Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом в ножевых размалывающих машинах Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Химия растительного сырья. 2013. №3. С. 239-242. DOI: 10.14258/jcprm.1303239

УДК 676.15/. 16.054.1(075)

ПОСТРОЕНИЕ РИСУНКА ГАРНИТУРЫ С УДАРНЫМ ЭФФЕКТОМ В НОЖЕВЫХ РАЗМАЛЫВАЮЩИХ МАШИНАХ

© В.И. Ковалев , В.А. Кожухов, Ю.Д. Алашкевич

Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия), e-mail: [email protected]

Проведено построение и графо-аналнтнческая проверка исполнения рисунка с трапецеидальной формой рабочей поверхности единичных ножей гарнитуры ротора и статора на одновременность контакта по всей длине режущих их кромок, сходящихся в центре диска.

Выведены аналитические зависимости для определения времени прохождения различными точками режущих кромок ножей вращающегося ротора окружных дуг, соединяющих эти точки с соответствующими точками режущих кромок ножей неподвижного статора.

Ключевые слова: время, гарнитура, диск, единичный, исполнение, кромка, нож, размол, режущая, рисунок, ротор, статор, окружная скорость, конструктивный, параметры.

Введение

Целесообразность проверки основана на том, что при одновременном контакте режущих кромок ножей ротора и статора превалирует «ударный эффект», за счет чего на нависшие на них волокнистые на-слойки оказывается значительное по величине силовое ударное воздействие. Этому способствует кратковременность контакта.

Хорошо известно, что по сравнению с протяженным во времени «эффектом ножниц» кратковременное ударное воздействие интенсифицирует процесс размола, повышает его эффективность и качество.

В связи с этим изучение особенностей ножевой геометрии, основанной на условии одновременности контакта по длине режущих кромок, представляет значительный интерес.

Можно предположить, что выполнение этого условия делает реальной замену «эффекта ножниц» на «ударный эффект».

Представляется, что это позволит:

- снизить долю поперечного резания волокон;

- увеличить долю фибрилляции волокон (в виде их раздавливания и продольного разделения). Также представляется, что наиболее близким к «ударному эффекту» является авторское исполнение

с трапецеидальной формой рабочей поверхности ножей ротора и статора [1-3]. Окончательный ответ на

это предположение могут дать только результаты экспериментальной графо-аналитической проверки

Ковалев Валерий Иванович - доцент кафедры машин и аппаратов промышленных технологий, кандидат

технических наук, тел.: (391) 227-34-53, данного исполнения.

e-mail: [email protected] КожуховВиктор Анатольевич - старший преподаватель кафедры машин и аппаратов промышленных тexнoлoгий, тел.: (391) 227-34-53, На рисунке представлена фронтальная проек-

Графо-аналитический эксперимент

ция рисунка сопряжения ножевых поверхностей

e-mail: [email protected]

Алашкевич Юрий Давидович - заведующий кафедрой машин и аппаратов промышленных технологий МАПТ, сцентрированных дисков ротора и cтaтopa, постро-

профессор, доктор технических наук, енного в соответствии с особенностями трапецеи-

тел.: (3912) 27-34-53, e-mail: [email protected]

дального исполнения [1-3].

* Автор, с которым вести переписку.

240

В.И. Ковалев, В.А. Кожухов, Ю.Д. Алашкевич

Фронтальная проекция рисунка сопряжения ножевых поверхностей сцентрированных дисков ротора и статора:

1 - ножевая поверхность ротора;

2 - ножевая поверхность статора;

3 - единичный нож ротора; 4 - единичный нож статора; 5 - входная окружная кромка сопряженных дисков; 6 - выходная окружная кромка

Введем следующие обозначения:г - радиус входной окружных кромки 5 и дуги АрЛс ; Гу - радиус произвольной окружной дуги Лр ЛС ; Я - радиус выходной окружных кромки 6 и дуги БРБС ; ЛРВР - режущая кромка единичного ножа 3 ротора; ЛСБС - режущая кромка единичного ножа 4 статора; а - толщина единичных ножей ротора и статора; р - угол между кромками, ограничивающими рабочую поверхность единичных ножей; ¡3 -угол, на который необходимо повернуть кромку ЛРБР,

чтобы совместить лежащие на ней точки Лр, ЛУр и Бр с

точками ЛС, Лу

и БС

Лг

С, лежащими на кромке (р = ф — р); ф — угол между осями симметрии ножей 3 и 4; авх ~ толщина единичного ножа на входной окружной

у

кромке 5; а - толщина единичного ножа на окружной кромке ЛуЛС ; авых - толщина единичного ножа на выходной окружной кромке 6.

Окружной стрелкой показано направление вращения ротора.

у

Время прохождения произвольной точкой Лр ок-ружнойдуги ЛтрЛгс

Согласно рисунку угол ¡3 имеет постоянное значение на всей длине режущих кромок ЛрБр и ЛСБС .

