Введение к работе
Актуальность теиі. Основная задача промышленности - удовлетворение потребностей населения России в предметах массового спроса - неразрывно связана с улучшением их качества, с механизацией и автоматизацией производственных процессов в. легкой промышленности, которые представляют собой интегрированный набор тех или иных машинных процессов, реализуемых конкретным комплектом оборудования. Очевидно, наиболее эффективное оборудование, с точки зрения, экономических показателей, должно базироваться на наилучшем машинном процессе, т.е. реализовывать передовую технологию. Именно здесь находится; ключ для решения основной задачи промышленности.
л Исследуемый в данной работе процесс струйно-абразивной обработки (ОАО) является однем из новых способов механической обработки поверхности кох, обуви и кожевенно-г8лантерейных изделий.
Механическая обработка поверхности коз в легкой промышленности зызвана технологической необходимостью их подготовки под нанесение клеевых и покрывных пленок, или получения требуемого грифа кожи. Помимо производительности выпуска готовых изделий, она предопределяет.их качество я высокув адгезию клеевых швов и различного рода покрытий.
Отметим, что современная кожевенная промышленность практиче'1 ски не выпускает коки первого сорта, кожи характеризует наличие такого дефекта, как растрескивание и осыпание покрытий. Известно, что большая часть обуви, поступающей в ремонт, имеет дефект -отклейку подошв, связанную с низкой адгезией клеевого соединения. И тогда становится очевидным, что далеко не случайными являются исследования в области механической обработки поверхности натуральных коз, связанные с разработкой новых технологий и оборудова
вия для их реализации. Исследования особенно важны ввиду того, что физико-технические возможности современных отечественных и зарубежных технологий достигли предела и не позволяют существенно повысить производительность.
Требуемое качество обработки кож в настоящее время достигают посредством неоднократного прохождения их поверхности абразивным инструментом, что связано с несовершенством рабочих органов оборудования и процессов, реализуемых ими. Применяемые абразивные круги, ленты, шарошки и проч., в основе процесса резания которыми лежит теория клина, обладают двумя неустранимыми недостатками.Во-первых, не позволяют достигнуть стабильно высокого качества обработки поверхности за один проход полуфабриката под рабочим органом. Во-вторых, увеличение скорости резания, необходимое для повышения производительности оборудования, приводит к нагреву инструмента до такой температуры,что процесс резания кож переходит в процесс их горения. Говорить о качестве обработки становится бессмысленным.
Стремление избавиться от указанных- недостатков привело к созданию принципиально иного рабочего инструмента: в виде направлен ного высокоскоростного потока абразивных частиц - струи /37/,реализующего процесс ударного разрушения поверхности коки. На основе этого инструмента разработан ряд новых технологий /37-42/ (рис.1) и оборудования для их реализации /43-51/, свободных от указанных недостатков, а также соответствухавя технологическая оснастка /52,53/ и прибора'/54,55/.
Отсутствие научно - техничасюх основ процесса САО создаэт серьезные трудности в прогнозировоіЕсі результатов кахшшчэскоЛ обработки поверхности новым инструментом, при разработка исходных требований на новое оборудование и при его проектировании.
В скпадываищися обстоятельствах результата исследования
Метода и операции механической обработки поверхности кож, обуви и кожввеяно-галантерейшх тодегдй
Метода механической обработки поверхности
Основанные на абразивно»»
изнашивании
(связанным абразивом)
Основанные на ударно-абразивном изнашивании (свободным абразивом)
Даль обработки
Придание вэроховатостя
Уменьшение шероховатости
Взъерошивание
перед
склеиванием
деталей верха
а низа обуви
Отделка
перед
нанесением
гокрывшх
щенок
Щяифование-деталей верха и низа обуви
Полирование
деталей верха и низа обуви
Излучение ворсових
і коз
Декоративная отделка деталей обуви и ко-: гщвенно-галантерэй-вых изделий {плоских и объемных)
Шлифование коя в процессе их производства
Обработка традиционными инструментам:!
OOpSOOTJCa 1.ЮТОД0М СЛО
процесса СЛО и принципов создания оборудования должны восполнит имехщиеся пробелы и внести определенный вклад в теорию я практик: механической обработки поверхности..
Тема диссертационной работы утверждена Ученым Советом Шах ганского технологического института бытового обслуживания (ВПИБО и выполнялась в соответствии с планом НИР по теме Г-І.І.28 *Рвзр ботка и исследование технологии и оборудования для САО деталей изделий легкой промышленности."
