Разработка способа отгибки фальцев вибрирующими пуансонами (1095122), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Конечно, выбранная простая твердотельная модель требуетуточнения, но её можно использовать для приблизительной оценки деформаций тетрадей в процессе отгибки фальцев и проведения исследований по влиянию технологических факторов на качество отгибки.абвгРисунок 10 — Физико-математические модели тетради: а — пластинчатаяпростая; б — пластинчатая составная; в — твердотельная простая;г — твердотельная составная5.

Для расчета книжного блока может быть применена модель изтвердотельных моделей тетрадей.В виду отсутствия механических моделей книжного блока, пригодныхдля практического расчёта, вариантом расчетной модели книжного блокаможет служить физико-математическая модель, построенная в системеAPM WinMachine, состоящая из ряда моделей тетрадей, представленныхкак простые твердотельные элементы, для которых нитки и упрочняющиеэлементы представлены путём задания параметров контакта между тетрадями в виде обязательных совместных перемещений корешков тетрадей(Рисунок 11).Адекватность расчетной модели доказана соответствием полученнойкачественной картины деформаций реальному процессу отгибки фальцев.20Результаты расчета модели.Равномерность деформаций корешка тетради зависит от его площадиконтакта с инструментом, характеризуемой углом охвата β (Рисунок 12),который оказывает основное влияние при действии нагрузки под углом 90градусов, что характерно для центральных тетрадей книжного блока.Рисунок 11 — Расчетная модель книжногоблока в системе APM WinMachineРисунок 12 — Уголохвата тетради β поддействием нагрузки FУвеличение угла охвата с 20 до 90 градусов приводит к равномернойдеформации корешка, одновременно снижая её величину примерно на 12%(Рисунок 13).

При этом для боковых тетрадей угол охвата не критичен, таккак основным результатом их деформации под действием нагрузки является изгиб корешковой части, а не сжатие, характерное для центральныхтетрадей.абРисунок 13 — Деформация модели тетради при различных углах охватакорешка: а — 20 градусов; б — 90 градусовПри исследовании деформаций модели тетради при изменении величины нагружения получена линейная зависимость (Рисунок 14), что является ожидаемым результатом, так как модель поведения материала — линейна. Анализ зависимости деформации тетради от угла приложениянагрузки при разбиении её расчетной модели на 9 площадок с центральным углом 10° (Рисунок 15) показал, что деформации тетрадей при21Деформация, ммнаправлении нагрузки к центру фальца значительно выше (Рисунок 16),что можно объяснить касательным действием нагрузки во втором случае.0,30,250,20,150,10,0500 200 400 600 800 1000Суммарная нагрузка, Нугол 65 градусовугол 5 градусовугол 45 градусовДеформация по центрутетради, ммРисунок 14 — Изменение деформаций моделитетради в зависимости от величины нагрузки иугла её приложенияРисунок 15 — Разбиениекорешка модели тетрадина площадки0,160,140,120,10,080,060,040,02012345678Номер площадкиНаправление в центр фальцаНаправление вдоль вертикальной оси9Рисунок 16 — Суммарная деформация тетрадей при различномнаправлении нагрузкиПроведенное исследование различных параметров отгибки фальцевпоказало, что при статическом рассмотрении наибольшее влияние на величину деформации блока оказывали величины суммарного нагружения иугла приложения нагрузки.

При увеличении величины суммарного нагружения выявлена линейная зависимость роста деформаций (Рисунок 17).22абРисунок 17 — Сравнение качественной картины деформаций блока приизменении величины нагрузки: а — масштаб = 1; б — масштаб = 50При анализе угла нагружения отдельных тетрадей блока нагрузка задавалась по двум схемам: симметрично относительно середины блока (I) ис изменением углов приложения (II) для каждой тетради по вариантам А,Б, В и Г, представленными в Таблице 3. Оценка производилась для первыхчетырёх тетрадей блока, нумерация которых представлена на Рисунке 18.Таблица 3 — Углы приложения нагрузкиНомер тетради1234А90909090Варианты угла приложения нагрузкиБВ9085808070756070Г80706050В результате исследования зависимости деформаций блока от комбинаций углов нагружения тетрадей блока по вариантам А, Б, В и Г получены зависимости, представленные на Рисунке 19.

