Научная статья на тему 'Анализ неравномерности технологической нагрузки от малорезцовых торцово-конических фрез лесопильных агрегатов'

Анализ неравномерности технологической нагрузки от малорезцовых торцово-конических фрез лесопильных агрегатов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
192
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Лесотехнический журнал
ВАК
AGRIS
RSCI
Ключевые слова
МАЛОРЕЗЦОВАЯ ТОРЦОВО-КОНИЧЕСКАЯ ФРЕЗА / ПОКАЗАТЕЛЬ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ / ЛЕСОПИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ / SMALL TOOL CROSS-CONICAL CUTTER / INDICATOR OF UNEVEN PROCESS LOAD / SAWING MACHINE

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Таратин Вячеслав Викторович

Статья посвящена изучению неравномерности технологической нагрузки при продольном фрезеровании малорезцовыми торцово-коническими (коническими) фрезами лесопильных агрегатов. Неравномерность технологической нагрузки при фрезеровании указанными фрезами количественно оценивалась показателем неравномерности технологической нагрузки за цикл переработки брёвен и брусьев на пиломатериалы и технологическую щепу. Для малорезцовых фрез этот показатель равен отношению максимальной суммарной длины режущих кромок резцов к средней длине их режущих кромок одновременно участвующих в резании за цикл переработки древесины (оборот фрезы). Торцово-конические (конические) малорезцовые фрезы условно рассматривались, как дискретный набор ступенчатых цилиндрических фрез, то есть как частый случай многорезцового фрезерного инструмента. Процесс взаимодействия резцов с древесиной за цикл её переработки был разделён на четыре зоны (периоды): I зона период врезания всех резцов группы их в древесину; II зона период работы всех резцов группы и последовательного выходы их из древесины; III зона период последовательного выходы резцов группы из древесины; IV зона период подхода соседней группы резцов. Величина и взаимная ориентация во времени указанных зон при установившемся резании определяет различный характер взаимодействия резцов с древесиной с различной интенсивностью технологической нагрузки. Были получены математические зависимости указанных зон и с учётом их зависимости определения показателя неравномерности технологической нагрузки за цикл переработки древесины, выполнены расчёты и обоснован ряд параметров фрез. Установлено влияние на показатель неравномерности ширины, высоты фрезерования, а также угла разворота резцов в диаметральной плоскости фрезы. Рациональным (оптимальным) при двухрядном расположении двухкромочных резцов на корпусе фрезы является такое их расположение, чтобы отношение ширины ряда резцов с большим радиусом резания к ширине ряда резцов с меньшим радиусом резания (при расчётных значениях процесса фрезерования) составляло 1,25, величина неперекрытого участка режущей кромки у меньшего основания фрезы 50 мм при общей ширине фрезерования 120 мм. Это условие соответствует минимальной максимальной силе резания на длине срезаемой стружки и минимальному показателю неравномерности технологической нагрузки за оборот фрезы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Таратин Вячеслав Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THE UNEVEN PROCESS LOAD FROM SMALL TOOL CROSS-CONICAL CUTTERS OF SAWING MACHINES

The paper studies the process of uneven load at longitudinal milling by small tool cross-conical cutters of sawing machines. Non-uniformity of process load during milling by specified cutters was quantitatively evaluated by the indicator of the non-uniformity of the technological load during cycle of processing of logs and sawn timbers and wood chips. For small tool cutters, this figure is the ratio of the maximum total length of the cutting edges of cutters to the average length of their cutting edges simultaneously participating in a cutting cycle for processing of wood (turnover of cutters). Butt-tapered (conical) small tool cutters were conventionally considered as a discrete set of stepped cylindrical cutters, i.e. as often case of small tool cutter. The process of interaction of cutters with the wood for its processing cycle was divided into four zones (periods): I zone time of insertion off all cutters of the group into the timber; II zone the period of all cutters and serial outputs of them from the timber; III zone period of successive outputs of cutters from wood; IV zone period of approach of neighboring group cutters. The size and relative orientation of the time of these zones in the steady cutting defines the different nature of the interaction of cutters with the wood with varying intensity of process load. Mathematical relationships of these zones and taking it into account dependence of the definition of the index of uneven process load per cycle of wood processing were obtained, calculations were made and a number of parameters cutters were substantiated. The effect on the rate of uneven width, height, milling, as well as the angle of rotation of cutters in the center plane of milling cutter was defined.

