Розвиток наукових основ розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах

Рис. 13. Зміна під час пиляння деревини величин розведення зубців пилки за різних способів їхнього відгинання: а - за орієнтуванням лінії затискання вершинної частини зубця під час його розведення; б - за черговістю розведених зубців у зубчастому вінці; 1 - у зубців, лінія затискання яких під час розведення паралельна до лінії ден западин; 2 - у зубців, лінія затискання кожного з яких перпендикулярна до бісектриси кута загострення зубця; 3 - у зубців, що розведені після нерозведених зубців; 4 - у зубців, що розведені перед нерозведеними зубцями; 5 - у зубців, що, у разі попарного розведення, відігнуті на один бік пилки; 6 - у зубців, що, у разі попарного розведення, відігнуті на другий бік пилки

Виявлено, що в разі попарного розведення зубців пилки величина розведення зубців з обох боків під час пиляння зменшується майже однаково. Максимально різниця у процесі пиляння між величинами розведення зубців, що відігнуті у протилежні боки пилки, сягатиме 1,6 %. У разі розведення зубців у протилежні

боки пилки через один нерозведений величина розведення зубців, що ріжуть перед нерозведеними зубцями, зменшується інтенсивніше, ніж у тих, що ріжуть після нерозведених зубців. Різниці під час пиляння між величинами розведення зубців, що відігнуті у протилежні боки пилки через один нерозведений зубець, максимально сягатимуть 6,8-15 % (див. рис. 13, б). Результати експериментів підтвердили висліди теоретичного дослідження про те, що різні об'єми шарів деревини, які зрізуються зубцями, що розведені через один нерозведений зубець, призводитимуть до несиметричної зміни величини розведення зубців під час пиляння деревини стрічковими пилками.

З'ясовано, що зростання середньої хвилястості обробленої поверхні зі збільшенням фактичного шляху різання з використанням пилки, зубці якої розведені через один нерозведений зубець (пилка 1), порівняно з використанням пилки, зубці якої попарно розведені (пилка 2), інтенсивніше майже вдвічі. Проте через збільшення сумарної подачі на зубець параметр точності з використанням пилки 2 більший на початку розпилювання на 7,4 % порівняно з використанням пилки 1. Установлено, що найвищу точність розпилювання деревини на горизонтальних стрічкопилкових верстатах можна досягнути із застосуванням пилки, зубці якої розведені через один нерозведений зубець, а лінії їх відгинання перпендикулярні до бісектриси кута загострення.

Отримано регресивну модель для визначання середньої хвилястості обробленої поверхні Yсер залежно від кута подачі, подачі на зубець Sz і різниці кутів нахилу головних різальних кромок лез зубців, що розведені у протилежні боки пилки ?. Установлено степеневу залежність між Yсер та максимальною хвилястістю Yе з урахуванням кута подачі. Виявлено, що найточніше розпилювання деревини за досліджуваних величин факторів буде, коли з використанням симетрично загостреного інструмента (рис. 14). Збільшення асиметрії загострення зубчастого вінця пилки й подачі на зубець призводитиме до зростання неточності розпилювання деревини на 69 %, в окремих випадках понад 100 %.

Рис. 14. Середня хвилястість пропилу залежно від кута подачі та різниці кутів нахилу головних різальних кромок лез зубців, що розведені у протилежні боки пилки, за мм: (симетричне загострення); (середнє значення асиметричного загострення); (максимальне значення асиметричного загострення)

Установлено, що параметри шорсткості обробленої поверхні і Sz - після розпилювання деревини пилкою з попарно розведеними зубцями менші, ніж після використання пилки з розведенням зубців через один нерозведений. Параметр зменшується в 1,38-1,48 раза (що підтверджує висліди теоретичного дослідження ), Sz - в 1,012 - 1,036 раза. Унаслідок змінення кута подачі в межах від до чи до параметри і Sz спадатимуть аналогічно до розрахункових значень, проте з меншою інтенсивністю (відповідно на 8-10 % і 1-3 % ) зі зменшенням кута подачі й більшою інтенсивністю (відповідно на 8-20 % і 5-7 %) з його збільшенням (рис. 15). Характер закономірностей насамперед спричинений умовами різання деревини за зустрічного та попутного розпилювання.

