CC BY
37
УДК 636.3:631.3
ЗАТОЧКА РЕЖУЩИХ ПАР СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК Д. С. Лебедев
Одним из основных факторов, влияющих на стрижку овец, является качество заточки режущих пар стригальных машинок. В данной работе проводится анализ аппаратов для заточки режущих пар и выявлены оптимальные параметры процесса заточки.
Ключевые слова: стрижка, заточка, аппарат, шерсть, машинка.
Стрижка овец является одним из трудоёмких процессов и зависит от многих факторов: порода овец, засоренность шерсти, природно-климатические условия, квалификация стригаля, квалификация заточника и др. Одной из основных составляющих, влияющих на качество стрижки, является заточка режущих пар стригальных машинок. Некачественная заточка приводит к снижению производительности стригаля и увеличению его утомляемости, также происходит порча остригаемого руна.
Заточка режущих пар осуществляется на точильных аппаратах различных конструкций. По типу точильные аппараты можно разделить на дисковые и ленточные. Дисковые аппараты подразделяются на точильные аппараты с чугунными дисками (ТА-1, ТАД-350, ДАС-350), на поверхность которых наносится наждачная паста, и на аппараты с дисками стальными (ТАШ-2) и алюминиевыми (ТА-2), на поверхность которых наклеивается наждачное полотно.
Зарубежные точильные аппараты с дисками, оклеенные наждачным полотном, принципиальных отличий от отечественных не имеют, за исключением того, что они снабжены не механической, а магнитной державкой режущих пар.
Недостатком дисковых точильных аппаратов является неодинаковое время контакта рабочей поверхности затачиваемой детали с рабочей поверхностью диска. Причиной этому служит возрастание линейных скоростей точек поверхности вращающегося диска по направлению от его центра к периферии.
Для исключения этого недостатка были разработаны ленточные точильные аппараты (фирма Листер, ВНИИОК). В аппаратах этого типа в качестве рабочего органа используется плоский бесконечный ремень, на поверхность которого нанесён абразивный материал. К недостаткам ленточных точильных аппаратов следует отнести потребность в сменных ремнях промышленного изготовления при их низкой износостойкости. По данным фирмы Листер, одного ремня хватает для заточки 40 гребёнок и 80 ножей [7].
Крисюком В.И. и Ангименовым О.Г. предложен аппарат для заточки режущих пар стригальных машинок, отличающийся от ТА-1 тем, что с целью повышения износостойкости заточного диска путем сохранения припуска на из-
|оигпа1 оГ УШ1М7И №3(11)-2013
229
нос, рабочая поверхность диска выполнена сферической. Одним из недостатков данной конструкции является сложность изготовления такого диска [1].
Известно, что для двух трущихся поверхностей существует некоторая оптимальная шероховатость. Если для данных условий трения её удается получить при механической обработке, то в процессе работы она почти не меняется. При этом время приработки и интенсивность износа сводятся к минимуму, а износостойкость оказывается наивысшей [7]. Проведенные Крисюком В.И. эксперименты позволили получить следующие результаты:
- при заточке на чугунном диске с плоской рабочей поверхностью, имеющей кольцевые канавки, чистота поверхности гребенок соответствует разряду «б» класса 8 (шероховатость Ка=0,50...0,40 мкм);
- при заточке на плоском чугунном диске с гладкой рабочей поверхностью чистота соответствует разряду «а» класса 9 (Яа=0,32.. .0,25 мкм);
- при заточке на чугуном диске, оклеенном крупнозернистой шкуркой, чистота соответствует разряду «в» класса 8 (Яа=0,40...0,32 мкм), при применении мелкозернистой шкурки чистота соответствует разряду «б» класса 9 (Ка=0,25...0,20 мкм).
Чистота поверхности гребенок после доводки соответствовала разряду «в» класса 9 (Ка=0,20...0,16 мкм). Стойкость этих режущих пар оказалась весьма близкой к режущим парам с чистотой поверхности гребенок разряда «б» класса 9 (Ка=0,25...0,20 мкм). Таким образом, чистоту поверхности гребенок, соответствующую классу 9 (Ка=0,32...0,16 мкм), можно считать оптимальной
[7].
