УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КОЖ

Предлагаемое техническое решение относится к машиностроению для легкой промышленности. Более конкретно оно относится к устройствам для шлифования натуральных кож. Оно может быть использовано на кожевенных заводах и на мелкосерийных предприятиях службы сервиса для повышения качества шлифования поверхности натуральных кож.
Известно устройство аналогичного назначения, решающее аналогичную техническую задачу. Оно описано, например, в A.C. 1683985 СССР, МКИ А1 С 14 В 1/46. - 1989 «Устройство для шлифования кож», авторов Бескоровайного В.В., Каплина Л.А. и Алиферова А.П. Данное устройство содержит стол для расправки и подачи кожи, лепестковый вал-барабан и привод для его прижима и вращения. Вал-барабан представляет собой набор прямоугольных листов абразивной шкурки, закрепленных по периметру вала вдоль его оси. Этот вал предназначен для шлифования поверхности кож.
При прижиме его к обрабатываемой поверхности лепестки (листы абразивной шкурки) должны нагибаться, и в случае, когда они набраны на валу абразивом в одну сторону, из-под каждого предыдущего лепестка выступает полоска абразивного полотна, которое при вращении лепесткового вала-барабана 2 и осуществляет шлифование. Основной причиной, не позволяющей данному устройству иметь технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, является то, что рабочая поверхность абразивной шкурки в рабочем органе мала, быстро изнашивается и, как следствие, качество обработки не стабильно.
Известны и другие устройства аналогичного назначения. Они описаны, например, на с.174, 179 учебника Большакова П.А., Баканова Н.И. «Машины и аппараты кожевенного производства»: Учебник для средних проф.-техн. училищ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 312 с., ил.
Так, известная шлифовальная машина типа 379-с (с.174) содержит бесконечную шлифовальную ленту, выполненную из абразивной шкурки (прямого полотна, концы которого соединены), установленную на два вала-барабана, устройство для натяжения ленты, механизм для предотвращения сбегания шлифовальной ленты, представляющий собой систему автоматического регулирования местонахождения ленты на валах-барабанах, устройства для прижима обрабатываемого полуфабриката к поверхности шлифовальной ленты и его очистки, приводы вращения одного из валов-барабанов и задания ему осциллирующего движения вдоль оси вращения.
Основной причиной, не позволяющей иметь технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, является то, что в шлифовальной машине типа 379-с рабочая поверхность абразивной шкурки имеет малые длину и поверхность, и при контакте с обрабатываемым полуфабрикатом изменяет свои характеристики: из-за многократного прохождения ею полуфабриката зерна абразива выкрашиваются и отделяются от поверхности ленты. В связи с этим
лента быстро теряет свою работоспособность, ее часто заменяют. При этом высота микронеровностей шлифованной поверхности неодинакова, что свидетельствует о низком качестве выполнения операции. Производительность машины из-за частой замены шлифовальной ленты также мала.
Известна другая шлифовальная машина - типа 07759/Р1 (источник информации тот же, с.179). Она также содержит бесконечную шлифовальную ленту, выполненную из абразивной шкурки (прямого полотна, концы которого соединены), установленную на два вала-барабана с приводом вращения одного из них, механизмы для натяжения ленты, ее прижима к обрабатываемому полуфабрикату, устройства для очистки кожи и ее транспортировки.
Основной причиной, не позволяющей этой машине иметь технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, является то что, как и в упомянутом аналоге (машине 379-с), рабочая поверхность абразивной шкурки имеет малые длину и рабочую поверхность. При ее контакте с обрабатываемым полуфабрикатом, из-за обламывания и выкрашивания зерен абразива, рабочая поверхность изменяет свои характеристики, и лента теряет работоспособность. При этом высота микронеровностей шлифованной поверхности неодинакова, что обусловливает низкое качество выполнения операции. Частые остановки машины для замены шлифовальной ленты и для установки требуемого положения ленты на валах-барабанах (положение нарушается из-за неравномерности натяжения ленты, она часто сбегает в ту или другую сторону вдоль оси вращения) снижают также производительность машины.
