Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf

Рис. 281. Схема к силовому расчету бобинодержателя машины ГКН-260-И

В подавляющем числе случаев увеличение массы тела намотки ведет к увеличению нормального давления, а следовательно, и к увеличению плотности намотки. При невысокой плотности намотки увеличение нормального давления крайне нежелательно. В подобных случаях применяют специальные бобинодержатели

сразгружающим устройством.

Вкачестве примера рассмотрим схему бобинодержателя (см.

рис. 130) машины ГКН-260-И.

В первом приближении, рассматривая равновесие рычага 0 2В,

457

где Р — сила спиральной пружины; Q3— вес рычага 0 2В\

Ö6 = ls,0 , cos %;

/12 — V -f- A I — 2 L2A 2 cos (во -~h у) — г2.

В формулах для ав и h 2

458

Действительное нормальное давление Мн должно быть равно оптимальному давлению N, т. е.

Для рассматриваемой схемы бобинодержателя очень трудно подобрать параметры пружины и звеньев, соответствующие полу­ ченной зависимости.

Чтобы сохранить N = const при наработке съема или изме­ нять іѴн по заданному закону, удобнее всего заменить силу пру­ жины Р грузом и, увеличивая радиус намотки, изменять поло­ жение этого груза с помощью специально спроектированной на­ правляющей.

ГЛАВА IX

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЖГУТА НА РЕЗАЛЬНЫХ МАШИНАХ

Процесс резания

Исследования лезвий ножей под микроскопом показали, что режущая кромка имеет множество микроскопических зубцов, которые образуются в результате заточки ножей абразивами. Форма и размеры зубцов зависят от зернистости абразива, спо­ соба заточки, материала и режимов термообработки ноЖа. Ножи с относительно тонкими лезвиями, лишенными микроскопических зубцов, очень плохо режут материал. Затупление ножа является результатом износа микрорежущих элементов.

Микроскопические зубцы имеют в основном клиновидную форму с тонкой вершиной (до 0,5 мкм), относительно широким основанием (6— 10 мкм) и малой высотой, поэтому они обладают относительно большим сопротивлением продольному изгибу и, как следствие, высокими режущими свойствами.

Виды резания

Различают следующие виды резания в зависимости от направления скорости микрозубцов по отношению к жгуту:

нормальное, касательное, комбинированное.

459

При нормальном резании скорость микрозубцов (лезвий) на­ правлена по нормали к жгуту. Резание осуществляется одной нормальной силой N, совпадающей по направлению с подачей ножа.

Вэтом случае длина участка лезвия, находящегося в контакте

сматериалом (жгутом), постоянна и равна длине линии сечения жгута. Скольжения лезвия поперек материала не происходит. Резание осуществляется как острыми микрозубцами, так и тупыми впадинами. В связи с этим при нормальном резании необходимы

Рис. 282. Схема нормального резания:

/ —стол; 2 —жгут; 3 —нож

значительные нормальные усилия, а режущая способность ножа низкая, особенно при относительно большой толщине лезвия.

При резке жгута чаще всего применяют ударное (рубящее) нормальное резание, когда используется кинетическая энергия ножа и движущихся вместе с ним деталей.

Для уменьшения силы резания лезвие ножа располагают под некоторым углом а к жгуту (рис. 282). В этом случае жгут ре­ жется не одновременно по всей ширине В, а на участке А = = б ctg а (где б — толщина жгута). Длина этого участка и опре­ деляет силу резания. При определенном угле а в процессе резания участвуют только вершины микрозубцов (тупые впадины не ра­ ботают). Угол а, при котором впадины не участвуют в резании, зависит от профиля и размеров микрозубцов. Так как толщина вершин микрозубцов во много раз меньше сечения лезвия у впа­ дин, то и сила резания при наличии угла а резко умень­ шается.

При износе микрозубцов (затуплении) режущее лезвие ста­ новится гладким, режущая способность его резко падает, и жгут при больших значениях а выталкивается из зоны резания. При неподвижном столе критические значения угла а определяют по формуле:

«шах <3 arctg 2fX,

460

где р. — коэффициент трения-сцепления жгута с материалом ножа и стола (если материалы разные, то берут минимальное значение р).

При касательном резании скорость движения микрозубцов направлена по касательной к сечению жгута. При комбинирован­ ном резании скорость микрозубцов складывается из двух состав­ ляющих: нормальной и касательной. Нормальное перемещение необходимо для введения микрозубцов в жгут. При этом происхо­ дят перерезание некоторой части волокон, вошедших в контакт с микрозубцами, и уплотнение перерезаемого материала. При ка­ сательном перемещении перерезаются остальные волокна жгута.

При отсутствии нормального перемещения ножа или жгута резка прекращается. Для уменьшения силы резания необходимо вводить микрозубья в жгут не более чем на 2/3 их высоты. При боль­ шой нормальной подаче режущего, инструмента качество резки снижается. По мере затупления ножей эффективность касатель­ ного перемещения ножей уменьшается, а при сильном затуплении резание практически прекращается. Это —; основной недостаток касательного резания.

При любом способе резания необходима частая ручная или автоматическая заточка ножей для восстановления микрозубцов и уменьшения толщины режущей кромки.

На качество резания оказывает существенное влияние и натя­ жение жгута в зоне резания. С увеличением натяжения жгута качество резки повышается, а усилие резания снижается, причем натяжение должно быть одинаковым при каждом разрезании жгута.

Определение усилия резания

Процесс разрезания жгута состоит из следующих стадий: введение ножа в соприкосновение с волокнами жгута; уплотнение жгута; разрезание и дальнейшее уплотнение жгута.

При нормальном резании в течение двух первых стадий усилие, действующее на ножи, практически увеличивается от нуля до максимального значения. В этот период перемещение ножа равно поперечной деформации жгута и перерезания волокон почти не происходит, хотя ножи своими режущими кромками вызывают сильное смятие тех волокон, которые вошли с ними в непосред­ ственный контакт. Процесс разрезания жгута начинается при максимальном усилии на ножи, когда перемещение ножа превы­ шает величину поперечной деформации жгута за то же время. В дальнейшем при уменьшении сечения разрезаемого жгута и прекращении его уплотнения сила резания уменьшается от Р тах до нуля.

На уплотнение волокон расходуется много энергии, особенно, при большом поперечном сечении режущей кромки ножа и жгута,

461