LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

істотно обмежує зону активної обробки деталей.

Проведені експериментальні дослідження частоти появи однієї і тієї ж частинки в ковзному шарі на поверхні масиву робочого середовища. Встановлено, що зі збільшенням ступеня заповнення барабана частота появи частинки в ковзному шарі зменшується, а частота проходження частинкою всієї довжини шару незначно зростає (рис. 7).

На основі статистичної обробки й апроксимації результатів експериментів показано, що функціональна залежність частоти появи частинки в ковзному шарі n2 від ступеня заповнення барабана Q є поліноміальною:


n2 = 52,1 Θ2 – 90,4 Θ + 63,9. (24)


Залежність частоти проходження частинкою всієї довжини ковзного шару n1 від ступеня заповнення барабана Q має лінійний характер:


n1= 2,0 Θ +7,3. (25)


Визначено, що існує пряма лінійна залежність між збільшенням кутової швидкості обертання барабана w1 і частоти появи частинки в ковзному шарі n2. При 50 % заповненні барабана робочим середовищем цю залежність можна описати виразом:


n2 = 13,10 w1 – 5,95. (26)


Одержані експериментальні результати підтвердили висновки аналітичного дослідження перемішуючої здатності і дозволили перейти до аналітичного визначення тривалості обробки деталей в обертовому барабані.

Технологічні процеси фінішної обробки полімерних деталей взуття та фурнітури можна розділити на дві групи: 1) видалення ливників і облою неабразивним технологічним середовищем; 2) обробка із застосуванням абразивного наповнювача. В першому випадку відбувається обламування ливників за рахунок багаторазових вигинів та ударів, в другому випадку – видалення поверхневого шару матеріалу деталі під дією мікронерівностей абразивних частинок наповнювача.

В першому випадку розглянуто випадковий процес, який відповідає експоненціальному закону розподілення випадкової величини. Рівняння функції розподілення перетворено відносно часу. При цьому, виходячи з експериментальних досліджень, зроблено припущення, що при кожному повному проходженні деталлю ковзного шару облою (ливнику) спричиняється одна повна дія, в інших випадках появи деталі у ковзному шарі – часткова дія, яка дорівнює 25 % від повної дії. З урахуванням цього одержано формулу для визначення тривалості обробки деталей при видаленні облою та ливників:


, (27)


де n – кількість циклів навантаження, необхідних для руйнування облою від втомленості; z – кількість місць кріплення ливникової системи до деталей або кількість граней з облоєм; n1 – кількість проходжень деталлю всієї довжини ковзного шару, за 60 с; n2 – загальна кількість появ деталі в ковзному шарі за 60 с.

У другому випадку, при застосуванні абразивного наповнювача, для визначення тривалості обробки використано залежність (23). Прийнято такі припущення: за один прохід по ковзному шару обробляється одна сторона деталі, тому кількість проходів дорівнює кількості сторін деталі nстор; з деталлю контактує декілька частинок наповнювача і кількість контактів дорівнює щільності розташування частинок наповнювача на поверхні деталі gукл. Об'єм матеріалу, що видаляється, представлено, як добуток площі поверхні деталі Sдет і товщини шару видаляємого матеріалу h . Після перетворень одержано формулу для розрахунку тривалості обробки Т:


Т = Sд h / (In (lсл – 2lдет) n1 Aa gукл zзаг nстор ) , (28)


де lсл – довжина ковзного шару; lдет – довжина деталі; n1 – кількість проходжень деталлю всього ковзного шару за одиницю часу; zзаг - коефіцієнт, що визначає відношення об'єму наповнювача до загального об'єму завантаження.

Для експериментального визначення тривалості обробки деталей фурнітури у барабані планетарно-відцентрової установки здійснено багатофакторний експеримент. Варіювали кутову швидкість водила ω2, відношення кутових швидкостей барабана і водила w1/w2, відношення радіусів водила і барабана R/r. Одержано рівняння регресії, що встановлює залежність тривалості обробки деталей від технологічних і конструктивних параметрів планетарно-відцентрової установки:

Т = 276,95 - 43,02 ω2 - 141,49 w1/w2 - 0,48 R/r + 1,75 ω22 + 10,49 ω1 +

+ 25,55 (w1/w2)2 – 5,16 (w1/w2) (R/r) + (R/r)2. (29)

Визначено, що результати розрахунків за формулою (27) узгоджуються з експериментальними даними, розбіжність не перевищує 19 %. Тривалість обробки каблуків з поліаміду та поліетилену в експериментальній установці складала до 300 с, аналітично отримане значення - 261 с. Тривалість обробки кришки замка "блискавка" з цинкового сплаву не перевищувала 420 с, за аналітичними даними - 503 с.

Проведені експериментальні дослідження кута відриву частинки робочого середовища від стінки барабана. Встановлено, що зі збільшенням кутової швидкості барабана, кут повороту масиву середовища збільшується. Збільшення кутової швидкості водила незначно збільшує кут повороту масиву, а в установці з вертикальними осями практично не впливає на нього. Збільшення радіуса водила зменшує діапазон змін кута повороту масиву середовища. Збільшення радіуса барабана чи зменшення конструктивного співвідношення R/r сприяє збільшенню кута повороту масиву середовища. Якщо вісь обертання барабана горизонтальна, а водила - вертикальна, рух частинок робочого середовища в ковзному шарі відбувається не тільки в радіальному напрямку, але й уздовж барабана.

Експериментальні дослідження відносної швидкості руху частинок середовища в ковзному шарі (рис. 8) показали, що в міру просування частинок швидкість зростає, але інтенсивність зростання швидкості поступово зменшується.

Зіставлення експериментальних даних з розрахованими за формулами (3)-(6) значеннями кутів відриву і швидкостей відносного руху частинок робочого середовища підтвердило адекватність розроблених аналітичних моделей, розбіжність не перевищує 15%.

Сьомий розділ присвячений практичному використанню результатів виконаних досліджень.

Розроблені алгоритми проектування технологічних процесів оздоблювально-зачищувальної обробки типових деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів у планетарно-відцентрових установках. Якщо проектування технологічного процесу та відповідної установки виконується одночасно, рекомендовано алгоритм, блок-схема якого наведена на рис. 9. Для проектування технологічного процесу фінішної обробки на існуючій планетарно-відцентровій установці доцільно використовувати другий алгоритм:

  • Визначити режим руху робочого середовища в барабані, враховуючи відомі відношення кутових швидкостей та радіусів барабана і водила. Якщо цей режим не рекомендується для даного виду обробки, вишукати технічну можливість скорегувати параметри установки.

  • Обчислити за формулами (3) - (6) кут відриву частинок від стінки барабана, швидкість їх руху в ковзному шарі, кінетичні енергії та сили, що діють на частинки, з урахуванням відомих кутових швидкостей та радіусів барабана і водила. Порівняти отримані значення з рекомендованими для обробки деталей. Якщо виявлена значна невідповідність, вишукати технічну можливість змінити параметри установки та


  •