Рис. 15. Залежності параметрів і Sz у відносних одиницях за різними дослідженнями: 1 - теоретичні; 2, 3 - експериментальні після розпилювання пилкою з попарним розведенням зубців (2), з розведенням зубців через один нерозведений зубець (3)

Установлено, що задля забезпечення найнижчих значень силових та найвищих якісних показників розпилювання деревини конструкція горизонтального стрічкопилкового верстата повинна забезпечувати не один якийсь кут подачі, а його змінність у секторі 66°- У конструкціях верстатів з одним положенням пилкового супорта раціонально, щоб кут подачі дорівнював .

У сьомому розділі висвітлено розроблені відповідно до рекомендацій автора конструкції стрічкопилкового та загострювального верстатів, пристрою для розведення зубців пилки.

На основі запропонованого способу розпилювання деревини стрічковою пилкою ПП “Пані Галіція” розробило нову конструкцію горизонтального стрічко-пилкового верстата з телескопічним поворотним пилковим супортом (рис. 16). Телескопічна основа пилкового супорта уможливлює використання під час експлуатування верстата пилок із діапазоном змінювання їхніх довжин до 700 мм. Поворотність супорта дає змогу поздовжньо пиляти деревину стрічковою пилкою зі зміненням кута подачі від 66є до 90є. Механізм натягування пилки уможливлює автоматичне підтягування пилки в разі її послаблення у процесі роботи.

Рис. 16. Горизонтальний стрічкопилковий верстат моделі СКТП 505-2: а - принципова схема; б - загальний вигляд вузла механізму різання; 1 - станина; 2 - затискачі; 3 - колода; 4,5 - напрямники; 6 - каретка; 7 - тримальна консольна гільза телескопічного супорта; 8 - внутрішня рухома гільза телескопічного супорта; 9 - удосконалена опора натяжного шківа; 10 - стрічкова пилка; 11 - корпус гільзи для вертикального переміщування супорта; 12 - вертикальна стійка-напрямниця; 13 - гвинтовий механізм вертикального переміщування; 14 - механізм натягування пилки

Рекомендовано для перевірки узгодженості товщини вузької колодопиляльної стрічкової пилки S з діаметрами пилкових шківів D послуговуватися залежністю:

(16)

Максимальну довжину нової стрічкової пилки слід визначати так:

, (17)

де - максимальна відстань між осями пилкових шківів, яку забезпечує конструкція верстата; с - величина, на яку зменшується максимальна конструктивна відстань між осями шківів. Ця величина залежить від пружності як стрічкової пилки, так і бандажа (якщо останній передбачено конструкцією верстата), а також від теплового розширення тіла пилки у процесі роботи. Для вузьких колодопиляльних стрічкових пилок, в яких переважає крок зубців t = 19-25 мм, рекомендовано, щоб .

Застосування в конструкції верстата раціональної схеми взаєморозміщення важеля-гойдалки абразивного круга й пилки (див. рис. 9), системи регулювальних механізмів та збільшення довжини важеля до 350 мм зводять до мінімуму неточності у формуванні головних різальних кромок лез зубців симетрично середньої площини пилки. Розроблений верстат упроваджено у виробництво на ПП “Пані Галіція” (рис. 17).

Рис. 17. Загострювальний верстат ЗгВСП-1: а - фронтальна проекція загаль-ного вигляду; б - об'ємне зображення; 1 - стіл; 2 - опори; 3 - підтримувачі; 4 - напрямник; 5 - механізм переміщування пилки; 6 - механізм переміщування загострювального круга; 7 - абразивний круг; 8 - шпиндель; 9 - кулачковий механізм; 10 - пульт керування.

