Снижение виброактивности и совершенствование конструкций строгальных кожевенных машин

В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 гг. и на период до 1990 г.» 9 принятых ХХУ1 съездом КПСС, перед работниками легкой промышленности поставлена задача увеличения выпуска продукции на 18−20% flj. Для решения этой задачи предусмотрено повысить эффективность работы всех отраслей промышленности, в том числе кожевенной.

В технологическом оборудовании для легкой промышленности, важное место занимают кожевенные машины, которые являются основным орудием производства таких отраслей как обувная, кожевенная, меховая, кожгалантерейная и другие. Среди них особо распространены машины валичного типа, предназначенные для обработки листовых материалов.

В последние годы наблюдается постоянно сохраняющийся дефицит обуви необходимого ассортимента, что объясняется недостатком высококачественных материалов из натуральной кожи и в первую очередь кож хромового дубления для верха обуви из сырья крупного рогатого скота [ 62 J. Х.

Для повышения эффективности кожевенного производства первостепенное значение имеет рациональное использование сырьевых ресурсов. Расход кожевенного сырья в значительной степени зависит от проведенных механических операций обработки, среди которых особое значение имеет операция строгания кожевенного полуфабриката. С правильным проведениелоперации строгания связаны качество обработки и внешний вид кожи, увеличение площади и улучшение ее физико-механических свойств.

Строгание кожевенного полуфабриката является одной из v наиболее трудоемких и непроизводительных операция, в то время как технический уровень кожевенного производства значительно ниже других отраслей промышленности [5,12]. Одной из причин такого положения является неоднородность обрабатываемого сырья и достаточно высокие требования, предъявляемые к материалам из натуральной кожи и изготавливаемой из нее обуви.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

При проектировании кожевенных машин, имеющих в качестве рабочих органов ножевые валы, в частности строгальных, первостепенной является задача обеспечения высокого качества обрабатываемого кожевенного полуфабриката, повышение надежности и долговечности машины.

В настоящее время при создании новых и модернизации существующих строгальных машин имеется тенденция увеличения ширины рабочего прохода для обеспечения возможности обработки целых кож крупного рогатого скота. Однако, это ведет к значительному увеличению длины и массы вращающихся валов, их динамической нагру-женности, что вызывает повышение уровня вибраций валов, преждевременный износ деталей, снижение надежности и долговечности, а также отрицательно сказывается на качестве обрабатываемого материала.

Отсутствие в распоряжении конструкторов и эксплуатационников необходимых теоретических и экспериментальных данных по вопросам снижения виброактивности кожевенных машин нередко приводит к недостаточно обоснованным конструктивным решениям. В связи с этим большое значение преобретают вопросы снижения виброактивности широкопроходных строгальных машин и повышения качества обрабатываемого кожевенного полуфабриката.

Актуальность выполненной работы обусловлена необходимостью создания условий для снижения виброактивности строгальных машин, т.к. во-первых, это связано с качеством обработки кожевенного полуфабриката, во-вторых, обеспечивает повышение надежности и долговечности деталей и узлов машины, в-третьих, регламентируется санитарно-гигиеническими нормами.

До настоящего времени отсутствуют систематизированные исследования по определению влияния вибрационной нагруженности рабочих валов на качество обрабатываемого полуфабриката.

Своевременность вопросов исследований, рассматриваемых в данной работе, подтверждается координационным планом Минлегпище-маша № 584 от 09.12.81 г.

СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА. Одной из первых значительных р абот по исследованию роторных (валичных) кожевенных машин с винтообразными ножами на примере мездрильных машин принадлежит Г. Ф. Гебелю Г 25 J, 0н впервые высказал предположение, что работа мездрильной машины основана на различии прочности подкожного мускульно-жирового слоя и дермы. Г. Ф. Гебелем проведены испытания мездрильных машин, установлены мощности потребляемые электродвигателями ножевых и базирующих валов.

Позднее под руководствой М. М. Майзеля [54 ] была проведена работа в направлении совершенствования кожевенных машин с ножевыми валами, разработана методика расчета ножевого вала как балки на упругом основании на изгиб и предложена методика поверочного расчета на прочность при действии центробежных сил.

Исследованиями B.C. Парамонова определены рациональные схемы [ 63 ], параметры и режимы работы транспортирующих механизмов валичного типа применительно к мездрильным машинам. К.Н. Анарбе-ковым f 4 J разработаны методики расчета структурно-кинематических и динамических параметров основных механизмов отжимной машины с учетом особенностей топографии кожевенного материала.

Вопросам исследования и расчета рабочих органов мездрильных машин дл я обработки меховой овчины посвящена работа А. Г. Панова [6lJ, где обоснованы оптимальные режимы мездрения тонкорунных овчин, разработана методика расчета жесткости резинового покрытия прижимного вала, предложены к оценены параметры струйного прижимного устройства.

Папрскарц Роман[92] рассмотрел основные факторы, действующие при обработке кожи на ножевые валы в процессе строгания и мездрения.

Исследованию технологических систем и их элементов посвящены работы В. С. Лебедева (исследование, распиловачных машин), В. И. Блинникова (исследование вибромашин для тяжки и сушки кож), Б. Я. Андреева (исследование устройства для уменьшения и выравнивания толщины кожевенной ткани) и другие.