Наиболее близким из описанных аналогов по назначению и своим техническим признакам к заявляемому объекту является конструкция шлифовальной машины типа 07759/Р1, поэтому он взят нами в качестве прототипа.
Заявляемое техническое предложение свободно от недостатков аналогов, включая прототип.
Технический результат заявленного технического предложения заключается в повышении качества выполнения операции шлифования при обеспечении его высокой производительности.
Решаемая задача - повышение качества шлифования - обеспечивается всей совокупностью технических признаков заявляемого предложения. Сущность его заключается в том, что в известном устройстве для шлифования кож, содержащем бесконечную шлифовальную ленту, выполненную из прямого абразивного полотна, установленную на два вала-барабана с приводом, механизмы натяжения ленты и ее прижима к обрабатываемому полуфабрикату, устройства для очистки кожи и ее транспортировки, для повышения качества шлифования оба вала-барабана кинематически соединены с приводом, а их рабочие поверхности обрезинены. Причем диаметр одного из валов-барабанов больше ширины шлифовальной ленты, другой же вал-барабан выполнен бочкообразным. При этом сама бесконечная шлифовальная лента выполнена из двустороннего абразивного полотна, один из концов которого перед соединением с другим повернут на 180°, и лента образует поверхность в виде петли Мебиуса.
Конструкция устройства для шлифования кож пояснена рисунками, представленными на фигурах 1, 2 и 3: фиг.1 - принципиальная схема устройства для
шлифования кож; фиг.2 - эскиз установки абразивной ленты на шкивах-барабанах; фиг.3 - схема сил на бочкообразной поверхности вала-барабана.
й
Устройство для шлифования кож, изображенное на фиг.1, 2, 3, состоит из бесконечной шлифовальной ленты 1, которая выполнена из двусторонней абразивной шкурки типа ленты, концы которой соединены таким образом, что она образует поверхность в виде петли Мебиуса. Выполнение абразивной ленты с двусторонней рабочей поверхностью позволяет перед соединением ее концов повернуть один из них на 180°, и тогда полученная бесконечная шлифовальная лента 1 образует поверхность в виде петли Мебиуса. Геометрические размеры рабочей поверхности абразивной ленты в виде петли Мебиуса значительно увеличивают ее рабочую поверхность по сравнению с лентой из прямого полотна, концы которого соединены без поворота одного из них на 180°. Увеличение поверхности приводит к возрастанию количества абразивных зерен, размещенных на ней. При этом в процессе шлифования требуемое качество поверхности достигается работой большего количества абразивных зерен, они при этом существенно меньше изнашиваются и выкрашиваются. Работоспособность абразивных зерен возрастает из-за того, что на поверхности ленты Мебиуса их количество будет значительно больше, чем на ленте из прямого полотна, концы которого соединены без поворота одного из них на 180°. Именно поэтому каждое абразивное зерно выполняет меньшую работу, оно меньше выкрашивается и дольше не отделяется от поверхности ленты. Работу шлифования выполняют менее изношенные зерна, что повышает качество выполнения операции. Бесконечная шлифовальная лента 1 установлена с натяжением на два кинематически связанных между собой, например, посредством цепной передачи 4 вала-барабана с обрезиненными, в частности рабочими поверхностями 2 и 3, которые снабжены приводом (привод и устройство для натяжения ленты на рисунке не показаны). Натяжение бесконечной шлифовальной ленты 1 на два вала-барабана с обрезиненными, в частности рабочими поверхностями 2, 3 и их кинематическое соединение между собой, например, посредством цепной передачи 4, предназначено для обеспечения ленте 1 совместного с валами-барабанами 2, 3 принудительного движения, когда один из них, например, 3 соединен с приводом. Совместное без проскальзывания