LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технологічного процесу обрізування дискретно-дотичним способом книжково-журнальних блоків

циклу (рис.3). Для полегшення розрахунків вводимо поняття швидкісного критерію, який відображає співвідношення між основними параметрами взаємного руху:

(5)

Тоді момент виходу ножа з "тіла" блока визначається формулою

jв = arcsіn(Hv) (6)

Точку зустрічі jm леза ножа з не зрізаною частиною блока знаходимо шляхом вирішення рівняння відносно j в :

RЧ(HvЧj - HvЧjв + 1 - cosjв) = RЧ(1 - cosj) (7)

У загальному випадку таке трансцендентне рівняння вирішується за допомогою наближених методів. На основі результатів обчислень знаходимо кут повороту кривошипів, при якому відбувається різання jр = 2p - jз + jв

Робоча частину циклу руху ножа Tр=jр /2p. Після побудови графіку Tр = f(Hv) можна провести його апроксимацію за допомогою лінії тренда у вигляді поліноміальної функції шостої степені:

Tр = A6ЧHv6 + A5 ЧHv5 + A4ЧHv4 + A3ЧHv3 + A2 ЧHv2 + A1 Hv + A0 , (8)

де A0 = 12,631; A1 = 742,72; A2 = - 2383,2; A3 = 4956,1;

A4 = - 4166,8; A5 = 346,7; A6 = 840,19.

Метод обернення руху дозволяє розрахувати сумарну поточну лінійну швидкість переміщення блока відносно умовно-нерухомого ножа, тобто миттєву швидкість різання:

. (9)

Зміна на протязі циклу руху ножа напрямку швидкості різання при дискретно-дотичному способі є причиною зміни величин кутів різання, які знаходяться у січній площині леза ножа, що утворена вектором швидкості різання, і є перпендикулярною до площини зрізу. Визначено відповідну залежність для миттєвого кута різання:

(10)

Довжину дуги різання Lр , яка є частиною СТЛ, визначаємо за допомогою метода частинно-лінійної апроксимації.

На основі приведених вище залежностей були проведені аналітичні дослідження кінематики процесу на комп'ютері. В результаті встановлено характер і особливості поточної зміни величин параметрів процесу різання на протязі циклу обертання точок леза ножа та визначено характер і ступінь впливу кожного з факторів (в попередньо обраних межах) на зміну параметру на протязі циклу.

На рис.4 наведені приклади графіків поточної зміни кута різання aр за цикл для ЗР і ПР залежно від радіусу обертання кривошипів ножа R при постійних величинах інших факторів.











а) ЗР б) ПР


Рис.4. Залежності зміни кута різання протягом циклу руху ножа

від радіуса R обертання кривошипів для ЗР і ПР


Виявлено значний вплив напрямку взаємного руху блока і ножа під час обрізування на характер та величину параметрів процесу. ЗР порівняно з ПР характеризується більшими швидкостями різання (до 2-х разів) та меншими (у 2...2,5 рази) значеннями максимальних кутів різання (останні - при дотриманні умови "нереверсу" дотичної складової лінійної швидкості точок ножа). Проте при ПР значно менші величини дуг різання. Крім того, при ЗР вектор швидкості різання спрямований таким чином, що можливе погіршення умов транспортування блока під дією навіть незначних сил різання. Тому не можна однозначно рекомендувати тільки один з видів різання до проведення всебічних експериментальних досліджень.

Багато для аналізу дії сил, що виникають в процесі різання, на лезо ножа у вертикальному напрямку дає переріз його площиною, що перпендикулярна до леза. Умовно лезо ножа в перерізі в межах його "активної" частини (тобто тої, яка контактує з блоком) можна поділити на три зони:

І - нижня площина леза, яка контактує з торцями обрізаних аркушів блока;

ІІ - власне лезо, яке характеризується радіусом крайки;

ІІІ - верхня площина леза, яка контактує із зрізаним припуском блока.