Кроме этого, известны работы в которых приведены некоторые данные по исследованию и расчету мездрильных и строгальных машин, выполнение в МТИЛПе, в Орловском НИИлегмаше и в ЦНИИКПе [6,32,33,43].

При исследовании виброактивности строгальных машин нами использовались в основном работы К. В. Фролова [85,86], К. М. Рагульскиса [68], Я.И.Коритысского[39,40], А.Г.Бурмистрова[12],.

Анализ литературных данных, обобщение опыта эксплуатации и создания строгальных машин показывает, что инженерные методы расчета вибродинамических параметров рабочих органов, учитывающие упруго-демпфирующие свойства обрабатываемой кожи, отсутствуют.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка рекомендаций по снижению виброактивности и совершенствованию основных рабочих органов строгальных машин, направленных на повышение их надежности и долговечности с учетом критерия качества обработки кожи.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

— на основании проведенного анализа существующих методов уменьшения вибрации и шума строгальных машин выбраны основные пути совершенствования их динамических характеристик;

— выявлены виброактивные узлы, в которых локализуется вибрация машины;

— определено влияние вибрационной нагруженности рабочих органов машины на качество обработки кожевенного полуфабриката;

— составлена динамическая модель строгальной машины и предложена методика расчета ее вибрационной нагруженности;

— определены условия экстремальной виброактивности широкопроходной строгальной машины;

— проведена модернизация опор ножевого и прижимного валов, позволившая повысить надежность и долговечность машины, а также улучшить качество обработки полуфабриката;

— разработана конструкция полого ножевого вала, обеспечивающая снижение динамического прогиба и уровня вибраций.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика, позволяющая на стадии проектирования строгальных машин определить вибрационную нагруженность рабочих органов.

Разработана и внедрена конструкция подшипникового узла ножевого вала широкопроходной строгальной машины МСГ-1500-К, что позволило улучшить условия эксплуатации машины, сократить простои и повысить качество обработки кожевенного полуфабриката. В качестве одного из решений поставленной задачи предложена конструкция полого ножевого вала, что привело к снижению динамического прогиба и вибрации на опорах.

В результате экспериментальных исследований строгальных машин разработана методика определения виброакустических характеристик, которая используется для виброакустической оптимизации конструкции кожевенных машин, в особенности строгальных, обеспечивающих необходимое качество обработки полуфабриката и соответствующих по уровню шума установленным санитарным нормам.

Установлено влияние вибрационной нагруженности ножевого и прижимного валов на качество обработки кожевенного материала.

Разработанные в диссертационной работе методики расчета динамической нагруженности и экспериментальных исследований виброакустических характеристик приняты к использованию Орловским научно-исследовательским институтом легкого машиностроения. Конструкции опор ножевого вала строгальной машины с шириной рабочего прохода 1500 мм внедрены на Джамбулском производственном коже венно-обувном объединении им. ХХШ съезда КПСС. Предложенная конструкция полого ножевого вала используется при модернизации строгальных машин.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭШФЕКТ. Расчет экономической эффективности использования результатов исследования показал, что годовой экономический эффект от внедрения строгальной машины МСГ-1500-К с модернизированным подшипниковым узлом ножевого вала составил 12 142 рубля.

Эффект достигается за счет улучшения качества обработки кожевенного полуфабриката и повышения долговечности и надежности строгальной мал ины.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы доложены и получили положительную оценку:

— на научном межвузовском совещании «Молодые ученые и специалисты развитию текстильной промышленности в XI пятилетке», посвященном ХХУ1 съезду КПСС (3−4 февраля 1981 года, Москва);

— на республиканской научно-практичрской конференции «Совершенствование хозяйственного механизма в свете решений ХХУ1 съезда КПСС» (12−14 октября 1981 года, г. Джамбул);

— на семинаре «Опыт исследования быстропротекающих механических технологических процессов» (24−25 ноября 1981 г., г. Пенза);

— на научно-техническом совете кожевенно-обувного оборудования Орловского научно-исследовательского института легкого машиностроения (1982,1983 гг.);

— на заседаниях кафедры «Теоретическая механика и теория механизмов и машин» (1983,1984 гг.);

— на заседаниях кафедры «Машины и аппараты легкой промышленности» Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института легкой промышленности (1984 г.);

— на заседании научно-технической секции кожевенного оборудования Центрального научно-исследовательского института кожевенно-обувной промышленности (1985 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации опубликовано в одинадцати печатных работах.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа (без приложений, таблиц, рисунков, списка литературы) изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, 14 таблиц.

Список литературы

включает 95 наименований. Приложения представлены на 23 страницах.

8. Результаты работы по модернизации опорных узлов ножевых валов широкопроходных строгальных машин вне, дрены на Джамбулском производственном кожевенно-обувном объединении им. ХХШ съезда КПСС, а также используются Орловским НИИлегмаш при модернизации строгальной машины МСГ-1500-К.

9. Реальный экономический эффект от использования разработанных опор ножевого вала составил I2I42 руб. Эффект достигается за счет повышения качества обработки кожи.