автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование вырубного пресса траверсного типа с целью повышения его технического уровня

Ох

На прлвах рукописи АЛЬ-АД ВАН ИСМАИЛ •

СЛЕДОВАНИЕ ВЫРУБНОГО ПРЕССА ТРАВЕРСНОГО ПА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ

здиалыюсть 05.02.13 - "Машины и агрегап.: литой промышленности"

А К Г О РЕФЕРАТ диссертации ка соискание ученоц степени кандидата технических нам;

МОСКВА, 1996 год

Работа выпсяяша'. к Московской государственной ахакемнн легкой промышленности.

Научные руко водопетл: доктор тетнниесхих наук, профессор

стогожк в.в.

лс-кчор технических начте. тккрессор ИВАНОВ В.А.

Официальные спаспектм: дакгоо томшчешг; паук. гооАсссор

ШЯЯХТНН Л.Ь.

кандидат тсхничетких наук ИППОЛИТОВ о.л.

Ведущее предприятие: Обувная фабрика "Заря Свободы"

Защита состоит«! " ¿с/¿¿/сел I-

юсезаиии диссертационного еоыма л'^332.02. ион г^-оскевле; госу'дарсгвснцс!! академии вег> >» пр-.'чми<лснкос-П1 по »эрл*;--113806, М<хк1ч:, ул. Садовническая, 3->. ауд. »56.

С диесерт.шией можно озиакомм л библиотеке л1осяо>:с*ой х>сударствелнои академии легкой ^ромишлишоси!

Автореферат разослан ' .¿г. О.

йсер^ашкатигоювегд Д05332.02. .ндилаг :слн.)'1сск11л наук, доцент Гривин В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В производстве обуаи одной но ва>шых операции о г котеуой I значительной степени зависит качество готовой продукции, а также расход материалов, является раскрой деталей. ' Анализ различных способов раскроя, применяемых в условиях современного производства, показывает, чго наиболее эффективен раскрой с применением вырубных прессов. Данный способ имеет высокую производительность и точность раскроя при обеспечении кеоохозимого уровня качества деталей обуви. Однако, следует учесть, что технологический процесс выруб«! имеет ряд особенностей, связанных о возникновением высоких динамических нагрузок. Поэтому дальнейшее уксяичекиг производительности прессов требует еще большего форсирования мощностей, нагрузок и друг.IX рабочих параметров.

При раскрое деталей низа обуви широко используются вырубные пресса траверсного типа, рабочее уешшг которых, лежит в диапазоне 180-400 кН. Высс-.иг технологические нагрузки существенно влияют «а динамическую иагруженность элементов пресса, изменяя при эхом частоты колебаний, вызывая резонансные явления. Это в сбою очередь ухудшает услови труда, а во многих случаях отрицательно сказьшап= ;л .¡а качестве продукции и производительное™ обору; ¡¡¡и.

1 >ккх о%изо м, увеличение технологических мощностей, псаышаше требований к надежности, работоспособности я ремонт олригодности оборудована, иеобхо/здеостъ снижения его »ипроактивкосто а уровня шумз. требует разработки спсцизлпгых «подов ¡¡ссяедования. условии взаимодействия -рабочих орг. нов вырубного пресса с раскраиваемым материалом к оснасткой.

В работах по исследованию процессов вырубания обувных деталей указывается на ю, что многие показатели «чнкческого уровне пресса зависят от свойств и качества вырубньи глгг. В настоящее . время в прессах используются в основном металлические п полгмгриь.'г пгапъг. Их применение обусловлено типом пресса и видом раскраиваемого материала, так как эксплуатационные свойства 'пну. гепп .существенно различаются между собой. При использовании полимерных плит снижзггся »иоровггружеиие пресса по срази»««» с металлическими плитами, меняются нагрузки, действующие на рабочий инструмент. Поэтому в работая, связанных с исследованиям:* данной проблемы отмечается, что стойкость резака и надежность самого пресса во многом зависят от демпфирующих свойств ъырубноп плиты. Весьма существенным для оценки технического уровня пресса является высокие значения вибраций и гиума при его работе, которые в области низких и средипч частот значительно превосходят допустимые са нормы .

Немаловажным фактором пря качении работы прессов яатяасл и определение физико-механических свойств самого материала шияч так кл:- нкакая их долговечность снижает экономические показатели пресса в части себестоимости готовой продукции.

'СГУЛЛЬНОСТЬ РАБОТЫ в значительной степени обусловлена тем, что работа обувных !< галантерейных прочзьодс—•. я новых экономических условиях характеризуется, в частности, развиг.-ием большого числа мелких предпр11ятнй со слабой ремонгной базой и налнчп.ч большого парка старого оборудования. В настоящее время при редком повышении цен на оборудование и вознк*аюи>ну. трудиост с пополнением парка машин предприятий лгп:ом промышленности на первый гаын выносятся задачи по обеспечению эксплуатационной надета юст' к долговечно« и, повышег.ню

технического уровня на протяжении всего жизненного ци оборудования. Одним из путей решения этой задачи язляе разработка способов, обеспечивающих наиболее благопрняп условия взаимодействия рабочего инструмента (резака) обрабатываемым материалом и вырубной плитой.. Это достигается счет целенаправленного изменения динамических и виброакустичес нагрузок узлов н деталей пресса, а также обоснованного выо< физико-механических и эксплуатационных свойств вырубных ги Последнее является основанием для выбора полимеров и способа переработки, позволяющих обеспечить всю совокупность необходим характеристик. Это обусловленно отсутствием в промышленности п необходимого качества, способнь1х удовлетворять условиям раб( при раскрое всего аесоргимента обувных материалов. Имсютщ исследования по анализу свойств полимерных материалов вырубных плит рассматривают их в основном .с точки зре износостойкости, упуская их динамическо-деформационные свойств то же время рациг.чальный выбор материала плиты может существе снизить уровень вибрации и шума, повысить надежность пресс целом. ■ '

