Розробка технології та засобів дискретно-дотичного способу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська академія друкарства

УДК 686.12.056

05.05.01 - Машини і процеси поліграфічного виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розробка технології та засобів дискретно-дотичного способу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні

Книш Олег Богданович

Львів - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українській академії друкарства Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Полюдов Олександр Миколайович, Українська академія друкарства, професор кафедри поліграфічних машин

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор Тинний Анатолій Несторович, пенсіонер;

- кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Запоточний Василь Йосипович, Український науково-дослідний інститут поліграфічної промисловості ім. Т.Шевченка, заступник директора з наукової роботи.

Провідна установа: Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", видавничо-поліграфічний факультет, Міністерство освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться 29 червня 2001р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.101.01 в Українській академії друкарства (79020, м. Львів, вул. Підголоско, 19)

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Української академії друкарства (м. Львів, вул. Підвальна, 17)

Автореферат розісланий 28 травня 2001р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Дідич В.П.

Анотація

Книш О.Б. Розробка технології та засобів дискретно-дотичного способу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01- машини і процеси поліграфічного виробництва.-Українська академія друкарства. Львів, 2001.

Дисертація присвячена проблемі покращення міцності клейового незшивного скріплення, для чого запропоновано проводити підготовку корінця до нанесення клею дискретно-дотичним способом. Аналітичним та експериментальним шляхом встановлено оптимальні (з точки зору збільшення міцності скріплення та мінімізації енергомісткості процесу) геометричні параметри програмованого рельєфу корінця та відповідні технологічні параметри. На основі аналітичних та експериментальних досліджень розроблено рекомендації для проектування механізму ножа.

Ключові слова: дискретно-дотичний спосіб, корінець блока, програмований рельєф корінця, міцність скріплення, механізм ножа.

Кныш О.Б. Разработка технологии и средств дискретно-касательного способа подготовки корешка книжного блока к нанесению клея при клеевом скреплении.- Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 - машины и процессы полиграфического производства.- Украинская академия печати. Львов, 2001.

Диссертация посвящена проблеме улучшения прочности клеевого бесшвейного скрепления, для чего предложено проводить подготовку корешка к нанесению клея дискретно-касательным способом. В результате этого на корешке книжного блока создается программированный рельеф с характерными канавками и "усиками".

Аналитическим и экспериментальным путем установлены оптимальные (с точки зрения увеличения прочности скрепления и минимизации энергоемкости процесса) геометрические параметры программированного рельефа корешка и соответствующие технологические параметры, которые их обеспечивают. На основании исследований динамической и математической моделей механизма ножа разработаны рекомендации для его проектирования.

Экспериментальные исследования дискретно-касательного способа подготовки корешка книжного блока к нанесению клея позволили установить характер изменения тягового усилия, определить его количественную характеристику. Установлено минимально-необходимое усилие зажима книжного блока. Проведен сравнительный анализ результатов исследования прочности скрепления при обработке корешка дискретно-касательным способом и при условии его обработки за традиционной технологией, в результате которого установлено, что при дискретно-касательной обработке корешка прочность клеевого скрепления на 20-30% больше. Для реализации предлагаемого способа на высокопроизводительных машинах бесшвейного скрепления (при скорости перемещения блока свыше 1 м/с) предложена оригинальная конструкция устройства с двумя ножами. Определен оптимальный, для этого случая, шаг канавок.

Ключевые слова: дискретно-касательный способ, корешок блока, программируемый рельеф корешка, прочность скрепления, механизм ножа.

Knysh O.B. Technology and devices development of discrete-tangent method for preparing of a book block rootlet to the adhesive fixing at glue fastening.- Manuscript.

The thesis for obtaining a scientific degree of Candidate of Technical Sciences, specialization 05.05.01 - machines and processes of printing production. - Ukrainian Academy of Printing. Lviv, 2001.

Thesis is denoted to the problem of glue non-sewing fastening toughness perfecting, for what offered to conduct a rootlet preparing to the adhesive fixing by discrete-tangent method. Analytical and experimental way are determined optimal (from standpoints of fastening toughness increasing and process energy) geometric parameters of rootlet programming relief and corresponding technological parameters, which ensure their. On the base of analytical and experimental studies are worked out recommendations for a knife mechanism designing.