В кожній з цих зон діють сили, які виникають при контакті між площинами ножа та матеріалом блока не тільки при розділенні останнього, але і при транспортуванні блока в різальній секції. Ці сили різні за характером та величиною: FОБ1 - сила обтиску леза матеріалом блока, яка діє на нижню поверхню леза в зоні І; зусилля різання FP в зоні ІІ; сила обтиску леза матеріалом блока FОБ2 , яка діє на верхню, зкошену поверхню леза в зоні ІІІ та сили стиску FСТ, яка діє горизонтально.

Для таких матеріалів, як папір та картон, досить важкою задачею є аналітично визначити залежності між питомим опором матеріалу різанню та параметрами процесу. При розрахунку зусилля різання користуємось комплексним поправочним коефіцієнтом KP .

Зусилля різання FP можна визначити :

FP " KPЧrЛ Ч (p/2 - aЗ)Ч La Ч sp , (11)

де rЛ - радіус крайки леза ножа (для гострих ножів його приймають від 3 до 5 мкм); La - довжина "активної" частини леза; sp - напруження на крайці леза при різанні.

Аналітичні залежності для визначення величин сил FОБ1, FОБ2 та FСТ отримаємо після розгляду дії елементарних сил dFСТ та dFОБ на лезо ножа. Після математичних перетворень отримаємо вирази для зусилля стиску:

; (12)

- та зусилля обтиску, яке діє на верхню площину ножа:

, (13)

де E - модуль пружності першого роду; m - коефіцієнт Пуасона для паперу.

У третьому розділі складена програма експериментальних досліджень режимів процесу безупинного обрізування, які забезпечують якісну поверхню обрізування відповідно до вимог стандартів за умови забезпечення технологічно-необхідної продуктивності. Цією програмою передбачено: 1) оцінити вплив геометричних параметрів та конструкції приводу ножа на енерго-силові параметри різання; 2) встановити вплив кінематичних параметрів на процес обрізування; 3) оцінити вплив технологічних чинників на зусилля різання; 4) дати оцінку точності і якості обрізування КЖБ за допомогою дискретно-дотичного способу і порівняти їх із існуючими способами; 5) оцінити стійкість ножів, використовуваних для обрізування КЖБ дискретно-дотичним способом.

У роботі описана конструкція та принцип роботи лабораторного пристрою на основі тракового транспортеру, який призначений для дослідження способу обрізування при різних технологічних режимах процесу та видах паперу. Максимальна швидкість транспортування блоків - до 1,3 м/с.

Під час експериментальних досліджень передбачались реєстрація та вимірювання наступних параметрів процесу безупинного обрізування КЖБ: зусилля опору транспортуванню блока у вітках тракового транспортера під час обрізування; миттєвої потужності, що споживається двигуном приводу ножа; трьох складових зусилля різання; частоти обертання вала двигуна приводу ножа; зусилля затиску КЖБ у вітках тракового транспортера.

Також проводилась оцінка якості та точності площини зрізу візуальним та вимірним методами згідно вимог існуючих стандартів. При наявності різниці в допусках брались за основу більш жорсткі вимоги.

Для визначення стійкості ножа розроблено спеціальний стенд, контроль затуплення крайки ножа здійснювався оригінальним приладом.

Обрана методика проведення експериментів дозволила провести вірогідне оцінювання зусиль та контролювати зміни в кінематиці процесу при обрізуванні.


У четвертому розділі приведені результати експериментальних досліджень процесу безупинного обрізування дискретно-дотичним способом. В процесі досліджень обрізувались блоки, виготовлені з видів паперу, які суттєво відрізняються за механічними властивостями і розмірними показниками: друкарські №1 (m = 55 г/м2) та №2 (m = 60 г/м2), офсетні №1 (m = 85 г/м2) та №2 (m = 70 г/м2) та крейдований (m = 95 г/м2).

Параметри умовно поділені на чотири групи: геометричні (конструкції різального інструменту та його приводу); кінематичні; формат блока; властивості поліграфічного матеріалу.

До геометричних параметрів конструкції приводу ножа віднесено: кут встановлення b леза ножа відносно напрямку руху