ЦЕЛЬ РДБОТ .Л заключается в создании и доведении до пра: ческого :*.недзгнля предпосылок для повышения технического урс вырубнь л прессов и гарантированного сохранения его а течение в срока экегшуата; чн, что обеспечивает стабильное качество изде при соблюдении условий эксплуатации. ^

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи - определены показатели надежности вырубных прессов и ианб быстроизнашивающиеся узлы и детали;

разработаны математические модели прессов .траверсного типг, шгада которых ■ позволила выбрать достаточно эффективные эсобы совершенствования дчнамичгскнх параметров (/рн их работе; а основе промышленных испытаний определены факторы, влияющие надежность прессов и выбраны способы управления опщ:; торами;

экспериментально определены деформационные своЕ^стеа рлза. янмгрных материалов (ПМ) 'при динамическом нахружении, служившие осногой для выработки хритеркя ря.ботоопоссбногт" рубных плит для прессов траверсного типа;

разработаны технологии изготовления полимерных вырубных плит;

выбраны рациональные способы переработки отходов обут; ного оизводства при изготовлении вырубных плит.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Работа включает экспери-гггзльные ¡1 теоретические метода неследований. Теоретические ¡ледова кия проводились с использование?.! основных положений тематической статистики, теоретической механики. теории тсбаний, теории прочности и теории надежности. Экспернмеп-ц.ные исследования велись в лабораторных и производственных ювиях, на реальных вырубных прессах с применением средств проля и регистрации. Расчеты проводились с использованием ЭВМ стандартным программам;,

НАУЧНАЯ НОВИЗНА гостоиг з создании методики по явлению н прогнозированию условий рля повышения технического >вия вырубного пресса траверсного типа за счет уменьшения ¡екоеов рабочего органа при внедрении резака в упруговязк-ую' □{мерную типу; снижения вибро-акустического нагружения пресса счет реализации упругодемпфнрующих свойств полимерной аехки; создание; методики рационального выбора полимерного

материала для производства вырубных плит с заданными свойствами. Это реализовано в разработке расчетных моделей вырубного пресса траверсного типа, учитъшающих синхронизацию привода при движения рабочего органа, и физико-механические свойства вырубных плит, внедрением новых технологий изготовления полимерных плит с изданными свойствами.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. Результаты выполненных, исследований внедрены на ряде обувных предприятий отрасли, в частности на АО "Комплект ", Обушховской коясгалангерейной фабрике, обувной фабрике "Заря Свободы" и дают реальный экономический аффект. Это достигается за счет повышения надежности вырубных прессой, увеличения. долговечности вырубных плит, экономии полимерных материалов, снижения трудовых затрат на замену и обработку изношенных вырубных плит, улучшения социальных условий труда, •

АППРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры •Технология машиностроения и конструкционных материалов" и кафедры "Машины и аппараты лепсой промышленности" /1995-1996 г./.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации опубликовано в двух них работах.

СОДЕРКЛНЛЕ РАБОТЫ

Во введении ддьс. обоснование азлуал! нести диссергэцнокно!': работы, сформулирована цель и задачи исследования.

Первая глаза диссертационной работы посвяшека исследжанию j л1овнй работы вырубного пресса я процессе его эксплуатации, lia основании раскрытая сущности понятия технического ypcri:-вырубного пресса показано, что условием его повышения яплясггсл комплексное решение задач, связанных с улучшением каждого t 'отдельности показателя свойств технического уровня. В частности существенное влияние на работу пресса ПВГ 18-1600 оказывает перекос траверсыдостигающий на отдельных прессах 14 мм, а такж-î уровень вибронагруженнояти пресса.

Имение эксплуатационных показателей пре-;сов пропо.чн-лх ь /.л основе обработки данных опросных листов, заполненных и.; обувк.-г предприятиях, и посогдзтвом наблюдений на обувной "Пролетарий" (АО "Кеч > техт"г. ¡V I и с ::r. a > ;; Обуш^орскон мдаталаи-терсйнсГ! фабрике (Московская обл.) (ГОСТ 17510-79).

Анализ опросных листоп по предприятиям erpavn» ■■ подконтрольная эксплуатация в производственных условиях прессой ПВГ S8-1600 позволила выявить ряд факторов' наиболее cyu.îcrtf н.'---' влияющих на его надежность (а, следовательно, технич.-жий уровень!. К таковым относятся: технологические перегрузки вследствие перекоса 'траверсы при несимметричном нагружекик; . высохзя степень кагружения мт.гханнзмоз и узлов пресса, вслецп'зие ктко!\ '■¿иброизеляцин ударных- нагрузок при низких показателях ynpyio-де.'лпфнрующпх своЗета материала плиты; резонансные явлен и л при колебательных процессах, вследствие конструктивных ошибок при вы-

: Vex U'îhcçjrè í.- , г.. v-íb:- -

iväavsstäгласной ;j:»h>k¡í:i к i? "п>п'"'-г'> -

• S,dotecoö-5cse}«. ыиЫдоиг» s г «í?:-.'=-vf • «зиигооСиэяиф ксю и<3ц гп^тоод-хтоифпшАка: < и .4FC3J ' *;коя »казжк ;я«»гз.Свстй nuCu ^гешп'илйг^ло vo;s<h¡ гчу -«кй&ген гохззыиоотнх;!. гшжч&изхс ¡аи'юлгзшчк »«nadu g