Keywords: discrete-tangent way, block rootlet, rootlet's programmable relief, fastening toughness, knife mechanism.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Для підготовки корінця до нанесення клею в існуючому устаткуванні застосовують різноманітні інструменти (фрези, шліфувальні круги, спеціальні щітки, різці та ін.), причому технологічний процес потребує їх спільного використання. Однак, не дивлячись на такий доволі широкий асортимент інструменту, необхідна якість скріплення не забезпечується.

Для усунення вказаних недоліків на кафедрі поліграфічних машин Української академії друкарства (УАД) була поставлена науково-дослідна робота з метою розробки нового способу обробки корінця при клейовому незшивному скріпленні (КНС). Актуальність даної роботи полягає у покращенні міцності КНС книжково-журнальної продукції, що сприятиме збільшенню терміну її експлуатації; зменшенні енергомісткості відповідного устаткування та його габаритів. Разом із тим, існуюча проблема є актуальною не лише з точки зору її технічного вирішення, але й з огляду на економічний аспект. Очевидно, що обмежений термін служби видань, зокрема навчальних, вимагає їх повторного виготовлення, а це, в свою чергу, призводить до зайвих фінансових витрат.

Науково-прикладною задачею даної роботи є розробка на основі наукових досліджень способу дискретно-дотичної обробки корінця книжкового блока плоским ножем, що здійснює плоскопаралельний обертовий рух у площині, нахиленій під кутом до корінця.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася у рамках госпдоговору (теми №105-98, 99) із фірмою "Muller-Martini" (Швейцарія). Вона входила у перелік тематики УАД "Квалілогія книги" у контексті затвердженої Указом Президента України №58/95 від 28 лютого 1995 р. Державної програми розвитку національного книгодрукування і преси України.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка технологічного процесу утворення на корінці книжкового блока програмованого рельєфу для створення передумов міцного клейового скріплення.

Для досягнення вказаної мети в роботі необхідно вирішити наступні завдання: 1) виявити ступінь впливу технологічних параметрів дискретно-дотичного способу обробки корінця книжкового блока на геометричні параметри утвореного програмованого рельєфу; 2) дослідити кінематику процесу обробки корінця дискретно-дотичним способом; 3) розробити технічне забезпечення дискретно-дотичного способу обробки корінця; 4) аналітичним та експериментальним шляхами дослідити можливість реалізації пропонованого способу та пристрою стосовно машин незшивного скріплення (МНС); 5) оптимізувати геометричні параметри програмованого рельєфу корінця та технологічні параметри процесу для збільшення міцності клейового скріплення книг і мінімізації енергомісткості процесу; 6) оцінити міцність КНС і енергомісткість пропонованого способу порівняно із існуючим; 7) на основі проведених експериментальних та аналітичних досліджень динаміки механізму ножа розробити рекомендації щодо його проектування.

Отже, об'єктом досліджень є технологічний процес дискретно-дотичного способу обробки корінця при клейовому скріпленні.

Предметом досліджень є геометричні параметри програмованого рельєфу корінця книжкового блока, технологічні параметри процесу, механізм привода ножа, різальний інструмент, міцність скріплення.

Методи дослідження. Для виконання поставленої у роботі мети використано теоретичні дослідження із поєднанням математичного моделювання. Експериментальні дослідження проводилися на дослідному стенді, приладі для тестування міцності клейового скріплення "Sigloch PF-1" та МНС "Trendbinder" ("Muller-Martini").

Частина теоретичних результатів отримана шляхом використання електронних таблиць "Еxcel 97", а обробка експериментальних даних здійснювалась при допомозі математичного редактора "Мathcad 2000".

Зусилля транспортування вимірювалися методами тензометрії.

Наукова новизна одержаних результатів:

теоретико-експериментальним шляхом розроблено нову машинну технологію підготовки корінця книжкового блока для КНС, яка передбачає утворення на його корінці програмованого рельєфу;

оптимізовано (з точки зору збільшення міцності скріплення) геометричні параметри програмованого рельєфу та технологічні параметри дискретно-дотичного способу його формування;

досліджено динамічну та математичну моделі механізму ножа, на основі чого встановлено мінімально необхідні: співвідношення між періодами паузи і різання; частоту власних коливань різального інструмента; жорсткість валів механізму з метою уникнення резонансного та віддалення від близькорезонансного режимів.

Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що застосування дискретно-дотичної обробки корінця забезпечує збільшення міцності КНС на 20-30%, при цьому не має жодних обмежень, як технічних, так і матеріальних, щодо можливості реалізації пропонованої технології обробки корінця на існуючих моделях МНС і потокових лініях; застосування пропонованої технології дає можливість уникнути кількаступеневої обробки корінця, а, отже, зменшення габаритів відповідної секції.

Особистий внесок здобувача. Основні ідеї та наукові дослідження отримані та розроблені автором самостійно. Із 4-х публікацій у співавторстві здобувачеві належать:

[3] - участь у розробці аналітичної частини, експериментальні дослідження;

[4], [6] - участь у складанні формули винаходу та експериментальна перевірка можливості застосування способу;

[7] - участь у пошуку та систематизації поданої інформації.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися автором на звітних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу УАД у 1995…2001р.р., ІІ-ій Міжнародній науково-практичній конференції "Квалілогія книги" (м. Львів, 1998р.), Міжнародній конференції "Комп'ютерні технології друкарства" (м. Львів, 2000р.).

Публікації. За матеріалами дисертації здобувачем опубліковано 9 наукових праць: 4 статті у наукових збірниках та журналах (із них 3 одноосібно), тези 3-х доповідей (1), отримано два патенти.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації 178 с., з них: ілюстрації 17 с., додатки-12 с., список використаних джерел - 8с.

Основний зміст роботи

У вступі розкрито сутність наукової задачі, обґрунтовано актуальність та доцільність роботи, сформульовано мету і задачі дослідження, наукову новизну роботи, окреслено завдання, які необхідно вирішити.

У першому розділі проаналізовано існуючі способи КНС, конструкцію інструменту, який використовується для обробки корінця у випадку застосування технології із зрізуванням корінцевих фальців. Проведено огляд наукових праць та досліджень в області КНС. Показано, що існуюча технологія підготовки корінця до нанесення клею є недосконалою, що спричинює в подальшому малу міцність клейового скріплення.

Розкрито суть дискретно-дотичного способу підготовки корінця до нанесення клею при КНС, який передбачає утворення на корінці книжкового блока 1 програмованого рельєфу плоским ножемІ, що здійснює плоскопаралельний обертовий рух у площині, нахиленій під кутом г до корінця, і приводиться від механізму паралелограма. Внаслідок такої обробки на корінці утворюється програмований рельєф із канавками та специфічними "вусиками", які, завдяки відгинанню в сторону сусіднього аркуша, забезпечують попереднє механічне скріплення ще до нанесення клею. Геометрію програмованого рельєфу корінця визначають: крок h канавок у напрямку перпендикулярному крайці леза ножа; ширина b та глибина H канавок; кут в між канавками та напрямком переміщення блока; кут г нахилу канавок відносно корінця.

Обробка корінця дискретно-дотичним способом може відбуватися при зустрічному русі ножа (ЗРН) і при попутному русі ножа (ПРН).

На основі проведеного аналізу та виходячи із умови збільшення міцності сформульовані основні задачі, які необхідно розв'язати у роботі.

У другому розділі виведено аналітичні залежності, що встановлюють зв'язок між геометричними параметрами програмованого рельєфу корінця та технологічними параметрами його обробки. Нижче наведено формули для визначення кількості обертів кривошипа механізму ножа для двох випадків: 1)за умови обробки корінця одним ножем, 2)при обробці корінця одночасно двома ножами, жорстко з'єднаними між собою:

, , (1)

де n - кількість обертів кривошипа механізму ножа;

VБ - швидкість переміщення книжкового блока;

h1, k - кроки канавок у напрямку перпендикулярному крайці леза ножа (у випадку обробки корінця двома ножами одночасно) утворені почергово першим і другим ножами. У даному випадку величина k визначає відстань між ножами, яка, як правило, дорівнює товщині ножа.