Відгинати зубці стрічкової пилки так, щоб лінія згину була перпендикулярна до бісектриси кута загострення можна за двома варіантами: за допомогою регулювання затискних пластин, залежно від параметрів зубців; у разі виготовлення крайок затискних пластин, які затискають нижню частину зубця, з виїмкою у вигляді дуги кола з центром, що збігається з віссю розвідного бийка (рис. 18, а).

Рис. 18. Робоча зона розвідного пристрою із затискними пластинами спеціальної конфігурації: а - загальна схема; б - об'ємне зображення; 1- зубець; 2 - виїмка у вигляді дуги кола; 3 - бияк; 4 - індикатор; 5 - шток індикатора

На основі останнього варіанта КП “Ясень” та ПП “Техноліс” виготовили пристрої для розведення зубців вузької колодопиляльної стрічкової пилки (рис. 18, б). Слід зазначити, що застосування елементів конструкції пристроїв для забезпечення раціонального розведення не ускладнює умов обслуговування останніх.

Зазначені особливості конструкцій пилкового супорта стрічкопилкового верстата, заготрювального верстата та пристрою для розведення зубців стрічкової пилки захищено деклараційними патентами України на винаходи та корисні моделі.

Економічно обґрунтовано вигоди від використання модернізованого стрічкопилкового верстата разом із удосконаленими розвідним пристроєм і загострювальним верстатом для виробника та споживача пиломатеріалів і для суспільства загалом.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення проблеми підвищення точності та продуктивності розпилювання деревини стрічковими пилками на стрічкопилкових верстатах. Проблему розв'язано на підставі отриманих результатів комплексних досліджень пиляння деревини з урахуванням орієнтування інструмента стосовно анізотропного деревинного матеріалу та динамічних явищ в еквівалентній пружній системі горизонтального стрічкопилкового верстата й розроблення основ раціонального підготовлення стрічкової пилки до роботи. У прикладному плані унаслідок досліджень поліпшено експлуатаційні показники стрічкопилкових верстатів та верстатів для загострювання зубців стрічкових пилок.

2. Уперше запропоновано і реалізовано новий методологічний підхід для підвищення продуктивності горизонтальних стрічкопилкових верстатів шляхом змінювання кута подачі, коли завдяки переорієнтуванню лез зубців пилки стосовно волокон деревини у пропилі виникають такі умови розпилювання, які з мінімальними витратами на модернізацію верстата дають змогу підвищити точність розпилювання на 5-10 %. Розробленням принципово нової конструкції поворотного пилкового супорта стрічкопилкового верстата розв'язано завдання зменшення величини сили, що діє в аксіальному напрямку шківів і зіштовхує пилку з їхніх робочих поверхонь та зменшення у разі змінення кута подачі перехідного множника між нормальною та головною складовими силами різання на 5-12 %.

3. Для оцінювання орієнтування стрічкової пилки у пропилі дістав подальше уточнення поправковий множник a? на кут подачі, котрий, на відміну від відомого у відкритому виді різання, враховує параметри зубчастого вінця й тіла пилки, висоту пропилу, подачу на зубець і зміну умов тертя пилки у пропилі та зі зменшенням кута подачі від 90_ до 66_ спадатиме від 1 до 0,8992. Створений алгоритм визначання поправкового множника a? на кут подачі може бути використано для енергосилового розрахунку пиляння деревини пилкою будь-якого виду.

4. Уперше розроблено методику моделювання сили різання деревини на горизонтальному стрічкопилковому верстаті з урахуванням динамічних явищ в еквівалентній пружній системі верстата. За створеною динамічною моделлю еквівалентної пружної системи верстата обґрунтовано раціональну схему привода механізму різання, в якому для найменшого зростання динамічного навантаження елементів конструкції раціональними є такі поєднання значень діаметра пилкового шківа і швидкості різання: мм і = 30,6 м/с; і v = 24,2 м/с; і = 24,2 м/с. Розроблену методику можна використовувати для динамічного моделювання сили різання різних видів пиляння деревини.