движение шлифовальной ленты 1 обеспечивается силами трения на поверхности валов-барабанов 2, 3. При этом их суммарная величина на каждом из барабанов возрастает при увеличении коэффициента трения между поверхностью ленты 1 и контактной поверхностью валов-барабанов 2, 3. Так как рабочие поверхности валов-барабанов 2, 3, как правило, обрезинены, а сама бесконечная шлифовальная лента выполнена из двусторонней абразивной шкурки, то коэффициент трения между резиной и абразивной поверхностью ленты 1 достигает большей величины, чем коэффициент трения между металлом и поверхностью тыльной стороны односторонней ленты. Поэтому при неизменной силе сопротивления резания при шлифовании усилие натяжения бесконечной шлифовальной ленты 1 (нормальное усилие ее прижатия к валам-барабанам 2, 3) уменьшают. Шлифовальную ленту 1 с поверхностью в виде петли Мебиуса натягивают на валы-барабаны 2, 3 с меньшим усилием, из-за того, что силы, движущие ленту 1 при кинематическом соединении между
1
2
1
2
собой валов-барабанов 2 и 3, действуют как на поверхности приводного вала-барабана 3, так и на поверхности вала-барабана 2. При этом она менее растянута по сравнению с лентой из прямого полотна, концы которого соединены без поворота на 180°, что приводит к возрастанию прочности соединения поверхности основы ленты с зернами абразива, и, как следствие, к повышению работоспособности зерен, благодаря чему повышается качество операции шлифования. Выполнение вала-барабана 3 диаметром, большим ширины шлифовальной ленты, а вала-барабана 2 - бочкообразным, помимо их кинематического соединения между собой посредством цепной передачи 4 для обеспечения ленте 1 совместного с валами-барабанами 2, 3 движения, предназначено для обеспечения этого движения. Когда вал-барабан 3 выполнен диаметром, большим ширины шлифовальной ленты 1, левая и правая ветви бесконечной шлифовальной ленты 1 с поверхностью в виде петли Мебиуса не задевают друг друга и, свободно двигаясь, обеспечивают повышение качества обработки при шлифовании. Выполнение вала-барабана 2 бочкообразным, помимо обеспечения ленте 1 совместного с валами-барабанами 2, 3 движения, предназначено для предотвращения соскальзывания шлифовальной ленты 1 с валов-барабанов 2, 3. Бочкообразная форма вала-барабана 2 обеспечивает осциллирующее движение шлифовальной ленте 1 вдоль оси вращения вала-барабана 2 и при ее отклонении от центрального расположения - автоматический возврат в исходное положение. Происходит это вследствие того, что возникающие силы на бочкообразной поверхности вала-барабана 2, которые действуют на всей контактной поверхности, перпендикулярны касательным, проведенным к каждой точке образующей этой поверхности (фиг.3). Каждая элементарная сила при этом раскладывается на две составляющие - параллельные и перпендикулярные оси вращения вала-барабана 2. Если эти элементарные силы сгруппировать по обе стороны от центрального поперечного сечения вала-барабана 2 и суммировать, то из рисунка, изображенного на фиг.3, видно, что две составляющие τ и τ, перпендикулярные оси вращения вала-барабана 2, способствуют перемещению бесконечной шлифовальной ленты в направлении ее движения. Две составляющие n и n, параллельные оси вращения вала-барабана 2, действуя навстречу друг другу, способствуют сдвигу шлифовальной ленты 1 к центральному поперечному сечению вала-барабана 2. Непостоянные при шлифовании силы сопротивления резанию, а также поворот одного конца абразивной ленты 1 на 180° для образования петли Мебиуса, приводят к смещению шлифовальной ленты в ту или иную сторону. Но из-за бочкообразности формы вала-барабана 2 шлифовальная лента 1 всегда автоматически возвращается к центральному поперечному сечению вала-барабана 2 и, как следствие, к центральному поперечному сечению вала-барабана 3, обеспечивая тем самым высокое качество шлифования.