_ ■ ;rce:d in h

-укоши stogocr Hda тюткндиэ октемиэонхо wsia.. dturott-sw; itucduttxm ti aHïuuasJJ -csssdu reweiosiaodsftu -.a: лзкзсс íhimk&íitík емэвжинз ожза гшч.и тлги&ш* с rxçcîd ииизж^н^ k<îu vUiou 'zrtxî: Х1'1на\с!:чя XMnd?iviii:oii иинс&остасизи rniXu кнлзшрои oiq

■ %qc tri н;;кг.н? члчс jj.-i'oiv 'sdoxcrc^ и мотхэ в ютзпя хвьзхл ЧнгЛйеог ojOiSî~dbe»wbH .цгоякмж fisuogv-J я кэимшси 'икэхзиэс&Ли oiiiooHidriëaou 'HMÂâivu т:ш«ко1гиси «геньи<£и«:«5мк ипннзиаокзАдо *0()9i"3i ЛЯП ¡ík'mMí

зоязёзц ,чя [_ *M3?du ккюкзсзнкн ояшзпитаон oír awfccsd кокчтяхиьвкс о »КтаэткзлдШда шзгнж£»н gssaxestaiog хкнюядозьиюде тоиэ&ф '866*0 ■ счШо<шю£и кыокеохси .шгнЯиффсой 'csch'go'í - зинзсзонеикют BKída зэ:Жгйэ !сэсь. ç-'ç»>c - cvsîo va vàaoavdm аоташаэоз гзгзлц ojoîrtto кай matad? а- '009 f'SI ЛЙЦ aoaosdu ггилодХюдос HOHsiio^t'-oxtfou гс~;со «л» атотзд&оа 'кгэоююФги «г.-дгктхоц

*dï? н ихшойоц яинк '»»шита игтаЗоизн •t4t. .eeda. гошЗмэ нявХмя гийкжМинош 'пгсмзиэд&си викгн'.шэоэ «wdea? 'вяшиоаос sHtroC¿u •'.-jseHodteu -гвмгюокю Пийз&Ьзкоя юэонг.зчолгок <л HxsosHcáftri игзхягвяои згюэгмии&г кигясч -aifjfijduo 'svciíCa st гакиКсп>яигп:знскойхз;чд зжюиш v

*(• |"H-d) svnn KShogvd вн тчАт и ¡«¡nedgua кнаоДС ojo-ojra 3Koi-'«5TOCí*B;nímgX!dna ?UVCdi зиаозаС глиззкчх :soo:dH чкзУсэт млгизг-як . -vnirtí ff :а!ГПй.'о:ся 'cr<UKj;«:re seen н косдозж иинзпютсоэ ясоо

-с—

.ж

Конструктивно ' паош-'пурн

/•/•сгкосгь пресса

^агоряалоемкосгь

Виброусгойчивоогь

Р.мжы обработки

iexmnccgijii уровень

1сх«оло1'Ичсские

• (ЮрЧМСГрИ

процесса

*

Условия взацме- ' лаг,стоил рао:>-чих органов

окоплуагациодиые параметры

Надежность

Технологическое ! I Рьб о госпсс оба ос гь

пэзда;.сг2кс- I (- (безотказность)

Технологическое 1 I[ Рсаонгопрягодаосгь

СОПрОГпЯЛЛ""" 1 н

"Т

rîlfl.J

:;олебаг'оль[:кс процессы

W.

J олговочиоегь

лолсбалг.-!

i ¡ с,г,:ра;шемосгь ■¡ j-j стабильных свойств

.л-'оиошчаск^с iiapii-.^.ïpi;

i Социальные I 1,ар.'-.могры

Собес го.:;. о<-гь

I! poi'.B i! а.г.л гельa oerii ! Качеои"> продукт«^

!

--------------------j . . Гмдаемкосгь гох-

"! Ьоброльодг. 'М' i I ! .::!-¡ecKoro обсл'/:и:-

I i ¡¡алия

—I _i'-Jld р^мт.

-I иг-

j

i

j

Р7ел0Гля~ î j г РУЛ'* . Ь-

(

t-i

0

1

• ■•:•<• три ояредзвйзма» 1С о ?чоск' рк: IV-

-• момент касашк траверсой резака. ■

Эксперимент проводился по методике разработанной и используемой в Орловском НИИЛЕГМБШе. .

Результаты эхелеримешальньк исследований приведены в табл.1.

Анализ экспериментальных ' данных рис. 2.-4., показал, что положение резака существенным образом влияет на перекос траверсы. В еггау конструктивных особенностей пресса этот перекос не симметричен, что прежде всего связано с длиной тпубопровода и в некоторой степени, индивидуальными особенностями к..,:е;шо этого пресса.

Kai: видно из результатов эксперимента, величина перекоса траверсы может быть существенно снижена за счет применения при расхрое вырубных пгогт из полимернных материалов.

Применение в качестве оснастки полимерных вырубных плит позволяет не меняя конструкции пресса в значительной степени снизить перекос, уменьшить вибронагруженносп. механизмов и узлов пресса, а следовательно повысить надежность и долговечность пресса в целом.

