Принцип работы одноножевых бумагорезальных машин и факторы, влияющие на процесс резания
Разрезку бумажных листов осуществляют на различных одноножевых бумагорезальных машинах. Эти машины могут быть также использованы для разрезки технической ткани, различных пластмасс, картона и обрезки блоков с трех сторон.
Все существующие одноножевые резальные машины подразделяются в зависимости от степени механизации (привод главных механизмов) на машины с ручным приводом, с частичной механизацией привода и с полной механизацией привода. Все одноножевые бумагорезальные машины, в том числе и машины с полной механизацией, имеют ручную загрузку и съем продукции.
Объясняется это тем, что виды разрезаемой продукции слишком разнообразны по своим форматам и характеру, и это исключает возможность применения самонакладов. Длина реза у разных одноножевых машин различная и может быть равна 70, 110, 120 и 150 см. Однако все одноножевые резальные машины работают по одной технологической схеме.
Технологический процесс работы на всех одноножевых машинах заключается в следующем. Столкнутую стопу листов укладывают на металлический стол машины — талер с таким расчетом, чтобы верные стороны прилегали к заднему упору или затлу, предварительно установленному по заданному размеру, и к боковому упору (на схеме не показан). Всего на талер можно уложить но более 1 000 листов; количество листов зависит от толщины бумаги, однако общая высота стопы не должна превышать 10-11 см.
Перед разрезкой стопа листов зажимается балкой прижима. Основное назначение прижима — предотвратить смещение листов в стопе в процессе разрезки, в противном случае возможна неправильная разрезка листов. При пуске машины на рабочий ход балка прижима опускается раньше ножа, что обеспечивает своевременный зажим стопы.
Нож закреплен в ножедержателе и вместе с ним совершает сложное движение в вертикальной плоскости. Для обеспечения полной разрезки всех листов в стопе необходимо, чтобы нож в своем нижнем положении несколько врезался в талер.
Но талер машины металлический и врезание ножа вызовет быстрое его затупление или даже поломку машины, поэтому под линией соприкосновения ножа с талером сделано углубление, в которое вставлен деревянный или капроновый брусок, называемый марзаном. При опускании ножа в крайнее нижнее положение он врезается в марзан. Деревянные марзаны изготовляют только из твердых пород дерева — дуб, бук, береза и т.д.
Для того чтобы правильно установить пачки листов, на талере резальной машины нанесены метки перпендикулярно линии реза. При поступлении на разрезку листов с косиной, которые не могут быть притолкнуты к упорам машины, стопу выравнивают перед разрезкой по меткам на талере.
В настоящее время у машин с большой длиной реза (крупноформатных) талер делается пневматическим: с помощью сжатого воздуха, подаваемого через специальные отверстия в поверхности талера, между стопой листов и талером образуется воздушная подушка, облегчающая перемещение стопы.
Большое влияние на качество разрезки продукции оказывает вид заточки ножа. Резальные ножи изготовляют из стали, причем материалом для режущей кромки ножа служат особо прочные сорта стали.
В зависимости от характера разрезаемой продукции (бумаги, картона, ткани и т.д.) лезвие ножа в резальных машинах может иметь различный угол и форму заточки. Существуют две различные формы заточки ножа — прямолинейная и двойная прямолинейная (рис. 6).
Наиболее распространена прямолинейная форма заточки ножа (рис. 6, а), которая при своей высокой устойчивости и простоте обеспечивает хорошее качество разрезки листов.
Двойная прямолинейная заточка (рис. 6, б) наряду с преимуществом имеет и ряд недостатков. К преимуществу относятся лучшие условия отодвигания отрезаемой части стопы, а к недостаткам — сложность достижения такой заточки.
Отклонение угла заточки ножа от установленных норм снижает качество разрезки и приводит к преждевременному износу, а иногда и к поломке отдельных деталей машины.
Следующим фактором, оказывающим большое влияние на работу одноножевых резальных машин, является характер движения ножа в вертикальной плоскости.
