LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Наукові основи проектування технологічних процесів обробки деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів

фінішної обробки таких деталей в обертових барабанах. Експериментально визначено, що конфігурація ливникової системи суттєво впливає на час зачищувальної обробки деталей технологічним середовищем. При наявності у виливків розгалуженої ливникової системи і малій масі деталей для підвищення ефективності зачищення рекомендується використовувати наповнювач масою (5...15).10-3 кг, об'єм наповнювача в барабані – 10...30 %.

Розроблена класифікація полімерних деталей взуття та фурнітури, оброблюваних у планетарно-відцентрових установках, за характеристиками міцності полімерів при ударі, за масою деталі, габаритами і формою, що дозволило уніфікувати технологічні процеси обробки різних деталей, які належать до однакових груп класифікації.

Деталі з еластичних полімерів піддаються ефективній обробці технологічним середовищем тільки в охолодженому стані. Проведено експериментальні дослідження фізико-механічних властивостей еластичних полімерних матеріалів у середовищі низьких температур, визначені необхідні вихідні умови розробки технологічних процесів і проектування устаткування для видалення облою, ливників і грату з литих деталей в обертових барабанах. Досліджено шість полімерів, які широко застосовуються для виробництва деталей взуття: гума "стіроніп" ОСТ 17-226-73; пористий поліуретан; монолітний поліуретан; термопластичний монолітний поліуретан; 50 % суміш первинного і вторинного поліетилену високого тиску ТУ 6-05-1853-78; поліамід вторинний ТУ 6-13-88. Встановлено, що температура крихкості досліджених матеріалів складає –43...–1130 С і обумовлює оптимальний температурний режим обробки деталей, виготовлених з цих полімерних матеріалів. Енергія ударного впливу на облой, яка забезпечує його видалення, становить від 510-3 до 3910-3 Дж, залежить від матеріалу і товщини ділянок, що видаляються (рис. 1).

Третій розділ присвячено аналітичному дослідженню динаміки руху робочого середовища в обертових ємкостях. Розроблені математичні моделі, які дозволяють встановити взаємозв'язок кінематичних і динамічних параметрів руху частинок з технологічними і конструктивними параметрами планетарно-відцентрових барабанів, а також визначити межі режимів руху робочого середовища.

Створено узагальнену математичну модель динаміки елементарної частинки робочого середовища в ємкості довільної форми, що здійснює складний рух. Розглянуто випадок відносного руху частинки М по внутрішній поверхні ємкості довільної форми з твірною A в системі координат X101Y1Z1. Ємкість обертається навколо осі OZ і здійснює складний рух відносно нерухомої системи координат X303Y3Z3 (рис. 2). Прийнято припущення, що частинка середовища - матеріальна точка масою m.

Диференціальне рівняння абсолютного руху частинки у векторній формі:


, (1)


де - абсолютне прискорення частинки в системі координат X303Y3Z3;

- сила ваги частинки M; - нормальна реакція поверхні ємкості;

- сила тертя, що перешкоджає руху частинки по поверхні ємкості.

З урахуванням того, що , рівняння (1) перетворено у рівняння відносного руху частинки:


, (2)


де - переносна сила інерції; - коріолісова сила інерції;

- відносне прискорення частинки М; - переносне прискорення;

- коріолісове прискорення.

Загальне розв'язання рівняння (2) одержати аналітичним шляхом важко. Тому розглянуті окремі випадки руху частинки робочого середовища у внутрішньому об'ємі планетарного барабана: 1) барабан обертається навколо горизонтальних осей - власної та водила; 2) барабан обертається навколо вертикальних осей - власної та водила; 3) вісь обертання барабана горизонтальна, а водила - вертикальна. Розроблено математичні моделі відносного руху частинки середовища, які дозволяють розраховувати такі основні динамічні та кінематичні параметри, як кут відриву від стінки обертового барабана, відносна швидкість руху в ковзному шарі та сили, що діють на частинку.

Прийняті такі припущення: ємкість заповнена робочим середовищем на 50 % внутрішнього об'єму; напрям обертання барабана та водила – зустрічний; сила тертя відповідає закону Кулона.

Кут відриву g або j (рис. 3) є необхідним параметром для подальшого визначення швидкості руху частинок середовища та діючих сил. Розглянуто частинку М у момент її відриву від стінки барабана і переходу в ковзний шар (реакція стінки дорівнює нулю).

На частинку діють сили інерції – переносна Fe, відносна Fr , коріолісова Fк, а також сили ваги Р і тертя Fтр . Формули для розрахунку кутів відриву одержано, виходячи з того, що сума проекцій сил на вісь 0х1 дорівнює нулю.

Для наведених вище варіантів обертання барабана вирази подібні, що дозволяє запропонувати узагальнене рівняння:


, (3)


де f – коефіцієнт внутрішнього тертя робочого середовища; w1, w2 – кутові швидкості барабана та водила; r, R – радіуси барабана та водила; r - відстань від центра обертання водила до точки М; g - кут відриву частинки.

Для випадку 1 - W = 0...2p; А=1; В= 1; ; ;


для випадку 2 - А=0; В= 1; ; ;

для випадку 3 - W = g; А=1; В= 0; ; b =0.

Відносна швидкість частинок робочого середовища в ковзному шарі обумовлена дією прикладених до них сил (рис. 4).

В результаті розв'язання диференціальних рівнянь руху частинки М1 в ковзному шарі одержано формули для визначення відносної швидкості її руху для різних варіантів обертання барабана:

1) якщо барабан обертається навколо горизонтальних осей, власної та водила,


; (4)


2) якщо барабан обертається навколо вертикальних осей, власної та водила,


; (5)


3) якщо вісь обертання барабана горизонтальна, а водила – вертикальна,


. (6)


Формули (4), (5), (6) описують функціональний зв'язок швидкості руху частинок з технологічними (кутовими швидкостями барабана та водила) та конструктивними (радіусами барабана та водила) параметрами планетарно-відцентрових установок. Аналіз формул показує, що при однакових параметрах установок і властивостях робочого середовища, найбільші швидкості відносного руху частинок спостерігаються, якщо вісь обертання барабана горизонтальна, а водила - вертикальна (рис. 5). В цьому випадку при передаточному відношенні w1/w2 = 1,8 швидкість досягає 7 м/с. При обертанні барабана навколо горизонтальних осей швидкості руху частинок дещо менші, близько 3 м/с. В установках з вертикальними осями обертання швидкість найменша, не перевищує 2,5 м/с.

Ефективність і характер обробки деталей взуття та фурнітури в планетарних барабанах визначається не тільки швидкістю відносного руху елементів робочого середовища, але й їх силовою взаємодією. Сили інерції, що діють на масив рухомого середовища, ущільнюють або розпушують його. Розглянуто дві частинки (рис. 4): М1 рухається в ковзному шарі, М2 знаходиться на внутрішній поверхні барабана. Для них записані суми проекцій сил на вісі О1Х1 і О1У1. Для зачищувальної обробки визначальними є сили, що діють по осі О1У1 і ущільнюють робоче середовище в ковзному шарі. З використанням одержаних формул для проекцій сил побудовано графічні