Современное прессовое оборудование, приметаемое для вырубания деталей обуви, испытывает значительные динамические нагрузки, действующие на элементы и опоры пресса, генерирует акустическое поле, об ,;>'!io превосходящее допустимый уровень, что существенно ;7.удп;ас.- условия труда. При относительно монотонном характере р л jotm это приводит к ошибкам с тераторл, влияет на снижение уровня безопасности и да-ч-е может явиться причиной несчастных случаев. Проведение анализа шумового и вибрационного поля прессов дало основания для разработки мер по снижению i.iiHiaoüii источников шумообразования. Введение элементов. йнГ)рон'.!оляцян отдельных частей н всей конструкции обееяечшш • уменьшен:!'.-давлений n рассштриилкмоИ системе.

Результат экспериментальных исследований йерекоса траверсы пресса НЕГ-18-1600

юс-! ■на

ЗайЗ^ЗйВцВЭг ; ; . ; , ;

! гркслгег),мм ! ! ! ! ! !

,Кзмеоя- 800 ; - 400. О -400 'ЗСО",

•ешя'вс- • : : • ■

ЛЯЧЙКЭ

! Перекос, ш ! Т3.9 ! 8,0 4,6 ! 4,0 ! 7,в !

' Дамокле в девок ; оцилиедре, Ша '! 3.4 ! 5,6 ! В. 0 ! 7,6!! Ш,5 !

Давление э паевое г:'./-"'-!е:;аликдре, .чЛа ' ! 10,2 ! 9,3 ! Л 0 1 -, .> ■М ! З.д !

Давление з кагиствале ! '■насоо-иозягоо", ни!*» ! 1 '7 1ч 1 г г! О ) ГЦ С 1 ■ * т °

, Перекос, мм , 7,8 ! 4,2 ! 3,3 _ , 3,6. , 4,0;

Давление в левом ! гвдроцилядрз, Ша • ! 6,0 ! 3,3 ! 6,6 I 7,0 ! 7,9!

Давление в правом ! гидроцялиядрв, Ша ! 7,6 ! 6,0, ! 5.1- ! 1,8 ! 3,8!

Давление в магистрале ! "яасос-дозагор" ! . 6,3: ' 6,1 ! 6,0 Г 6*0 ! ' 5,1!

\ 1 \ 1 _______ !

\

\ \ 1

к \ л* .4' «

X

.

< 1 ■ !

30 О

го о мм

-400 о I,со

кс./2. Перекос тшерсм пкзсса " П6М8-<500 иетдллямескдя плита Д-полимерная влита

10 в 6 4 2

/ / « ■

A

V

-800

-400

400

800 е,мм

?пс. 3. ЛавлсН!;е я эясмеяггх тгдоопвдюда поеспа IibT-18—Х6()0 в г>авлсккосгя от пп^оглопап pesaxca пра врруошш.яа' мпгзлличоской аг''то

I - Иракй г::досш1лг!Ндо; 2 - Лешй гвдроцялсадр;-

3 - даапош'о в кагшгдое "касэа-дпкагор"

Р, МП^

-800 "4Ü0 О 400 800 f..м

Гт.с. 4. "oí^ü ^ гло:.1аягах гядоочрпвода ccscca líLI'-ío-l UíC hj., rJ! pyöeia? na полкморной шшге

I. J-cbhí!; ü, ilpam.:; 3. Нйгос-дозагор

Прн анализе большого чисха (несколько сотен) щгклов установлено, что наблюдаемая картина достаточно стабильна и обладает воспроизводимостью.

Анализ акустического поля при работе пресса ПВГ 18-1600 свидетельствуют о преобладании импульсных сигналов. Характер процесса определен пятью дискретными составляющими, проявлявшимися как прп регистрации вибраций, так и звукового давления, хотя в послгдне.ч случаег й менее выражено (рис. 5Л К.и им относятся:

1. Начало движения траверсы.

2. Под ход к резаку, переключение гидросистемы.

3. Момент прорубания.

4. Удар ргзака о плиту.

5. Останов траверсы в исходном положении после подъема.

Анализ евн,хгельствг'гт о го*!. чго процесс по своим характеристикам б.'лзок к уирн<~-му и ■.••новное иагруженне ррихо.тшс! .и >. отмеченные лег йог.»! • н окончание вырубки явл-гл-ся наиболее нагруженным. А * - лмчео.-о? по:'.- яреимущеетт.енпо характсричуетсч наибольшей мощносью я {<и.::"о леютном спектрс <'20-! ГО Гш и. л несколько .кньшей лгисп.!. г> <. а^ечисгсч'«^. Высокочастотны! :И!'нл.1ы и.мег^т значэтельчо мям-п.у:.* мощность.

Виброакустическое поле пресса Может служить п<~>кач!телем ■треде.тлюшнч« его технический '■:: олень, и существенно менятся прм вменении условий вырубания. При внедрении резака в материал юлимернои плиты технологическое сопротивление по сравнению с .»«алличссяе<* г .литой снижается, чю ведет к уменьшению общего мСроакусппиксго нагр; жения пресса.

ТЬу»:счяс колебательных процессов и сопутствующих и к? !е"онлк.'нь::< -¡членний наиболее интересны в тот малый промежуток

<23 k s

{SidSUJäl

¿Щ-Jag-

Рке, Б.'.. Бпороускорвнил тразерсы -I и станины -2, воздушный шуы -3 пресса ПВГ-18.

. времени, который соопгвечствует наиЬе..!йи<у нагрузки . В связи с этим, рассмотрена мак-магическая модель вырубного пресса (рис.6).

