CC BY
9
Для вивчення шумоутворення дискових пил залежно вщ профiлю зу-бiв були застраховав пили рiзних дiаметрiв з пластинками i без пластинок iз твердого сплаву. Частота обертання пил шд час експеримешгв складала 2200-4200 об/хв, при цьому колова швидюсть складала 25-120 м/с, що вщпо-вщае всьому дiапазону застосування на практищ колово! швидкостi [2]. У процес дослiдження встановлено, що спектрограма шуму звичайних дискових пил мае шкове значення на однш iз середньо геометричних частот. 1з збшьшенням частоти обертання пiкове значення змщуеться у бiк бiльш висо-ких частот. Спектрограма шуму пил з пластинками iз твердого сплаву яюсно вiдрiзняеться вiд спектрограми звичайних пил i незалежно вiд частоти обертання, кшькосл зубiв i дiаметру мае трапецеподiбну форму (рис., б). В дiапа-зонi середньогеометричних частот 1000-4000 Гц шум для них не змшюеться, збер^ае достатньо високий рiвень. Рiвень високочастотного шуму пил з пластинами iз твердого сплаву в цшому нижчий за гострозубi для поперечного рь зання. Енерпя надходить вiд повiтряного потоку, тому можна говорити про виникання збуджених коливань.
Висновки
1. По сут^ з метою зменшення високочастотних коливань слщуе добива-тися зменшення частоти обертання дискових пил, не допускаючи при цьому рiвностi iз частотою вiдокремлення вихрiв.
2. Високочастотш самовiльно збудженi коливання в бшьш тонких пилах проходять по формi iз бiльш високими числами вузлових дiаметрiв.
3. Результати дослiджень дають змогу, проводити паспортизацiю дискових пил по !х частотному (шумовому) спектру згiдно з яким можна встановлювати тип (конструкцiю) перифершно! частини пили.
4. Застосувати дисковi пили з оптимальною кшьюстю зубцiв i вщмови-тись вiд необгрунтовано! велико! кшькосп зубцiв у процесi рiзання.
Л1тература
1. Шидловська Т.В. Шум, слух, здоров'я. - К.: Наук. думка, 1991.
2. Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебание плоских круглых пил. - М.: Лесн. пром-сть. - 1977. - 364 с.
3. Борисова Н.Н. Русак О.Н. Аэродинамические шумы дисковых пил/ Технология и оборудование деревообрабатывающих производств// Межвузовский сб. научных трудов. -ЛЛТА. - 1976, вип. 5. - С. 62-66._
УДК 630 .363.3 Доц. В.В. Кий, канд. техн. наук;
астр. В. Б. Матушевський - НЛТУ Украти
АНАЛ1З ДОСЛ1ДЖЕНЬ З ПИТАНЬ РОЗКОЛЮВАННЯ
ДЕРЕВИНИ
Проведено огляд роб1т окремих автор1в з питань розколювання деревини 1 на основ1 зроблених висновюв поставлено задачу подальших дослщжень у напрям1 роз-колювання.
Doc. V.V. Kij; doctorate V.B. Matusevskyy - NUFWT of Ukraine Analysis of researches on the questions of cleaving of wood
Conducted review of works of separate authors on the questions of cleaving of wood and on the basis of the done conclusions the set problem of subsequent researches in the region of cleaving.
1з прогресивним розвитком людства, дедаш гострше виникае питання про забезпечення цього розвитку природними ресурсами. Зростаюча штенсив-шсть 1х використання ставить серйозш проблеми, таорування яких може приз-вести до катастрофи. При такш невтiшнiй перспектив^ щодо природних ресур-сiв, один з найбшьш реальних напрямiв виршення цього питання - бiльш ефек-тивне та ширше використання вiдновлювальних природних ресурсiв.
За таких умов, поряд з шшими, перспективними е дослщження, науковi роботи в напрямку бшьш повного, комплексного використання деревини - як вщновлюваного природного ресурсу, одним iз важливих аспектiв якого е використання низькояюсно! деревини. Збшьшення частки 11 використання низько-яюсно1' деревини дасть можливiсть вившьнити додатковi об'еми дшово1 та на-швдшово1" деревини для потреб народного господарства i промисловостi.
Вiдсутнiсть вимог до чистоти обробки поверхш, для певних вироб-ництв, дае змогу застосовувати розколювання, як один iз методiв пiдготовки низькояюсно1" деревини до подальшого перероблювання чи використання.