Дослідженнями кінематики обробки корінця книжкового блока дискретно-дотичним способом встановлено, що різання корінця ножем відбувається лише під час його руху назустріч блоку, а кут повороту кривошипа механізму ножа, що відповідає періоду різання, становить 800…1200 і визначається за формулою

, (2)

де R - радіус кривошипа;

г - кут між площиною траєкторії ножа та корінцем.

Шляхом застосування методу обернення руху виведено залежності для визначення швидкості різання при ЗРН

, (3)

та при ПРН

, (4)

де щ - кутова швидкість кривошипа;

t - поточний час.

Встановлено, що зміна напрямку швидкості різання при дискретно-дотичному способі обробки корінця спричинює коливання значень дійсних кутів різання (ДКР), які знаходяться у січній площині (по відношенню до леза) утвореній вектором швидкості різання. Виведено відповідну залежність для визначення ДКР

(5)

Як приклад наведено результати аналітичних досліджень зміни ДКР протягом циклу руху ножа для ЗРН і ПРН залежно від швидкості переміщення блока. При цьому решта технологічних параметрів приймалися рівними: n=4000об/хв; R=2мм; H=0,8мм; в=150; г=300; кут загострення ножа бЗ=170. Аналіз отриманих результатів показує, що для випадку ПРН спостерігаються менші значення ДКР, ніж при ЗРН. Одночасно встановлено, що при ПРН, на відміну від ЗРН, значення ДКР не сягають величини кута загострення ножа, що, очевидно, спричинить виникнення менших зусиль різання у випадку ПРН.

У третьому розділі роботи проведено дослідження динаміки механізму ножа, метою яких було мінімізація кутової деформації валів для уникнення резонансного та віддалення від близькорезонансного режимів.

Рис.3. Зміна дійсних кутів різання протягом циклу руху ножа залежно від швидкості переміщення блока при ЗРН (а) і при ПРН (б):

1 - VБ = 0,3 м/с; 2 - VБ = 0,9 м/с; 3 - VБ = 1,5 м/с; 4 - VБ = 2,1 м/с

На основі отриманої експериментальним шляхом залежності тягового зусилля від часу FT=f(t) визначено момент збурення механічної системи. Для цього відповідну залежність описано поліномом 4-ого ступеня із врахуванням коректуючих функцій на ділянках врізання (довжина лінії різання зростає з мінімальної до максимальної) та дорізання (довжина лінії різання зменшується з максимальної до мінімальної)

, (6)

де А 1, А 2, А 3, А 4 - коефіцієнти полінома;

t - значення часу, при якому тягове зусилля рівне FТ;

TРІЗ, TП - відповідно періоди різання та паузи;

В - ширина блока;

z - кількість врізань ножа у блок на ділянці врізання.

Відповідно, момент збурення визначається за формулою

 (7)

де R - плече дії сили збурення (радіус кривошипа);

f - коефіцієнт тертя між блоком та лезом ножа;

aЗ - кут загострення ножа.

Для дослідження нерівномірності руху вихідної ланки механізму (ножетримача з ножем) складено динамічну модель (рис.4), яка, згідно класифікації І.І. Вульфсона, відноситься до ІІ класу 2-ої модифікації. Їй відповідають наступні елементи: Д - відображає характеристику електродвигуна (приймається абсолютно жорсткою); J1 - момент інерції маховиків; с 1, m1 - відповідно, коефіцієнти жорсткості та розсіювання двох абсолютно однакових валів; с 2, m2 - відповідно, коефіцієнти жорсткості та розсіювання пасової передачі; JПР - момент інерції мас, зведений до вихідної ланки; МЗБ - момент збурення системи; j0, j1, j2 - кутові переміщення ланок механізму.

Рис.4. Динамічна модель механізму ножа

Відповідна динамічна модель описується системою диференційних рівнянь другого порядку з постійними коефіцієнтами

, (8)

де Dj = j1-j0 - кутова деформація ведучого вала;

Dj1 = j2-j0 - кутове зміщення маховиків один відносно одного;

Dj2 = j1-j2 - кутова деформація веденого вала;

b1, b2 - коефіцієнти еквівалентного лінійного опору.