Таблица 1. Результаты сравнительных испытаний аппаратов для заточки режущих пар (при стрижке тонкорунных овец с настригом 6,2 кг/гол.)
Марка заточного аппарата Тип рабочего органа Абразивный материал Износостойкость рабочей поверхности диска, до восстановления, шт. Износостойкость режущей пары до перезаточки, голов Износостойкость рабочего органа заточного аппарата до замены, голов
ножей гребенок
Ленточный ВНИИОК Бесконечный кожаный плоский ремень Наждачное полотно №16 - 80 5.6 400.480
Наждачное полотно №25 40 - 200.240
ТАШ-2 Стальной диск с прямолинейной рабочей поверхностью Наждачное полотно №16 - 200 5.6 1000.1200
Наждачное полотно №25 200 -
ДАС-350, ТА-1 Чугунный диск с кольцевыми канавками Паста из наждачного порошка 400 400 4.5 1600.2000
ДАС-350, ТА-1 Чугунный диск с плоской и гладкой рабочей поверхностью Паста из наждачного порошка 1600 1600 5.6 8000.9600
ДАС-350, ТА-1 Чугунный диск с гладкой сферической рабочей поверхностью Паста из наждачного порошка 3200 3200 8.10 25600.32000
Перечисленные аппараты обладают рядом недостатков:
- усилие нажатия ножа (гребенки) зависит от квалификации точильщика;
- процесс не автоматизирован, что в конечном итоге приводит к снижению производительности труда точильщика и качества заточки;
- при использовании заточного элемента в виде абразивной смеси (паста), необходимо соблюдать пропорции составляющих;
- процесс заточки при применении абразивной смеси приводит к загрязнению рабочего места заточника, также требуется промывка режущей пары перед началом стрижки.
Известен способ заточки режущих пар в масляно-абразивной среде, предложенный Ткачевым В.Н. и Григоровым П.К. [5] Он заключается в том, что затупившуюся режущую пару, не снимая с машинки, при работающем режущем аппарате погружают на 0,5...1,0 минуту в смесь (масла-34-50% и абразивного порошка 40-58% и молотого мела 8-10%). Вследствие трения поверхностей режущей пары друг о друга в абразивной среде с них снимается слой металла, то есть осуществляется заточка.
Практика показала, что при такой заточке должно полностью исключаться попадание смеси в механизмы и узлы стригальной машинки. Несоблюдение этих требований вызывает преждевременный износ всех трущихся частей машинки. По этой причине заточка режущих пар погружением в масляно -абразивную среду распространения не получила.
Учитывая эти недостатки, были предложены различные модели автоматизированных точильных аппаратов. На заводе «Актюбсельмаш» создан полуавтомат ПЗН-60 с установкой ножа или гребёнки в державку, которая прижимается к рабочей поверхности вращающего заточного диска и совершает колебательно-эллипсоидные движения. Однако автоматы ПЗН-60 не получили широкого применения.
Галкин А.Ф. [6] предлагает использовать загрузочное устройство выполненным в виде прерывисто вращающегося от мальтийской системы, кинематически связанной с приводным редуктором, подающего диска с пазами для размещения режущих пар, равномерно с определенной силой поджимаемых подпружиненным штоком.
Шеронин Г.В. и Алимпиев Л.Н. [2] предлагают расположить режущие пары в обойме, которая перемещается по эллипсоидальной траектории относительно рабочей поверхности диска.
Жамьянов Ч.Д. и Маслаков А.В. [4] предлагают механизм перемещения режущих пар выполнить планетарным, в котором обойма установлена в качестве водила, каждая державка установлена на обращённом к заточному диску конце шпинделя, вторые концы шпинделя кинематически связаны с приводом указанного механизма перемещения, причем обойма установлена с возможностью осевого перемещения, а заточной диск установлен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном своей оси.
Проведенные теоретические исследования ученым Ходыко А.С., Малы-шенко Н.П. и Кравчук С.П. [3] позволили вывести формулу для определения смещения X точки приложения усилия прижатия от центра гребёнки или ножа в сторону уменьшения радиуса (рис. 1) из условия обеспечения равномерного снятия материала по всей затачиваемой поверхности с учётом разности линейных скоростей заточного диска
0,5 • l2
х =-
2R +1 ,
где l - длина гребёнки или ножа, мм;
R - расстояние от центра вращения диска до ножа или гребёнки, мм.