Текст научной работы на тему «Анализ неравномерности технологической нагрузки от малорезцовых торцово-конических фрез лесопильных агрегатов»

Машины и оборудование

sign department, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», PhD in Engineering, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].

Posmetyev Victor Valerevich - Associate Professor of Forestry Mechanization and Machine Design department, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», PhD in Physics and Mathematical Sciences, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].

Kanishchev Denis Aleksandrovich - post-graduate student of Forestry Mechanization and Machine Design department, Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].

Storozhenko Stanislav Maksimovich - student of Federal State Budget Education Institution of Higher Education «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov», Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].

DOI: 10.12737/11281 УДК 674.093: 621.914.1

АНАЛИЗ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ОТ МАЛОРЕЗЦОВЫХ ТОРЦОВО-КОНИЧЕСКИХ ФРЕЗ ЛЕСОПИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

кандидат технических наук, доцент В. В. Таратин ФГАОУ ВПО "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова",

г. Архангельск, Российская Федерация

Статья посвящена изучению неравномерности технологической нагрузки при продольном фрезеровании малорезцовыми торцово-коническими (коническими) фрезами лесопильных агрегатов. Неравномерность технологической нагрузки при фрезеровании указанными фрезами количественно оценивалась показателем неравномерности технологической нагрузки за цикл переработки брёвен и брусьев на пиломатериалы и технологическую щепу. Для малорезцовых фрез этот показатель равен отношению максимальной суммарной длины режущих кромок резцов к средней длине их режущих кромок одновременно участвующих в резании за цикл переработки древесины (оборот фрезы). Торцово-конические (конические) малорезцовые фрезы условно рассматривались, как дискретный набор ступенчатых цилиндрических фрез, то есть как частый случай многорезцового фрезерного инструмента. Процесс взаимодействия резцов с древесиной за цикл её переработки был разделён на четыре зоны (периоды): I зона - период врезания всех резцов группы их в древесину; II зона - период работы всех резцов группы и последовательного выходы их из древесины; III зона - период последовательного выходы резцов группы из древесины; IV зона - период подхода соседней группы резцов. Величина и взаимная ориентация во времени указанных зон при установившемся резании определяет различный характер взаимодействия резцов с древесиной с

234

Лесотехнический журнал 1/2015

Машины и оборудование

различной интенсивностью технологической нагрузки. Были получены математические зависимости указанных зон и с учётом их - зависимости определения показателя неравномерности технологической нагрузки за цикл переработки древесины, выполнены расчёты и обоснован ряд параметров фрез. Установлено влияние на показатель неравномерности ширины, высоты фрезерования, а также угла разворота резцов в диаметральной плоскости фрезы. Рациональным (оптимальным) при двухрядном расположении двухкромочных резцов на корпусе фрезы является такое их расположение, чтобы отношение ширины ряда резцов с большим радиусом резания к ширине ряда резцов с меньшим радиусом резания (при расчётных значениях процесса фрезерования) составляло 1,25, величина неперекрытого участка режущей кромки у меньшего основания фрезы - 50 мм при общей ширине фрезерования 120 мм. Это условие соответствует минимальной максимальной силе резания на длине срезаемой стружки и минимальному показателю неравномерности технологической нагрузки за оборот фрезы.

Ключевые слова: малорезцовая торцово-коническая фреза, показатель неравномерности технологической нагрузки, лесопильный агрегат.