Целы) работы является разработка научно-методических ост создания новой техники и технологии по САО кож и их практичесю использование в различных сферах приложения:
при создании новых технологий по механической обработке і операциях по подготовке-поверхности натуральных кож к склеивай и отделке, по производству ворсовых кок, декоративной отделки 2 талей и изделий обувной и кожевенно-галантерейной промышленное?
при проектировании и изготовлении машин легкой прошшлс гости для реализации новых технологий;
при прогнозировании результатов САО кож и деталей обуї
при прогнозировании развития техники по механической об] ботке для легкой промышленности. ' . . '.""'.'' !
Дая достшйеия поставленной цзла реизлись сладуезгз, задач
анализ лежащего в основе САО поверхности, натуральных явления ударного разрушения; ..._; .....,'.",
определение теоретически подходоз'К .соэданив коделэй I цзеса соударения зі установление вгляняя ш кэго 0>з'Що-?і::Л;іші нес свей^та сс;/даряш;осся гзтарчадаз; ;'
исследование в рамках волновой теории удара механизма уда-го разрушения поверхности натуральных кои;
создание теоретической модели двухфазной турбулентной уи с твердыни частицами, как рабочего инструмента процесса ', и ее практическая апробация;
-разработка методов расчетавзаимосвязи производительности цесса САО с характеристиками рабочего инструмента (струи) и ростыз их взаимного перемещения;
создание принципов компановки и расчета основных характе-гик .оборудования для САО и метода оценки степени совершенства струкцин устройств, формирущих струю абразивных частиц;
создание структурних, функциональных, кинематических и тапиальннх схем оборудования различного применения;
теоретическое и экспериментальное определение режимов іесса САО натуральных кож и их влияния на качество изделий;
практическая реализация процесса САО производственным обо->вашём с пневматическим разгоном абразивных частиц;
оптимизация процесса САО кои перед склеиванием и покраской [зводственным оборудованием {путем моделирования процесса);
-. разработка и внедрение в производство новых технологий САО и обуви, разработка новых технических решений оборудования.
Методология и метода исследования. В диссертации исгользова-кспериментально-теоретический и теоретико - экспериментальный ода, позволянцие получить результата, адекватные действитель-и; метод малых деформация теории упругости;аналитическая гео-ия; метода физико-математического моделирования; статические панические' методы решения контактных задач; метод Даламбера; щ математической статистики, программирования и логической ритмизации.
Научная новизна работы, которую автор наносит ва задату,
состоит в следующем:
выполнено теоретическое и практическое исследование проблемы по созданию научных основ процесса етруйно-абразивной обработки поверхности материалов кожевенво-обувной промышленности в принципов разработки оборудования для его реализации, имеющее важное народнохозяйственное значение;
впервые разработаны метод САО поверхности натуральных кож и ряд технологий ( ва уровне изобретений ), основанных на ударном разрушении материала струей абразивных частиц-. ' ' ';
выдвинута и реализована концепция существования хрупкости скорости, как основного фактора процесса САО кож. Для случая САО кож предложены определения удара,'высокоскоростного удара;
на качественном уровне .раскрыт механизм ударного разрушения поверхности кож. Показана особая роль начальной стадии высокоскоростного удара; .'.'"'' "' --'
предложена методика расчета и модель.двухфазной турбулентной струи с твердыми частицами, как ."модель рабочего инструмента процесса САО:
. - впервые получен метод расчета взаимосвязи производительности САО с характеристиками рабочего инструмента и скорость» из вза;много перемещения, обесгочивавдей высокое качество обрабрткі за один проход поверхности детали относительно инструмента;
разработаны принципы создания оборудования для САО'кож, обува и кожеввшсйгалантерейннх изделий, вкличащае методы расчета задач первого этапа инаенерного проектирования;. =:'.-'.'
ь..зрвые' выполнено теоретическое . исследование взаівгасвяз] факторов процесса САО п качества изделий; ' j
разработана и роког.',андована для рааения практических зада модель процесса САО кок перед склеиванием п шкрасхоа при or
реализации производственным оборудованием о пневматическим разгоном абразивных частиц.
Достоверность научных нажиганий, выводов и рекомендаций, пре дставленннх в диссертации, подтверждается теоретическими и экспериментальными исследованиями, выполненными под руководством и при активном участии автора: ходом их реализации а промышленности; применением современных методов и средств ведения исследований.
