LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи розроблення енергоощадної технології і засобів виготовлення розгорток картонного паковання

розгорток за умови зміщення інструмента на розмір а відносно осі обертання


(13)

де R2 – радіус різальної крайки рухомого інструмента,

в засобах вирізування прямолінійних ділянок

(14)


Для мінімізації негативного впливу зазору у площині різання між крайками рухомого і нерухомого інструментів засобу вирізування прямолінійних ділянок в картоні розроблено метод забезпечення їх постійного щільного контакту, який передбачає попереднє налагоджування протиножа, залежно від k3, встановленням його різальної крайки під кутом

(15)

до напрямку різання.

Конструкцією протиножа передбачено використання підпружиненої різальної пластини, яка забезпечує вибирання зазору внаслідок деформування при контакті з різальною крайкою рухомого ножа і, як наслідок, реалізується умова якісного різання картону.

В засобах вирізування увігнутих елементів картонних розгорток фіксування рухомого інструмента на ножетримачі з кутовим зміщенням призводить до незначного спотворення правильної геометричної форми його різального леза в площині протиножа. Різниця розмірів між профілями компенсується щільним контактом різальних крайок інструментів внаслідок комплектування засобу різання „плаваючим„ протиножем, який, шляхом попереднього налагоджування, забезпечує врізання рухомого ножа в картон за умови відсутності контакту з його крайкою. Подальше різання матеріалу відбувається упродовж його появи та плавного пружного зміщення протиножа, яке зникає в момент виходу різальних лез з контакту.

За результатами дослідження встановлено, що для ефективного функціонування пристрою максимальне зміщення „плаваючого„ протиножа є доцільним в межах товщини картону. За цієї умови кут закріплення ножа на ножетримачі

(16)


Для мінімізації негативного впливу зазору на процес різання опуклих елементів в картонних розгортках пропонується рухомий інструмент, крім лінійного зміщення відносно осі обертання, фіксувати на ножетримачі під кутом

(17)


Запропоновані методи налагоджування засобів різання різнопрофільних елементів в картонних розгортках сприяють спрощенню процедури його виконання, створюють умови якісного різання матеріалу.

У п'ятому розділі сформульовано мету та задачі експериментальних досліджень, описано матеріальну базу та програму їх проведення, викладено результати. В експериментальній частині за мету було поставлено вирішення ряду важливих прикладних задач: обгрунтування вибору кута загострення різальних лез інструментів; визначення силових параметрів різання картону прорізним однолезовим інструментом, прорізним ножем, укомплектованим окремими прямолінійними різальними ділянками, відрізним інструментом з прямолінійною різальним лезом, відрізними ножами з випуклою та увігнутою різальною крайками; дослідження та порівняння силових параметрів різання залежно від напрямку розташування волокон в досліджуваному картоні; оцінка якості виготовлення елементів картонних розгорток ножичним вирізуванням і методом штанцювання; визначення лінійних зусиль різання інструментами різного типу; дослідження стійкості інструменту з підпружиненою різальною пластиною.

Виявлено вплив гостроти різальної крайки рухомого прорізного інструмента, що контактує з підпружиненою різальною пластиною протиножа, на зусилля різання картонних зразків. Дослідження засвідчили відносно незмінні значення зусилля різання Fp картону інструментами з кутами загострення різальної крайки в межах δн = 55 – 75 (ділянка Сδ на рис.17). Про це засвідчують дані, згідно з якими зусилля різання найтовстішого картонного зразка впоперек волокон для меншого і більшого значення кута загострення ножа становлять, відповідно, 18,4 Н і 19,1 Н, а вздовж волокон – 16,3 Н і 16,9 Н. Відносно незмінне значення Fp при різанні картону інструментами з кутами загострення вказаного проміжку обґрунтовують доцільність використання засобів різання з такими геометричними параметрами.

За результатами значень моментів сили різання, отриманих експериментальним шляхом, розраховано середні значення лінійних зусиль різання картонних зразків різної товщини. Найменші значення лінійних зусиль отримано для картону завтовшки ∆ = 0,37 мм. Так, при різанні вздовж волокон qр = 4,9 H/мм, а впоперек – qр = 7,2 H/мм. Збільшення товщини картонних зразків супроводжується зростанням лінійних зусиль різання досліджуваного матеріалу. Так, відношення становить 2,1 при різанні картону вздовж і 1,8 впоперек волокон.

Отримані експериментальним шляхом дані уможливлюють їх апроксимацію та виконання регресійного аналізу, що графічно відображає тенденцію і уможливлює прогнозування їх подальшої зміни. Для апроксимації використано метод додавання лінії тренда у середовищі MS Excel, який передбачає їх відображення у вигляді поліноміальної функції третьої степені вигляду

(18)

За результатами регресійного аналізу отримані поліноміальні коефіцієнти апроксимованих залежностей досліджуваних параметрів.

Виконані експериментальні дослідження різання картону прорізним інструментом, що складається з окремих різальних ділянок, підтвердили відповідності їх результатів аналітичним обґрунтуванням щодо незмінності моменту сили різання упродовж його кутового переміщення.

Експериментальними дослідженнями різання картону відрізним інструментом виявлено вплив на момент різання товщини Δ картону, кута μ зміщення пластинчастого інструмента на ножетримачі відносно осі його обертання та напрямку розташування волокон досліджуваного матеріалу стосовно напрямку різання.

Виявлено, що зміна в 1,7 разу в сторону збільшення товщини картону з ∆ = 0,37 мм призводить до аналогічної зміни в 2,2 разу моменту різання картону вздовж волокон стосовно Мр = 1,47 Нм для μ = 10 і в 1,9 разу стосовно Мр = 2,06 Нм у випадку різання впоперек волокон (рис.18).

За результатами аналізу отриманих значень встановлено, що для кута μ = 10 фіксування інструмента на ножетримачі, товщин картону ∆ = 0,37 і 0,64 мм моменти Мр = 1,47 і 3,29 Нм при різанні зразків вздовж і Мр = 2,06 і 3,87 Нм впоперек волокон. Фіксування відрізного інструмента під кутом 20 відносно осі його обертання спричинює зменшення моменту різання в 1,9 разу стосовно μ = 10.

Різання відрізним інструментом картонних зразків впоперек волокон пов'язане з прикладанням більшого моменту, ніж при різанні вздовж волокон. Для параметра картону ∆ = 0,37 мм і кутового зміщення μ = 10 інструмента на ножетримачі зміна напрямку розташування волокон з поздовжнього на поперечне (стосовно напрямку різання) пов'язана зі збільшенням моменту сили різання в 1,4 разу, а для ∆ = 0,64 мм – в 1,2 разу.

Встановлені аналітичні залежності для розрахунку моментів сили різання картону відрізним інструментом та отримані експериментальним шляхом дані уможливили оцінку лінійних зусиль різання картонних зразків. Підтверджена закономірність