LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

(стиск) пружини і розвантаження механізму від дії сил інерції.

Зрівноважуючи зусилля пружини, приведене до напрямку руху каретки

(19)

де h – початкова довжина пружини, h0 – її монтажна деформація, s – хід каретки під час розгону чи сповільнення, S – хід каретки при рівномірному русі, – конструктивний розмір, с – жорсткість пружини.

З урахуванням нелінійності, функцію (19) розкладено у степеневий ряд

(20)

де

За умови повного зрівноважування сил інерції від маси m каретки, зведених до ведучої ланки, у кожній фазі кінематичного циклу її рух описується диференціальним рівнянням


(21)

де – динамічні коефіцієнти.

Розв'язком рівняння (21) є вирази для інваріантів переміщення ak, швидкості bk та прискорення ck каретки

(22)

(23)

(24)


Для плавної зупинки повзуна вкінці ходу синтезовано поліноміальний закон його руху.

Вирішена задача створення компактного пристрою для виготовлення розгорток паковання з картонної стрічки, який укомплектований інтегрованим приводом горизонтального переміщення каретки і обертового руху інструментів, встановлених на ній, для ножичного вирізування розгорток під час руху стрічки матеріалу. У крайніх положеннях інерційні навантаження, спричинені рухомими масами каретки, зрівноважуються пружинними амортизаторами. Функцію приводу засобів вирізування розгорток реалізовує кривошипно–шатунний механізм з синтезованими параметрами


(25)

(26)

де rк – радіус кривошипів, lш – довжина шатунів, kт – зміщення зубчастих рейок в крайніх положеннях каретки, [ν] – допустимий кут передачі.

При використанні в зрівноважувальному пристрої батареї пружин двобічної дії за результатами розв'язування диференціального рівняння отримано кінематичні параметри каретки ak= 0,5[1–cos(πk)], bk= 0,5π∙sin(πk), ck= 0,5π2 cos(πk).

Метод безупинного виготовлення розгорток з картонної стрічки розвинений в пристрої з нерухомою кареткою, в якому вирізувальні інструменти зафіксовані на двох паралельних валах. Узгодження лінійних швидкостей матеріалу і контакту різальних крайок забезпечується комплектування пристрою рухомими інструментами з гвинтовими лезами і нерухомими протиножами, різальні крайки яких розташовані під кутом до напрямку руху картонної стрічки. Розроблено методику профілювання різальних крайок інструментів, виходячи з геометричних розмірів елементів розгорток.

Ефективну реалізацію ножичного методу виготовлення розгорток паковання з рухомої картонної стрічки без формування компенсаційної петлі обґрунтовано в розробленому пристрої, в якому протиножі закріплені на циліндрі, що обертається, а рухомі ножі укомплектовані роликами, які контактують з нерухомими кулачками для кутового переміщення і забезпечення послідовного різання стрічкового матеріалу. Результатом розроблення такого пристрою є прогнозоване підвищення продуктивності внаслідок вирізування розгорток під час руху стрічки, розширення технологічних можливостей за рахунок виконання інструментами хитального руху, чим створюються передумови вирізування розгорток широкого діапазону типів. Крім цього, пристрій може бути вбудований в технологічну лінію, укомплектовану бігувальними та друкарськими секціями, пристроями оздоблення віддрукованого матеріалу, фальцювання і склеювання розгорток.

Для оперативної підготовки виробництва картонного паковання розроблена комплексна система автоматизованого проектування, яка включає конструювання розгорток, пошук оптимального розташування їх на заданому форматі для мінімізації відходів матеріалу, проектування вузла вирізування розгорток пластинковими інструментами.

Розроблене програмне забезпечення на основі тривимірного твердотільного моделювання дозволяє в автоматизованому режимі будувати необхідні проекції, розрізи окремих деталей і, як кінцевий продукт, отримувати робочі креслення деталей засобів різання згідно вимог ЄСКД. Комп'ютерний варіант тривимірної моделі засобу вирізування клейового клапана зображена на рис.21.

Сьомий розділ містить наукові обґрунтування впровадження енергоощадного виробництва картонного паковання за традиційною технологією на основі використання ножового методу розділення матеріалу, реалізацією принципів мінімізації енергосилового навантаження засобів штанцювання картону і раціонального розкроювання аркушів заготовок.

При великому розмаїтті типів і розмірів стандартного і нестандартного паковання, широких діапазонів форматів устаткування вирішення задачі оптимального розкроювання картонних аркушів суттєво впливає на ефективність використання матеріалу та собівартість виготовлення тари. Вирішенню окресленої задачі сприяє розроблена система автоматизованого проектування (САПР) розгорток і їх оптимального розташування на заданому форматі, яка побудована на основі потужної графічної конструкторської системи AutoCad. Проектування споживчого паковання починається з вибору виду продукції, далі система у новому діалоговому вікні пропонує вибрати тип розгортки, після чого в автоматичному режимі будує креслення розгортки тари. У випадку виконання завдання з проектування штанцювальної форми система проводить оптимізацію розташування розгорток на заданому форматі картонного аркуша розміром А Б (рис.22) за умови мінімальних відходів матеріалу. В процесі оптимізації система розглядає можливі варіанти їх розташування вздовж або впоперек формату, перевіряє можливість розташування розгорток з врахуванням використання „кишень" в конструкціях самих розгорток і залишкового місця кожного з боків різних форматів.

Важливою задачею пакувального виробництва є забезпечення ефективного використання внутрішнього об'єму транспортної тари, яка є складною, трудомісткою і тривалою в часі. Споживче паковання з трьома габаритними розмірами b (ширина), l (довжина) і h (висота) на площині можна розмістити за 6–ма варіантами. В автоматизованому режимі розглядаються усі можливі варіанти заповнення транспортної тари з внутрішніми розмірами L, B і H. Результатом пошуку є варіант укладання споживчого паковання, який забезпечує максимальне заповнення внутрішнього об'єму тари.

Ефективним методом реалізації енергоощадного виробництва картонного паковання за існуючою технологією є впровадження прокочування по штанцювальних формах засобів створення тиску, що відкриває нові можливості зі створення сучасної технології, мобільного устаткування для роботи в автоматичному режимі за умови комплектування його пристроями для подавання картонних заготовок чи стрічки і виведення відштанцьованих аркушів.

Перевагами побудови запропонованих пристроїв за схемами із циліндричними та конічними засобами створення тиску в зоні штанцювання є простота конструкції, обмежений їх контакт з формою, що проявляється у відносно невеликих технологічних навантаженнях, низькій металомісткості, зручності переналагоджування на інший формат картонних заготовок, можливості автоматизації процесу.

Для