Із врахуванням того, що кутові переміщення валів у будь-який момент часу t рівні (j0 " j2), елементами с 2 та m2 динамічної моделі знехтувано. Тоді математична модель механізму описується неоднорідним диференційним рівнянням

, або

, (9)

де

- коефіцієнт демпфування системи;

- власна частота вільних коливань вихідної ланки;

сПР - зведений коефіцієнт жорсткості валів.

Загальний розв'язок рівняння (5)

, (10)

де G1, G2 - сталі інтегрування;

- власна частота вільних коливань вихідної ланки з врахуванням сил опору;

Rk - частковий розв'язок диференційного рівняння.

Для розв'язування диференційного рівняння складено алгоритм, який реалізовано на ПЕОМ при допомозі математичного редактора "Mathcad-2000".

На основі проведених досліджень динаміки механізму ножа розроблено наступні рекомендації щодо його проектування: коефіцієнт жорсткості валів повинен становити сПР>2·104 (Н*м)/рад, власна частота вільних коливань різального інструмента - р>800 Гц. Співвідношення між періодами паузи та різання ТП/ТРІЗ>2,5.

У четвертому розділі сформульовано програму проведення експериментальних досліджень, метою яких було визначення оптимальних геометричних параметрів програмованого рельєфу корінця, які забезпечать максимальну міцність клейового скріплення та мінімальну енергомісткість процесу. Для цього розв'язані наступні завдання: досліджено характер зміни та визначено значення тягового зусилля при різних технологічних параметрах; встановлено мінімально необхідне зусилля затиску книжкового блока; досліджено вплив виду паперу, клею, технологічних параметрів на міцність КНС; визначено зносостійкість різального інструмента та дано рекомендації щодо його геометричних параметрів та матеріалу.

У роботі описана конструкція та принцип роботи лабораторного стенда з траковими транспортерами, машини незшивного скріплення "Trendbinder", методи дослідження міцності клейового скріплення, а також конструкція розроблених автором експериментальних пристроїв для обробки корінця дискретно-дотичним способом із застосуванням одного та двох ножів.

У п'ятому розділі наведено результати експериментальних досліджень процесу підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею при клейовому скріпленні. Для їх проведення використано книжкові блоки виготовлені із наступних видів паперу: газетний (імпортний), маса квадратного метра m=40 г/мІ; офсетний (імпортний), m=90 г/мІ; крейдований (імпортний), m=45 г/мІ; друкарський, m=55 г/мІ; офсетний, m=65 г/мІ. Для заклеювання корінця використано два види клею: ПВАД та термоклей Technomelt Q3218 ("Henkel", ФРН). Оцінка міцності клейового скріплення здійснювалася двома методами: "пулл" та "флекс" тестів. У першому випадку за основу взято нормативи розроблені фірмою Illionis Adhesive Products (США) та інститутом Fogra, які на сьогоднішній день використовуються провідними фірмами-виробниками МНС, і становлять: 4,4…6,2Н/см - "задовільно"; 6,2…7,2Н/см - "добре"; понад 7,2Н/см - "дуже добре". У другому випадку за базову приймалася величина кількості перегортань аркуша zБ=2000 разів.

Проведені експериментальні дослідження показали, що одним із основних геометричних параметрів, які впливають на міцність КНС, є крок канавок у напрямку, перпендикулярному крайці леза ножа. Як приклад, наведено результати експериментальних досліджень визначення впливу кроку канавок на погонне зусилля виривання аркуша із блока ("пулл"-тест) при ЗРН і ПРН . Для заклеювання корінця використано ПВАД. Як видно із отриманих графіків, для значень кроку канавок більших 3мм спостерігається стрімке падіння міцності скріплення, що можна пояснити зменшенням площі контакту між клеєм та корінцем блока. Одночасно прослідковується тенденція до незначного зменшення погонного зусилля виривання аркуша із блока для кроку h=1мм порівняно із кроком h=2мм, що пояснюється порушенням геометрії корінця, а саме - накладанням однієї пари канавка-"вусики" на іншу. клей скріплення книжковий незшивний

Слід відмітити, що при ЗРН, як видно із графіків, значення погонного зусилля виривання аркуша із блока є більшими ніж для випадку ПРН, приблизно у 1,3 рази. Даний факт пояснюється результатом відгинання вусиків, який, як показали експериментальні дослідження, є кращим при ЗРН. Отже, отримані результати експериментальних досліджень, з точки зору забезпечення максимальної міцності, дають підстави рекомендувати застосування ЗРН при дискретно-дотичному способі обробки корінця.

