LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

переналагоджується, тоді різниця між величинами кутів нахилу головних різальних кромок у зубців, що розведені у протилежні боки пилки, може сягати 27 % і більше.

Унаслідок дослідження схеми загострювального верстата з урахуванням довжини важеля, діаметра круга й умов налагодження верстата синтезованораціональну схему взаєморозміщення важеля та пилки з вихідними умовами: важіль перпендикулярний до середньої площини пилки; робоча ділянка абразивного круга міститься на середині висоти зубця; центр круга віддалений від середньої площини пилки на відстань аа', яку розраховано (рис. 9).




Рис. 9. Раціональна схема взаєморозміще-ння важеля та пилки: 1 – середня площина пилки; 2 – траєкторія руху центра шліфува-льного круга; 3 – шлі-фувальний круг; 4 – стрічкова пилка; 5 – напрямок регулю-вання положення пил-ки.



За такої схеми центр круга під час обробляння як головної різальної кромки, так і дна западини міститиметься в середній площині пилки. Тому кути нахилу головної різальної кромки й долішньої поверхні будуть однакові з обох боків пилки, що забезпечує вихідні умови симетричного розміщення стрічкової пилки в пропилі стосовно площини руху під дією сили взаємодії лез зубців із деревиною у процесі розпилювання.


П'ятий розділ присвячено обґрунтуванню вибору способів та максимальної величини раціонального розведення зубців пилки.

Зубці, що розведені з різним орієнтуванням лінії відгинання їхньої вершинної частини, досліджено, використовуючи розрахункову схему, яку створено на базі трьох проекцій тригранного кута леза. Отримано залежності для визначання статичного та кінематичного зовнішніх допоміжних задніх кутів лез зубців, які розведено за різними способами. Для леза зубця, який розведено по бісектрисі кута загострення, кінематичний зовнішній допоміжний задній кут визначено так:

. (11)

У разі розведення, коли лінія затискання зубця паралельна до лінії ден западин, залежність для визначання кінематичного зовнішнього допоміжного заднього кута леза зубця набуває вигляду:

(12)

Порівняння результатів розрахунку для різних способів розведення зубця на бік показує, що величина кінематичного зовнішнього допоміжного заднього кута леза зубця стрічкової пилки, розведеного по бісектрисі кута загострення (7,13), є більшою у 2 рази, ніж у леза зубця, в якого лінія затискання під час розведення паралельна до лінії ден западин. Таке збільшення кінематичного зовнішнього допоміжного заднього кута леза зубця стрічкової пилки зумовить зменшення площі контакту по зовнішній боковій поверхні зубця з деревиною майже вдвічі. І як наслідок, зменшиться сила тертя з деревиною та нагрівання зубця по цій поверхні, що позитивно позначиться на різанні деревини вузькою стрічковою пилкою.

Дослідження поперечної жорсткості розведених зубців із різним орієнтуванням лінії відгинання виконували на розроблених твердотільних моделях розведеного зубця двох типів, застосовуючи метод скінченних елементів із використанням узагальненого закону Гука та обчислювальну систему COSMOS/M (рис. 10). Результати дослідження напружено-деформованого стану зубців пилки показали, що зміна його параметрів залежить від орієнтування лінії відгинання вершинної частини зубця пилки. Установлено, що раціональним є розведення, коли лінія відгинання перпендикулярна до бісектриси кута загострення зубця. Жорсткість зубця із зазначеним розведенням є більшою, ніж у зубця, що розведений, коли лінія затискання паралельна до лінії ден западин, на 10–28 %.

Рис. 10. Дослідження поперечної жорсткості зубця, розведеного по бісек-трисі кута загострення: а – скінченно-елементна модель розведеного зубця; б – переміщення розведеного зубця в боковому напрямку; 1 – нижня частина зубця; 2 – викривлена середня частина зубця; 3 – верхня частина зубця; 4 – контактна поверхня леза зубця з деревиною.


В аналітичному дослідженні поверхонь контакту лез із деревиною залежно від черговості розведення зубців у зубчастому вінці виявлено, що контакт леза з деревиною змінюватиметься насамперед по передній поверхні леза (рис. 11). Контактні ділянки передньої поверхні лез зубців, що попарно розведені у протилежні боки пилки, є подібними за формою і площею та розміщуються симетрично відносно середньої площини пилки. Натомість у лез зубців стрічкової пилки, що розведені у протилежні боки через один нерозведений зубець, контактні ділянки передньої поверхні є різні за формою і площею й асиметричні відносно середньої площини пилки.

а б

Рис. 11. Площі поперечних перерізів та товщини шарів деревини, що зрізуються лезами зубців стрічкової пилки: а – попарне розведення зубців; б – розведення зубців через один нерозведений зубець; 1 – середня площина пилки.

Окремо для площ поперечних перерізів шарів деревини, які зрізуються лезами розведених зубців через один нерозведений зубець, співвідношення будуть близькими до таких: тверді породи деревини – 1,00 : 1,18 : 1,43; м'які породи – 1,00 : 1,24 : 1,54. У співвідношеннях 1,00 – площа поперечного перерізу шару деревини, що зрізується лезом нерозведеного зубця; 1,18; 1,24 – лезом зубця, розведеного після нерозведеного зубця; 1,43; 1,54 – лезом зубця, розведеного перед нерозведеним зубцем. Якщо порівнювати площі поперечних перерізів шарів деревини, що зрізуються лезами лише розведених зубців, то одна з них більша від другої на 22–24 %. Аналогічно будуть відрізнятися між собою і об'єми зрізуваних шарів, і силові показники для лез різних зубців. Отже, зубці пилки по-різному реагуватимуть на різну силову взаємодію з деревиною під час пиляння.

Дослідження геометрії лез зубців стрічкової пилки та умов їхньої взаємодії з деревиною під час розпилювання показали, що максимальна величина раціонального розведення залежатиме не лише від товщини пилки S. На зазначеній величині також позначатимуться передній кут γ та кут загострення β лез зубців, висота відгинання зубця на бік hp та подача на зубець Sz. Для визначання максимальної величини раціонального розведення в разі відгинання зубця на бік по бісектрисі кута загострення виведено залежність:

. (13)

Розрахунки показують, що за умови забезпечення раціонального розподілу участі елементів леза зубця в різанні, величина розведення зубця на бік може бути більшою від половини товщини пилки на 5–25 %.

У шостому розділі наведено результати експериментальних досліджень.

За даними експерименту розроблено рівняння регресії (в нормалізованих позначеннях факторів ; ; ) для головної та нормальної складових сили різання під час розпилювання деревини на горизонтальному стрічкопилковому верстаті: (14)


. (15)

Визначено величини питомої роботи різання та перехідного множника між нормальною та головною складовими силами різання залежно від кута подачі, подачі на зубець та висоти пропилу.

Установлено, що в разі змінення кута подачі в межах від 90 до 66 досліджувані параметри, залежно від подачі на зубець і висоти пропилу, спадатимуть по-різному: головна складова сили й питома робота різання – на 6–12 %, нормальна складова сили