С целые упг>о(1', решение системы на данном тапе момента касания резака траверсой, до начала ее обратного хода) угютшо прннягы :•>:!!:<; допущен««:

- .¡язкоупруте свойства млела, вырубаемого материала ч оснагткт:. г. т.1л~ч:е в»:брс-и<<дморо'.< опор станины в столь короткий яром: ».'то. времени протаагтотся слабо (мгновенная упругость). Поэтому закон рчачио^-Лгт-тн '-ктелщ буд.м .лЛ»»йо»иснисм масс •» жгспсостиэтих элемльов:

- в модели учтены только вер пгкальные перемещения двух абсолютно жестких тся - траверсы и станины, взаимодействующих через упругие тела (вырубаемый материал. плита, опоры станины). Здесь вц - масса сгзнины; гм - масса траверсы; включающие присоединенные массы жидкости и отпел ьнм*. злементоч пресез.

На стадии анализ.« к."иебання листов обил тки 1'.пии!<!>; и траверсы не учгчыткгел. С'.амина .1ри реиаизаиии св^зеЛ. ограничивающих ее персе.иение- совершает аозврчтно-посгупл^льнос ние.

Vnpyro.ii. 'зл-^г.1 мелсу траверсой и станиной характеризуем коэффициентов >есп:эста Сг*, а упругость станины '.\nci-i -коэффициентом жеспсости С1 . Коэффициент О* представляет собой прип-.деннучо жесткост.. <_'п гшиты и резакз Сн,

вестно. В частности, свободные колебания описываются следующей системой дифференциальных уравнений:

сгчс„.с«)/(с.+с;).

В линейном приближений поведение такой системы хорошо из

«,¿1 + ( С, + Сг*)7л - С|*ТА - О,

(!)

/V > / /У

Рас* 6. 'Латскатическад ио;,сль вырубного пресса

Собственные частоты этой системы имеют вигг СО j.î = Л^С1*/(2яа) + (С, + Cj*)/(2cij) ±^Cï*IÇba) +

+ (Ci+C'i*) / (2ai»i - (CiCi* Жэдщ) . (2)

и могут быть изменены подб jpom жестхсстей С ¡, Сг* и масс я« и таг.-Точно; решение системы (i) пои начальных данных Zj(0) = Zj(G) = Zi(0) = о,

Zí(C) = V. , . . .. (3)

rae Vb- скорость траверси в момент времени I -0, имеет вид " Z: = V. I (<й1г - он») [ С Сг*Лад - ел1)/ т * Sin oi2t -

- (Ci*/ na-QiJ)/cüi»Sisv oaiíj, 1 >.; - ía!V,)/((.Vfffl!» - <aj»))*fídi(C¿«^, - i ач» -| - <nj(.Ci*/nj - M<i)Sin a;'] + Zj. (-5)

K.v пндао из i'.), зависимо!, ч, Zi - ." •• ; <;ни нредсмвляет roóoi! СуПГрПОЗМЦМ' •> Дйух ГарМОИ!»;; 'О; .-с- .

Bp:vq прохождения ударн-лй зодны ^¡рдмой и отраженно!; в срубаемом материале определится формул'-! Герна:

Т = 2,ч> I i^'' - . (5)

t'

- z» — mimjí(sai+icj); "-..v ,-хчофф.ллпнт Пуассона 11р1-ЛПОД*гяя, МО ).4фу;ж,| *:еш.е1ся rio зеке.;;»- (fo

Чд..рпаи 'частот), амншпуда сил! i t при ткестной wt^ih Vo будет

MüiM t»0'tn^».

С учетом этого система (1) запишется в виде

f auZi ^ ( С» + C2*)Zi - Ci*Zj = - fsinfflt,

[imZ; - Ci*Zi + Cl*Zj = fsinfflt. (6)

Частное решение системы (6) имеет вид

Zi - Z: = i Г{{ mi + rni)©1 -Ci )/((Ci + Cj*-miQ1)*

«(Q*^ij<»i)-Ci*)J»suia>t; (7)

. Xapa;aq> зависимости модуля амплшуды процесса от и показа на рис.'».

Проблема однозначности предсказания поведения рассматрива емой модели упирается в определении точных значений Са, Сс, С; которые и- .еряются' для каждого конкрггного пресса по весьм; сложной методике у. зависимости от материала резаков л плит. 1 таблице 2 приведены значения частот Ю|, <яг и wF =WCi/(mi + тпг) (р-зо иаисная частота) д;и некоторого диапазона значений Си й Сп.

Таблица 2

Собственные часготы модели пресса ПВГ 18-1600 при Ci=!03 Н/м и (öp=4-V7, 2 с-1.'

Сн (Н/м) 7,6*103 7,6*10^ 5*107 7.6*10' Ю3

Си (Н/м) 5*10' 5*10« 7,6*10'' 7,6*10'" 7,6*10'

»! (С1) 26 36 114 260 274

<02 (С1) 516,6 517 521 548 554

■¡ Как следует из таблицы, диапазон "ударных"частот содержит

) резонансные частоты <di и (или) сог. Пасенные в работе зависимости

1 • . ■

/■ позволяют на прштикс достаточно быстро и точно получить . информативные данные для анализа вибронагруженности прессов траверсного типа при изменении его конструктивных параметров, либо для оцеики возможности использования вырубной оснастки с

Ряс. V,

•fiíi4 сигтеиа граксрсл-стакика выруётыя npt.cc*

'rî - 1Р68 кг; íí2 - bitö кг; cl а 18360>Ш8 кл.-: . спаШЗйейГС н-'м; t;si=i.18888888 н'н: c2«-7ï%774i н/м. ul - 333.4 Ucl u2 - 388.9 1/cJ up = </<7.2 i/c

теми или иными физгасо-механическими свойствами. Построение расчетных кривых позволяет путем варьирования параметрами пресса снизить уровень его динамического нагружения, а следовательно повысить надежность и долговечность.

