Наукові основи розроблення енергоощадної технології і засобів виготовлення розгорток картонного паковання - Автореферат

Ця обставина спонукає розвиток вітчизняного виробництва техніки для продукування тари, зокрема картонної, оскільки вона є одним з домінуючих сегментів в індустрії пакувального виробництва (з картону виготовляють більше 70% транспортного та 30% споживчого паковання). У звязку з цим сформульовано актуальну науково-прикладну проблему в галузі технології пакувального виробництва і машинобудування - наукове обґрунтування раціональних параметрів технологічного процесу та механіки ножичного різання матеріалу з метою створення енергоощадного мобільного та універсалізованого устаткування для виробництва картонного паковання. Робота виконувалась відповідно до тематики академії в контексті розробленої і затвердженої Кабінетом Міністрів України „Державної програми розвитку виробництва тари і пакувальних матеріалів на період до 2000 року” та галузевої науково-технічної програми Мінпромполітики України „Створення обладнання для виробництва тари і пакувальних матеріалів”. Робота виконувалась також в рамках держбюджетних тем: № Б 103-97 „Розробка та дослідження нових енергозберігаючих технологій виготовлення картонних упаковок” (№ держєрестрації 0197U017606); № Б 103-2000 „Система автоматизованого проектування (САПР) інструментів для виготовлення картонних упаковок” (№ держєрестрації 0101U000705); № Б 103-03 „Основи теорії безвистійного способу виготовлення паковання з картону” (№ держєрестрації 0103U003597). Науковою новизною одержаних результатів при розвязуванні науково-прикладної проблеми - обґрунтування раціональних параметрів технологічного процесу та механіки ножичного різання матеріалу з метою створення енергоощадного мобільного та універсалізованого устаткування для виробництва споживчого картонного паковання є: - розроблено енергоощадний технологічний процес виготовлення розгорток картонного паковання методом ножичного вирізування шляхом комбінування пластинкових інструментів з прямолінійними і криволінійними різальними крайками;Встановлено, що максимальні значення відносних параметрів більші від мінімальних: плеча дії зосередженого зусилля - в 1,6 разу, довжини контакту леза ножа з картоном - в 1,8 разу, швидкості точки різання - 2,9 разу, моменту сили різання - 2,8 разу. Досліджено, що зі збільшенням відносної довжини різання картону прорізним ножем збільшуються параметри: довжина лінії контакту різальної крайки ножа з картоном, плече дії зосередженого зусилля та спричинений ним момент сили різання. Як видно з графіків, вирізування опуклого заокругленого контуру в заготовці інструментом, розташованим під кутом до осі обертання, характеризується стрімким зростанням моменту сили різання на початку і вкінці різання (пікові значення сягають Мрі = 22,7), що є причиною ударного навантаження вала пристрою технологічними зусиллями. Різниця розмірів між профілями компенсується щільним контактом різальних крайок інструментів внаслідок комплектування засобу різання „плаваючим„ протиножем, який, шляхом попереднього налагоджування, забезпечує врізання рухомого ножа в картон за умови відсутності контакту з його крайкою. В експериментальній частині за мету було поставлено вирішення ряду важливих прикладних задач: обґрунтування вибору кута загострення різальних лез інструментів; визначення силових параметрів різання картону прорізним однолезовим інструментом, прорізним ножем, укомплектованим окремими прямолінійними різальними ділянками, відрізним інструментом з прямолінійною різальним лезом, відрізними ножами з випуклою та увігнутою різальною крайками; дослідження та порівняння силових параметрів різання залежно від напрямку розташування волокон в досліджуваному картоні; оцінка якості виготовлення елементів картонних розгорток ножичним вирізуванням і методом штанцювання; визначення лінійних зусиль різання інструментами різного типу; дослідження стійкості інструменту з підпружиненою різальною пластиною.Суттєвими недоліками методу штанцювання є технологічні обмеження - штанцювальна форма придатна для виготовлення тільки конкретних картонних розгорток; механічні - функціонування пресів повязане зі значними інерційними навантаженнями через велику масу виконавчих органів, а відтак - інтенсивне спрацювання деталей приводу; економічні - зменшення обсягів виробництва однотипного паковання призводять до зростання собівартості її виготовлення, неефективного використання ресурсу виробничого устаткування, його простоювання внаслідок частого переналагоджування. Сформульовано принципові відмінності методів ножового і ножичного різання матеріалу, обґрунтовано переваги способу розділення картону за принципом ножиць (напруження різання майже на порядок менші, ніж при ножовому розділенні картону), розроблено енергоощадний технологічний процес виготовлення картонних розгорток за допомогою комбінованих інструментів з прямолінійними і криволінійними різальними крайками, що діють почергово. Вперше запропоновано і науково обґрунтовано конструкцію оригінальних пластинкових інструментів (ніж-протиніж) для прорізування картону, вирізування ділянок карт

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