Определяется по формуле

Длина дуги определяется по формуле

Л = ЛрЛС

га

Лу = СУ .

2у^у 1р

360°

Длина окружности Су определяется по формуле После подстановки (3) в (2), получим

су = 2 • п • гу.

ЛУЛу _ 2-П-гу -Р

р С -

360°

ЛУ ГА

уА'р _ У О -'У

Окружная скорость ГОр в точке Лр

г

Рисунок сопряжения трапецеидальн^1х поверхностей единичных ножей дисков ротора и статора [1-3].

Г • П

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

ГЛ - окружная скорость в точке Лр - Г^ = 2 • П • Г • П .

После подстановки в (5), согласно зависимости После подстановки (4) и (6) в (1), получим

Согласно рисунку

у£р = 2 -п- гу • П

Р

гЛр =

360° •п

Р = Ф-р.

(6) (7)

Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом

241

После подстановки в (7), получим окончательно ¡Ар — Ф Р (8)

360°•п

Время прохождения точкой Ар окружнойдуги АрАс .

Определяетсяпо формуле (1) +Ар _ АрАс .

" У?

Длинадуги ApAc =

2-к-r■ß 360°

Окончательно _ ß _ ф Р

360 • n 360° •n

Время прохождения произвольной точкой Bp окружной дуги BPBC

B в

Определяется по формуле (1) tBp = p C

VBp v о

я Я 2-я-R-ß Длина дуги BPBC =

360°

Vnp ■ R

Окружная скорость Vo P в точке Bp VqF =—-= 2 - Ж ■ R • n .

r

Окончательно tBP _ ß _ ф-р

360 ■ n 360°n

Обсуждениерезультатов

Результаты графо-аналитического эксперимента показывают, что при трапецеидальном исполнении размалывающих поверхностей единичных ножей ротора и статора [1-3]:

- время прохождения точками Ар , АР и Вр окружных ду^ соответственно АрАс . , АГРА

с и

ВрВ с , одинаково;

- контакт режущих кромок ножей ротора и статора происходит по всей их длине. Выводы

Выявлено трапецеидальное исполнение рисунка рабочей поверхности единичных ножей ротора и статора.

Учитывая кратковременность ударного контакта, можно предположить, что это обеспечит:

- значительное по величине силовое ударное воздействие, способствующее разделению волокнистых наслоек и самих волокон по наиболее слабым продольным межволоконным связям;

- увеличению доли фибрилляции;

- снижение доли резки волокон по их поперечному сечению за счет сокращения «эффекта ножниц».

Список литературы

1. Патент 2227826 (RU). Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Ю.Д. Алашкевич, В.И. Ковалев. 2004.

2. Ковалев В.И., Алашкевич Ю.Д., Набиева A.A. Влияние рисунка гарнитуры на процесс размола волокнистых полуфабрикатов. Красноярск, 2010. Ч. 1. 168 с.

3. Кожухов В.А., Ковалев В.И., Алашкевич Ю.Д. Ударный эффект при воздействии ножевой гарнитуры как фактор повышения качества размола // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2006. №5. С. 130-132.

Поступило в редакцию 15 февраля 2013 г.

242

B.H. KOBA^EB, B.A. KO^YXOB, M.^. AnAmKEBHH

Kovalev V.I.*, Kozhukhov V.A., Alashkevich Iu.D. CONSTRUCTION DRAWING SETS WITH THE SHOCK EFFECT OF THE MILLING CUTTER MACHINES

Siberian State Technological University, pr. Mira, 82, Krasnoyarsk, 660049 (Russia), e-mail: [email protected] The article held to build and grapho-analytical checking of drawings with the trapezoidal shape of the working surface of single headset rotor and stator knives on the simultaneity of contact along the entire length of the cutting edge of converging in the Centre of the disc. Withdrawn analytical dependences for determination of time passing various points of cutting edges of the blades rotating rotor district arcs connecting these dots with corresponding points on the cutting edges of the blades stationary stator. A discussion of the results. According to the results of the Graf-analytical experiment, conclusions are made.

Keywords: Time, headset, disc, single, perform, edge, knife, grinding, cutting, drawing, rotor, stator, peripheral speed, constructive options.

References

1. Patent 2227826 (RU). 2004. (in Russ.).

2. Kovalev V.I., Alashkevich Iu.D, Nabieva A.A. Vliianie risunka garnitury na protsess razmola voloknistykh polufabrikatov. [Effect of drawing on the headset grinding process fibrous semifinished]. Krasnoyarsk, 2010, part. 1, 168 p. (in Russ.).

3. Kozhukhov V.A., Kovalev V.I., Alashkevich Iu.D. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo univer-siteta imeni akademikaM.F. Reshetneva, 2006, no. 5, pp. 130-132. (in Russ.).

Received February 15, 2013

* Corresponding author.