Вторая глава посвящена созданию основ расчета полимерных вырубных плит при динами хеком на1руженйи.

При этом, расчет прочности необходимо вести основываясь на индивидуальных характеристиках полимерных материалов (ПМ), с учетом требуемых свойств, формулируемых с позиций теории надежности.

Оценку прочностных свойств необходимо начинать прежде всего с расема1реш!Я прочностных характеристик ПМ. Поэтому, необходимо выделить следующие наиболее важные прочностные характеристики полимерных вырубных плит: «модуль упругости или жесткость;

- предел текучести или деформация при пределе гехучести;

- прочность при разрушении или предельное сжатие;

- ударная прочность;' .. -

- напряжение и деформация в момент появления "трещин серебра" ;

- усталостная прочность.

Возможны также сложные комбинации этих характеристик. В процессе эксплуатации вырубных пл!пг они выходят ш строя, вследствг.е износа ноиерхносгиого сдоя или же.полного разрушения. Методы подхода к предотвращению таких явлений изучается теорией надежности и расчет базируется на вероятностно-статистическом подходе.

Прочностные свойства материала естественно зависят от его структуры, чувсл;.!гге льн ости к дефектам т.д. Поэтому разрушение

выруоных плит . по своей сути представляет собой вероятностный

процесс. С увеличением времени эксплуатации прочность вырубных плит уменьшается, минимальное значение распределения пс прочности сдвигается в область эксплуатационных нагручок, надежность снижается и происходит рззрутненне иырубных '.

Лкаля. >:ри>г.<н их ра !ру;иечия пока:;зл, -;то наличие. искусственных надрезов от ьнедрения резака приводит к ограничению илдг.ниег-когр гечгт-гия ПМ под ¡«и ру..хой - материт«* сч'кэп-пЕг ^олее :руш;им при увеличении размера трещины и перелоде к 'оскопеформир^ьанному состоянию.

На оснопзннч выбранной молели полимеркой системы опреде- • ген математический аппарат описания деформашмн.чы* свойств, с ■четом динамической ьязкоупругоетп матернлло... ,(лч лыруочыч «лит.

Пр^ •v>p{»^x^^^r!,• тет.тготзт-:^- I: 'Mcpiin-.fi V"' '' с^-рмаииоиш а характерис-» •• м&тс:>иц;г>.:» >■ <ри\-.«ига .^р,:еЛЧ'МОИ< 1.--ре,-* Л'ЖМГШИ .И ...Гп'.'. , •.Я^рсч"- а .

«рплчиоч скпжтчЧгсчзй <>С'п„0>(м *■>>. Л'ск-нс <>н -г.- и . -но-ия. ч-п.

--ул.'.тзюъ . )-.н:р1чи,11 ¡¡¡«пьерен:: г,- м ^учк рл:» •. ..г>»м .рнч- •.■••рий сгслк.1<«.ч»го на медиане :-»-!Оорки; 5 ртгрин» ч ичгчл

:рий и з.р:гк'р|Г!!' 1Г»;:»Д:мтой п;. Нрмродша

иегге'статистическая проверка олчоргдчост ряд;« ,п<« ■!.«».*/•<;.•. •• ч.гл-пл

Д.'лпк'нглмыа «*ц»ъ,«1>'ч". ."рмшч ч<.

- Реакция ЛМ и ПК на нчг.шение ъ^оростн ки:т>ух.т1т« при сг.т;л

значительной аспгт о- «-: •¡р.-с. ».ыг- го-. /« н ^г " .-«г* >

Г-Й-'Л'Я.

Анализ «агяиггрл яиас.чп-.м ¡««л,;а ,»;ич. м .• ГГ «у;, •»»>•.-г

•иыией Л1"чтеныо гфнем.чч^чнестн и Гшдг.-* у; «.'ьожлодмп,

'¡ее чузстшптлл;к стснеим ¡пмейения.нагрузки, чем (ТЛ. Кроме то;\\

у ПП при высоких скоростях нагружения (близких к реальным скоростям вырубания), в основном проявляются упругие свойства. Зависимость "нагружение-деформация" практически, до участка деформационного размягчения имеет характер, близкий к линейному, а следовательно, модуль механических потерь Е" - стремиться к 0.

Таким образом, с достаточной степенцо достоверности можно констатировать, что при высоких скоростях нагружения кристаллических полимеров комплексный модуль упругости Е* равен динамическому модулю упругости Е\ Диаграммы "напряжение-деформация" для ПВХ, ПП, ПЭВД, полиэтилена низкого давления (ПЭНД), сополимера ПП и ПЭ (ПП+ПЭ), ПП с минеральным нагюлнт .лем (ППмн), ПП вторичного (ППв) и ПЭНД вторичного (ПЭНДв) для скорости нагружения сопоставимой со скоростью вырубания приведены на рис.8.

На основании проведенных экспериментальных исследований деформационных и релаксационных свойств ПМ и ПК были рассчитаны физико-механические характеристики материалов дня вырубных плит.

