<p>Рукавообразователь, внешним видом напоминающий матросский воротник, при всей его внешней простоте, — сложная в расчете и изготовлении деталь. Он служит для сворачивания ленты упаковочного материала в рукав, из которого посредством нанесения продольных и поперечных швов образуются пакеты.</p><p>Первый патент на рукавообразователь такой формы, который удалось обнаружить автору, относится к 1954 г. В принципе, они могли появиться и немного раньше — но едва ли до 1946 г. — времени появления первого полимерного термосвариваемого материала — полиэтиленовой пленки. </p><h4><b>Конструкция </b><b>рукавообразователя</b></h4><p>Как правило, рукавообразователь представляет собой сочетание сложной усеченной конической поверхности с цилиндрической, которая тоже может иметь достаточно сложную форму (например, овальное сечение). Если надо получить рукав прямоугольного сечения (частный случай — квадратного) или многогранного, то цилиндрическая часть превращается в призму соответствующего сечения, а конусная поверхность — в пирамидальную (рисунок 1 в). И ту, и другую поверхность можно считать частным случаем, соответственно, конической и цилиндрической поверхностей. Коническую поверхность обычно называют «заходной поверхностью», «воротниковойповерхностью» или просто «воротником». «Воротником» могут запросто назвать и сам рукавообразователь.</p><p>Воротниковая поверхность при сворачивании материала в рукав круг лого сечения иногда бывает образована достаточно простым конусом, близким к прямому (рисунок 1 б). Такие рукавообразователи применяются обычно при сворачивании тонкого и нежесткого материала и малом диаметре рукава. Обычно конус весьма сложен: бывает, что он образован из двух центров, и очень часто часть его поверхности является плоскостью в виде треугольника, основание которого направлено перпендикулярно направлению движения сворачиваемого упаковочного материала, а вершина располагается в верхней точке линии перехода конической поверхности в цилиндрическую (рисунок 1 а). Это, пожалуй, самая распространенная конструкция рукавообразователя. Такой рукавообразователь наиболее универсален с точки зрения применения упаковочных материалов.</p><p>Хорошо натянутый упаковочный материал поступает на заходную часть рукавообразователя (если на поверхности имеется плоский треугольник, то стараются, чтобы материал хорошо лег на него) и скользит по ней. Достигнув пересечения конической и цилиндрической поверхнос или полуавтоматическом), где свернутый рукав протягивается вручную, внутренняя труба нередко отсутствует. Существует конструкция рукавообразователя, где заходная часть отсутствует (рисунок 1 г). Так сказать, «воротник без воротника». Но и такой рукавообразователь все равно надо отнести к воротниковым. Его цилиндрическая поверхность обрабатывается таким образом, что является линией перехода мнимой конической поверхности в имеющуюся цилиндрическую. А упомянутый плоский треугольник образуется последним натяжным роликом и верхней точкой линии перехода. Стоит только отметить, что такой рукавообразователь без воротниковой части применяется только на самом низкопроизводительном оборудовании. </p><h4><strong>Расчет рукавообразователей</strong></h4><p>Правильные исходные данные для расчета, правильный расчет, а затем и изготовление воротника — естественно, при некоторых прочих условиях — позволяют добиваться самой высокой производительности, заложенной кинематикой машины. И наоборот, если где-то в этой триаде есть ошибка, высокой производительнос ти не добиться, несмотря на все ухищрения в механике.</p><p>Одной из главных задач во многих теориях расчета рукавообразователей является получение не распадающейся на две (конгруэнтной) линии перехода конической поверхности в цилиндрическую. Иначе говоря, если изготовить по этим расчетам рукавообразователь из какого-то тонкого материла, а потом развернуть в плоский лист, то линия пересечения поверхностей должна не распасться на две, а быть общей для обеих поверхностей, а развернутый лист должен быть единым. Естественно, из единого листа рукавообразователь не делают. Цилиндрическую и конические части обрабатывают порознь, затем сваривают между собой, кромку перехода тщательно зачищают, поверхность воротника часто полируют. Но при этом конгруэнтность линии перехода должна соблюдаться.</p><p>В нашей стране теории расчета рукавообразователей начали создавать в 1960-е гг. Это было связано с выпуском в 1962 г. первых отечественных образцов оборудования этого типа.</p><p>В СССР было создано несколько теорий расчета воротников. Одну из них называли чаще всего «теорией В. Жидониса», а правильней было бы: «теорией школы В. Жидониса», потому что создавалась и развивалась она не только профессором Каунасского политехнического института, руководителем научно-исследовательской лаборатории упаковочных автоматов, но и его учениками и коллегами.</p><p>Известной была и теория доцента Воронежского технологического института В. Трубникова.