Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
16.93 Mб
Скачать

Эмпирический коэффициент т для обычных углов а накло­ на дисковых ножей равен примерно 0,8. Расчетная формула для усилия резания Ра (в Н), направленного к центру дискового но­ жа по нормали к участку резания аЪ, получит следующий вид

ms V I

Jcp '

tga-21^2

0,8

где «л = 2y — =0,28.

mi

■Vs a,cp>

(III—18)

tga

 

 

Так как каждый нож разрезает жесть до половины толщи

ны, вместо s подставляем-^-, а вместо V s подставляем

Рис. 59. Усилия резания дисковыми ножами.

 

Угол захвата

жести а, соответствующий точке

приложения

силы резания Рд,

является среднеарифметическим

между сле­

дующими двумя значениями:

 

 

ai =

arccos

D е — s

D е

.

 

--------------

 

и а 2 = arccos--------

 

 

Приближенно можно принять:

 

 

а =

«г + а2

arccos

D е — 0,5s

 

(III—19)

. 2

 

D

 

 

 

 

где D — диаметр дискового ножа, мм;

е — перекрытие дисковых ножей, мм; s — толщина жести, мм.

 

Окружная сила сопротивления резанию Рс (в Н),

тормозя­

щая каждый дисковый нож, определяется по формуле

 

Р°

=

P«(/ + tg a ),

(HI—20)

где

f — коэффициент трения жести и дисковых ножей; /«0,15.

 

 

Мощность привода дисковых ножниц (в кВт) можно опреде­

лить по формуле

 

 

_

ZqPc-vj

(III—21)

1

 

ЮООт] ’

 

 

где

 

q — число пар дисковых ножей;

 

 

Рс — тангенциальная сила, приложенная к кромке дискового ножа, Н;

 

 

Vi — окружная скорость дискового ножа, м/с.

 

 

 

т)— к. п. д. дисковых ножниц.

 

 

 

nDn

 

Vl

60000 ’

 

где D— диаметр дискового ножа, мм;

п— частота вращения дискового ножа, об/мин.

Пр и ме р . Определить мощность электродвигателей для привода дисковых ножниц «Нагема», если диаметр дисковых ножей Z)=156 мм', частота вращения п = 52 об/мин, толщина

жести s = 0,4 мм, перекрытие ножа е= 0,5 мм, максимальное количество пар дисковых ножей при резке жести на корпусные бланки *7= 10, к. п. д. ножниц с учетом привода всех подающих механизмов и = 0,6.

1.Окружная скорость дисковых ножей

п Dti 3,14-0,156-52

= 0,42 м/с.

60602

2.Угол захвата жести определяем по формуле (III—19):

cos a =

D e — 0,5-s

156 — 0,5 — 0,2

D

0,9955,

 

156

a = 5° 30'.

3. Усилие резания одной парой дисковых ножей определя­ ем по формуле (III—18):

mi

0,28-0,4 У м - 3 5 0

пгп тт

Рд =

------tga s У s Оср =

--------------------------0,096

= 258 Н,

где tg a = tg 5°30' = 0,096.

4. Окружная сила сопротивления на каждом дисковом но­ же по формуле (III—20):

Р с = p„(f + tg a) = 258(0,15 + 0,096) = 65 Н.

5. Мощность электродвигателя для привода нарезных нож­ ниц определяем по формуле (III—21):

N = 2-10-65-0,42 0,9 кВт.

1000- 0,6

ПО

Таким образом, установленная мощность электродвигателя ножниц 1 кВт обеспечит нормальную работу машины.

Расчет прочности и жесткости ножевого вала. При одновре­ менном разрезании листовой жести большим числом дисковых ножей ножевые валы необходимо проверять на прочность и же­ сткость под действием взаимно перпендикулярных сил резания Рд и окружных сил Р с.

Если нагрузки от этих усилий при большом количестве дис­ ковых ножей распределены на валу симметрично, то их можно считать равномерно распределенными с интенсивностями р { и рг (в Н/см), которые определяются так:

Pi

/ ’

 

(III—22 )

 

 

где

q— количество дисковых ножей на валу;

 

 

Рд — усилие резания одним дисковым ножом, Н;

 

 

Рс— окружная сила сопротивления резанию, Н;

 

 

I— расстояние между центрами опор ножевого вала, см.

 

 

Если пренебречь действием сил, возникающих от приводной

шестерни, расположенной на короткой консоли вала,

то сум­

марный от обеих нагрузок максимальный изгибающий

момент

(в Н-см) в центральном сечении вала может быть определен

по формуле

___________________

 

= / К )2+к )2=

/2) +( т Рг /2)2•

 

В эту формулу подставим • значения pi и р2 из

уравне­

ния (III—22) :

 

 

М„ = - 7 - / />д + 'Рс = - ^ 1 /

Р ? + Р 2 .