Результаты расчетов приведены в табл. 3. Экспериментальные исследования деформационньве свойств ПМ для вырубных плит в условиях нагружения близких к реальным позволяют количественно и качественно оценил, их эксплуатационные свойства с целью выработки критерия работоспособности. ■

Рассмотрим вырубную плиту как изотропное упругое тело в виде неограниченного плоского листа. Обувной резак внедряясь в плиту на глубину а и имеющий некоторый радиус притупления р оставляет замкнутый след, представляющий собой в сечении элемент эллиптического отверстия. Вблизи вершины этого отверстия возникает концентрация напряжений. Коэффициент, интенсивности напряжений,

■"'г"РйС..' '8» Дваграннл "наг.рял'еш:с-де00пиац-,1я" для' nosnuspoï

.-нргг-чг. нг.г?у.<ения .'Л а'с т - !';:¡:; - l>a; : - 4 - лп;

^ * О " ÍÍÍlJJJJ»

Результат эксяемуелгальных исследований деформационных свойств' •Ы и ПК для вырубных пляг (условия яагруаеншя соогвегсгвуюг роаль-нам; материалы для образцов получеки могодом непрерывного лягья (экструзия), 1ШХ нолучел лдгьем)

Таблица 3.:

т---т — ~ г~

! Ш.1 и ПК

! С ! х ! с

1 „СК, | «" , ,

'ТОЛЛПа сек

1СГ3 |ю3 я/м

1ШХ ! 40 ! 3,15 ! 53 ! г;7 ! 760 ! 0,2 ! 0,87 ! 1,31 ! 1,75 !

! ..-' иэвд ! 27 ! 0,57 ! 68 » 2,1 ! 4,7 . ! 0,31 ! 0,36 ! 0,23 1 0,5 !

Г .' ш ' ! ео ' ! 2,6 ! В7 г, 1,6 ! 430 ! 0,25 ! 1,04 ! 1,04 ! 1,73 I

1 ■, Цш \ ео ! 2,8 ! 80 ! 1,52 ! 562 . ! 0,25 ! 1,29 ! 1,1 ! 2,03 1

! ИПв ! сб ! 2,6 ! 78 ! 1,55 ! 480 ! 0,27 !. 1,12 ! 1,121 1,85. I

! ПЭ!Щ ! 38 ! 1,57 ! 75 ! 1.9 ! 680 ! 0,27 ! 0,77 ! 0,66! 1,21. г

• Коэф. Ломе Г - - Т - —

^ ! X ! Л !

пэцд.

! 40 ! 1,81 ! 70 ! 1,75 .! 600 ! 0,23 ! 0,63 ! 0,74! 1,12

! ' Ш + ПЭ

тг^тилятоший распределен»« •нэпрлкеттй у т^ршины :-то«чяяы

-!ра;'<астсся формулой _____

Xi-и^иа, [н/м^]. (.8)"

с величина напряжения вЬлази вершины трещины;

.,:«ярения резака. Энергию деформации ¿о, высвобождающую«» при раскрытии ?г:ес"я;ую :: ::::гпхсй псгерхпглп. разруби--, гз: ¡caicrr «оростмо высвойсзскиия -îneprim:

q = a U/SS ~ |(k + 1 K(8G jK-.1. i i i

e - k - (3 - v ) /1 i -h v); G - модуль сдвига.

Используя результаты экспериментальных иеследевашп; формацнонных свойств ПК и ПМ для плоской -деформации ¡рубяо;': плиты мог-гис записать:

,! i « vî )bv /к.

/■i!.w;reT рл. нлегЧО'.Т;, Дж-'м2 . ити H м. В > • t\.v : t .¡у ц-оерпретирокатъ как силу, . .- ,•„:•»

i- ".."ншкч рэ .ми:? j ретины из «тинотданш.

â сос».ч*спш;- с механикой разрушения и ус."-:ричм;1 i w-hî:». v'.yL-fHSîf: нзступл;г чегда, когда скорость «ькшкккхасимм ' и-г.гиг формирования npeabîcirr дакк . : критическое значскне.

^'(•иевьал<!•:. ид •.мше^.ж'.ггииом, можно ззпжгт!- -х:- >•.■■••.• г\н'х>-i ;<мп;мериоЯ аыруОяай шиш .

- i!. > п. ' -. - • (П) •

: qa - sjteçnm деформации единичьоЗ поверхности iuuîivi обувным

- пр., нл ■ --.я-.;- ПНГ епгем-;, у>к

t|B -ii/M.

tes, -иассатраперсм пресса ПВГ18-J609; Y» • пкчаекмг«

скорость вырубания; £>р = (1,0 - 4,65) 103 м2 - диапазон . площадей, используемых резаков.

С учетом требований закона надежности, введя коэффициент запаса надежности п , критерий работоспособности вырубных шаг га ПМ и ПК запишется следующим образом: .

Чк/п ^ ^ и (12)

Таким образом, на основании предложенной методики расчетов I критерия работоспособности можно получать вырубные полимерны! плиты с заранее заданными эксплуатационными свойствами, а также н< стадии изготовления плит контролировать их качество.

Применимость того или иного полимерного материала необхо днмо оценивать по интегральным критериям, учитывающим эт особенность. Эти критерии представлены в виде диаграмм.

Анализ сравнительных диаграмм показывает, что наиболе! лучшими эксплуатационными показателями для прессов т эаверсноп типа (ПВГ 18-1600) по разработанному критерию (табл.4) обладаю плиты из ПП и композиций на его основе (рис.9).

Третья глава посвящена практическим рекомендациям позволяющим производить полимерные вырубные плиты с заданным) эксплуатационными свойствами.

Наиболее рациональным с точки зрения качества является ыето, непрерывного литья. При этом достигается производство вырубны: плит всех типоразмеров. Метод универсален (не требуется специальны: прессформ) и высокопроизводителен.

С целью снижения себестоимости готовой продукции, увеличит коэффициента использования материала и улучшения экологическо! обстановки, разработана схема вторичной переработки отходов! .да

Таблица

Критерий работоспособности и запас надежности полимерных вырубных плит .