</p><p>Была еще теория расчета Е. Балди-ной. К сожалению, мне видеть ее работы не приходилось, но ссылки на них часто попадаются в работах других авторов. </p><h4><strong>Теория и практика</strong></h4><p>Надо сказать, что далеко не только у нас не сразу нащупали теорию, которая позволила бы без особых хлопот изготавливать «работоспособный» воротник. В семидесятых — начале восьмидесятых с воротниками, особенно для высокопроизводительных машин «мучились» и многие зарубежные предприятия, в том числе известнейшие. - Об этом говорят патентные материалы этих компаний.</p><p>Что только не предлагалось предпринимать, чтобы материал как можно легче проходил через рукавообра зователь. Под воротник предлагалось подвести генератор колебаний, вызывающий вибрацию его поверхности. Это должно было способствовать лучшему движению упаковочного материала. Поверхность воротника предлагалось выполнять перфорированной и в отверстия подать воздух (тем самым между поверхностью воротника и упаковочным материалом создается «воздушная подушка»). Предполагалось, что по поверхности воротника будет скользить бесконечная лента, которая входит в щель между кромкой воротника и трубой и выходит, замыкаясь на поверхности воротника. Такой «ленточный конвейер» должен был, по замыслу авторов, дополнительно способствовать прохождению упаковочного материала. Сознательно не приводим здесь номера патентных материалов, потому что все эти ухищрения вполне заменит правильный рас чет. Разве только что несколько патентов, где разными способами предлагалось изменять угол захода воротниковой поверхности (угол а на рисунке 2), заслуживают внимания. К этому углу мы вернемся позднее.</p><p>К концу 1980-х гг. патентные «следы» попыток улучшить работу рукавообразователя за счет чего-то дополнительного постепенно исчезают. Из чего можно сделать вывод, что большинство производителей научились правильно рассчитывать рукавоооб-разователи-воротники.</p><p>Производительность отечественных воротниковых автоматов, и, соответственно, их упаковочных частей растет и, несомненно, будет продолжать расти. Соответственно, надежность работы рукавообразовате-лей приобретает особое значение. Поэтому необходимо уделять особое внимание правильности расчетов ру-кавообразователей. Возможно, будут необходимы новые теории и методики расчетов, или переработка и развитие уже существующих.</p><p>К сожалению, старые теории, которые могли бы послужить основой для новых вариантов расчета, публиковались в виде брошюр или в небольших сборниках статей, как правило, вузами и весьма малыми тиражами. Поэтому думается, что изложение уже существующих теорий и методик будет не бесполезным.</p><p>В 1973 г. доцент Валентин Михайлович Трубников вел у автора, тогда еще студента Воронежского технологического института, курс машиностроительного черчения. Студентам, помимо традиционных заданий, было предложено рассчитать рукавообра-зователи с различными исходными данными по недавно изданной методике. Не слишком понимая что-то в этой теории, и не слишком представляя, что это за деталь, а главное, не зная ее назначение, пришлось рассчитывать, а затем делать модель из ватмана. Таким образом, автор и познакомился с рукавообразователями задолго до знакомства с оборудованием, где они применяются. Так как брошюра по расчету была издана тиражом всего 500 экземпляров, автор посчитал своим долгом и данью памяти В. Трубникова изложить ее хотя бы частично. Здесь с небольшими изменениями, вызванными стремлением исключить замеченные опечатки, и дать некоторые пояснения, приводятся три параграфа из третей главы книги «Расчет рукаво-образователей. Учебное пособие» (Трубников В. М. — Воронеж: издание Воронежского технологического института, 1972). Название главы: «Тройные комбинации асимметричные (конструкции и расчет рукавооб-разователей)». В ней приводятся формулы и даются пояснения для практического расчета рукавообразо-вателей с плоским треугольным элементом и двумя вершинами образования конусов, сечение рукава — круг (рисунок 1 а). § 1. Описание конструкции. «На рисунках 3, 4, 5 изображены соответственно фронтальная, горизонтальная и профильная проекции рукавообразователя. На рисунке 6 изображена зона нахлеста (зона Г рисунка 8) в укрупненном масштабе. На рисунке 7 представлена совместная развертка рабочих поверхностей рукавообразователя. На рисунке 8 — аксонометрия.</p><p>Конструкция состоит из цилиндрической и воротниковой частей и отвечает следующим двум необходимым условиям для конструкции рукавообразователей: первое — комбинация цилиндрической и воротниковой поверхностей такова, что дает не распадающуюся (конгруэнтную) линию пересечения их на совместной развертке, и второе — воротниковая часть имеет плоский элемент, на который набегает формуемый материал.</p><p>При рассмотрении конструкции будем пользоваться координатными системами — пространственной и плоской. Пространственная координатная система <i>Oxyz</i><i>; </i>ось z совпадает с осью цилиндра, положительное направление — вниз от плоскости <i>х у. </i>Плоская координатная система — для развертки (рисунок 7) — <i>0</i><i>_h</i>hV. Ось V направлена вниз от оси h; значения z совпадают со значениями V (z =V). При этом за положительные направления осей х и Т