5. Запропоновано спосіб визначання та контролювання напруження монтажного натягу вузької колодопиляльної стрічкової пилки на горизонтальному стрічкопилковому верстаті з максимальною похибкою 3,5 % за допомогою розробленої номограми залежно від бокового відхилення пилки під дією вантажу масою 3,0 кг, яку можна створити для будь-якої моделі верстата.

6. Доведено, що загострювальні верстати слід виготовляти з раціональною схемою взаєморозміщення важеля-гойдалки абразивного круга й пилки, за якої шліфована поверхня зубчастого вінця отримується симетричною стосовно середньої площини пилки. Розроблена схема ліквідовує чи зводить до мінімуму різницю (яка під час загострювання на наявних верстатах може сягати 27 % і більше) кутів нахилу головних різальних кромок у зовнішніх вершинах лез зубців, що розведені у протилежні боки пилки.

7. Обґрунтовано й експериментально підтверджено раціональність розведення зубця стрічкової пилки на бік з орієнтуванням лінії затискання перпендикулярно до бісектриси кута загострення порівняно з розведенням, коли лінія затискання паралельна до лінії ден западин зубців. Унаслідок такого розведення збільшується жорсткість розведеного зубця на 10-28 % та, відповідно, подовжується тривалість точного розпилювання деревини.

8. Для оцінювання розведення зубців стрічкової пилки дістав подальше уточнення параметр “ максимальна величина раціонального розведення”, котрий, на відміну від відомого, визначається не лише залежно від товщини пилки, а також і від переднього кута та кута загострення леза, висоти відгинання зубця на бік і подачі на зубець. Установлено, що максимальна величина розведення зубця на бік, за умови забезпечення раціонального розподілу участі елементів зубця в різанні, може бути більшою від половини товщини пилки на 5-25 %. Отриману математичну залежність можна використовувати для визначання максимальної величини раціонального розведення зубців пилки будь-якого виду.

9. Установлено, що найвищу точність розпилювання деревини на горизонтальних стрічкопилкових верстатах з поворотним пилковим супортом досяється за кута подачі з використанням симетрично загостреної пилки, зубці якої розведені через один нерозведений зубець, а лінії відгинання яких перпендикулярні до бісектриси кута загострення. Попарне розведення зубців пилки, попри позитивні якості, не сприяє підвищенню точності розпилювання деревини вузькою стрічковою пилкою внаслідок зменшення сумарної подачі на зубець, що зумовлює зростання питомої роботи різання.

10. За результатами комплексу теоретичних та експериментальних дослід-жень науково обґрунтовано рекомендації щодо вибору кута подачі під час розпилювання деревини на горизонтальному стрічкопилковому верстаті, розроблено на рівні технічного завдання на дослідно-конструкторську роботу, патентів на винаходи та корисні моделі низку принципово нових конструкцій механізму різання горизонтального стрічкопилкового верстата з телескопічним поворотним пилковим супортом у секторі 66_- 90_, розвідного пристрою та загострювального верстата, запропоновано їхню конструктивну реалізацію, сформульовано рекомендації щодо їх експлуатації.

11. Результати досліджень упроваджено на ПП “Пані Галіція”, КП “Ясень”, ПП “Техноліс” (м. Львів) та ТзОВ “Дуан-К” (м. Харків), а також у навчальний процес НЛТУ України. Економічно обґрунтовано, що використання у виробництві нового стрічкопилкового верстата разом із удосконаленими розвідним пристроєм і загострювальним верстатом дасть змогу досягнути щорічних вигід: виробникові пиломатеріалів - 32,4 тис. грн., споживачеві - 18,2 тис. грн., суспільству загалом - 1,5 тис. грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Наукове видання

1. Ребезнюк І. Т. Підготовлення вузьких колодопиляльних стрічкових пилок до роботи: [монографія] / Ігор Тарасович Ребезнюк. - Львів: Кольорове небо, 2005. - 260 с.