7.7

■7,2

6,0

1,53

2,5

3,74

9 г---—I /7оле энергии деформации единичной поверх-

' | Насти плиты при раскрое на прессе /?ЗПЯ-16оа '

о-, £ 1? з!

II

и

5 $

I *

£ У

§ ^

1

а.

~г ___

лп.

ПВХпэкд пэкда пэ&д ппмк ПП+ПЗ ПП Рис. Э. гДиаграмма критерия ?асотсспосп5 .-1с

конкретной обувной фабрики с учетом использования имеющегося оборудования и не требующая больших капитальных затрат.

На основании проведенных исследований предлагается схема (рис.10.) технологического процесса переработки полимерных отходов на оборудовании, имеющимся в станочном парке обувных фабрик, использующих полимерны» материалы. ч

Сортировка сырья производится по следующим группам:

- изношенные вырубные гшиты;

- выбракованные колодки;

- ляшикн (отходы термопластавтоматов);

- пат;(мерная стружка;

- упаковочная пленка;

- брак производства деталей обузи.

Производство вырубных плит осуществляется методом непрерывного литья с противодавлением.

Полимерные композиции подаются из экструдера в виде гомогенного окструда в форму-кристаллизатор. При этом на выходе образуется непрерывная полоса заданного сечения (как правило , 50x500мм). . •: . :

Такой метод прошел длительную производственную проверку и показал достаточную эффективность при промышленном использова-

: НИИ.

I9.%C5cqf.ta ?тор-л«тоЗ Dn'Ti-nGVi-r;?';^ '.....•• у:, n-t ' '

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ факторов, определяющих технический уровень вырубно1 пресса траверсного типа, показал, что условием его повышен!' является комплексное решение задач, связанных с улучшением каждог в отдельности показателя, имеющих различную значимость для тех;« ческого уровня.

2. Исследование отказов пресса ПВГ 18-1600 позволило выделт основные причины их возникновения. Установлено, что существеннс влияние на долговечность и безотказность работы пресса оказывает ет динамическая нагруженность и перекос траверсы. Выявлена взаимс связь факторов, определяющих технический уровень пресса при его эт сплуатацни.

3. Экспериментальные исследования определили интенсивность шума вибрации на операциях вырубки, которые превышаю; допусгамь санитарно-гигиенические нормы на 15%. Снижение этого урови возможно за счет использования оснастки полимерной вырубно плиты с задаваемыми упругодемпфирующими свойствами.

4. Опытные испытания системы синхронизации пресса траверсног типа показали, что основной причиной .перекоса траверсы являете различие давлений в рабочих' гидроцилиндрах. При использовании качестве оснаспси полимерной вырубной плиты перекос траверс! снижается на 30% за счет компенсационного внедрения режущег инструмента в материал плиты. В результате чего давление магистрали "насос-дозатор" стабилизируется.

5. Аналитическое изучение процесса вырубания путем реализаци динамической модели пресса позволило установить, что амплитуда вынужденная частота рассматриваемой системы может быть сущес! венно изменена путем целенаправленного варьирования параметрам

массм м жесткости системы. Для случаен линейной и нелинейной жесткости набор собственных частот системы лежит в днапач"че до Г-г-0 Гц. Сформулированы ограничения нэ параметры njrfcn.í, cnoco6rm\Toii!i!c чыхоцу этого лилпатона за укачанные пределы, 6. i уомшкдыа-ш анаян-« основных методов, испошлусммх в .íH\.-4t науке при определения noH'i'r.j-Hí-i» м;п\:ри-

¡ ''i- •тоозад, чю :аиболее -аос1упкыми и эффективными доя 7рактического при расчете вцлСкых шит «о"'*

s;-:í,.t При этом, кыбор материалов должен основываться

¡а инддаилуальныч физико-механических характеристиках, с учетом рсбуемых свойств, формулируем!,(X с позиций теории надежности. . Определены основные факторы, влияющие на прочность поли-lepHi.w вырубных плит. Выявлено, что наличие искусе лунных адре.мь от внедрения резака дсллст материал более хоупким при в<-л(1'ч(Чя« трешины и переходе к плоскодефорчч f-o i • 4 ч у

.¡1 1.

')>;, i льно определены яджнейшче для ьырубиь.л плит

•пи!.«.лничеекме хардюериешки "при условия:, дян^лм'ч-.-склг-л п-рукогия \ч«лхих к реальным. Ра'-раоогасный критерий работоспособности вырубных ил./т для 1сссч»й цкшерспого типа пси,юляет, в зависимости от условий !pyPamirt, получал» оснастку е злллннымн экепиуатацглм-ным,! -»йопмчп 'еще ил о а дни рачрпчпкн.

. Разработанная тех пологая первичней я вторичной перераСЧякн тпмерш.'< материалу», используемых на. обувных фабриках, я

;>/&):•»»• ¡'ЛХ1Ы, СНИЖ4СГ CCOcCtOltUOCTb ГОТОВОЙ Up \ V <«.•»»

■n.t'üü !ст коэффициент использования маприала плит и улу»>тгг

■лоппо.

ОГГУБЛИКОВАННЬШ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Павлович А.Г, Иванов В.А, Аль-Адеан Исмаил. Экспериментальные исследования полимерных вырубных колод. - Сб. науч. трудов МТИЛП.-М.ЦНИИТЗИЛегаром., 1992г.

2. Островский ЮЛС., Аль-Адвзн Исмаил. Модель износа шероховатых поверхностей рабочих органов вырубного кресса. КОП № 3,1996г.

Ротапринт ХШ Заказ У 207 Играя - £0 екз