ANALYSIS OF THE UNEVEN PROCESS LOAD FROM SMALL TOOL CROSS-CONICAL CUTTERS OF SAWING MACHINES

PhD in Engineering, Associate Professor V. V. Taratin Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education "North (Arctic) Federal University named after Lomonosov", Arkhangelsk, Russian Federation

Abstract

The paper studies the process of uneven load at longitudinal milling by small tool cross-conical cutters of sawing machines. Non-uniformity of process load during milling by specified cutters was quantitatively evaluated by the indicator of the non-uniformity of the technological load during cycle of processing of logs and sawn timbers and wood chips. For small tool cutters, this figure is the ratio of the maximum total length of the cutting edges of cutters to the average length of their cutting edges simultaneously participating in a cutting cycle for processing of wood (turnover of cutters). Butt-tapered (conical) small tool cutters were conventionally considered as a discrete set of stepped cylindrical cutters, i.e. as often case of small tool cutter. The process of interaction of cutters with the wood for its processing cycle was divided into four zones (periods): I zone - time of insertion off all cutters of the group into the timber; II zone - the period of all cutters and serial outputs of them from the timber; III zone - period of successive outputs of cutters from wood; IV zone - period of approach of neighboring group cutters. The size and relative orientation of the time of these zones in the steady cutting defines the different nature of the interaction of cutters with the wood with varying intensity of process load. Mathematical relationships of these zones and taking it into account - dependence of the definition of the index of uneven process load per cycle of wood processing were obtained, calculations were made and a number of parameters cutters were substantiated. The effect on the rate of uneven width, height, milling, as well as the angle of rotation of cutters in the center plane of milling cutter was defined.

Keywords: small tool cross-conical cutter, indicator of uneven process load, sawing machine.

Лесотехнический журнал 1/2015

235

Машины и оборудование

Введение.

Малорезцовые торцово-конические (конические) фрезы широко применяются в отечественном и зарубежном агрегатном лесопильном оборудовании: фрезерно-

пильных, фрезерно-брусующих, фрезернообрезных станках. К достоинству этих фрез относится малая трудоёмкость изготовления и эксплуатации (по сравнению с многорезцовыми фрезами) в сочетании с высоким качеством получаемых пиломатериалов и технологической щепы для ЦБП [1, 2, 6, 7].

Однако анализ результатов экспериментальных исследований и опытнопроизводственных испытаний фрезернопильного оборудования с серийно выпускаемыми малорезцовыми фрезами показал большую неравномерность технологической нагрузки за цикл переработки брёвен и брусьев и как следствие большие пиковые значения силы резания, особенно в комлевой части брёвен и брусьев, зачастую превышающих удерживающие усилия устройства подачи и базирования станков. Отсюда снижение объёмного выхода пиломатериалов и технологической щепы, их качества, надёжности и производительности оборудования, преждевременный выход из строя инструмента, повышенные энерго-затраты в устройстве подачи и базирования, шум и вибрация

[3]. Из-за несовершенства малорезцовых фрез 6-8 % крайних досок постава фрезернопильной линии ЛФП-2/3 имели выфрезеровки на наружной пласти, при этом около 2 % - на длине более 1,5 м. Похожие проблемы возникали и при опытно-промышленной эксплуатации линии ЛАПБ-2 с малорезцовыми цилиндрическими фрезами [5, 6].

Методика исследований.

Анализ конструкций отечественных и зарубежных фрез, изучение процессов прерывистого и непрерывного взаимодействия резцов с древесиной позволили нам выдвинуть гипотезу, что для обеспечения требований ресурсо-сбережения необходима оптимизация конструкции фрез, минимизирующая максимальную мгновенную силу резания на дуге срезаемой стружки и как следствие - неравномерность технологической нагрузки.

Указанное предположение для малорезцовых фрез можно выразить следующей целевой функцией

^ lmax 1ср ^ Ш1п , (1)

где ^ - показатель неравномерности технологической нагрузки (силы резания за цикл переработки древесины - за оборот фрезы);

lmax и lcp - соответственно максимальная суммарная и средняя длина режущих кромок одновременно работающих резцов.