(III 23)

Величину максимального крутящего момента (в Н-см), дей­ ствующего на ножевой вал, можно определить из такого выра­ жения:

qPc D

(III—24)

Л 4 к . м =

где D — диаметр дискового ножа, см.

Так как дисковые ножи расположены симметрично, то кру­ тящий момент (в Н-см) в середине длины вала равен

qPc D

(III—25)

Мк

Приведенное напряжение

(в Н/см2) от изгибающего и кру­

тящего моментов

 

Ю/ м \+ м 1

(III—26)

о =

 

где d — диаметр вала, см.

 

 

Ш

Расчетное

приведенное напряжение должно

быть

меньше

допускаемого а < /о /. Можно принять / а / »

10 000

Н/см2.

Жесткость вала следует проверять по максимальному проги­

бу, который из-за

небольшой величины

перекрытия

дисковых

ножей (0,5 мм) не должен превышать 0,2

мм; 6м-<0,2

мм.

Для принятой

схемы

нагрузки вала

 

наибольший прогиб

в см в его центральном сечении

 

 

 

 

«м =

0 , 0 1 3 - ^ - ^ Р \ + Р \ ,

 

 

 

 

 

(Ш—27)

 

 

Е*X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Е — модуль

упругости стали

при растяжении,

Н/см2;

£ = 2,1-Ю1 Н/см2;

 

/ х — осевой момент инерции сечения вала, см4.

 

 

 

 

 

 

П р и м е р .

Проверить на прочность и жесткость ножевой

 

вал дисковых ножниц «Нагема» при установке 10 пар диско­

 

вых ножей (<7= 10), расстоянии между центрами опор вала

 

1=100 см, диаметре вала d = 7,5 см, диаметре дискового ножа

 

Z)=15,6

см,

толщине разрезаемой жести s= 0 ,4 мм.

 

 

 

Силы резания Рд и окружная сила сопротивления резанию

 

Р с определены в предыдущем примере; £ д=

258 Н,

£ 0 = 6 5

Н.

 

 

По формулам (III—22)

определим интенсивность нагрузок:

 

Pi =

QPp

 

10-258

 

 

 

 

 

 

 

 

= 25,8 Н/см;

 

 

 

 

 

 

I

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

Р2 =

дРс

 

10-65

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

= 6,5 Н/см.

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

По формуле (III—23) определим максимальный изгибаю­

 

щий момент:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2

г~п— 9

1002

--------------

33000

Н-см.

 

 

Ми= — у

р |+ р |=

 

25,82 + 6,52 =

 

 

 

По формуле (III—25) определим соответствующий крутя­

 

щий момент:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мк = дРсР

 

10-65-15,6

 

 

 

 

 

 

4

 

= 2540 Н ■см.

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По формуле (III—26) определим приведенное напряжение:

 

о =

Ю V

M l + М \

ю V 330002 +25402

 

Н/см2.

 

 

----------- ---------- =

---------------- -------------- = 780

 

 

 

 

d3

 

 

7,53

 

 

 

 

 

 

Таким образом, полученное напряжение значительно мень­

 

ше допускаемого.

 

 

 

 

 

 

 

 

Осевой момент инерции сечения вала

 

 

 

 

 

/х «

0,05 + =

0,05-7,54 = 158 см4.

 

 

 

 

 

 

Прогиб вала определяем по формуле (III—27)

 

 

 

бЧ1=

0,013-

 

1004

, / ---------------

0,01 см

 

 

 

-------- -------- у

25,82 +6 , 5 2 =

 

 

 

 

 

 

2 , 1 • Ю7-158

^

 

 

 

 

что меньше допускаемого прогиба.

112

7. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ФИГУРНЫЕ НОЖНИЦЫ

ДВУХРЯДНЫЕ ФИГУРНЫЕ нож ницы

Фигурные ножницы представляют собой автоматический выруб­ ной пресс. На приемный стол листы жести укладывают вруч­ ную и затем они автоматически подаются на обработку.

Машина используется для раскроя листов жести на двухряд­ ные фигурные полосы (см. рис. 16.6), из которых на автомати­ ческих прессах штампуют донышки и крышки. Машина выпол­ няет две основные технологические операции: обрезает кромки листа при помощи двух пар дисковых ножей; разрезает обре­ занный лист на фигурные полосы с помощью одностороннего режущего инструмента (штампа), работающего подобно нож­ ницам.

На П-образной чугунной станине 1 (рис. 60) установлен электродвигатель 2 , который через зубчатый редуктор 3 и кли­ ноременную передачу 4 вращает шкив-маховик 5. Маховик сво­ бодно сидит на консольном конце коленчатого вала 6. Рядом с маховиком на валу закреплена шпоночная муфта 7, управляе­ мая шарнирным механизмом 8, а также тормозное устройство 9, обеспечивающее быструю остановку вала в момент выключе­ ния муфты.

