Способ расположения ножей и разрезаемого материала Советский патент 1987 года по МПК B23D33/00 

Изобретение относится к обработке неметаллических материалов, npeHMynje ственно предварительно сформированны в пучки.

Целью изобретения является увели- чение КПД и производительности, а .также снижение ударных нагрузок и металлоемкости при резке пучков неметаллического материала.

На фиг,1 изображен график измене- НИН мощности при резке существующими способами; на фиг.2 - диаграмма д.пя определения расстояния от оси вращения до центра разрезаемого пучка; на фиг.З - схема расположения ножей и пучков разрезаемого материала при отсутствии перекрытия; на фиг.4 - диаграмм а изменения мощности по предлагаемому способу для четырех ножей.

Способ расположения ножей и раз- резаемого материала характеризуется тем, что пучки расположены на таком

., &, je{i,2...n}

,-3 S,-J 2ct ,2...n}

Кп,, je{v;2::.nV,

если у . ,360 , то t . 1

(.i) { Vt)5 i,je{i,2. 4,., -Y,(. i.Je {1,2. Я -S, i,,2.

35

где J

1-1

i-i

.-t

-угол между произвольным пучком, взятым за начало отсчета пучков, и i-м пучком;

-угол между произвольно взятым за начало отсчета и J-M ножами;

V-. - угол между и j-м

пучками;

угол между k-M и 1-м но-

жами,

причем направление вращения ножевой головки и направление отсчета углов совпадают.

Рассмотрим резательное устройство с п ножами и m сформированными пучками. За один оборот ножевого диска каждый из п ножей разрежет все m пучков, следовательно число резов будет равно . Время реза одного пуч-

-t

ка равно t., -, где о)- угловая ско- Р tO

рость ножевой головки. Время резки

расстоянии от оси вращения ножевой головки, чтобы минимально необходимый угол .oi. (в дальнейшем - угловая ширина пучка), на который должен повернуться ножевой диск для того, чтобы произошел разрез пучка, был равен

0,, +Р

где R- угол перекрытия, выбираемый I для каждого конкретного ре- „ у зательного устройства;

угловая ширина пучка при

п-т -j „ 0;

п - число ножей; m - число пучков.

Углы между ножами с вершиной, находящейся на оси вращения ножевой головки в полости вращения, кратны углу Ы, а углы с той же вершиной между каким-либо пучком, взятым за начало отсчета пучков, и остальными пучками находятся из системы уравнений расположения:

.-36C

1-1

..m), k,,2. ..m , ..n ,

0

за один оборот ножевой головки Тр м, f- N S

Для того, чтобы резка происходила

непрерьшно и в каждый момент времени резала один пучок, необходимо, чтобы Тр бьшо равно времени одного оборота

2ir

ножевой головки, -. После преоб- о)

fразований -tp m . j;j 2ТГ ., 27r -,yy. получаем, что угловая

ширина разрезаемого пучка должна

, 25Г

быть Ы .

п -т

Разрезая пучок, нож поворачивается на уголь/. . Чтобы резка, была непрерывной, после разрезания одного пучка необходимо сразу же начать резку следующего пучка. После резки второго пучка нужно начать резку третьего пучка и так далее, пока очередной нож не подойдет к первому пучку пос313

ле i резов других пучков. Следовательно, угол между ножами будет равен io, т.е. кратен угловой ширине разрезаемого пучка. Следует заметить, что i в реальных устройствах не может равняться единице, так как в этом случае, после резки какого-либо пучка, должна начаться резка этого самого пучка, а так как ширина режущей кромки не равна нулю, то материал просто не будет подан в зону резки.

Пусть ножи на ножевой головке располагаются произвольно; но с вьше- упомянутым условием кратности оИ углов между ножами. Выберем какой-нибудь нож за начало отсчета и обозначим & . угол между базовым и j-м ножами, причем В- I 0. В таких обозначениях условие отсутствия угла между ножами.

,,.+ (m-1)oL Je {l,2...n}, где У - угол между первым и i-м пучками, причем если У,- , 360, то i .j- присваивается значение у ) У,.-

Г1/-.-.