Различные варианты малорезцовых торцово-конических (конических) фрез представлены на рис. 1.

В отличие от многорезцовых фрез они не имеют явно выраженного спирального расположения резцов на корпусах фрез. Но расположение резцов для этого типа фрез можно условно также рассматривать как спиральное, только при числе резцов в спирали равном единице (Z/k = 1, где Z - число резцов фрезы; k - число условных спиралей) спирали будут условные ("вырожденные").

Случай "вырожденного" спирального расположения резцов при Z/k = 1 соответствует конструкции фрезы (рис. 1 а, б),

236

Лесотехнический журнал 1/2015

Машины и оборудование

Рис. 1. Расчетные схемы малорезцовых конических фрез: а - Z = 4; режущие кромки резцов установлены без разворота при г = 0; б - Z = 4; режущие кромки резцов установлены с разворотом в диаметральной плоскости фрезы при г > 0; в — Z = 8; г > 0; бесступенчатая коническая (OR = 0); г — Z = 8; г > 0; ступенчатая коническая (OR > 0) с не перекрытыми смежными резцами в осевом направлении фрезы (Вп=0); д — Z = 8; г > 0; ступенчатая коническая (OR > 0) с частично перекрытыми смежными резцами в осевом направлении фрезы (Вп > 0)

когда проекция длины режущей кромки 1р равняется проекции ширины фрезерования Вр на ось вращения фрезы. Это случай однорядного расположения резцов в осевом направлении фрезы. При этом возможно два варианта пространственного расположения резцов. Первый вариант (рис. 1 а), при г = 0, где г — это угол между проекций режущей кромки резца на плоскость перпендикулярную оси вращения фрезы и её диаметральной плоскостью, проходящей

через торцовый конец резца. Второй вариант (рис. 1 б), при г > 0.

Случай двухрядного расположения резцов в осевом направлении фрезы представлен на рис. 1 в, г, д. Возможно два конструктивных варианта малорезцовой торцово-конической (конической) фрезы при Z/ к >1, г >0. Первый вариант (рис. 1 в) это бесступенчатая фреза, когда параметр ступени OR=0. В этом случае смежные резцы (резцы, относящиеся к одной спирали) не перекры-

Лесотехнический журнал 1/2015

237

Машины и оборудование

вают друг друга в осевом направлении фрезы Вп=0. Второй вариант (рис. 1 г, д) это ступенчатая фреза, когда параметр OR>0. Он может предусматривать два исполнения. Одно исполнение (рис. 1 г), когда смежные резцы не перекрывают друг друга в осевом направлении фрезы Вп=0, другое - (рис. 1 д) с частично перекрытыми смежными резцами в осевом направлении фрезы Вп>0.

При математическом моделировании процесса фрезерования торцово-коническую (коническую) малорезцовую фрезу условно рассматривали, как дискретный набор цилиндрических фрез разного диаметра резания, то есть, как ступенчатую цилиндрическую фрезу с расположением резцов по пространственным спиралям. Это обеспечивает единство терминологии и обозначений с многорезцовыми фрезами, а также общность методики при математическом моделировании и обосновании параметров фрезерования разнотипным фрезерным инструментом. Процесс взаимодействия резцов с древесиной при фрезеровании за цикл переработки был

разделен на четыре зоны (периода). I зона (рис. 2) - период врезания от 1 до i резцов при 1 < i < р j-ой группы резцов фрезы; II зона (рис. 3 а) - период работы всех i (1 < i < р) резцов группы и последовательного от 1 до i их выхода из древесины; III зона (рис. 3 б) -период последовательного от 1 до i выхода резцов группы из древесины; IV зона (рис. 3 б) - период подхода соседней j+1 группы резцов.

