РОЗДІЛ 2
ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ БЕЗВИСТІЙНОГО ОБРІЗУВАННЯ КНИЖКОВО-ЖУРНАЛЬНИХ БЛОКІВ ТА
РОЗРАХУНКИ ІНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЙОГО РЕАЛІЗАЦІЇ
Спосіб безвистійного обрізування книжково-журнальних блоків, на противагу
існуючим способам (блоки обрізуються під час зупинки-вистоювання), здатний
забезпечити високі показники продуктивності, якості і точності виконання
операції при суттєвому спрощенні конструкції устаткування та зменшенні його
метало- і енергомісткості. Водночас спосіб і засоби для його реалізації
максимально пристосовані до використання у діючих і створюваних потокових
автоматичних лініях, у яких технологічні операції здійснюються під час
переміщення напівфабрикатів.
2.1. Процес обрізування блоків багатолезовим різальним інструментом
Під час обрізування блока у зонах, наближених до вершин лез, виникає додаткова
місцева деформація (внаслідок порівняно невеликої деформації блока при
затискуванні вітками транспортера), яка передує механічному розділенню паперу
(різанню).
Ця деформація паперу супроводжується локальними контактними напруженнями
стиску, які збільшуються пропорційно відносному переміщенню блока, напруженнями
розтягу у площині, перпендикулярній площині різання (під дією сил різання
защемлені пасами транспортера аркуші блока розтягуються). Окрім цього, уже
відокремлені частини паперу розриваються його скошеною площиною (фаскою) леза,
що спричиняє розтяг нерозрізаної частини. Збільшення кута загострення леза
призводить до зростання напружень розтягу. Отже, доходимо висновку, що
обрізування блоків - процес одночасної дії розтягуючих і контактних напружень.
З огляду на наявність у структурі паперу целюлозних волокон, можна
стверджувати, що під час різання відбувається розділення волокон внаслідок
контактних напружень і порушення зв'язків між ними внаслідок розтягування. У
випадку, коли обрізування блоків здійснюється в основному за рахунок розділення
(руйнування) волокон, то площина обрізу "чиста" і має мінімальні
мікронерівності. Якщо ж внаслідок порушення зв'язків між волокнами, або
розділення їх у найслабших січеннях – то площина обрізу має порівняно великі
мікронерівності. Окрім цього, затуплена (закруглена) крайка леза діє як клин,
розтягуючи, розщемляючи і розриваючи деяку частину волокон паперу, внаслідок
чого якість обрізу також погіршується.
Підсумовуючи сказане, можна стверджувати, що різання (механічне розділення)
паперу можливе за умови, коли опір різанню з боку паперу стає рівним
прикладеній силі різання. До цього блок деформується, пресується
(ущільнюється).
Особливостями процесу обрізування блоків багатолезовим різальним інструментом
є:
- обрізування блоків під час транспортування;
- нерухомість різального інструмента;
- плинне врізання леза у блок;
- поступове задіювання лез (відповідно поступове зростання сили різання);
- невідповідність кута загострення лез куту, яким лезо розрізає папір,
спричинена тим, що під час взаємодії з блоком кут загострення леза
"трансформується" в бік зменшення;
- порівняно невеликі сили різання, що позитивно впливає на якість і точність
обрізування;
- відсутність на площині обрізу поперечних слідів від затупленої ділянки ножа,
що спостерігається при обрізуванні гільйотинним способом.
2.2. Сили, що діють на леза БРІ під час обрізування блоків
Вибір типу системи транспортування, яка б одночасно забезпечувала переміщення і
технологічно необхідне зусилля затискування блоків під час обрізування, її
розрахунок, визначення геометричних параметрів різального інструмента тощо
неможливо здійснити без досліджень силових показників процесу обрізування.
На леза різального інструмента під час обрізування блоків діє сила різання, яку
можна розділити на складові: горизонтальну Рг, вертикальну Рв і лобову Рл. На
рис.2.1 зображена схема дії складових сили різання на одне лезо БРІ. Як бачимо,
горизонтальна і вертикальна складові сили різання діють у площині тильного боку
леза (різання), а лобові Рл(с) -– у площині, перпендикулярній скошеній площині
леза (фасці) і Рл(п) – у площині, перпендикулярній тильному боку леза.
Вертикальна складова Рв направлена перпендикулярно крайці леза, а горизонтальна
Рг - у напрямку переміщення блока.
Рис.2.1. Схема дії складових сили різання на лезо БРІ
Горизонтальна складова Рг сили різання діє на лезо у напрямку переміщення блока
і є наслідком перепилювання паперу за рахунок мікронерівностей крайки леза,
розщеплювання, зминання, втискування, розривання і частково виривання волокон
целюлози з маси паперу. Розщеплювання або розривання волокон відбувається у
випадку, коли величина Рг є більшою за опір паперу розриванню [28]. Окрім
цього, на крайку, фаску і тильний бік леза діють сили тертя його об папір.
Вертикальна складова Рв сили різання є наслідком пресування блока, взаємодії з
блоком крайки леза (розщеплювання, роздавлювання, зминання волокон паперу) та
його фаски з обрізаною частиною блока – стружкою. На значення вертикальної
складової впливають: геометричні параметри леза; гострота леза; довжина крайки,
що безпосередньо задіяна в обрізуванні; ширина стружки (при відгинанні стружки,
внаслідок дії сил тертя, лезо притискається до блока); фізико-механічні
властивості паперу; швидкість різання (змінюється концентрація напружень стиску
в площині різання); розташування волокон паперу відносно лінії різання.
Лобова складова Рл сили різання є рівнодіючою сил Рл(с), що діє на фаску і
Рл(п), що діє на тильний бік леза. Під час деформації блока в процесі
обрізування папір прогинається, а після розрізування випрямляється і відштовхує
лезо від площини різання, діючи на його тильний бік. Відрізана частина бло
- Київ+380960830922