Исследование процесса подачи листов кожкартона в вырубочный пресс для изготовления деталей низа обуви тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Усов, Алексей Георгиевич

• Усов, Алексей Георгиевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Усов, Алексей Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НИЗА ОБУВИ, А ТАКЖЕ ИНЫХ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1 Л. Основные детали низа обуви и способы их изготовления

1.2. Технологическое оборудование, применяемое для выкраивания деталей низа обуви.

1.2.1. Вырубочные эксцентриковые прессы многократного действия.

1.2.2. Электрогидравлические прессы с вертикально перемещающейся траверсой.

1.2.3. Электрогидравлические прессы с траверсой, перемещающейся по вертикали и горизонтали.

1.2.4. Электрогидравлические прессы с передвижной кареткой.

1.2.5. Прессы - автоматы с вырубочной головкой и программным управлением (раскройные комплексы).

1.3. Технология вырубки деталей низа обуви.

1.3.1. Одноместная однослойная вырубка.

1.3.2. Многослойная одноместная вырубка.

1.3.3. Многоместная (однослойная и многослойная) вырубка

1.4. Способы отделения и подачи листового материала.

1.4.1. Пневматический способ листоотделения.

1.4.2. Фрикционный способ листоотделения.

1.5. Технология и оборудование для вырезания деталей из обувного картона.

1.5.1. Резание водяной струёй.

1.5.2. Лазерная резка листовых материалов.

1.6. Сравнительный анализ способов раскроя деталей из листового материала

1.7. Сравнение способов подачи листового материала. Постановка задачи исследования работы подающего устройства

1.8. Анализ работ по исследованию валковой подачи.

1.9. Работы по исследованию деформаций слоистых оснований. Исследования высокочастотных вибраций при наличии сил сухого трения

1.10. Исследования механических свойств обувных картонов

1.11. Сравнительный анализ литературных источников, выводы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЛИСТОВ В ПАЧКЕ КОЖКАРТОНА И ДЕФОРМАЦИЙ ПАЧКИ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ПОДАЧИ ВЕРХНЕГО ЛИСТА В ЗАХВАТЫ

2.1. О проблеме поочередной подачи листов кожкартона из пачки.

2.2. Механические модели пачки листов кожкартона

2.3. Исследование подачи верхнего листа на основе модели № 1.

2.4. Исследование движения пачки на основе модели №

2.4.1. Основное дифференциальное уравнение движения слоев

2.4.2. Проблема исследования неустановившегося движения пакета

2.4.3. Определение глубины распространения сдвигов слоев в случае установившегося их движения

2.5. Исследование движения листов в пачке кожкартона на основе модели №

2.5.1. Построение механической и математической модели

2.5.2. Исследование движения одной массы

2.5.3. Исследование движения двухмассовой модели

2.5.4. Исследование движения системы п тел (силовое возбуждение вибраций)

2.6. Исследование деформации пачки при действии на нее подающего органа на основе модели №

2.7. ВЫВОДЫ по 2-й главе

ГЛАВА 3. МАКЕТ ПОДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА. РЕЗУЛЬТАТЫ

ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА МАКЕТЕ

3.1. Конструкция макета подающего устройства.

3.2. Результаты экспериментов со сдвигающим валиком

3.3. Результаты экспериментов со сдвигающей плитой

3.4. Результаты опытов по раскатке (расчесыванию) пачек листов кожкартона и бумаги

3.5. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖКАРТОНА

4.1. Исследование деформационных свойств листов и пачек кожкартона

4.1.1. Микроструктура листа кожкартона.

4.1.2. Размеры, плотность и форма листа

4.1.3. Упругие свойства листов кожкартона

4.2. Фрикционные свойства листов кожкартона

4.3. Выводы по 4-й главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процесса подачи листов кожкартона в вырубочный пресс для изготовления деталей низа обуви»

Процессы вырубки деталей низа обуви из листов кожкартона составляют значительную долю трудозатрат на обувных предприятиях, и совершенствование этих процессов происходит на основе их все более полной автоматизации, на основе создания автоматизированных вырубочных комплексов, обеспечивающих все более высокую производительность и достаточно комфортные условия труда обслуживающего персонала. При этом одной из основных проблем, требующих сложного и точного теоретического анализа, гарантирующего безаварийную работу оборудования, является проблема подачи листового материала из пачки листов в вырубочный пресс.

Создание механизмов подачи кожкартона потребует значительных исследований деформационных свойств отдельных листов и пакетов в целом, учета зависимости их деформаций и перемещений от действия рабочих органов конструируемых устройств. Важность и актуальность для обувного производства проблемы подачи листов кожкартона из пачки в вырубочный пресс определяет актуальность темы настоящей диссертации.

Целью данной работы является разработка и исследование механических и математических моделей пачек листов кожкартона и подающих устройств, экспериментальное исследование процессов подачи листового материала и определение перспективных направлений совершенствования подающих устройств. Научная новизна заключается в разработке моделей пачки листов кожкартона и математическом исследовании взаимодействия подающего органа с пачкой, в результате чего определена методика управления фрикционной подачей листового материала.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащего общие выводы.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Усов, Алексей Георгиевич

4.3. Выводы по 4-й главе

1. Материал листов кожкартона обнаруживает анизотропию упруго-пластических свойств. При этом соотношения между деформациями и напряжениями носят нелинейный характер.