Величина и взаимная ориентация во времени указанных зон при установившемся резании определяет различный характер взаимодействия резцов с древесиной с различной интенсивностью технологической нагрузки. Этот характер взаимодействия может быть прерывистый, при котором процесс резания носит нестабильный характер от максимальных пиковых значений силы резания (зона II) до минимальных - нулевых значений ее (зона IV). Это ухудшает динамику процесса резания, условия базирования предмета обработки, а значит, увеличиваются энергетические затраты на подачу и базиро-

Рис. 2. Расчётная схема малорезцовой торцово-конической (конической) фрезы врезания от 1 до p условных резцов их j группы - I зона

период

238

Лесотехнический журнал 1/2015

Машины и оборудование

Рис. 3. Расчетная схема малорезцовой торцово-конической (конической) фрезы: а - период работы от 1 до p условных резцов j группы и выхода из древесины - II зона; б - период выхода условных резцов группы - III зона и период подхода соседней j +1 группы резцов - IV зона

вание, служит причиной значительного шума и вибрации. Кроме указанного, характер взаимодействия может быть непрерывный, при котором процесс резания носит более стабильный характер. В этом случае максимальные пиковые силы резания (зона II) имеют меньшие абсолютные значения, а разница между ними и минимальными силами резания незначительная (зона IV - отсутствует). С учетом работы резцов всех групп k-ой спирали фрезы при повороте ее на угол 2n/k общая зависимость одновременно условно работающих резцов (резцов - ширина резания которых зависит от количества ступеней ступенчатой цилиндрической фрезы, в которую была преобразована исходная фреза) от угла поворота фрезы п(р) выражается следующей системой уравнений (2).

В системе уравнений (2) приняты следующие обозначения: R - максимальный радиус резания, мм; S - радиальный шаг условных резцов в спирали, мм; а - угловой шаг условных резцов в спирали, град; р - текущий угол поворота фрезы, град; QR - высота ступени между рядами резцов, мм; a - расстояние между нижней образующей бревна (пластью бруса) и осью фрезы, мм; h - толщина фрезерования, мм; i - текущее количество одновременно работающих условных резцов при 1 < i < р j-ой группы условных резцов фрезы.

По уравнениям системы (2) можно определить количество одновременно работающих условных резцов при повороте на любой угол р, а также максимальное

пр) =

nj(р) = {R -[8(j -1) + QR]}/5- (a -h)/{8 sin{p-o(j -1) +

+ arcsin{(a -h) /{R -[8( j -1) + QR]}}, (j - 1)о < p < p(i-V)j;

njp)=h P(i-1)j < p<P(2i-1)j;

nj1 (р) = {a / {8 sin{p - со (j -1) + arcsin{a /{R - [5 (j -1) + QR]} }

-{R - [8( j-1) + QR]}/8 + 0,5 + i, P(2i-i) j < P< j®.

(2)

Лесотехнический журнал 1/2015

239

Машины и оборудование

количество одновременно работающих условных резцов nmax фрезы.

Среднее количество пср одновременно работающих условных резцов за оборот фрезы определяется по зависимости

zp_1

пср = 0,5rt£ {nlp[(р(1_1)j - (j - 1)ю+ (3)

+,[Р(2,-1) j -Р(,-1) j ] - nZ [P(2i-1) j -Pj ]}. где k - число спиралей фрезы;

z - число условных резцов в спирали;

p - число условных резцов в группе.

После представления правой части уравнения (3) в интегральном виде и раскрытия интегральной зависимости были определены значения параметра ncp .

Показатели в правой части уравнения (1) определяются по зависимостям:

1ср= пср во/coss cosp, (4)

lmax= Птах во/cOSSCOSf, (5)

где во - ширина фрезерования условного резца, мм;

Ф - угол наклона режущей кромки резца к плоскости перпендикулярной оси вращения фрезы, град.

Результаты исследований и выводы.

Результаты расчётов по зависимостям (1) - (5) показали следующее.