равногос/ , запишется следующим обра- 20 Г 360 зом:

(5,.- - i, j€.{(1 ,2.. .п, . Вводя в систему уравнений (1) вы- Поместим первый пучок перед базовым шеупомянутое условие резки одного ножом. Разрезав этот пучок, ножи вме- пучка в каждый момент времени работы сте с ножевой головкой повернутся 25 резательного устройства, получим си- на уголЫ. Расположим второй пучок стему уравнений, определяющую распо- перед любым из ножей, тогда угол меж- ложение пучков:

J1 В -ьы je(l,2...n « 2 8 +2ot J ( 1,2...п|

1-Э 1-J -JC t s

.&, -f(m-1) 360°

je{i,2...n}

если y . , 360, то У,, :V .-360

{f--Jn{8,,l( i,je{l,2...m}, k, Г6 1 ,2,.. .n),

где у. .

a,

K-e

-угол между 1-м и j-м пучками;

-угол между k-M и Г-м ножами .

Однако при таком расположении пучков определенных сечений, например круглых, не устраняются ударные нагрузки. Для устранения ударньи: нагрузок пучки необходимо располагать

с перекрытием, т.е. так, чтобы резка димо исключить последовательное рас- очередного пучка начиналась еще во положение пучков и ножей, тогда сис- время резки предыдущего пучка, и в тема уравнения расположения примет ятом случае угловая ширина пучка вы- -следующим вид:

Г, S,,+ je{i,2..., 1,2...n}

,.,)di je( i,2...n}

если y . , 360°, TO r,.j : V, - 360 ,-.j} (к-Л J i,je{l,2...m}, k,t€ ,-, - .Je {b2...m, -,.jbot i,je (i,2...n, .

ЛУ первым и вторым пучком будет равен

i-,i } Разрезав второй пучок, ножевая голов

ка от первоначального положения повернется уже на угол . Расположим третий пучок перед любым из ножей, тогда угол между первым и вторым пучком у. , будет равен

-3 .-J- 2 1,2 ... n. , Расположение всех пучков выразится системой уравнений:

i-z i-j JC (U2...n}

У,.,8,,+2ы je{ i,2...n} (1)

,,.+ (m-1)oL Je {l,2...n}, где У - угол между первым и i-м пучками, причем если У,- , 360, то i .j- присваивается значение у ) У,.-

Г1/-.-.

360

разится как ot +р, где р- угол перекрытия пучков.

Для каждого конкретного резательного устройства должен выбираться угол перекрытия, который обеспечил бы наибольшее смягчение режима работы резательного механизма.

При расположении, пучков с перекрытием из системы уравнений необхо{l,2...n) (2)

5

В качестве примера рассмотрим расположение четырех ножей с радиалной режущей кромкой и четырех круглых пучков радиуса г с углом перекрытия между пучками 10. Угол равен для рассматриваемого случая

о УголсС ,5 +10 32,5°. Для определения расстояния R между центром пучка и осью, вращения ножевой головки найдем зависимость между R и ci в виде ). Из треугольника (фиг.2)

,

-7

&

,..-ю1 je {1,2,3,41

V,-3 fi-J+2ot Je {1,2,3,4} J (1,2,3,4}

iv.-.} {6к-с С :-i,Je{i,2,3,4, k,ie{i,2,3,4,

если r., , 360, TO : 5,.;-360°. Эта система уравнений имеет двадцать решений.Это значит,что пучки можно расположить двадцатью вариантами. Одно из решений системы у 112,5, 1.

45

1-3

, V 157,5°. Схема расположения ножей и пучков разрезаемого материала показана на фиг.З. Положение ножей представлено в четьфе момента времени. В положении ножей М 1 начинается резка первого пучка и заканчивается резка четвертого пучка. В положении ножей Ч 2 режется первый пучок. В положении ножей Ч З заканчивается резка первого пучка и начинается резка второго пучка. В положении ножей Ч 4 режется второй пучок, и так далее. На фиг.4 показан график зависимости использования подводимой мощности каждым ножом и суммарного использования мощности резательным механизмом от угла поворота ножевой головки, из которого видно, что, хотя каждый пучок режется периодически, резка на резательном устройстве происходит непрерывно и на резательный механизм не действуют ударные нагрузки.