Шатуны 10 связывают коленчатый вал с ползуном 11. Изме­ няя длину шатунов, можно регулировать крайнее нижнее поло­ жение ползуна. Нижнее основание ползуна является установоч­ ной плоскостью для верхней части 12 режущего инструмента (штампа). Под ползуном расположен стол, на котором непод­ вижно закреплена нижняя часть 13 режущего инструмента. Впереди режущего инструмента к станине прикреплена рейка, несущая механизм подвижных упоров 14 для обратной подачи жести. Под этим механизмом находится магазин 15 с тремя лотками для сбора нарезанных полос и отходов.

В двух параллельных продольных пазах основного стола 16 движутся возвратно-поступательно рейки транспортера 17. На рейках закреплены подпружиненные пальцы 18, число которых зависит от размера листа и количества полос, получаемых при раскрое листа. Рейки приводятся в движение от коленчатого ва­ ла 6 через кривошипный диск 19, шатун 20, двуплечий рычаг 21 и тягу 22. Они делают один двойной ход на каждый оборот ко­ ленчатого вала или на двойной ход ползуна 11. Над реечным транспортером шарнирно закреплены подпружиненные упорыфиксаторы 23 для точной установки листа относительно штам­ па. Расстояние между рабочими упорами равно_ширине полосы,

Нижние ролики 24а вращаются принудительно и служат для обратной подачи листа к упорам-фиксаторам 23. Верхние ролики 24 периодически поднимаются над столом, пропуская лист вперед, и затем опускаются, способствуя обратной подаче

8 В. М. Чупахин, И. T. Леонов

113

Рис. 60. Двухрядные фигурные ножницы:

а — общийвид, б — схема механизма подачи листов жести.

листа роликами 24а и прижиму листа задней кромкой к фикса­ торам.

На приемном столе 25 установлены в подшипниках два вала 26 с двумя парами дисковых ножей 27. Валы с дисковыми но­ жами приводятся в движение от коленчатого вала через ценные и зубчатые передачи. В пазах верхней плоскости стола 25 дви-

АЬВГ

Рис. 61. Схема рабочего органа двухрядных фигурных ножниц (а)

и схема

раскроя листа (б).

 

жутся возвратно-поступательно две рейки, соединенные

план­

кой 28, которая подает лист жести к дисковым ножам.

Рейки

с планкой приводятся в движение с помощью кривошипно-коро- мыслового механизма 29, связанного с нижним валом 26 диско­ вых ножей с помощью пары шестерен 30.

На рис. 61 представлен рабочий инструмент фигурных нож­ ниц для двухрядного фигурного раскроя с вырубкой уголка. Верхняя часть инструмента представляет собой плиту 1, кото­ рая крепится к ползуну. К плите жестко прикреплены стальные фигурные ножи 2 и нож 3 для вырубки уголков (рис. 61,6). На нижнем основании 4 укреплены стальные-закаленные фигурные ножи 5. Съемник 6 закреплен на шпильках и опирается снизу на пружины 7. Сбоку установлен нижний нож 8 для вырубки уголков.

8*

115

Рабочий процесс осуществляется в такой последовательно­ сти. Включенный электродвигатель вращает маховик 5 (см. рис. 60) вхолостую. При перемещении рукоятки включают ко­ ленчатый вал, от которого приводятся в движение все осталь­ ные валы и механизмы машины. Очередной лист жести вручную кладут на приемный стол, фиксируя боковую сторону по на­ правляющей. Подающая планка 28 при движении вперед захва­ тывает лист жести и подает его к дисковым ножам 27, которые обрезают узкие полоски с двух сторон листа и выносят обрезан­ ный лист на основной стол машины.

Реечный транспортер подающими пальцами 18 упирается в задний край листа и толкает его вперед, после этого транспор­ тер возвращается в исходное положение, причем передние пальцы проходят под листом. После остановки листа верхние ролики 24 опускаются и прижимают лист к принудительно вра­ щающимся нижним роликам, которыми лист подается -назад до упора в фиксаторы 23. В этот момент ползун 11 (см. рис. 61) опускается и режущий инструмент обрезает переднюю кромку ли­ ста. Затем реечный транспортер второй парой пальцев снова подает лист жести вперед, при этом ролики 24 вторично фикси­ руют линию реза, и режущий инструмент отрезает от листа двухрядную фигурную полосу, которая падает в магазин 15.

