К вопросу о совершенствовании технологий и технических средств заточки режущих пар стригальных машинок

К вопросу о совершенствовании технологий и технических средств заточки режущих пар стригальных машинок

В.Д. Поздняков, д.т.н., профессор, В.И. Квашенников,

д.т.н, профессор, Д.Ю. Драницин, аспирант, Оренбургский ГАУ

Овцеводство — одна из важнейших возрождающихся отраслей сельского хозяйства. Его значение в экономике страны весьма существенно. Так, большая часть территории России размещена в зоне с суровыми зимами, что обусловливает потребность в тёплой одежде. В этом случае овцеводство является источником шерсти, шубных и меховых овчин, каракульских смушек. Из всех видов сырья наибольшее значение имеет шерстяная продукция. Из шерсти грубошёрстных овец изготавливают грубые сукна, вязаные изделия, валенки. Шерсть тонкорунных и полутонкорунных овец служит сырьём для выработки высококачественных шерстяных тканей и трикотажа.

Заключительным этапом технологического процесса получения шерсти является механическое обезрунивание овец (стрижка), занимающее в рейтинге сложности, ответственности, трудоёмкости и опасности для исполнителя одно из первых мест среди других технологических процессов в животноводстве. Несмотря на то что машинная стрижка овец практикуется в овцеводческих хозяйствах на протяжении 50 лет, производительность труда стригалей в России значительно отстаёт от мирового уровня.

С позиций системного подхода процесс механического обезрунивания можно представить взаимоупорядоченной структурой вида «человек — машина — животное», где следует выделить ряд факторов и показателей, характеризующих функционирование этой системы (рис. 1).

Как показывают практика и результаты наших исследований, успех работы стригаля определяется не только профессиональным уровнем

исполнения приёмов, навыков стрижки, но и в большей степени правильной, технически грамотной эксплуатацией используемой им стригальной машинки.

В стригальных машинках как отечественного, так и зарубежного производства самым технологически ненадёжным элементом является режущая пара (гребёнка, нож) [1]. Работа машинкой с недостаточно острой режущей парой вызывает резкое повышение нагрузки на руку стригаля, возрастание энергоёмкости процесса, увеличение сечки и перестрига шерсти, приводит к интенсивному износу деталей передаточного механизма, быстрому утомлению стригаля.

Подготовку режущих пар к работе (комплектование, заправка входной части зубьев гребёнки), диагностику и заточку ножа (гребёнки) проводит слесарь-заточник. Его профессиональный уровень (теоретический и практический) в большинстве случаев является неудовлетворительным. Так, в хозяйствах Оренбургской области все слесари-заточники являются самоучками, как правило, пенсионного возраста, не имеют никакой специальной подготовки. Из результатов анкетного опроса и в ходе собеседования было установлено, что ни один исполнитель не мог объяснить, как правильно подготовить рабочее место (подобрать и рационально разместить вспомогательное оборудование), занять удобное положение по отношению к точильному агрегату, правильно разместить основное и дополнительное освещение на рабочем месте, обеспечить электро- и пожаробезопасные условия для выполнения процесса. Вследствие этого исполнители допускают большое число ошибок и нарушений (табл. 1).

Результаты обследования рабочих мест заточников режущих пар показали, что ни одно

* - рассматриваемые в работе

Рис. 1 - Показатели и факторы, влияющие на процесс стрижки овец

рабочее место заточника не соответствовало эргономическим требованиям.

При экспедиционной проверке и обследовании всех стригальных пунктов Оренбургской области, размещённых в типовых и приспособленных зданиях, обнаружили отсутствие на рабочем месте точильщика технологической или маршрутной карты, определяющей правила подготовки используемого оборудования. Глав-

ное, отсутствовала информация о нормативных условиях, допущениях, особенностях процесса заточки, доводки режущих пар и безопасности труда самого исполнителя [2].

Оставляет желать лучшего также и техническая оснащённость рабочего места заточника, так как по сей день преимущественно используются дисковые точильные аппараты, выпускавшиеся в СССР с 1961 по 1990 гг. В основном это аппараты

1. Нарушения, допускаемые заточниками режущих пар на рабочем месте

Характер нарушения Количественно-качественная оценка

Плохая подготовка агрегата к работе* Повышенное торцевое биение точильного диска* (более 0,8 мм) Несоблюдение предельно допустимой толщины* диска Неверная начальная установка державки Плохая подготовка пасты* Неверный выбор места нанесения пасты на диске* Нарушение технологии подвода и отвода затачиваемой детали к диску** Чрезмерное усилие прижатия затачиваемых деталей к диску (в 2,7-3,5 раза выше нормы)** Обезличка (распаривание ножей и гребенок)** до 25% 85% обследуемых агрегатов 65% случаев у 27 из 39 используемых агрегатов В 90-95% случаев В 95-97% случаев Практически во всех случаях ножей - 53%, гребёнок - 47% В 39% случаев

Примечание: * — 25 обследуемых рабочих мест;

** — 150 хронометражных наблюдений

2. Существующие технологии заточки режущих пар

Классические

Марка

ТА-1

ТАД-350

ДАС-350

Внешний вид

Недостатки

Различное время контакта поверхности с рабочей поверхностью

затачиваемой детали диска

Экспериментальные [4-8]