В результаті проведених досліджень встановлено, що при обробці корінця блока двома ножами одночасно крок канавок є змінним, а його величина визначається товщиною ножа і співвідношенням між швидкістю переміщення блока та кількістю обертів кривошипа механізму ножа. З огляду на необхідність забезпечення потрібної жорсткості товщина ножа приймалася рівною k=3мм. Експериментальними дослідженнями встановлено оптимальну, з точки зору забезпечення максимальної міцності, почерговість кроку канавок, яка становить 2,5-3,0-2,5-3,0…мм.

На основі проведених експериментальних досліджень встановлено оптимальні, виходячи із умови збільшення міцності та зменшення енергомісткості дискретно-дотичного способу обробки корінця, геометричні параметри його програмованого рельєфу та відповідні технологічні параметри:

крок канавок у напрямку, перпендикулярному крайці леза ножа, повинен бути в межах 2,0…2,5мм у випадку обробки корінця одним ножем, а при застосуванні механізму спарених ножів його почерговість повинна становити 2,5-3,0-2,5-3,0… мм;

кут атаки в=150…180;

кут між площиною траєкторії ножа та корінцем г=300;

глибина канавок Н=1,0…1,2 мм;

виходячи із умови забезпечення максимальної міцності скріплення, обробку корінця необхідно проводити при зустрічному русі ножа.

З метою об'єктивної оцінки результатів експериментальних досліджень проведено порівняльний аналіз міцності скріплення у випадках обробки корінця дискретно-дотичним способом та за існуючою технологією, що передбачає зрізування фальців торцевою фрезою, обробку торшонуючою головкою з нанесенням поперечних канавок дисковими різцями. Заклеювання корінця здійснювалося ПВАД і термоклеєм.

Отримані результати вказують на збільшення міцності скріплення на 20-30% (залежно від виду паперу) як для випадку заклеювання корінця термоклеєм, так і для випадку застосування ПВАД.

Експериментальні дослідження показали, що при дискретно-дотичному способі обробки корінця відбувається періодична зміна тягового зусилля, що пояснюється дискретним врізанням ножа у корінець. Визначено величину тягового зусилля, яка, залежно від параметрів процесу, становить 200…800Н, та досліджено вплив ряду технологічних параметрів на тягове зусилля.

Проведені експериментальні дослідження дозволили визначити мінімально необхідне зусилля затиску книжкового блока, яке, залежно від умов обробки блока, може становити 500…1500 Н. Результати визначення зносостійкості різального інструмента показали можливість його роботи без перезагострення при обробці 20 тис. книжкових блоків. При цьому кут загострення ножа рекомендується приймати рівним бЗ=170. Визначено потужність електропривода механізму ножа при дискретно-дотичому способі обробки корінця, яка становить 500Вт (при обробці блока виготовленого із офсетного паперу масою квадратного метра 90 г і товщиною 40 мм), що більш, ніж на порядок менше, як для випадку традиційної технології обробки корінця.

Висновки

1. Існуюча технологія та інструмент для підготовки корінця до нанесення клею при КНС не створюють передумов для досягнення достатньої міцності скріплення. При цьому відповідне устаткування є доволі енергомістке, а його роботу супроводжують виникнення значного шуму та паперового пилу. Виходячи із цього, сформульовано науково-прикладну задачу, яка полягає у необхідності розробки дискретно-дотичного способу обробки корінця книжкового блока ножем, що здійснює плоскопаралельний обертовий рух у площині, нахиленій під кутом до корінця.

2. За результатами аналітичних досліджень визначено залежності для розрахунку геометричних параметрів програмованого рельєфу корінця книжкового блока та встановлено ступінь впливу на них технологічних параметрів дискретно-дотичного способу обробки корінця.