фактическая ценность н реализация работа. Научно-практические разработки, представленные в диссертации, позволяют решать конкретные задачи повышения качества и производительности механической обработки поверхности натуральных коа, деталей обуви и коя галантерейных изделий перед нанесением клеевнх -пленок и покрытий и при их отделке -,. позволяют приступить к выпуску "новой" продукции путем реализации широких возможностей САО при декоративной от делке. Результаты диссертации могут быть использованы в проектне-конструкторских, научно-исследовательских организациях и нэ предприятиях козетвенно-обувной и кожгалантерейной промышленности при:
разработке новых и совершенствовании сущеетвуодих технологи-іеских процессов производства и отделки натуральных коя, отделки іерха обуви и других кокевеняых изделий; '
разработке научно-обоснованных исходных трвбовашй на проек-ирование технологического оборудования;
разработке нового оборудования с требуемыми техническими ха-зктерастякада.
Кроме того, значительную практическую ценность представляют:
- разработанные и апробированные технологии обновления и отде-
и обуви, обработки ноя,' паи$гчения ворсовых-кож, с улучиендам
ЧЄСТВ0М ИЗДеЛИй;
- конструкции эгекторшх струйнс-абразнвшх пистолетов с безы-
зносшми соплами, формирующими струю абрвзива;
- конкретные конструкции установок для струйно-абразившй обработки с подаихными и неподвиканш пистолетами, технологическ» оснастка.
Практическая значимость работа подтверждаете* аїфективаост» внедрения ее результатов, запросами промышлевтств: ШЮ "Труд* г. Москва; Шахтанским производственным обувным об'единениеягг Шаг тинским ГБК; ПО "Ростоблобувьбыт"; Омским производственнш об' единением им.П.И.Баранова; ГлавоОувьбыт минбыта РОФСЗР (Росбдага юз); Центральным научно-исследовательским институтом кожевеш: обувной промыиленности (ЦНИИКП).
Результата исследований используются вузами легкой прогай
мдаленности и бытового обслуживания. Они нашли применение ъ леї
ционных курсах по дисциплинам "Оборудование предприятий бзтодзо
обслуживания", "Машины и аппараты обувного производства"». "Теза
логия изделий из кока", в курсовом и дипломном проектирования
специальностям 1707 и 2808; включены во внутривузовское посоС
do обработке резанием ( Е1ГИБ0.- Шахты, .1993 г.) и з мехвузовсї
учебное пособие "Механическая обработка обуви и перспективи
развития" Ш.:МІЙ, 1987 г.), наши отражение в учебнике^йЖУЮ]
изделий из кожи".- М.:Легпромбытиздат.-1988 г.Савторк -SJUB$w
А.Н.Калита). * ;
Документа, подтверждающие внедрение и, практияеское ашзль ванне теоретических полоаений, выводов и рекомендаций,, предся лены в прилоаении.
Апробацая работа в публикации. Материала дассертйЦЕГ < долокекы, обсуждены и получили положительную оценку на- SEP -S научно-технических конференциях ШТИБО в IS85-I994 г.г.г ка- Ж-Юбилейном всесоюзном симпозиуме по кэханоэмисскя И К9Х8ЯОХ твердил тел, г.Ростов-на-Дону, 1983 г.; на койдународкогл си.я
"Интенсификация и автоматизация отделочно-зачистной обработки алей, машин и приборов", г. Ростов-на-Дону, 1988 г.: на всесо-ых конференциях в: Московской государственной академии легкой мншленности (1982 г.), Московской государственной академии рн быта и услуг (1982,1985 г.г.), Ставропольском техническом верситете (1981 г.), Институте механикиметаллополимерных сис-
АН БССР (г.Гомель,1982 г.).Ереванском (1986 г.) и Кишиневском 89 г.) политехнических институтах: на республиканских конфере-ях в: Хмельницком технологическом институте бытового обалуки-ия (1962 г.) и Уфимском филиале московского технологического гитута (1988 г.). Полностью работа докладывалась и была поло-эльно оценена на об/единенных семинарах кафедр "Оборудование цприятий бытового назначения","Конструирование и технология из їй из кожи","Физика","Материаловедение" ШГИБО в 1994,1995 г.г. Основное содержание диссертации отражено в 55 публика-с, из них три монографии, 19 авторских свидетельств и патентов жйской Федерации.
Личное участие автора. Личный вклад автора состоит в поста-te проблемы и разработке идеи представленной работы, в прове-ш теоретических и экспериментальных исследований, разработке >дов и методик расчетов, в разработке и проект .ровании новых гологических процессов и оборудования для их реализации, в те и обобщении решений и внедрении результатов работы.
Юъец и структура диссертации, работа изложена на 4 страгаї-
содеркит 30S страниц машинописного текста, Ъ9 рисун-
4Q таблиц, и состоит из введения, семи глав с выводами,
ютения, списка литературы .( C3S наименований), нрилокения на
страницах.