Расстояние от упоров-фиксаторов до режущей кромки инст­ румента подобрано так, что все полосы получаются равной ши­ рины. Верхний режущий инструмент (пуансон) имеет крышеоб­ разную форму с впадиной по центру, благодаря этому лист разрезается* постепенно и одновременно с двух сторон. Это уменьшает усилие резания и предотвращает возможность сдви­ га листа в сторону. Обычно угол наклона а менее 1°.

При регулировке хода ползуна следует исходить из того, чтобы центр верхнего ножа в крайнем нижнем положении пере­ крывал нижнее лезвие рабочего инструмента на 2—3 мм. Фигур­ ные ножницы должны выдавать полосы одинаковой длины, по ширине допускаются колебания в пределах не более 0,2 мм, при этом полосы должны быть гладко срезаны без загибов и заусен­ цев. Зазор между режущими кромками верхнего и нижнего но­ жей должен составлять примерно 1 0 % толщины обрабатывае­ мой жести.

Технические данные двухрядных фигурных ножниц «Нагема» приведены ниже.

Число ходов ползуна в минуту.....................................................

60

Максимальный размер листа, м м .......................................

810X750

Максимальная толщина жести, м м ...........................................

0,4

Мощность электродвигателя, к В т ................................................

1,1

Частота вращения электродвигателя, об/м ин ............................

1400

Габаритные размеры, м м ......................................................

2680X1925 X 2180

Масса, кг . . ..........................................................................

Около 2800

116

ОДНОРЯДНЫЕ ФИГУРНЫЕ ножницы

Фигурные ножницы раскраивают листовую жесть размером 512X712 мм и толщиной до 0,4 мм на однорядные фигурные за­

готовки (см. рис. 16, а) для штамповки донышек и крышек

к

банкам диаметром от 50 до 99 мм.

от двухрядных

фи­

Эти ножницы значительно отличаются

гурных ножниц по конструкции штампа,

устройствам для фик­

сации листа во время резки на полосы, а

также по конструкции

Рис. 62. Однорядные фигурные ножницы.

117

приводных и подающих механизмов. Подача листов жести на приемный стол машины осуществляется автоматически.

Станина фигурных ножниц (рис. 62) смонтирована на фун­ даментной плите 1 и состоит из арки, опирающейся на две стой­ ки 2, стола 3 для подачи листа и приемного стола 4.

Машина приводится в движение от электродвигателя 5. При выключенном фрикционе шкив 6 свободно вращается на ступи­ це ведомой втулки. При включении фрикциона вместе со шки­ вом 6 вращается вал 7 с шестерней, передающей вращение ко­

ленчатому валу.

Управляют фрикционной муфтой с помощью

спаренных рукояток 8. На коленчатый вал 9

с одной стороны

насажен маховик

с шестерней 10, а с другой

стороны — звез­

дочка 11, передающая вращение распределительному валу ма­ шины.

На коленчатом валу имеются два шатуна 12, связанные с ползуном 13, к нижней части которого крепится пуансон штам­ па 14. Матрица штампа 15 установлена на станине. В сборни­ ках 16 и 17 собираются заготовки, а в сборник 18 поступают от­ ходы. Для подачи листа под штамп имеются рейки 19. Кромки листа обрезают дисковыми ножами 20. Распределительный вал 21, получающий движение через цепную передачу от коленча­ того вала, передает его рейкам стола подачи, дисковым ножам и механизмам приемного стола. Средняя рейка 22 приводится в движение через рычаг от торцового пазового кулачка 23, си­ дящего на распределительном валу.

Спаренные рейки 19 служат для приема листа жести от дис­ ковых ножниц и периодической подачи его под штамп. Эти рей­ ки можно менять в зависимости от размера заготовки. На них установлены подпружиненные пальцы 24. Рейки приводятся в движение кривошипно-шатунным механизмом 25. Поперечная центровка листа относительно штампа обеспечивается направ­ ляющими планками 26, снабженными тормозными планками, которые прижимают лист жести к столу при обратном движе­ нии кареток.

Перед дисковыми ножами в приемном столе 4 вмонтирова­ ны постоянные магниты для притягивания листа жести к плос­ кости стола. Лист подается к ножницам двумя цепными транс­ портерами 27, на которых расположены подающие пальцы. Для точной центровки листа относительно дисковых ножей слу­ жат два Т-образных ползуна 28; в момент подхода передней кромки листа к дисковым ножам ползуны 29 сдвигаются к цент­ ру и центрируют лист. Один ползун имеет пружину для компен­ сации отклонений по ширине листа.

Вал, на котором установлены кулачки центрирующего ме­ ханизма, через коническую зубчатую передачу вращает вал 29 привода подавателя жести.

Вырубной штамп (рис. 63) имеет подушку матрицы 1, на ко­ торой закреплены две колонны 2, направляющие пуансон, и две

118

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