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

Химия растительного сырья. 2013. №4. С. 255-258. DOI: 10.14258/jcprm.1304255

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: mapt@sibstu.kts.ru

Проведено построение и графоаналитическая 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: 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 графоаналитической проверки

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

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

e-mail: mapt@sibstu.kts.ru КожуховВиктор Анатольевич - старший преподаватель кафедры машин и аппаратов промышленных технологий, тел.: (391) 227-34-53, На рИСунке представлена фронтальная проек-

Графоаналитический эксперимент

e-mail: mapt@sibstu.kts.ru Алашкевич Юрий Давидович - заведующий кафедрой

ция рисунка сопряжения ножевых поверхностей

машин и аппаратов промышленных технологий МАПТ, сцентрированных дисков ротора и статора, постро-профессор, доктор технических наук, енного в соответствии с особенностями трапецеи-

тел.: (3912) 27-34-53, e-mail: mapt@sibstu.kts.ru

дального исполнения [1-3].

* Автор, с которым следует вести переписку.

256

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

Согласно рисунку имеем следующие обозначения: г - радиус входной окружных кромки 5 и дуги ЛРЛс; гр - радиус произвольной окружной дуги АгРлС ; Я - радиус выходной окружных кромки 6 и дуги БРБс; ЛРВР - режущая кромка единичного ножа 3 ротора; ЛсВс - 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, ЛТР и БР с точками Лс, Лс и БСб, Лс, лежащими на кромке ф = (р- р); - угол между осями симметрии ножей 3 и 4; авх - толщина единичного ножа на входной окружной кромке 5; аР - толщина единичного ножа на окружной кромке ЛрЛс ; авых- толщина единичного ножа на выходной окружной кромке 6.

Окружной стрелкой показано направление вращения ротора.

Время прохожденияпроизвольнойточкой ЛЛР окружнойдуги ЛГрЛ1р

определяется по формуле

Длина дуги определяется по формуле

Л =

ЛрЛ<р -

Лр Лс

Су -р

(1)

(2)

360°

Длина окружности сР определяется по формуле сР = ъж- гу. (3)

Согласно рисунку угол р имеет постоянное значение на всей длине режущих кромок ЛРБР и ЛсБс.

После подстановки (3) в (2), получим

Окружная скорость в точке Лр

где У0Р - окружная скорость в точке ЛР.

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

Лр Лс —

УЛ =

2-п-Гр .

360°

Улр • Г у0 Гр

УЛ = 2 -п- г • п

У

лрР о

1Л1 =

= 2 -п- Гр

Р

360 °

Р= (Р-Р

(4)

(5)

(6) (7)

Сопряжение трапецеидальных поверхностей единичных ножей 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

Г

п

п

Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом

257

После подстановки в (7) получим окончательно гЛр = ——— (8)

360°•п '

Время прохождения точкой ЛР окружной дуги ЛрЛс определяется по формуле (1) = ЛрЛс .

~ ~ 2 • ж • r • ß

Длина дуги ЛРЛС =-.

P С 360°

Окончательно tAp =- ^ - ^ ^

360 • п 360° • п' Время прохождения произвольной точкой ВР окружной дуги ВрВс

определяется по формуле (1) гВ~ ВрВс

Vqp

Я R R 2^R-ß Длина дуги bpRc =-.

P C 360°

B B VAP ■ R _ Окружная скорость VGP в точке BP V0P —-— 2 -ж ■ R • n .

r

Окончательно tRp =_ä_= (p~p .

360 • n 360°n

Обсуждениерезультатов

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

- время прохождения точками Лр, ЛрР и BP окружных дуг, соответственно ЛрЛс , ЛрЛС и BPBC , 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;

- увеличение доли фибрилляции;

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

1. Патент 2227826 (РФ). Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Ю.Д. Алашкевич, В.И. Ковалев / БИ. №12. 27.04.2004.

2. Ковалев В.И., Алашкевич Ю.Д., Набиева A.A. Влияние рисунка гарнитуры на процесс размола волокнистых полуфабрикатов : монография. Красноярск, 2010. Ч. I. 167 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. Красноярск. 2006. С. 71-73.

Поступило в редакцию 22 февраля 2013 г.

258

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, Mira st., 82, Krasnoyarsk, 660049 (Russia), e-mail: mapt@sibstu.kts.ru

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: 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. I, 167 p. (in Russ.).

3. ozhukhov V.A., Kovalev V.I., Alashkevich Iu.D. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo uni-versiteta imeni akademika M.F. Reshetneva. [Bulletin of the Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev.]. Krasnoyarsk, 2006, pp. 71-73. (in Russ.).

Received February 22, 2013

* Corresponding author.