Статті в наукових фахових виданнях

2. Ребезнюк І. Т. Визначення кута швидкості різання на горизонтальних стрічко-пилкових верстатах / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2002. - Вип. 12.8. - С. 186-191.

3. Ребезнюк І. Т. Визначення сили натягу вузької стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість: міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів: УкрДЛТУ, 2002. - Вип. 27. С. 95-99.

4. Ребезнюк І. Т. Дослідження питомої роботи різання головної різальної крайки зубів пилки на горизонтальних стрічкопилкових верстатах / І. Т. Ребезнюк // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. праць Кіровогр. держ. техн. ун-ту. - Кіровоград: КДТУ, 2003. - Вип. 12. - С. 273-277.

5. Ребезнюк І. Т. Дослідження кутових параметрів зубів пилок при пилянні на горизонтальних стрічкопилкових верстатах з поворотним супортом / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2003. - Вип. 13.1. - С. 112-117.

6. Ребезнюк І. Т. Визначення товщини зрізуваного шару при пилянні на горизон-тальних стрічкопилкових верстатах / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2003. - Вип. 13.2. С. 136-140.

7. Ребезнюк І. Т. Вплив способу розведення зубів стрічкової пилки на шорсткість обробленої поверхні при пилянні на горизонтальних стрічкопилкових верстатах / І. Т. Ребезнюк // Лісове господарство, лісова, паперова і дерево-обробна промисловість: міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів: УкрДЛТУ, 2003. - Вип. 28. - С. 128-133.

8. Ребезнюк І. Т. Теоретичне дослідження одиничної дотичної сили різання на боковій різальній крайці зуба стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2003. - Вип. 13.4. С. 118-125.

9. Ребезнюк І. Т. Розвиток конструкцій горизонтальних стрічкопилкових верстатів / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. Львів: УкрДЛТУ, 2004. - Вип. 14.1. - С. 85-90.

10. Ребезнюк І. Т. Визначення заднього кута при зовнішній боковій різальній крайці зуба стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість: міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів: УкрДЛТУ, 2004. - Вип. 29. - С. 176-184.

11. Ребезнюк І. Т. Визначення раціональної максимальної величини розведення зуба стрічкової пилки на бік / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2004. - Вип. 14.4. - С. 109-113.

12. Ребезнюк І. Т. Дослідження способів розведення зубів вузької стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2004. - Вип. 14.6. - С. 107-113.

13. Ребезнюк І. Т. Дослідження максимальної величини раціонального розве-дення зуба стрічкової пилки на бік з урахуванням умов процесу пиляння / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2004. - Вип. 14.7.- С. 84-89.

14. Ребезнюк І. Т. Визначення кінематичного заднього кута при зовнішній боковій різальній крайці зуба стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2005. - Вип. 15.1. С. 151-156.

15. Ребезнюк І. Т. Дослідження форми та кута нахилу головної різальної кромки зубів вузької стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник НЛТУУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУУ, 2005. - Вип. 15.3. - С. 148-152.

16. Ребезнюк І. Т. Дослідження схеми загострення зубів вузьких колодопиляль-них стрічкових пилок / І. Т. Ребезнюк // Науковий вісник НЛТУУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУУ, 2005. - Вип. 15.4. - С. 198-202.

17. Ребезнюк І. Т. Розподіл сили на зубі стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба // Вісник Державного університету «Львівська політехніка». - Львів, 2005. - № 539. - С. 92-96.

18. Ребезнюк І. Т. Дослідження напружено-деформованого стану розведених зубів стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба // Машинознавство. - Львів, 2005. - № 9 (99). - С. 27-29.

