LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

хвилястість) та шорсткості обробленої поверхні. Щоб одержати регресивне рівняння для обчислювання середньої хвилястості пропилу, також використано матрицю В-плану.

Теоретично параметри шорсткості обробленої поверхні дослідже-но залежно від способу розведення зубчастого вінця та кута подачі.

Третій розділ присвячено теоретичному дослідженню кінематичних, енерго-силових і динамічних параметрів пиляння деревини стрічковими пилками й параметрів шорсткості обробленої поверхні. Дослідження кінематичних та енергосилових параметрів виконано на підставі створеної розрахункової схеми (рис. 2) розпилювання деревини стрічковими пилками зі зміненням кута подачі.

Виявлено, що у разі змінення кута подачі під час пиляння деревини вузькими стрічковими пилками на горизонтальних стрічкопилкових верстатах змінюватимуться такі кінематичні параметри процесу: кут швидкості різання, головні кути лез зубців, номінальна товщина та шлях різання леза зубця, розміщення лез зубців пилки відносно волокон.

Отримано формулу, яка дає змогу визначати величину кута швидкості різан-ня  зі зміненням кута подачі через подачу на зубець і крок зубців пилки:

, (3)

де Sz – подача на зубець; t – крок зубців; – кут подачі.




Рис. 2. Розрахункова схема для визначання кінематичних параметрів та відносних величин питомої сили різання пиляння деревини стрічковими пилками зі зміненням кута подачі.

Зі зменшенням кута подачі від 90 до 45 та з його збільшенням від 90 до 135 кут швидкості різання спадає за синусоїдою. Спадання величини кута швидкості різання за граничних значень кута подачі (45; 135) сягатиме 30 %. Однак зазначена зміна кута швидкості різання несуттєво позначатиметься на кінематичних головних кутах лез зубців.

Установлено, що зміна кінематичних головних кутових параметрів лез зубців стрічкових пилок унаслідок змінення кута подачі в межах від 45 до 135 буде незначною й сягатиме максимального значення, у відсотках, якщо Sz=0,48 мм: для головного заднього кута  до 1, 31%, для головного кута різання до 0,47 %. Отже, на підставі отриманих результатів, зміну кінематичних головних кутових параметрів лез зубців стрічкових пилок зі зміненням кута подачі в зазначених межах можна не враховувати у практичних і теоретичних розрахунках.

За розрахунковою схемою рис. 2 номінальна товщина зрізуваного шару :

, (4)

де k – кінематичний кут подачі – кут між напрямками швидкості подачі vs та сумарної швидкості ve, k=-. Унаслідок змінення кута подачі в межах від 45 до 135 номінальна товщина зрізуваного шару a змінюватиметься за синусоїдою з максимумом за кута: μ = 90 + η1, де η1 – кут швидкості різання, за якого ve ^ vs. Максимальне зменшення величини а в зазначених межах змінювання кута подачі сягатиме 30 %.

Шлях різання леза зубця визначає довжину зрізуваного шару:

l=hnp / sin k. (5)

За крайніх значень кута подачі 45 чи 135 для Sz = 0,02–0,48 мм довжина зрізуваного шару збільшуватиметься на 41–43 %. Таке збільшення шляху різання зумовлюватиме збільшення кількості зубців, що одночасно перебувають у пропилі.

Щоб дослідити вплив розміщення лез зубців пилки відносно волокон в узгодженості зі згаданими значущими змінними параметрами на енергосилові показники пиляння власне й змодельовано лезо зубця стрічкової пилки у взаємодії з анізотропною деревиною.

Дослідження виконано на підставі аналізу характерних позицій лез зубців стрічкової пилки відносно волокон зі зміненням кута подачі (див. рис. 2). Досліджено відносні значення питомої сили різання.

На підставі закономірності (1) та змодельованого різання леза зубця стрічко-вої пилки як різання трьома лезами, кожне з яких із однією різальною кромкою, для відносного значення питомої сили різання леза зубця пилки, отримано:

, (6)

де – питомі сили різання леза зубця пилки відповідно для торцевого, поздовжнього та поперечного видів різання; , , – частки видів різання на всій довжині різальних кромок леза зубця (відносно одиниці) відповідно для торцевого, поздовжнього та поперечного видів різання, які визначаються:

; ; (7)

де , – частки відповідно торцевого та поздовжнього видів різання головної різальної кромки відносно одиниці; , , – частки відповідно торцевого, поздовжнього та поперечного видів різання бокової різальної кромки відносно одиниці; lГ – довжина головної різальної кромки; – загальна ширина шару, що зрізується лезами з боковими різальними кромками. У відносних одиницях питомі сили різання леза зубця пилки відповідно для торцевого, поздовжнього та поперечного видів різання співвідносяться .

За обчисленням через питому силу різання на лезі головної складової сили та з урахуванням зміни кількості зубців, що перебувають у пропилі в разі змінення кута подачі під час пиляння деревини стрічковою пилкою, визначено головну складову сили та потужність різання деревини пилкою загалом. Зміну умов тертя пилки та стружки з деревиною у пропилі залежно від кута подачі враховано двома способами: за допомогою розрахованого поправкового множника на шлях різання й за коефіцієнтом відносного впливу сили тертя.

Щоб проаналізувати величину та характер зміни енергосилових параметрів зі зміненням кута подачі, визначено їхню зміну відносно положення супорта, ко-ли = 90. Для цього величини головної складової сили різання, розрахованих за кутів подачі в межах від 45 до 135, поділено на їхні значення, коли = 90.

Виконаний за допомогою розрахованого поправкового множника на шлях різання розрахунок показав, що величина головної складової сили та потужності різання під час пиляння деревини стрічковою пилкою (у разі змінення кута подачі в межах від 45 до 135) змінюватиметься за синусоїдою (рис. 3). Спадання головної складової сили й потужності різання в обидва боки від екстремумів (у разі змінення  від 90 до 45 чи до 135) інтенсивніше для менших величин подачі на зубець, ніж для більших. Це зумовлено перерозподілом видів різання леза зі зміненням участі бокової різальної кромки в сумарному зрізуванні шару деревини лезом унаслідок змінення величини подачі на зубець. Виявлено, що параметри леза зубця для розпилювання різних порід деревини (сосни чи дуба) суттєво не позначатимуться на зміні головної складової сили та потужності різання залежно від кута подачі. На підставі теоретичного дослідження головної складової сили різання під час поздовжнього розпилювання деревини стрічковими пилками зі зміненням кута подачі створено алгоритм розраховування поправкового множника a на кут подачі.

Рис. 3. Залежність відносної ве-личини головної складової сили та потужності різання під час пи-ляння деревини вузькою коло-допиляльною стрічковою пилкою від кута подачі за S1=0,5 мм 15 (розпилювання сосни).


Отримані результати розрахунку на основі моделювання леза зубця пилки як системи трьох лез у взаємодії з деревиною через коефіцієнт відносного впливу сили тертя та розрахунку за методикою проф. О. Л. Бершадського дещо відрізняються від результатів