LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка технології та засобів дискретно-дотичного способу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні

близькорезонансного режимів.



Рис.3. Зміна дійсних кутів різання протягом циклу руху ножа за-лежно від швидкості переміщення блока при ЗРН (а) і при ПРН (б):

1 - VБ = 0,3 м/с; 2 - VБ = 0,9 м/с; 3 - VБ = 1,5 м/с; 4 - VБ = 2,1 м/с


На основі отриманої експериментальним шляхом залежності тягового зусилля від часу FT=f(t) визначено момент збурення механічної системи. Для цього відповідну залежність описано поліномом 4-ого ступеня із врахуванням коректуючих функцій на ділянках врізання (довжина лінії різання зростає з мінімальної до максимальної) та дорізання (довжина лінії різання зменшується з максимальної до мінімальної)

, (6)

де А1, А2, А3, А4 – коефіцієнти полінома;

t – значення часу, при якому тягове зусилля рівне FТ;

TРІЗ, TП – відповідно періоди різання та паузи;

В – ширина блока;

z – кількість врізань ножа у блок на ділянці врізання.

Відповідно, момент збурення визначається за формулою

(7)

де R – плече дії сили збурення (радіус кривошипа);

f – коефіцієнт тертя між блоком та лезом ножа;

aЗ – кут загострення ножа.

Для дослідження нерівномірності руху вихідної ланки механізму (ножетримача з ножем) складено динамічну модель (рис.4), яка, згідно класифікації І.І.Вульфсона, відноситься до ІІ класу 2-ої модифікації. Їй відповідають наступні елементи: Д – відображає характеристику електродвигуна (приймається абсолютно жорсткою); J1 – момент інерції маховиків; с1 , m1 – відповідно, коефіцієнти жорсткості та розсіювання двох абсолютно однакових валів; с2, m2 – відповідно, коефіцієнти жорсткості та розсіювання пасової передачі; JПР – момент інерції мас, зведений до вихідної ланки; МЗБ – момент збурення системи; j0 , j1 , j2 – кутові переміщення ланок механізму.



Рис.4. Динамічна модель механізму ножа


Відповідна динамічна модель описується системою диференційних рівнянь другого порядку з постійними коефіцієнтами

, (8)

де Dj = j1-j0 – кутова деформація ведучого вала;

Dj1 = j2-j0 – кутове зміщення маховиків один відносно одного;

Dj2 = j1-j2 – кутова деформація веденого вала;

b1 , b2 – коефіцієнти еквівалентного лінійного опору.

Із врахуванням того, що кутові переміщення валів у будь-який момент часу t рівні (j0 " j2), елементами с2 та m2 динамічної моделі знехтувано. Тоді математична модель механізму описується неоднорідним диференційним рівнянням

, або

, (9)

де - коефіцієнт демпфування системи;

- власна частота вільних коливань вихідної ланки;

сПР – зведений коефіцієнт жорсткості валів.

Загальний розв'язок рівняння (5)

, (10)

де G1, G2 – сталі інтегрування;

- власна частота вільних коливань вихідної ланки з врахуванням сил опору;

Rk – частковий розв'язок диференційного рівняння.

Для розв'язування диференційного рівняння складено алгоритм, який реалізовано на ПЕОМ при допомозі математичного редактора "Mathcad-2000".

На основі проведених досліджень динаміки механізму ножа розроблено наступні рекомендації щодо його проектування: коефіцієнт жорсткості валів повинен становити сПР>2104 (Н•м)/рад, власна частота вільних коливань різального інструмента - р>800 Гц. Співвідношення між періодами паузи та різання ТП/ТРІЗ>2,5.

У четвертому розділі сформульовано програму проведення експериментальних досліджень, метою яких було визначення оптимальних геометричних параметрів програмованого рельєфу корінця, які забезпечать максимальну міцність клейового скріплення та мінімальну енергомісткість процесу. Для цього розв'язані наступні завдання: досліджено характер зміни та визначено значення тягового зусилля при різних технологічних параметрах; встановлено мінімально необхідне зусилля затиску книжкового блока; досліджено вплив виду паперу, клею, технологічних параметрів на міцність КНС; визначено зносостійкість різального інструмента та дано рекомендації щодо його геометричних параметрів та матеріалу.

У роботі описана конструкція та принцип роботи лабораторного стенда з траковими транспортерами, машини незшивного скріплення "Trendbinder", методи дослідження міцності клейового скріплення, а також конструкція розроблених автором експериментальних пристроїв для обробки корінця дискретно-дотичним способом із застосуванням одного та двох ножів.

У п'ятому розділі наведено результати експериментальних досліджень процесу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні. Для їх проведення використано книжкові блоки виготовлені із наступних видів паперу: газетний (імпортний), маса квадратного метра m=40 г/м2; офсетний (імпортний), m=90 г/м2; крейдований (імпортний), m=45 г/м2; друкарський, m=55 г/м2; офсетний, m=65 г/м2. Для заклеювання корінця використано два види клею: ПВАД та термоклей Technomelt Q3218 ("Henkel", ФРН). Оцінка міцності клейового скріплення здійснювалася двома методами: "пулл" та "флекс" тестів. У першому випадку за основу взято нормативи розроблені фірмою Illionis Adhesive Products (США) та інститутом Fogra, які на сьогоднішній день використовуються провідними фірмами-виробниками МНС, і становлять: 4,4...6,2Н/см – "задовільно"; 6,2...7,2Н/см – "добре"; понад 7,2Н/см – "дуже добре". У другому випадку за базову приймалася величина кількості перегортань аркуша zБ=2000 разів.

Проведені експериментальні дослідження показали, що одним із основних геометричних параметрів, які впливають на міцність КНС, є крок канавок у напрямку, перпендикулярному крайці леза ножа. На рис.5, як приклад, наведено результати експериментальних досліджень визначення впливу кроку канавок на погонне зусилля виривання аркуша із блока ("пулл"-тест) при ЗРН (рис.5,а) і ПРН (рис.5,б). Для заклеювання корінця використано ПВАД. Як видно із отриманих графіків, для значень кроку канавок більших 3мм спостерігається стрімке падіння міцності скріплення, що можна пояснити зменшенням площі контакту між клеєм та корінцем блока. Одночасно прослідковується тенденція до незначного зменшення погонного зусилля виривання аркуша із блока для кроку h=1мм порівняно із кроком h=2мм, що пояснюється порушенням геометрії корінця, а саме - накладанням однієї пари канавка-"вусики" на іншу.

Слід відмітити, що при ЗРН, як видно із графіків, значення погонного зусилля виривання аркуша із блока є більшими ніж для випадку ПРН, приблизно у 1,3 раза. Даний факт пояснюється результатом відгинання вусиків, який, як показали експериментальні дослідження, є кращим при