19. Ребезнюк І. Т. Дослідження величини розведення зубів вузької колодопи-ляльної стрічкової пилки на бік залежно від способу їх відгинання / І. Т. Ребезнюк, М. М. Вовчок // Науковий вісник НЛТУУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУУ, 2006. - Вип. 16.1. - С. 159-162.

20. Ребезнюк І. Т. Обґрунтування раціонального способу розведення зубця стріч-кової пилки / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба, К. К. Колесник // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка. - Харків: ХНТУСГ, 2007. - Вип. 61. - С. 111-116.

21. Ребезнюк І. Т. Експериментальні дослідження величини розведення зубців вузької колодопиляльної стрічкової пилки на бік залежно від черговості їх розведення / І. Т. Ребезнюк, М. М. Вовчок // Науковий вісник Національного аграрного університету «Лісівництво. Декоративне садівництво». - К.: НАУ, 2007. - Вип. 113. - С. 324-328.

22. Ребезнюк І. Т. Динамічне навантаження стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба // Вестник СевНТУ. - Севастополь: СевНТУ, 2008. - № 88. - С. 18-21.

Патенти

23. Декл. пат. на винахід 39681 А Україна, МКВ В27В13/00. Верстат для загострювання стрічкових пилок / Пуш О. М., Ребезнюк І. Т., Наконечний І. П.; заявники та власники патенту Пуш О. М., Ребезнюк І. Т., Наконечний І. П. - № 2000127281; заявл. 18.12.00; опубл. 15.06.01, Бюл. № 5.

24. Декл. пат. на винахід 40171 А Україна, МКВ В27В13/00. Пилковий супорт стрічкопилкового верстата / Пуш О. М., Ребезнюк І. Т., Наконечний І. П.; заявники та власники патенту Пуш О. М., Ребезнюк І. Т., Наконечний І. П. - № 2000084860; заявл. 15.08.00; опубл. 16.07.01, Бюл. № 6.

25. Декл. пат. на винахід 42974 А Україна, МКВ В27В13/00. Опора шківа стрічко-пилкового верстата / Наконечний І. П., Пуш О. М., Ребезнюк І. Т.; заявники та власники патенту Наконечний І. П., Пуш О. М., Ребезнюк І. Т. - № 2000105618; заявл. 03.10.00; опубл. 15.11.01, Бюл. № 10.

26. Декл. пат. на винахід 44417 А Україна, МКВ В27В13/00. Спосіб розпилювання деревини стрічковою пилкою / Ребезнюк І. Т., Пуш О. М., Наконеч- ний І. П.; заявники та власники патенту Ребезнюк І. Т., Пуш О. М., Наконечний І. П. - № 2000105617; заявл. 03.10.00; опубл. 15.02.02, Бюл. № 2.

27. Декл. пат. на кор. модель 4548 Україна, МКВ В23D63/02. Затискний пристрій розвідного верстата / Ребезнюк І. Т.; заявник і власник патенту Укр. держ. лісотехн. ун-т. - № 20040604196; заявл. 01.06.04; опубл. 17.01.05, Бюл. № 1.

28. Декл. пат. на кор. модель 5608 Україна, МКВ В23D63/02. Розвідний пристрій / Ребезнюк І. Т., Григор'єв А. С., Вовчок М. М.; заявник і власник патенту Укр. держ. лісотехн. ун-т. - № 20040705929; заявл. 19.07.04; опубл. 15.03.05, Бюл. № 3.

Тези доповіді та матеріали наукової конференції

29. Ребезнюк І. Т. Дослідження напружено-деформованого стану розведених зубів стрічкової пилки / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба // 7-й міжнар. симпоз. укр. інженерів-механіків у Львові, 18-20 травня 2005 р.: тези доп. - Львів, 2005. - С. 28.