Ф о р мула изо б р е т е н и я

1, Способ расположения ножей и разрезаемого материала, преимущественно сформированного в пучки, включающий расположение пучков разрезаемого материала эквивалентным образом По отношению к лезвиям .ножей, равномерно расположенным на вращающемся элементе по отнощению к его оси вращения, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и произ25

водительности, угловое р между пучком разрезаемого принятого за начало отсч тальными пучками определ отношений

30

1Г,.г Si.j + Jti 1,2.. v3 v.+2c Je( 1,2.

y... J(

если y i - 360 , TO у

Т,.-n {&,,, (, i,je{ 1,2...m, k

35

40

45

50

55

гдео - минимальный угол жа при разрезке

27Е

n - число ножей; m - число пучков; Ь угол между произ жом, взятым за н та, и J-M ножом;

i- угол между i-M и S.f - угол между k-M при этом направление отс направление вращения нож углы Ъ кратны углу с/ и и не меньше 2.

2. Способ ПОП.1, от щийся тем, что, с ц ударных нагрузок и метал пучки разрезаемого матер гают таким образом, чтоб угол поворота ножа при р пучка бьт равен

2ТТ

R

Sin f

Полагая радиус пучка мм, получим мм.

Углы между ножами выбираем произвольно, но с условием кратности углу ,5. Пусть углы будут равны .g

50°. &,-5 270. Так как пучки располагаются с перекрытием, то расположение пучков нужно искать по системе уравнений (2). Для этого случая система уравнений запишется следующим образом:

-i : 5,.;-360°.

25

водительности, угловое расстояние между пучком разрезаемого материала, принятого за начало отсчета, и остальными пучками определяется из соотношений

1Г,.г Si.j + Jti 1,2...п} v3 v.+2c Je( 1,2...п

y... J( 2.n)/

: . -360,

1-1

если y i - 360 , TO у .

Т,.-n {&,,, (, i,je{ 1,2...m, k,,2...nj,

гдео - минимальный угол поворота ножа при разрезке пучка, равный

27Е

n - число ножей; m - число пучков; Ь угол между произвольным ножом, взятым за начало отсчета, и J-M ножом;

i- угол между i-M и j-м пучками; S.f - угол между k-M и Е-м ножами, при этом направление отсчета углов и направление вращения ножей совпадают, глы Ъ кратны углу с/ и их отношение не меньше 2.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью снижения ударных нагрузок и металлоемкости, пучки разрезаемого материала располагают таким образом, чтобы минимальный угол поворота ножа при разрезании пучка бьт равен

2ТТ

7 13200238

где е- угол перекрытия пучков, при ly - i,je(l,2 этом.. I ,,

. i.J(b2,

i,je(l,2 ,,

i.J(b2,

.п, ijtj,, .п, .

Изобретение относится к обработке неметаллических материалов, преимущественно предварительно сформированных в пучке. Цель изобретения - увеличение КПД и производительности. а также снижение ударных нагрузок и металлоемкости при резке пучков неметаллических материалов. Для этого ножи и пучки материала размещают определенным образом относительно ми- нимально необходимого угла поворота (i, определяемого из соотношения с .т, где п - число ножей; m - число разрезаемых пучков. Хотя каждый пучок режется периодически, резка на резательном устройстве происходит непрерывно и на резательный механизм не действуют ударные нагрузки. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. N5 О о ЧЭ

Полон ение Howeu i

Полотенце но(ей fz Пoлoff(eнue нотей V3 Положение H0ff(eu

Фие.З

Редактор Э.Слиган

Составитель Ю.Филимонов

Техред Н.Глущенко Корректор Г.Рететник

Заказ 2560/12Тираж 975Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. ч