Устройство для шлифования кож, изображенное на фиг.1, 2, 3, содержит механизмы для прижима обрабатываемого полуфабриката и его подачи к поверхности шлифовальной ленты, включающее прижимной 5 и подающий 7 валы, и рабочий стол 6. При этом подающий вал 7 снабжен приводом (на рисунке привод не показан), а сами валы 5, 7 и рабочий стол 6 предназначены для подачи полуфабриката 11 на шлифование. Вал 5 предназначен для прижима полуфабриката 11 к поверхности подающего вала 7, обеспечивая тем самым его
подачу с рабочего стола 6 к движущейся шлифовальной ленте 1 со скоростью меньшей, чем скорость движения шлифовальной ленты 1, обеспечивая тем самым высокое качество шлифования. Устройства для очистки кожи и ее транспортировки включают волосяные щетки 8, 9 и конвейерную ленту 10. Волосяные щетки 8, 9 предназначены для очистки полуфабриката 11 от продуктов износа, возникающих при шлифовании, обеспечивая тем самым равномерную подачу полуфабриката к шлифовальной ленте 1 и к конвейерной ленте 10, что приводит к обеспечению требуемого качества шлифования.
Устройство для шлифования кож, изображенное на фиг.1, 2 и 3, работает следующим образом. Включают привод устройства (привод на рисунке не показан), и рабочие органы приводятся в движение, которое на рисунке показано стрелками. Полуфабрикат 11 в расправленном виде размещают на столе 6 обрабатываемой стороной вверх и заправляют его в зазор между прижимным 5 и подающим 7 валами. Прижимной вал 5, прижимая полуфабрикат 11 к подающему валу 7, создает на его поверхности усилие транспортировки несколько большее, чем сила сопротивления резанию при шлифовании. Подающий вал 7, вращаясь, продвигает полуфабрикат к бесконечной шлифовальной ленте 1, выполненной из двусторонней абразивной шкурки в виде прямой ленты, один из концов которой предварительно перед соединением ленты повернут на 180°, а затем закреплен с другим, таким образом, что рабочая поверхность образует петлю Мебиуса. При этом площадь рабочей поверхности бесконечной шлифовальной ленты 1 в виде петли Мебиуса в два раза больше прямой ленты. Так как бесконечная шлифовальная лента 1 установлена с натяжением на два кинематически связанных между собой, например, посредством цепной передачи 4 вала-барабана с обрезиненными, как правило, рабочими поверхностями 2 и 3, то при включении привода (привод и устройство для натяжения ленты на рисунке не показаны) вал-барабан 3, вращаясь, передает движение посредством цепной передачи 4 валу-барабану 2 и бесконечной шлифовальной ленте 1. Последняя двигается вместе с валами-барабанами 2 и 3 со скоростью несколько большей, чем скорость подачи полуфабриката подающим валом 7. За счет разницы скоростей зерна абразива, закрепленные на поверхности бесконечной шлифовальной ленты 1 в виде петли Мебиуса, проскальзывают по поверхности полуфабриката, совершая работу резания (шлифования). Устройства для очистки кожи и ее транспортировки, также получившие движение от привода, вращают волосяные щетки 8, 9 и приводят в движение конвейерную ленту 10. Волосяные щетки 8, 9 очищают полуфабрикат 11 от продуктов износа, возникающих при шлифовании, обеспечивая тем самым равномерную подачу полуфабриката к шлифовальной ленте 1 и к конвейерной ленте 10, что приводит к обеспечению требуемого качества шлифования. Отшлифованный полуфабрикат (кожа) далее поступает на конвейер 10, который перемещает его из устройства. Далее процесс работы устройства повторяется.
Итак, при работе устройства рабочая поверхность абразивной шкурки, имеющей значительно большую длину, при контакте с обрабатываемым полуфабрикатом меньше изменяет свои характеристики из-за снижения кратности прохождения ею полуфабриката для совершения требуемой работы шлифования. Благодаря этому зерна абразива меньше выкрашиваются и меньше
отделяются от поверхности ленты. Поэтому лента по сравнению с прототипом медленнее теряет свою работоспособность, качество шлифования повышается, и ленту не так часто, как в прототипе, заменяют.
Таким образом, использование заявляемого устройства для шлифования на кожевенных заводах и на мелкосерийных предприятиях службы сервиса позволяет повысить качество шлифования поверхности натуральных кож.