30. Ребезнюк І. Т. Динаміка механізму різання горизонтального стрічкопилкового верстата / І. Т. Ребезнюк, Л. Ф. Дзюба, О. В. Меньшикова // Надежность и долговечность механизмов, элементов конструкций и биомеханических систем: междунар. науч.-техн. конф., 3-7 сент. 2007 г.: материалы. - Севастополь, 2007. - С. 41- 43.

АНОТАЦІЯ

Ребезнюк І. Т. Розвиток наукових основ розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.04 - машини для земляних, дорожніх та лісотехнічних робіт. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2008.

У дисертації розвинено перспективний напрямок розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах. Запропоновано нову методологію забезпечення високопродуктивного розпилювання деревини стрічковою пилкою, яка побудована на основі встановлення енергосилових закономірностей процесу залежно від орієнтування інструмента стосовно волокон анізотропного деревинного матеріалу та динамічних явищ в еквівалентній пружній системі горизонтального стрічкопилкового верстата. Уперше розроблено наукові основи та обґрунтовано рекомендації щодо раціонального загострення та розведення зубців стрічкової пилки як вихідної умови раціональної взаємодії інструмента й деревини.

Основні результати роботи використовуються у процесі проектування та експлуатування горизонтальних стрічкопилкових верстатів й устатковання для підготовляння зубчастого вінця стрічкових пилок до роботи, у наукових дослідженнях і в навчальному процесі.

Ключові слова: розпилювання деревини, стрічкова пилка, стрічкопилковий верстат, динамічна модель пружної системи верстата, розведення зубців, загострення зубців.

АННОТАЦИЯ

Ребезнюк И. Т. Развитие научных основ распиловки древесины на ленточнопильных станках. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.05.04 - машины для земляных, дорожных и лесотехнических работ. - Национальный лесотехнический университет Украины, Львов, 2008.

Несмотря на широкое применение горизонтальных ленточнопильных станков с узкой пилой на современных предприятиях лесопромышленного комплекса Украины эффективность использования такого оборудования является слишком разной и не всегда высокой. Основной причиной неэффективного применения узких ленточных пил для продольной распиловки бревен и брусьев на горизонтальных ленточнопильных станках есть отсутствие достаточного научного обоснования обеспечения рациональных условий распиловки древесины с учетом подготовки и эксплуатации инструмента, а также проектирования элементов конструкций горизонтальных ленточнопильных станков и оборудования для подготовки к работе пил.

Диссертация посвящена разработке научных основ обеспечения распиловки древесины на горизонтальных ленточнопильных станках. Решение научной проблемы осуществлено на основании комплексных исследований ряда факторов: условий взаимодействия лезвий зубьев ленточных пил с анизотропным древесным материалом, закономерности влияния угла подачи на величину составляющих силы резания, динамических явлений в эквивалентной упругой системе станка, определения и контроля натяжения полотна ленты, рекомендаций по выбору параметров инструмента и подготовке его зубчатого венца к работе, конструктивных решений горизонтальных ленточнопильных станков и оборудования для заточки и развода зубьев пилы.

Предложен способ распиловки древесины ленточной пилой со сменными углами подачи и горизонтальный ленточнопильный станок с поворотным суппортом, обеспечивающие оптимальные условия резания лезвиями зубьев пилы. Разработана модель лезвия зуба ленточной пилы, в которой закрытое резание лезвий рассматривается как резание системой трёх лезвий с отдельными режущими кромками. На основании предложенной модели впервые создан алгоритм расчета поправочного множителя на угол подачи, который делает возможным определение главной составляющей силы резания с изменением угла подачи. Получены аналитические зависимости для кинематического расчета распиловки древесины ленточными пилами при разных углах подачи. Установ-лено, что для оптимальных условий пиления древесины узкими бревнопильными ленточными пилами, конструкция ленточнопильного станка должна обеспечивать изменение угла подачи.

