LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

збільшення лінійних зусиль різання відрізним інструментом зі збільшенням товщини картону. Так, найменше значення qp= 8,5 H/мм зафіксовано при різанні вздовж волокон картону завтовшки ∆ = 0,37 мм, а найбільше – qp= 13,34 H/мм – при різанні картону завтовшки ∆ = 0,64 мм впоперек волокон.

Експериментальними дослідженнями різання зразків підтверджено працездатність розробленого методу різання картону пластинчастими інструментами з криволінійними різальними крайками з використанням щільного контакту лез для забезпечення високої якості площини зрізу та потрібної геометричної точності елементів розгорток.

Для усіх товщин досліджуваного картону процес різання інструментом з опуклою різальною крайкою супроводжується плавним зменшенням моменту сили різання до мінімального значення у положенні рухомого інструмента, що відповідає половині його робочого кута повороту. Подальше зміщення ножа спричинює зростання моменту сили різання. Такий характер зміни Мр був передбачений аналітичними дослідженнями, згідно з якими стверджувалося, що крива моменту сили різання картону є симетричною відносно значення половини робочого кута повороту ножа. Встановлено, що для картону завтовшки Δ = 0,3 мм і 0,7 мм врізання інструменту в матеріал з поздовжнім розташуванням волокон супроводжується моментом Мр = 1,63 Нм і 3,9 Нм, а з поперечним – Мр = 2,02 Нм і 4,53 Нм. Дещо більші значення Mp (на 7-10 %) в момент часу завершення різання, ніж на початку, пов'язані з додатковим притиском рухомого різального леза до нерухомого пружним елементом для створення натягу в зоні різання.

Дослідженнями встановлено, що процес різання картону відрізним інструментом з увігнутою різальною крайкою супроводжується двома максимальними значеннями моменту різання: на початку та наприкінці різання. Такий характер процесу був описаний аналітично: перше значення Мр викликане зростанням дуги контакту різальної крайки інструмента з картоном, друге значення, дещо менше за перше, викликане максимальним віддаленням двох ділянок контакту різальних крайок з картоном. На момент сили різання картону впливають, крім його товщини, напрямок розташування волокон стосовно осі обертання інструмента. При різанні картонних зразків завтовшки ∆=0,3 мм вздовж волокон зафіксовано максимальні значення Мр = 3,99 Нм і 1,39 Нм, а завтовшки ∆ = 0,7 мм – Мр = 5,87 Нм і 2,03 Нм. При різанні картонних заготовок впоперек волокон моменти сили різання є більшими в 1,2 разу за аналогічні параметри вздовж волокон. Проте, наприкінці різання напрямок розташування різальних крайок стосовно напрямку волокон змінюється. Як результат – Мр у цьому випадку є меншими в 1,2 рази.

Організація виробництва картонної тари способом вирізування пов'язана з вирішенням питання стійкості різальних інструментів для забезпечення якісної обробки матеріалу різанням протягом тривалого часу їх експлуатації. Виходячи з існуючої практики виробництва картонної тари, для експериментальних досліджень різальні пластини засобу різання були виготовлені зі сталі 60 Г (ГОСТ 14959 – 79), одна з яких була загартована до твердості 60 одиниць HRC, а друга – без термічної обробки. Оскільки експериментом передбачалося виконання великої кількості різів, експериментальний стенд був укомплектований механізмом автоматичної покрокової подачі стрічки у зону різання. Записи моментів сили різання проводили після встановлення в експериментальному стенді неприробленого прорізного інструменту та після виконання n= 15, 50 і 100 тисяч різів. За результатами розшифрованих значень моментів різання та розрахованих значень лінійних зусиль побудовано графіки залежності qр = f (n)для поздовжнього (рис.19а) та поперечного (рис.19б) напрямків розташування волокон у картоні стосовно напрямку різання. Збільшення числа різів до зачення n= 50 тис. призводить до зменшення qрв середньому в 1,3 разу для перерахованих вище товщин картону при різанні його впоперек та в 1,4 разу вздовж волокон.

Зменшення лінійних зусиль від збільшення числа різів пов'язане з виникненням явища так званого „самозагострювання„ протиножа, викликаного особливістю його геометрії та протіканням пластичної деформації різальної крайки пластини внаслідок щільного контакту лез, яка сприяє формуванню додаткової мікрорізальної крайки.

Для оцінки якості контуру картонних зразків, отриманого ножичним різанням, використано метод комп'ютерного експрес–аналізу якості різання за встановленими критеріями, який запропоновано для широкого використання у виробничих умовах з огляду на його оперативність та доступність. Оцінювали якість зрізу картонного зразка з вирізаним увігнутим криволінійним контуром (рис.20) з огляду на наявність ділянок матеріалу різного розташування волокон щодо напрямку різання.

За результатами комп'ютерного експрес–аналізу якості різання виявлено та розраховано для п'яти ділянок зразка середні значення нерівностей, які становлять менше 0,02 мм, що відповідає високій якості (12–10 балів) різання картону.

Отримана якість зрізу матеріалу пов'язана зі створенням щільного контакту різальних крайок, який забезпечує ефективне руйнування волокон картону в площині щільного притиску лез інструментів.

Шостий розділ присвячений теоретичним засадам розроблення технологічного процесу виготовлення розгорток картонного паковання безупинним методом. За умови використання традиційних засобів виготовлення тари з картонної стрічки обов'язковою процедурою їх функціонування є формування компенсаційної петлі, оскільки виготовлення розгорток реалізується під час зупинки ділянки матеріалу в технологічній зоні. Така операція є вимушеною і її реалізація, як свідчить практика, супроводжується негативними наслідками, пов'язаними з порушенням точності співпадання задрукованого поля картонної стрічки відносно контуру розгорток внаслідок раптового заповільнення та розгону ділянки картонної стрічки, трудомісткістю процедури переналагоджування устаткування на інший тип та формат розгорток.

Розроблення методу безупинного виготовлення розгорток тари з картону за енергоощадною технологією пов'язане з вирішенням протиріччя між безперервною подачею картонного матеріалу, зупинкою ділянки стрічки в зоні їх виготовлення і забезпеченням належної якості розгорток, а його реалізація забезпечує спрощення технологічного процесу, здешевлення засобів, ефективну побудову устаткування нового покоління.

Запропоновано використання каретки з вирізувальними інструментами, яка переміщується в площині картонної стрічки, виконує зворотно–поступальний рух, а під час виготовлення розгорток – має однакову швидкість зі стрічкою. Для мінімізації впливу інерційного навантаження на стабільну роботу пристрою передбачено механізм пружинного амортизатора (рис.20), який, за умови рівномірного руху каретки 1, забезпечує незмінну довжину пружини 2 вертикальним переміщенням опори А за допомогою кулачків 4 і повзуна 5. У момент сповільнення (розгону) каретки рух опори припиняється, що спричинює розтяг