LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах

розпилювання деревини стрічковою пилкою, в якому вихідною точкою є взаємодія леза зубця пилки з анізотропним деревинним матеріалом. З'ясовано основні засади цієї взаємодії.

Кінематичний розрахунок розпилювання деревини стрічковими пилками зі зміненням кута подачі виконано за допомогою графоаналітичних і математичних методів.

Енергосилові параметри розпилювання деревини стрічковими пилками в разі змінення кута подачі досліджено аналітично й експериментально. Вихідною умовою аналітичного дослідження була закономірність впливу кута зустрічі на питому силу різання, яку німецький учений Г. Брюне виявив на підставі теорії пружності під час простого відкритого різання лезом з однією різальною кромкою та підтвердив експериментально:

, (1)

де – питомі сили різання деревини відповідно в торець і вздовж волокон, – кут зустрічі.

За певних припущень трикромкове різання леза зубця стрічкової пилки змодельовано як різання системою трьох лез, кожне з яких є лезом із однією різальною кромкою. На підставі дослідження видів різання кожного з трьох лез із однією різальною кромкою, визначення їхніх часткових участей у різанні під час пиляння деревини стрічковою пилкою та їх додавання, у кінцевому підсумку, одержано закономірності зміни видів різання та сил на лезі зубця й енергосилових параметрів пиляння деревини пилкою загалом. Досліджено леза з кутовими параметрами, які використовують для розпилювання сосни і дуба.

Енергосилові параметри пиляння деревини стрічковою пилкою визначено також за методикою О. Л. Бершадського. Порівняно результати розрахунків на підставі створеної моделі трьох лез та за методикою О. Л. Бершадського.

Щоб експериментально дослідити вплив кута подачі на пиляння деревини вузькими колодопиляльними стрічковими пилками, виготовлено горизонтальний стрічкопилковий верстат із поворотним пилковим супортом. На базі цього верстата створено експериментальну установку.

За класичною методикою планування експерименту досліджено вплив кута подачі на головну Pz і нормальну Py складові сили різання. Установлено ділянку інтересу для досліджування за багатофакторним плануванням експерименту.

Багатофакторне планування експерименту виконано за В-планом другого порядку за таких значень факторів: кута подачі = 66; 78; 90; подачі на зубець Sz = 0,02; 0,06; 0,1 мм;висоті пропилу hp = 100; 150; 200 мм. Як вихідні параметри взято головну Pz та нормальну Py складові сили різання.

Щоб дослідити динамічні процеси під час пиляння деревини, для реального верстата побудовано структурну схему еквівалентної динамічної системи стрічкопилкового верстата (рис. 1), яка складається з двох підсистем із силовим збудженням без кінематичного зв'язку між ними. Вхідними сигналами для підсистем є складові сили різання Pz і Py, а вихідними – відповідні переміщення в напрямку руху цих підсистем. Для процесу різання вхідними сигналами є кутова швидкість тягового пилкового шківа шк(t) та швидкість подачі каретки vs(t), а вихідними сигналами є складові сили різання Pz і Py. Головну складову сили різання як функцію від часу зображено на підставі даних експерименту у вигляді виразу:

, (2)

де – стала частина головної складової сили різання; – динамічна частина цієї складової.

На підставі структурної схеми еквівалентної динамічної системи створено розрахункову схему стрічкопилкового верстата. За цією схемою досліджено характер і величину зміни колової швидкості на тяговому пилковому шківі, швидкостей різання та подачі, динамічного навантаження на стрічкову пилку під час усталеного руху в процесі пиляння деревини (залежно від величини головної складової сили різання, діаметра і частоти обертання пилкових шківів).



Рис. 1. Структурна схема еквівалентної динамічної системи стрічкопил-кового верстата.


Щоб перевірити можливість застосування способу визначання й контролю-вання натягу в тілі стрічкової пилки, коли вона експлуатується на горизон-тальному колодопиляльному стрічкопилковому верстаті, здійснено розрахунки за наявними математичними залежностями, результати яких порівняно з резуль-татами виробничого експериментального дослідження. Вихідні параметри в експерименті й розрахунку були однакові.

Вихідною точкою синтезу схеми загострювання зубців стрічкової пилки є геометрія лез зубців. Дослідження виконано у два етапи. Перший – виявлення форми шліфованої поверхні, що отримується після загострення зубчастого вінця стрічкової пилки абразивним кругом малих діаметрів (65–127 мм). Другий – дослідження впливу коливного руху абразивного круга, залежно від параметрів схеми загострювальних верстатів важільного принципу, на геометрію лез зубців та орієнтування головних різальних кромок стосовно середньої площини пилки. У синтезі схеми загострювання використано графоаналітичний і математичний методи.

В аналітичному дослідженні способу розведення за різним орієнтуванням лінії відгинання зубця пилки визначено орієнтування розведеної вершинної частини зубця, насамперед положення його зовнішньої бокової поверхні, яке позначатиметься на величині площі контакту леза по цій поверхні з деревиною, а відтак і на умовах тертя. Щоб охарактеризувати положення бокової поверхні розведеного зубця пилки у пропилі під час пиляння деревини, визначено величини статичного й кінематичного зовнішніх допоміжних задніх кутів леза зубця (задніх кутів при зовнішній боковій різальній кромці). Поперечну жорсткість розведених зубців із різним орієнтуванням лінії відгинання визначено на підставі дослідження їхнього напружено-деформованого стану.

У дослідженні способу розведення зубців за їхньою різною черговістю відги-нання в зубчастому вінці установлено можливість різного навантаження зубців під час пиляння внаслідок різного контакту лез із деревиною. Визначено площі контакту лез зубців (що по-різному розведені) з деревиною по передній поверхні, тобто площі поперечних перерізів шарів деревини, які зрізуються лезами зубців пилки.

Щоб визначити максимальну величину раціонального розведення зубця стрічкової пилки на бік, досліджено умови перекриття різальних кромок лез зубців у пропилі залежно як від товщини пилки, так і від висоти відгинання зубця на бік, переднього кута, кута загострення та подачі на зубець.

Експериментальне дослідження зміни величини розведення зубців від їхньої черговості відгинання у протилежні боки пилки та орієнтування лінії відгинання вершинної частини зубця виконано в умовах виробництва КП "Ясень". Для розведення зубців по бісектрисі кута загострення виготовлено експерименталь-ний спеціальний розвідний пристрій.

Зубці пилок, які по-різному розведені за черговістю в зубчастому вінці та орієнтуванням лінії відгинання вершинної частини зубця, досліджено з початко-вими величинами розведення S1=0,5; 0,7; 0,9 мм зі зміненням фактичного шляху різання зубця lф від 0 до 2500 м. Щоб отримати рівняння регресії для визначання величини розведення зубців під час пиляння, використано матрицю В-плану.

В експериментальному дослідженні параметрів якості розпилювання деревини визначено параметри точності механічного оброблення (середню й максимальну