandex. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет
ADAPTATION OF THE EXPRESS METHOD FOR DETERMINING THE MOISTURE CONTENT OF PAPER DURING
THE MANUFACTURE OF PRINTED PRODUCTS
L.B. Serkova, L.G. Varepo
Ensuring the quality ofproducts is the main task of any production, which depends on a few factors. Ensuring the control of these factors can in many ways be a time-consuming and expensive process, which, however, cannot be neglected. The quality of the impression depends largely on the quality of the materials used. The regulatory documentation normalizes the humidity values of the paper used for printing, however, the method used takes a long time. In the work, a method was proposed for controlling the moisture content of paper using an express moisture content analyzer, which will reduce the time spent on conducting the experiment.
Key words: paper, humidity, moisture content, experiment.
Serkova Lyubov Borisovna, senior lecturer, [email protected], Russia, Omsk, Omsk State Tech1nical University,
Varepo Larisa Grigorievna, doctor of technical sciences, professor, larisavarepo@yandex. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University