Процес розколювання вщбуваеться внаслiдок заглиблення клина в деревину в напрямку 11 волокон. Початкове заглиблення клина вщбуваеться за рахунок зминання i стиску волокон, котрi безпосередньо прилягають до мю-ця заглиблення. При цьому зусилля на клиш збшьшуеться пропорцiйно до ве-личини заглиблення клина. 1з збiльшенням площi дотику шдк клина з деревиною зминання зупиняеться, а подальше заглиблення клина вщбуваеться за рахунок пружно! деформаци деревини. Нагромадження потенцшно1" енерги пружностi i концентрацiя напружень викликають появу випереджуючо1 щь лини мiж вiдколюваними частинами (рис. 1, а). Щшина появляеться при пев-ному заглибленш клина l0 (рис. 1, а) i максимальному зусиллi на клиш Pmax (рис. 1, в). Подальше заглиблення клина супроводжуеться швидким падшням зусилля розколювання та значним збшьшенням шiлини до моменту вщдшен-ня одше1" частини вiд шшо1 (рис. 1, б).
Вивченням процесу розколювання займалися: К.М. Ашкеназi, А.Е. Зо-лотарьов, С.1. Рахманов - працювали в напрямку визначення максимального зусилля розколювання; Г.А. Вшьке, С.А. Воскресенскш - шукали закон роз-подiлу напружень у плошинi розколювання; М.В. Плаксш, Т.М. Шкiря, О.Й. Сопотун, Б.Ф. Безсуднов - визначали максимальне зусилля розколювання на основi дослiдження напружень, що виникають вздовж площини розколювання; В.В. Гомонай - працював над дослщженням робочих оргашв роз-щеплювально1 ди та визначенням зусилля розщеплення.
Вивчаючи процес заглиблення клина в деревину С.1. Рахманов отри-мав залежшсть для визначення максимального зусилля розколювання Pmax на симетричному клинi:
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
101
Ртах = 2к ■ р ■ ( ■ Ь ■фо ■ кп ■ кв ■ кф , (1)
де к - коефщент клина; р - питомий отр розколюванню; (- дiаметр розко-люваного сортименту; Ь - довжина розколюваного сортименту; ф0 - коефь щент, що враховуе вплив опори; кп - коефщент, що враховуе вплив породи; кв - коефщент, що враховуе вплив вологостi деревини; кф - коефщент, що враховуе форму поперечного Ычення кряжа.
а О
Рис. 1. Схема заглиблення клина та крива зусилля розколювання: 10 - величина за-глиблення клина, при якт виникае випереджуюча трщина; Ь0 - величина заглиблення клина, при якш в1дбуваетъся повне розколювання; Ь - довжина колоди, що розколюеться
Дослщжуючи процес розколювання, М.В. Плаксш отримав наступну залежшсть для визначення максимального зусилля розколювання:
с ■ Ь ■ (■ Р7
Рт
( + tga),
(2)
1 - / ■ tga
де: с - коефщент пропорцшностц Ь - довжина розколюваного сортименту; ( - дiаметр розколюваного сортименту; Яг - границя мiцностi деревини поперек волокон; / - коефiцiент тертя мiж клином i деревиною; а - половина кута загострення клина.
Т.М. Шюря для визначення максимального зусилля запропонував нас-тупну формулу:
Ртах — 2к(Ь
а
1 -V ^
а
(3)
де: к - питомий опiр розколюванню; ( - дiаметр розколюваного сортименту; Ь - довжина розколюваного сортименту; л - коефщент тертя мiж клином i деревиною; а - кут клина.
О.Й. Сопотун для визначення напружень на полi напруження област використовуе динамометричне кшьце та тензори. Окрiм напружень проводились дослщження з визначення зусилля розколювання протягом всього про-цесу на основi принципiв теори пружностi.
Ртах = (уш ■ Ь ■ С■ (2¡ + 1)-Р3~2-- , (4)
(Л + Р2) Пр
де: (7уш - тимчасовий ошр деревини поперек волокон; Ь - ширина розколю-ваного взiрця; с - четверта частина ширини розколюваного взiрця; ¡л - ко-
ефщент тертя деревини по металу; ---коефщент iнтенсивностi
(Р1 +Р2)
процесу розколювання.
Вивчаючи процес розколювання Г. А. Вшьке, одним iз перших встано-вив, що напруження у площиш розколювання iз розтягу переходять у стиск. Та мають характер затухаючо! синусо!ди. Ним були подаш залежностi, якi описували закон розподшу напружень у площинi розколювання та залежнос-тi, що давали змогу визначати точки переходу напружень розтягу у напруження стиску. Для визначення зусилля розколювання Г. А. Вшьке запропону-вав наступну формулу.