Номер АС

Авторы

Особенности

Недостатки

№250679

О .Г. Ангилеев, В.И. Крисюк

Сферическая рабочая поверхность заточного диска

Большая продолжительность процесса

№1641584

Ч.Д. Жамьянов, А.В. Маслаков

Разработанная траектория перемещения детали по диску

Большая продолжительность процесса

№132091

Л.Н. Ткаченко

Подвижные абразивные круги

Невозможность затачивать гребёнки, низкая производительность

№134572

В.Н. Ткачёв, П.К. Григоров

Погружение режущей пары в масляно-абразивную суспензию

Недопустимо попадание суспензии в узлы машинки

№1238947

С. С. Ходыко,

Л. Н. Алимпиев

Равномерное снятие металла по ширине ножа и гребёнки

Сложность в изготовлении

№1227427

Г.В. Шеронин, Л. Н. Алимпиев

Эллипсоидная траектория перемещения пары по поверхности диска

Не соблюдается условие параллельности ножей и гребёнок

с чугунным диском, на поверхность которых наносится абразивная паста, и точильные аппараты со стальным диском, на поверхность которых наклеивается наждачное полотно.

Наряду с серийно выпускавшимися (ТА-1, ТАД-350, ТАД-350Б, ДАС-350), сотрудники ведущих НИИ страны разработали точильные аппараты, в конструкции которых были предприняты попытки исправить недостатки существующих (табл. 2) [3].

Основным же недостатком дисковых точильных аппаратов было и остаётся различное время контакта поверхности затачиваемой детали с рабочей поверхностью диска. Причина этого — возрастание линейных скоростей точек вращаю-

щегося диска по направлению от его центра к периферии (рис. 2), исходя из общеизвестной зависимости:

и = ю • Я,

где и — линейная скорость точки диска; ю — угловая скорость вращения диска;

Я — значение величины радиуса диска.

Попытки исключить этот недостаток предприняли сотрудники фирмы «Листер» и ВНИИОК, разработавшие ленточный точильный аппарат, где в качестве рабочего органа используется плоский бесконечный ремень, на поверхность которого нанесён абразивный материал. При заточке режущей пары на таком ремне скорость

Рис. 2 - Эпюра скоростей при заточке:

Утах - максимальная скорость частиц; Ус - средняя скорость частиц;

Ут,п - минимальная скорость частиц; а, а1, а2 - углы отклонения державки

всех точек его поверхности относительно затачиваемой детали одинакова. К недостаткам подобных аппаратов следует отнести потребность в сменных ремнях промышленного изготовления при их низкой износостойкости [3].

Проведённый нами обзор заточных устройств ленточного типа (гриндеров) производства США, Австралии и России позволил выявить несколько основных типов подобных устройств, конструктивно отличающихся механизмом натяжения ремня и длиной его рабочей поверхности. Несмотря на то что гриндеры изначально не предназначены для заточки режущих пар стригальных машинок, но принимая во внимание

серийность их производства (т.е. возможность приобретения необходимых комплектующих), был выбран прототип предлагаемого заточного агрегата, на который подана заявка в ФИПС.

На сегодняшний день такая важная технологическая операция, как заточка и доводка режущей пары, недостаточно изучена как в техническом плане, так и в плане формирования у заточника прочных сенсорно-моторных навыков. В качестве одного из вариантов решения данной проблемы нами предлагается разработка ленточного заточного устройства с повышенной износостойкостью и долговечностью заточного элемента, возможностью изменения скорости движения ленты, что позволило бы реализовывать режимы заточки и шлифовки (доводки). Особое внимание предполагается уделить вопросам эргономического обоснования компоновочных характеристик рабочего места заточника, его технической оснащённости, разработке подробной маршрутной карты процесса заточки с указанием всех необходимых технических и технологических требований, условий, которые будут способствовать повышению качества заточки режущих пар и созданию комфортной рабочей среды слесаря-заточника.

Литература

1. Салыкова О.С. Обоснование конструктивно-режимных параметров автоматов для заточки режущих пар стригальных машинок: автореф. дисс. ... канд. тех. наук. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2003.

2. Карташов Л.П., Поздняков В.Д., Ревякин Е.Л. Технологии и технологические средства обучения операторов животноводства. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007.

3. Хлопко Ю.А. Совершенствование технических параметров и методов инженерной оценки стригальных машинок: дисс. ... канд. тех. наук. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2001.

4. А.С. № 250679 СССР. Аппарат для заточки режущих деталей стригальных машин / О.Г. Ангилеев, В.И. Крисюк. Бюл. № 26. 1970.

5. А.С. № 132091 СССР. Автоматический станок для шлифования кромок ножей машинок для стрижки животных / Л.Н. Ткаченко. Бюл. № 18. 1960.

6. А.С. № 1227427 СССР. Способ заточки режущих пар стригальных машин и устройство для его осуществления / Г.В. Шеронин, Л.Н. Алимпиев. Бюл. № 16. 1968.

7. А.С. № 1641584 СССР. Способ заточки режущих пар стригальных машин и устройство для его осуществления / Ч.Д. Жамьянов, А.В. Маслаков. Бюл. № 14. 1986.

8. А.С. № 134572 СССР. Способ заточки режущих пар машинок для стрижки овец / В.Н. Ткачёв, П.К. Григоров. Бюл. № 24. 1960.