2. Упругие деформации всегда сопровождаются пластическими, причем в этих деформациях проявляются вязкость и ползучесть. Диаграммы растяжения имеют выраженный участок почти чисто пластической деформации.

3. Кожкартон с повышенным содержанием целлюлозы при растяжении оказывается во влажном состоянии прочнее, чем в сухом. Кожкартон с повышенным содержанием кожи обнаруживает противоположное качество.

4. Предел прочности при растяжении вдоль волокон кожи в среднем в полтора - два раза выше, чем при растяжении поперек волокон.

5. При сжатии пачки листов преобладающей податливостью пачки является податливость, обусловленная разгибанием покоробленных участков листов.

6. Коэффициент трения листов друг о друга уменьшается при их увлажнении. Коэффициент трения при страгивании зависит от времени предварительного контакта листов и от силового режима в окрестности момента страгивания.

Заключение

По результатам работы можно сделать следующие выводы. Разработаны механические и математические модели пакетов кожкартона, позволяющие для типичных пакетов, используемых в обувной промышленности для изготовления деталей низа обуви, рассчитывать параметры конструкции устройства, подающего листы кожкартона на вырубку.

Дано точное исследование математической модели пакета, состоящего из плоских листов кожкартона с сухим трением между листами. При этом получены рекомендации по управлению работой устройства, гарантирующие требуемое смещение подаваемого листа при практической неподвижности других листов.

Проведено исследование параметров движения листов в пакетах с вяз-копластическим взаимодействием между листами. При этом рассчитаны перемещения листов при задаваемых воздействиях на подаваемый лист фрикционного сдвигающего валика с неподвижной осью вращения. Разработаны рекомендации по выбору прижимного усилия валика и рабочего вращающего момента при различных механических свойствах пакета.

Выполнено численное и аналитическое исследование внутренних колебаний и сдвигов в пакетах покоробленных листов. При этом определены условия возникновения дрейфовых деформаций пакета, обусловленных внутренними осцилляциями листов.

Исследован процесс накопления сдвигов листов при перемещении оси сдвигающего валика. На этой основе разработаны рекомендации по организации подачи листов путем прокатывания валика по поверхности пакета.

На действующем натурном макете вырубочного комплекса, изготовленного в СПГУТД при участии автора диссертации, проведены экспериментальные исследования работы различных вариантов подающего устройства. Результаты экспериментов удовлетворительно согласуются с результатами теоретических расчетов. Теоретические и экспериментальные результаты работы послужили основой для создания системы управления, обеспечившей надежную работу автоматизированного вырубочного комплекса, изготовленного по заказу ПО "Скороход".

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Усов, Алексей Георгиевич, 2004 год

1. Колосков В.И., Колясин Б.П. Оборудование и механизация обувного производства. М.: «Легкая индустрия», 1979. - 320 с.

2. Вибрации в технике: Справочник: В 6-ти т. — М: «Машиностроение», 1970 1981. Т.6,1981. Защита от вибраций и ударов. - с. 313.

3. А.С. 576146 СССР, МКИ В21 D43/08. Устройство для продольной резки полосового и листового материала и подачи отрезанной полосы в рабочую зону обрабатывающей машины. Матвеев И.А. Приоритет 22.04.76. Опубл. 20.10.77, ИЗР, №3,1981.

4. Тюрин А.А., Бирбаер.Е.Г. Элементы расчета и проектирования листопитающих устройств. М., изд-во МПИ, 1979. - 66 с.

5. Ефимов М.В., Толстой Г.Д. Автоматизация технологических процессов полиграфии. М., «Книга», 1989. - 511 с.

6. Варданянц В.А. Разработка систем отделения и подачи листов в самонакладах печатных машин: Автореф. дис.канд. техн. наук. М., МПИ, 1986.-21 с.

7. Стрижев Ю.Н., Голубев М.И., Налетов С.В. Гидрорезы для раскроя обувных материалов// Кожа и обувь.2003, № 4. с. 26 — 27.

8. Патент США 4966059, МКИ В26 D1/24. Устройство и способ резания эластичного листового материала посредством высокоскоростной водяной струи. First Brands Corporation. Приор. 02.09.87, опубл. 30.10.90, ИСМ, № 35 1992.

9. Бушунов В.Т. Фрикционные и пневматические самонаклады. Мо137сква Ленинград: Гос. научно - технич. изд-во текстильной, легкой и полиграфической промышленности. 1947. - 76 с.

10. Дамаскин Б.И. Некоторые вопросы теории расчета и проектирования вытяжного прибора прядильной машины: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1954.

11. Голотко А.Л., Пискорский Г.А. Механизация подачи настилов к вырубочным прессам: М., ЦНИИТЭИ легкой пром-ти. 1973. 24 с.