Возможно их использование в практических целях для определения необходимого угла нагружениякаждой тетради в зависимости от характеристик блока и требуемой величины отгибки фальцев.Рисунок 18 — Нумерация тетрадей расчетной модели блокаДеформация, мм230,030,0250,020,0150,010,0050АБВГ123Номер тетради4Рисунок 19 — Деформации тетрадей блока в зависимости от углаприложения нагрузки: А, Б, В, Г — варианты в соответствии с Таблицей 3При увеличении величины угла отклонения от вертикальной оси вектора суммарной нагрузки замечено увеличение значений деформаций (отгибки) крайних тетрадей блока (Рисунок 20).абРисунок 20 — Сравнение качественной картины деформаций блока приизменении угла приложения нагрузки: а — вертикальная нагрузка на всететради (I); б — нагрузка с различными углами (II)Подтверждено, что результат отгибки фальцев определяется величинами деформаций центральных и крайних тетрадей и зависит от соотношения обжимной и отгибающей составляющей воздействующего усилия,характеризуемого параметрами угла приложения и суммарного нагружения, требующими подбора для различных книжных блоков.243.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫВ ходе проделанного диссертационного исследования проведен анализ развития книжного рынка и выявлено его перспективное направление«Книга по требованию», которое сопряжено с трудностями адаптацииклассического БПО под задачу выпуска книг от одного экземпляра. В рамках данной работы рассмотрена проблема выпуска книг в переплете с грибообразным профилем корешка малыми тиражами или в единичном экземпляре в условиях поточного производства, которая решена путём разработки нового способа отгибки фальцев.Работоспособность разработанного нами безвыстойного способа отгибки фальцев вибрирующими была доказана экспериментально на созданном для этих целей лабораторном стенде. В ходе экспериментальныхисследований было установлено, что на результат отгибки фальцев влияетбольшое количество параметров, требующих подбора.

Для подбора оптимальных параметров отгибки фальцев разработана методика, основаннаяна анализе деформаций, полученных расчетным путем в системе APMWinMachine для физико-математической модели книжного блока, созданной в рамках данной работы.Рекомендации: проведение дополнительного исследования механических свойствбумаг, применяемых для книжного производства; калибровка разработанной модели блока путем установления соответствия расчетных и экспериментальных величин деформаций приодинаковой нагрузке для определения количественных характеристик параметров отгибки фальцев; расчет оптимальных параметров отгибки для различных типов бумаг и конструкций книжных блоков и установление их диапазона; постройка более совершенного лабораторного стенда с возможностью регулировки величины давления, амплитуды, частоты и угла давления рабочего инструмента для экспериментального уточнения из значенийи подбора оптимального профиля рабочего инструмента, расчет числа требуемых вибраторов в зависимости от заданной производительности, чтоляжет в основу рекомендаций для создания устройства отгибки фальцеввибрирующими пуансонами.25Общие выводы:1) Разработан способ безвыстойной отгибки фальцев вибрирующимипуансонами путём избирательного воздействия на каждую отдельную тетрадь книжного блока, решающий задачу выпуска книг в твердом переплете с грибовидным профилем корешка малыми тиражами или в единичномэкземпляре в условиях поточного производства в рамках концепции «Книга по требованию».

Универсальный рабочий инструмент реализован в видематрицы, содержащей в себе набор вибрирующих пуансонов, необходимый для обработки книжного блока максимального формата. Фактическоеколичество работающих пуансонов определяется толщиной книжногоблока.2) Экспериментально доказана работоспособность отгибки фальцеввибрирующими пуансонами путем контроля количественных и качественных параметров у обработанной тетради или блока с помощью созданноголабораторного стенда на основе токарно-винторезного станка с устройством фиксации тетради рифлеными губками и направленным вибратором.3) Доказана возможность применения системы автоматизированногопроектирования и расчета для создания физико-математической моделикнижного блока с целью осуществления прогнозирования деформаций поддействием нагрузки.4) Доказана адекватность созданной расчетной модели книжного блока в системе APM WinMachine, отражающей качественную картину деформаций исследуемого блока при задании параметров механическихсвойств бумаги.

Данная модель позволяет исследовать широкий круг процессов, связанных с обработкой книжного блока.5) В результате анализа деформаций книжно блока с помощью физико-математической модели установлено, что на результат отгибки фальцевоказывают влияние параметры воздействующего усилия, от обжимной иотгибающей составляющей которого зависят, соответственно, величиныдеформаций центральных и крайних тетрадей. Наибольшее влияние средипараметров воздействующего усилия оказывают угол приложения нагрузки и её величина, требующие подбора для различных книжных блоков.6) Разработана методика подбора оптимальных параметров отгибкифальцев (величина нагружения, угол приложения нагрузки и пр.), основанная на применении физико-математической модели книжного блока.26Публикации по теме диссертационной работыВ научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ1.

Характеристики

Список файлов диссертации