3. Проведено дослідження кінематики процесу, на основі чого встановлено, що різання корінця ножем відбувається лише за умови його руху назустріч блоку. Це, зважаючи на результати досліджень динаміки механізму ножа, дає підстави рекомендувати співвідношення періодів паузи та різання ТП/ТРІЗ>2,5.

4. Для реалізації дискретно-дотичного способу обробки корінця спроектовано, виготовлено та змонтовано на експериментальному стенді дослідний зразок пристрою.

5. Експериментальними дослідженнями встановлено оптимальні геометричні параметри програмованого рельєфу корінця, при цьому за критерій оптимізації прийнято, насамперед, міцність скріплення. Для їх досягнення необхідно забезпечити наступні значення технологічних параметрів: кут атаки в=15…180; кут між площиною траєкторії ножа та корінцем г=300; радіус кривошипа R=1,5…2,0 мм; глибина канавок Н=1,0…1,2 мм; співвідношення між швидкістю переміщення блока та кількістю обертів кривошипа механізму ножа повинно забезпечувати постійний крок канавок у межах h=2,0..2,5 мм у випадку обробки корінця одним ножем і почерговість 2,5-3,0-2,5-3,0… мм за умови обробки корінця двома ножами одночасно; обробку корінця слід проводити при ЗРН.

6. Результатом впровадження нового способу є: збільшення міцності клейового скріплення, порівняно із існуючою технологією, на 20-30% (залежно від виду паперу і клею); зменшення енергомісткості привода секції у 10-ть разів; зменшення габаритів відповідної секції вдвічі; покращення умов праці обслуговуючого персоналу за рахунок зниження рівня шуму та відсутності паперового пилу.

7. Дослідження динаміки механізму ножа дозволили сформулювати рекомендації щодо проектування його привода, зокрема, вибору власної частоти вільних коливань вихідної ланки (р>800 Гц), жорсткості валів (сПР>2·104 (Н*м)/рад) тощо.

8. За результатами проведених аналітичних та експериментальних досліджень спроектовано та виготовлено дослідний взірець секції підготовки корінця до нанесення клею дискретно-дотичним способом, що пройшов випробування на МНС "Trendbiner" ("Muller-Martini"). Позитивні результати проведених випробувань підтверджені відповідними актами.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Книш О.Б. Особливості розрахунку дійсного кута різання при обробці корінця книжкового блока похилим віброножем // Поліграфія і видавнича справа. -1998. -№34. -С.112-117.

2. Книш О.Б. Експериментальні дослідження міцності безшвейного скріплення при обробці корінця дискретно-дотичним методом // Наукові записки. -Львів: УАД, 1999. -Вип.1. -С.8-10.

3. Полюдов О.М., Книш О.Б. Дослідження дискретно-дотичного способу підготовки корінця до нанесення клею при КНС // Комп'ютерні технології друкарства. -Львів: УАД, 2000. -№4.- С.51-54.

4. Пат. 2102245 РФ, МКИ В 42 С 5/04. Способ подготовки корешка книжного блока к нанесению клея и устройство для его реализации. Полюдов А.Н., Коломиец А.Б., Книш О.Б. (Украина) -№96105084. Заявл. 18.03.1996. Опубл. 20.01.1998. Бюл. №2. -5с.

5. Книш О.Б. Аналіз кінематичних параметрів процесу обробки поверхні корінця книжкового блока віброножем // Поліграфія і видавнича справа. -1998. -№34. -С.118-121.

6. Пат. 27567 Україна, МКВ В 26 Д 1/00. Спосіб підготовки корінця книжкового блока до нанесення клею і пристрій для його реалізації. Полюдов О.М., Коломієць А.Б., Книш О.Б. -№96020542. Заявл. 15.02.1996. Опубл. 15.09.2000. Бюл. №4. -2с.

7. Кулік Л., Книш О. Аналіз сучасного устаткування та технологій для виготовлення книжково-журнальної продукції способом безшвейного скріплення // Квалілогія книги. -Львів: НВП Мета, 1998. -С.105.

8. Книш О.Б. Дослідження впливу програмованого рельєфу корінця на міцність книжково-журнальної продукції при клейовому безшвейному скріпленні // Тези доп. звітн. наук.-техн. конф. -Львів: УАД, 1999. -Вип.4. -С.18.

Размещено на Allbest.ru

...