12. Голотко А.Л., Пискорский Г.А. Исследование закономерности распределения деформаций и сдвигов в многослойном настиле при сжатии его валиками// Изв. ВУЗ «Технология легкой промышленности», №№ 3, 4, 5. М„ 1974.

13. Альперин И. Г. Задача о бесконечно длинной балке на упугой полуплоскости // Прикладная математика и механика. Т. II, вып. 3. Москва -Ленинград, 1939. С. 287-316.

14. Никишин B.C., Шапиро Г.С. Задачи теории упругости для многослойных сред. М.: «Наука», 1973. 131 с.

15. Bjarnehed Н. Contact loading on stressed orthotropic half-plain. Goteborg: Chalmer's univ. of technology, 1991.

16. Зволинский H.B., Шхинек K.H. Континуальная модель слоистой упругой среды. М.: ИПМ, 1980. - 56 с.

17. Болотин В.В., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. М.: «Машиностроение», 1980. - 375 с.

18. Моссаковский В.И. и др. Контактные задачи математической теории упругости. Киев: 1985. - 382 с.

19. Приварников А.К. Граничные задачи теории упругости для многослойных оснований простой и сложной структуры: Автореферат дис. . д. физ.-мат. наук. М.: 1982. -41 с.

20. Никишин B.C., Китороагэ T.B. Плоские контактные задачи теории упругости для многослойных сред. М.: ВЦ АН СССР, 1990. - 68 с.

21. Ильман В.М. Некоторые контактные задачи для многослойных сред: Автореферат дис. . к. физ.-мат. наук. Донецк, 1972. - 16 с.

22. Ламзюк В.Д., Приварников А.К. Плоская задача о неполном контакте полосы с основанием / В сборнике «Вопросы прочности и пластичности». Днепропетровск, 1971.

23. Блехман И.И. Вибрационная механика. -М.: «Физматлит», 1994. -400 с.

24. Пальмов В.А. Описание высокочастотной вибрации сложных динамических систем методами теории теплопроводности / Сб. «Избранные проблемы прикладной механики». М.: «Наука», 1974. С. 532 - 542.

25. Жирнов Б.М. Исследование сложных фрикционных автоколебательных систем: Автореферат дис.к. физ.-мат. наук. Киев, 1974. - 16 с.

26. Сташкевичюс Ю.-А. Ю. Исследование ориентации волокон обувных картонов: Авторф. дис. . канд. техн. наук. Каунас, изд-во КГЩ, 1968.

27. Волокитина H.A. Исследование зависимости прочности картонов от связи волокнистых элементов их структуры: Автореферат дис. к. техн. наук. М., 1952.- 18 с.

28. Лифшиц И.Д. Изучение свойств заменителей кожи типа картонов во влажном состоянии: Автореферат дис. к. техн. наук. -М., 1953. 13 с.

29. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Госуд. изд-во технико-теоретической литературы, 1957. - 784 с.

30. Усов А.Г. Сдвиговые деформации слоистых пакетов // Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности: Сб. научн. тр. Вып. 6. / СПГУТД. -Спб., 2004.-с. 124-127.

31. Усов А.Г. Вибрационные механизмы деформирования слоистых пакетов // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения: 5-я Международная конференция / С.-Пб., «Нестор», 2003. с. 524 - 525.

32. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупруго-сти.-М., 1980.-303 с.

33. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М., «Наука», 1966. - 724 с.

34. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. М., «Наука», 1973. - 736 с.

35. Г.Корн и Т.Корн. Справочник по математике для научных работ140ников и инженеров. М., Наука, 1974. - 832 с.

36. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. Учебное пособие для ВТУЗов. М., «Высшая школа», 1972. - С. 287 - 293.

37. Коткин Г.Л., Сербо В.Г. Сб. задач по классической механике. М., «Наука», 1977. с. 214.

38. Бабаков И.М. Теория колебанй. М., 1958. с. 78-81.

39. Фаддеев Д.К., Соминский И.С. Сб. задач по высшей алгебре.- М., «Наука», 1964. 304с.

40. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: «Высшая школа», 1961.-е. 279 - 284.

41. Торп Дж. Начальные главы дифференциальной геометрии. М.: «Мир», 1982. - 360 с.

42. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: «Наука», 1988. - 712 с.

43. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. 4-е изд. - Москва -Ленинград, ОГИЗ, 1945. с. 218-221.

44. Усов А.Г. Обучаемый автомат для вырубки деталей обуви // Труды 4-й Международной науч.-техн. конф. «Компьютерное моделирование 2003» /изд-во СПГПУ, С.-Пб, 2003. с. 355 - 356.

45. Романов В.Е., Чайкин В.А., Саакян P.P., Усов А.Г. Классифика-ционно-ориентирующие базы данных для трудноформализуемых объектов И Искусственный интеллект, 2.1 П Ш I, Национальная Академия наук Украины. Киев, 2004, С. 380 - 384.

46. Гумен В.Ф., Калинская Т.В. Следящий шаговый электропривод. -Ленинград, «Энергия», 1980. 168 с.