Р =-
15 ■ Еу
2 ■ р ■ Ех ■ Ь ■ а■ Ку
1+-■4р3 ]■ Р2 +{2 ■ в - а2 ]■ - ■4р3 ■
а
V ^
Р
а '
(5)
• в г в в г • в пс Еу
Р = + f со^-; Р2 = СО^ - / ЯП—; Рз = 7,5 , (6)
2 2 2 2 Ех
де: f - коефщент тертя деревини об клин; Еу - модуль пружност деревини
поперек волокон; Ех - модуль пружност деревини в здовж волокон; Ку -
тимчасовий ошр деревини на розтяг в здовж волокон; 2а - висота розколюваного бруска; I - вщстань вщ кшця щшини до точки прикладання зов-шшньо! сили.
1з наведеного вище бачимо, що багато вчених займалися вивченням процесу розколювання, виведенням основних залежностей, як б описували даний процес. Проте говорити про процес розколювання, як такий, що дос-лщжений i описаний повнiстю неможна. Насамперед це зумовлено рiзними напрямками дослiджень. Зокрема проводились дослщження котрi мали на мет визначення максимального зусилля розколювання; пошук закону розпо-дiлу напружень у площиш розколювання; дослщження робочих оргашв роз-щеплювально! ди та робочих оргашв, що дають можливють виконувати вико-лювання гнилi.
Щоб порiвняти наведенi вище залежностi для визначення максимального зусилля розколювання, побудуемо графжи залежностi даного зусилля вщ дiаметру сортименту Ртах = f (й) (рис. 2).
Для цього приймемо наступш припущення: порода деревини - сосна; кут клина - 20°; довжина сортименпв - 1 м; волопсть деревини - 12 %.
Як бачимо (рис. 2) величина зусилля обчисленого за формулами М.В. Плаксша та Т.М. Шкiрi ютотно не вiдрiзняеться. Тодi як рiзниця мiж зу-силлям розрахованим за формулою запропонованою Рахмановим С.1. та формулою Т.М. Шкiрi або М.В. Плаксша, збшьшуеться вiдповiдно до збшьшення
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
103
дiаметру. Це можна пояснити наявшстю у формулi С.1. Рахманова (1) п'яти коефщенлв, що враховують вплив рiзних чинниюв на величину розколюю чого зусилля, кожний з яких вже дае певну похибку. К^м цього, як видно iз лiтературного огляду [4] дослщження проводились на взiрцях прямокутного Ычення, а не круглого, що також наклало свою похибку. 160140 120 100
* 80 а.
60 40 20
/ г /
1 \
-3
d, см
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1( Ю 1Î 20 U
Рис. 2. Залежшсть зусилля розколювання eid diaMempy кряжа P = f(d) : 1 - за Рахмановим, 2 - за Плакстим, 3 - за Шюрею, 4 - за Сопотуном
Проведений л^ературний огляд показав, що е питання як потребують подальших дослщжень. Зокрема, шхто Ï3 попереднiх дослiдникiв не розгля-дав питання розколювання деревини робочими органами криволшшно! фор-ми чи гвинтоподiбними або комбiнованими, що i передбачаеться розглянути в подальших дослщженнях.
Л1тература
1. Угольов Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. - М.: Наука, 1986. - 268 с.
2. Гомонай В.В. Исследование процесса раскалывания древесины на дровокольном станке расщепляющего действия/ Автореф. дис. канд. техн. наук. - Львов, 1982. - 219 с.
3. Гороховский К.Ф., Лившиц Н.В. Машины и оборудование лесосечных и лесосклад-ских работ: Учебное пособие для вузов. - М.: Экология, 1991. - 528 с.
4. Рахманов С.И., Гороховский К.Ф. Машины и оборудование лесоразработок. - М.: Лесн. пром-сть, 1967. - 532 с.
5. Сопотун А.И. Исследование усилий и напряжений в процессе раскалывания древесины/ Автореф. дис. канд. техн. наук. - Львов, 1977. - 229 с.
6. Ашкенази К.М., Залегаллер Б.Г. Машины и оборудование лесоразработок: ГОС-ЛЕСБУМИЗДАТ, 1956. - 442 с.
7. Шкиря Т.М. Совершенствование и динамика дровокольных станков. - Львов, 1977. - 160 с.