Впервые разработана методика моделирования силы резания древесины на горизонтальном ленточнопильном станке с учетом динамических явлений в эквивалентной упругой системе станка. Созданная динамическая модель эквивалентной упругой системы станка также дает возможность исследовать изменения скоростей резания и подачи, динамические нагрузки упругих звеньев и свободные колебания. Установлено, что выполнение механизма резания, когда вал ведущего пильного шкива работает как ось, является более рациональным в результате меньшей динамической нагрузки по сравнению с конструкцией, когда ведущий вал передает крутящий момент. Для наименьшего роста динамической нагрузки элементов конструкции станка установлены сочетания значений диаметра пильного шкива и скорости резания.

Предложен способ контроля силы и напряжения от натяжения узкой ленточной пилы на горизонтальном ленточнопильном станке посредством определения ее жесткости под воздействием постоянной боковой силы.

Впервые синтезирована рациональная схема заточки зубьев ленточной пилы, созданы математические зависимости для определения радиуса закругления главной режущей кромки и угла ее наклона в вершинах лезвий зубьев в зависимости от конструктивных параметров станка и абразивного круга, которые дают возможность прогнозировать ориентирование зубьев относительно плоскости пилы, что проходит через средину ее толщины.

Обоснована и экспериментально подтверждена рациональность развода зуба ленточной пилы на сторону с ориентированием линии его зажимания перпендикулярно к биссектрисе угла заострения сравнительно с разводом, когда линия зажимания параллельна к линии вершин лезвий зубьев. Созданы твёрдо-тельные модели разведенных зубьев, которые дают возможность исследовать напряженно-деформированное состояние зубьев, разведенных разными способами, и определять их поперечную жёсткость. Впервые разработана математическая модель, устанавливаюшая закономерности изменения максимальной величины рационального развода зуба в зависимости как от толщины пилы, так и от высоты отгибания зуба на сторону, угла заострения, подачи на зуб.

Проведены экспериментальные исследования силовых показателей резания и параметров качества распиловки древесины на горизонтальном ленточнопильном станке в зависимости от угла подачи и условий подготовки зубчатого венца. На основании обработки полученных экспериментальных данных проведен сравни-тельный анализ эффективности распиловки древесины при разных рекомендациях, а также соответствия теоретических исследований эксперименту.

На основании проведённых исследований разработаны конструкции горизонтального ленточнопильного станка для распиловки бревен с поворотным телескопическим пильным супортом, заточного станка и приспособления для развода зубьев ленточных пил. Предложенный способ распиловки древесины ленточной пилой, пильный супорт и оборудование для подготовки ленточных пил защищены Декларативными патентами Украины на изобретения и полезные модели.

Основные результаты работы также используются в научных исследованиях и в учебном процесе.

Ключевые слова: распиловка древесины, ленточная пила, ленточнопильный станок, динамическая модель упругой системы станка, развод зубьев, заточка зубьев.

ANNOTATION

I.T. Rebeznyuk. Development of scientific bases for wood sawing on band mills. - The manuscript.

The dissertation for obtaining the scientific degree of the Doctor of Engineering on speciality 05.05.04 - machines for earth, road and forestry engineering works. - National Forestry and Wood Technology University of Ukraine, Lviv, 2008.

The perspective direction of wood sawing on band mills is developed in the dissertation. The new methodology for providing the highly productive wood sawing with the help of band-saw is suggested. The band-saw is constructed on the basis of establishment of energy-power process regularities depending on the instrument orientation towards the anisotropic wood material fibres and the dynamic phenomena in the equivalent resilient system of horizontal band mills. It is the first time the scientific bases and recommendations for the rational band-saw teeth sharpening and setting are developed and grounded as the initial condition of rational interaction between instrument and wood.

The basic results of the work are used in the process of designing and running the horizontal band mills and the equipment for preparation of band-saws ring gear for functioning, in scientific researches and in training programme.

Keywords: wood sawing, band-saw, band mill, dynamic model of the resilient machine system, saw teeth setting, saw teeth sharpening.

Размещено на Allbest.ur