В различных моделях резальных машин используются различные виды движения ножа, основные из которых следующие (рис. 7): а — вертикальное (нож перемещается по вертикали под прямым углом к стопе); б — плоскопараллельное (нож двигается по отношению к стопе под некоторым углом а, в то время как лезвие ножа все время параллельно талеру машины) и в — сабельное (лезвие ножа в своем крайнем верхнем положении располагается под углом 2° по отношению к талеру, а при опускании ножа оно выравнивается и в своем нижнем положении располагается строго параллельно талеру машины).
Первый вид движения ножа имеет ряд недостатков: 1) возникают большие ударные нагрузки при врезании ножа в стопу, что плохо отражается на работе машины; 2) необходимо приложить к ножу значительную силу, чтобы разрезать стопу, — поэтому вертикальный вид движения используется крайне редко, лишь при фасонной резке материалов (бумаги, картона, фибры).
Второй вид движения ножа требует применения меньших усилий при разрезке, чем первый, однако ударные нагрузки при врезании ножа в стопу листов сохраняются.
Лучшим видом движения ножа считается сабельное движение, при котором ударные нагрузки, возникающие при разрезке, сводятся к минимуму и при этом значительно уменьшается сила, прилагаемая к ножу в процессе резания. Все это обеспечивает не только лучшее качество разрезки, но и создает более благоприятные условия для работы машины.
Во всех отечественных резальных машинах используется сабельное движение ножа.
Как уже указывалось, в процессе разрезки стопы листов необходимо приложить определенную силу к ножу в направлении его движения, чтобы преодолеть сопротивление стопи листов бумаги при разрезке. Такая сила называется усилием резания. Величина усилия резания зависит от ряда факторов: угла заточки, степени остроты лезвия ножа, характера движения ножа, длины реза и других.
Например, угол заточки ножа на усилие резания влияет следующим образом: при увеличении угла заточки усилие возрастает, а при уменьшении угла заточки (до определенного предела) усилие резания уменьшается. Если угол заточки меньше допустимого предела, равного 16°, то усилие резания возрастает, что отрицательно сказывается на работе машины и на качестве разрезки.
Степень остроты лезвия (режущая кромка) ножа в значительной степени влияет на усилие резания и на качество разрезки. Острые, хороню заточенные ножи уменьшают усилие резания, и наоборот, тупые ножи увеличивают усилие резания. Кроме того, при тупом ноже ухудшается качество разрезки листов, так как при этом происходит не разрезка бумажных волокон, а их разрыв.
Не менее существенным фактором, влияющим на величину усилия резания, является и характер движения ножа. При вертикальном движении ножа, когда при разрезке листов происходит рубка бумажных волокон, возникает большое усилие резания, а при сабельном движении ножа, когда вместо рубки происходит как бы распиливание бумажных волокон, усилие резания значительно уменьшается.
Таким образом, необходимо строго следить за правильным технологическим режимом при работе на одноножевых резальных машинах, поскольку нарушение режима приводит к преждевременному износу оборудования и отрицательно скажется на качестве продукции.
Особое внимание следует обращать на степень зажима стопы в процессе разрезки. Если сила зажима стопы при разрезке не будет достаточной, то качество продукции понизится, поскольку может происходить вытягивание отдельных листов из стопы при опускании ножа, а также смещение частей стопы.
Механизмы прижимов, обеспечивающие зажим стопы до начала резания и в процессе его, имеют различную конструкцию в зависимости от вида одноножевой бумагорезальной машины.
По конструкции прижимы можно разделить на три основные группы: винтовые, пружинные и гидравлические.
Винтовые прижимы, применяемые в малоформатных одноножевых машинах, не обеспечивают одинаковую степень зажатия каждой стопы разрезаемого материала. Следовательно, качество разрезки всех партий продукции будет отличаться друг от друга и не может быть достаточно хорошим. Кроме того, винтовые прижимы при их установке вручную требуют значительных физических усилий.
Пружинные механизмы прижимов, установленные на крупноформатных машинах, не имеют перечисленных недостатков, так как балка прижима опускается автоматически при включении машины на рабочий ход. Силу зажатия стопы в зависимости от характера разрезаемой продукции можно регулировать в нужных пределах, что является преимуществом данных видов прижима.
Наиболее совершенными прижимами являются гидравлические, которые обеспечивают плавность опускания балки прижима на стопу, постоянную силу зажима стопы в процессе разрезки и возможность контроля давления прижима с помощью специальных приборов (монометров).