Рис. 1. Определение смещения от центра заготовки
Величина радиуса изменяется для гребёнки от 55 до 95 мм и для ножа от 55 до 110 мм, то есть в процессе заточки следует обеспечить возможность смещения точки приложения усилия прижатия при радиальном перемещении гребёнки или ножа от центра диска к периферии. Полученные значения смещений представлены в таблице 2 и 3.
Таблица 2. Определение значений смещения усилия от центра гребенки
Показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 9
l 80 80 80 80 80 80 80 80 80
R 55 60 65 70 75 80 85 90 95
х 16,8 16,0 15,2 14,5 13,9 13,3 12,8 12,3 11,9
Среднее значение смещения х=14,1 мм.
Таблица 3. Определение значений смещения усилия от центра ножа
Показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 9
l 65 65 65 65 65 65 65 65 65
R 55 61 67 73 79 85 91 97 110
х 12,1 11,3 10,6 10,0 9,5 9,0 8,6 8,2 7,4
Среднее значение смещения х=9,6 мм.
Непрерывное смещение точки приложения усилия прижатия гребёнки или ножа к заточному диску при перемещении по его поверхности можно обеспечить установкой дополнительного автоматического устройства. При ручном режиме заточки приемлемо приложение усилия прижатия в точке среднего значения смещения. На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы по параметрам, которые могут быть положены в основу автоматизированного аппарата для заточки режущих пар стригальных машинок:
1. В качестве заточного элемента предлагается использовать плоский диск со сменными наждачными кругами.
2. Для державки в качестве удерживающего элемента ножа и гребёнки предлагается использовать магнит.
3. Для равномерного снятия металла по всей плоскости, необходимо сместить центр прижатия ножа и гребёнки к заточному диску в сторону уменьшения радиуса на 9,6 и 14,1 мм соответственно.
4. Согласно проведенным исследованиям [7, 8] время заточки ножа и гребенки в среднем составляет 20 с (для ножа 15-20 с, для гребёнки 20-25 с). Для разрабатываемой конструкции заточного устройства (с использованием наждачных кругов) время заточки будет определено по результатам экспериментов.
5. Усилие прижатия ножа и гребёнки во время заточки составляет 27,5 Н [8].
6. Скорость перемещения ножа и гребёнки по поверхности диска 15.. .20 мм/с.
Литература:
1. А.с. 250679. Аппарат для заточки режущих деталей стригальных машин / О.Г.Ангимев, В.И. Крисюк. Заяв. 01.09.67; Опубл. 12.08.69, Бюл. №26.
2. А.с. 1227427. Способ заточки режущих пар стригальных машин и устройство для его осуществления / Г.В. Шеронин, Л.Н. Алимпиев. Заяв. 24.08.83; Опубл. 01.04.86, Бюл. №16.
3. А.с. 1238947. Способ заточки режущих элементов машин для стрижки животных.
4. А.с. 1641584. Способ заточки режущих пар стригальных машин и устройство для его осуществления / Ч.Д.Жамьянов, А.В.Маслаков. Заяв. 11.04.89; Опубл. 15.04.91, Бюл. №14.
5. А.с. 134572. Способ заточки режущих пар стригальных машинок для овец. Бюл. №24.
6. А.с. 295651. Автомат для заточки режущих пар стригальных машин. Бюл. №8.
7. Крисюк В.И. Технологические и инженерно-технические основы процесса стрижки овец: дис. ... докт. с.-х. наук. Ставрополь, 1983.
8. Салтыкова О.С. Обоснование конструктивно-режимных параметров станка для заточки режущих пар стригальных машинок: дис. ... канд. техн. наук. Оренбург, 2003.
Лебедев Дмитрий Сергеевич, кандидат технических наук, доцент Костромская государственная сельскохозяйственная академия E-mail: lebedev-dima@indox.ru
One of the main factors affecting the sheep shearing, a quality pair of sharpening cutting shearing machines. In this paper, an analysis of devices for sharpening cutting steam and identified the optimal parameters of the process of sharpening. Keywords: cutting, grinding, machine, wool, machine.
