LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка наукових основ технології і проектування устаткування для безвистійного обрізування книжково-журнальних блоків

+х4 і залежить від параметрів БРІ (ця сума, незалежно від формату, є сталою);

х5 - змінна складова (залежить від товщини і формату блоків);

Vтр - швидкість транспортування блоків.

Використовуючи системи символьної математики "Mathcad 7" та електронних таблиць "Excel" [35,57], аналітично визначені сили різання під час обрізування різних за форматом і товщиною книжкових блоків при заданих параметрах БРІ. Розрахунки сил різання проводилися для блоків, виготовлених з трьох видів паперу, які суттєво відрізняються за фізико-механічними властивостями: крейдованого, офсетного та газетного.

Сила від обрізування книжкового блока на усіх ділянках

P(t) = f(PS (t)) , (2)

де t - біжуче значення часу, на протязі якого обрізується книжковий блок;

РS - сила опору транспортуванню блока

РS =Pгор + Pвер Ч f2 + Pлоб Ч f1 , (3)

де Pгор , Pвер і Pлоб - відповідно горизонтальна, вертикальна та лобова складові сили різання ;

f1 , f2 - коефіцієнти тертя книжкового блока, відповідно, по площинах лез БРІ і пасів по напрямних.

Необхідне зусилля транспортування розраховується по максимальному значенню сили РS max.

Технологічно необхідне для якісного і точного обрізування зусилля затискування книжкового блока Fзат = Fтр max / fз , де fз - коефіцієнт тертя між блоком і пасами транспортера.

Тоді загальне зусилля транспортування FтрS = Fтр + Fзат Чf2 .

У роботі розглянуто три типи транспортувальних систем: "пас на роликах", "пас на напрямних" та "пас на напрямних з пневмопіддувом". Розрахунки системи "пас на роликах", а згодом і експериментальні дослідження показали недоцільність (з огляду на якість і точність обрізування блоків) її використання через надмірний прогин плоского паса у міжроликовий простір і виникнення ефекта круглення блока. Встановлено зміну величини прогину паса залежно від діаметрів роликів і товщини оброблюваних блоків.

У транспортувальній системі "пас на напрямних" використано зубчасті паси, які гладкими боками затискують блоки, а протилежними - ковзають по нерухомих напрямних з антифрикційним покриттям. Експериментальні дослідження виявили надмірне нагрівання пасів і напрямних внаслідок тертя.

Вказаний недолік вдалося усунути в зарекомендованій до використання транспортувальній системі "пас на напрямних з пневмопіддувом", показаній на рис.5. Пас 1 ковзає по напрямній 2 з отворами, через які подається під тиском повітря. Пас 1 і напрямна 2 покриті антифрикційним шаром 4. Для забезпечення надійного зчеплення паса з блоком гладкий бік паса покритий фрикційним шаром 5.

Під час проведення затиснутих блоків транспортером через різальну секцію обидва паси зазнають змінних за величиною розтягувальних деформацій. У роботі проведено розрахунок динамічних навантажень на паси. Розглянуто усталений режим роботи машини для обрізування книжкових блоків, при якому блоки в технологічну зону машини подаються з певним кроком (500 мм). При цьому під час обрізування на робочій вітці транспортера одночасно можуть знаходитися три блоки.



Рис. 5. Схема конструкції напрямної паса з пневмопіддувом

Схема робочої вітки транспортера із затиснутими книжковими блоками зображена на рис.6. Схема відображає розташування книжкових блоків у так званий початковий момент часу (момент часу, з якого програма починає виконувати обчислення). У цей момент книжковий блок 1 знаходиться в зоні стабільного різання (кількість лез, задіяних у обрізуванні - стала); книжковий блок 2 - у зоні врізування лез БРІ в книжковий блок (кількість лез і зусилля різання при переміщенні блока зростають); книжковий блок 3 - у зоні транспортування до виконання операції обрізування. БРІ довжиною S встановлений на відстані 500 мм











Рис.6. Схема розміщення блоків на робочій вітці транспортера


від веденого шківа транспортувальної системи. х *1 ... 3 - відстань від веденого шківа до центра маси відповідно третього, другого і першого блоків; l1 - відстань від веденого шківа до третього блока; l2 і l3 - відстань між блоками; L - відстань між шківами пасового транспортера.

Динамічна модель вітки показана на рис.7 у вигляді дискретної механічної системи з трьома ступенями вільності, де mi (i=1, 2, 3) - маси книжкових блоків; сі , mі (і=1, 2, 3, 4) - коефіцієнти жорсткості і лінійного опору пружних ланок; Рі (і=1, 2, 3) - технологічні навантаження; хі (і=1, 2, 3) - координати положення блоків.






Рис.7. Динамічна модель для розрахунку навантажень на елементи системи транспортування


Зміна сили різання Р від відстані у (між центром маси блока і лівим кінцем робочої вітки транспортера) х* показана на рис.8. Для розрахунку навантажень елементів системи транспортування блоків приймався коефіцієнт тертя пасів по напрямних (з пневмопіддувом) k1 = 0,01, величина якого визначена під час проведення експериментальних досліджень дослідного зразка машини на заводі фірми "Мuller Маrtini" (без пневмопіддуву k1 = 0,15).

У подальших розрахунках коефіцієнт лінійного опору m0 враховує як внутрішнє, так і зовнішнє (по напрямних) тертя паса .

Внутрішні сили пружних ланок механічної системи визначаємо як


(і = 1, 2, 3, 4), (4)


де - сили пружності, (i = 1, 2, 3, 4) - сили лінійного опору, де εi , υi - відносні деформації ділянок транспортерів і їх похідні за часом; с0 , m0 - жорсткість і коефіцієнт лінійного опору ділянки транспортерів одиничної довжини.









Рис. 8. Схема для визначення відстані від осі веденого шківа до

центра маси блока


Відносні деформації ділянок робочої вітки транспортерів:

; ;


; , (5)


де V0 - стала колова швидкість шківів транспортера; l10 , l40 - початкові довжини збіжної та набіжної ділянок паса.

Диференціюючи функції (5) за часом, отримуємо

(6)


де i (i=1, 2, 3) - швидкості переміщення книжкових блоків.

Із залежностей (4...6) визначаємо внутрішні сили Fі (і=1, 2, 3, 4) для ділянок робочих віток транспортерів


(7)


Згідно з принципом Даламбера, рівняння руху для трьох одночасно обрізуваних книжкових блоків записуємо у вигляді



(8)


де Рі = fі(x), (і = 1, 2, 3) - зусилля різання.

Задавши початкові умови для проведення обчислень та виконавши розрахунок початкових переміщень, отримаємо систему нелінійних диференціяльних рівнянь, котра описує динамічні процеси у механічній системі робочої вітки транспортерів.

, (9)

де - рівняння руху механічної системи.

За розробленою методикою проведено аналітичні дослідження зусилля та швидкості транспортування, що виникають під час обрізування одночасно 3-х