С уменьшением ширины фрезерования наблюдается снижение lтах , lcp , щ , причём для lmax и lcp это снижение имеет линейный характер, а для щ - слегка выраженный криволинейный. Условие (1) не достигается (экстремумов не наблюдается).

С увеличением толщины фрезерования lcp не изменяется, а lmax сначала с h = 60 мм до h = 90 мм незначительно уменьшается, а затем до h = 180 мм растёт с большей интенсивностью с наличием экстремального (ми-

нимального) значения в диапазоне толщины фрезерования от 80 до 100 мм (рис. 4 а). Криволинейный характер последней зависимости сказывается на характере параметра ц. Он также криволинейный, но с обратной вогнутостью, не позволяющей в экстремальной точке минимизацию показателя щ, а значит, условие минимизации критерия по зависимости (1) (рис. 4 б) не достигается.

С увеличением угла 8 наблюдается незначительный рост показателей lmax и lcp по слабовыраженным криволинейным зависимостям, не имеющим экстремальных точек (рис. 4 в). Показатель щ при изменении параметра 8 остаётся постоянным.

При установившемся резании (все условные резцы группы внедряются в древесину) минимум показателя lmax достигается при 8 = 0°. Однако в начальный момент резания при неустановившемся резании (не все условные резцы участвуют в резании) с позиции лучших условий базирования, а также уменьшения ударной нагрузки целесообразно иметь угол 8 > 0°. Значение параметра 8 в большинстве конструкций отечественных и зарубежных торцово-конических (конических) малорезцовых фрез принимают равным 15°. Это значение параметра 8 считается рациональным по результатам опытнопромышленных и производственных испытаний фрезерного инструмента и прежде всего по показателю качества технологической щепы [1, 2, 5, 7].

На рис. 5 представлены графики влияния параметра ЛБ = Boi/Bo2 - отношения ширины ряда резцов с большим радиусом резания B0i к ширине ряда резцов с меньшим радиусом резания Bo2 - соответственно на

240

Лесотехнический журнал 1/2015

Машины и оборудование

Рис. 4. Влияние толщины фрезерования h на 1ср и lmax - а, на показатель технологической нагрузки п - б, угла разворота лезвий резцов s на 1ср и lmax - в при значениях: пр = 2 (фреза двухрядная) АВ = B01 / В02 = 1 В01 = 60 мм; В02 = 60 мм; Z = 8 - а.б; пр = 1 (фреза однорядная); АВ = Boi / В02 = 0; Boi = 0 мм; Z = 4 - в; Вр = 120 мм; к = 4; Qex = 75°; QCp = 45°; ^ = 45°;

As = 15°; Sz = 22 мм; b0 = 2,5 мм

а б

Рис. 5. Влияние АВ на: а - lmax и lcp ; б - показатель неравномерности технологической нагрузки п

Лесотехнический журнал 1/2015

241

Машины и оборудование

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

среднюю и максимальную суммарную длину одновременно работающих резцов (рис. 5 а), а также на показатель неравномерности технологической нагрузки (рис. 5 б). Постоянными значениями при построении графиков были: Вр = 120 мм; k = 4; QBX = 75°; Qcp = 45°; (р = 45°; s = 15°; Sz = 22 мм; h = 180 мм; b0 =

2,5 мм.

С увеличением параметра ЛБ показатель lcp уменьшается по слабовыраженной криволинейной зависимости. Показатель lmax сначала с ЛБ от 0 до 1,25 резко уменьшается, а затем с ЛБ от 1,25 до 2 растёт с несколько меньшей интенсивностью (рис. 5 а) с наличием экстремального (минимального) значения при ЛБ= 1,25.

Криволинейный характер последней зависимости сказывается на характере параметра п (рис. 5 б). Он также криволинейный, но с той же вогнутостью, позволяющей получить в экстремальной точке при ЛБ = 1,25 минимизацию показателя п, а значит, достижения условия минимизации критерия по зависимости (1).

Именно при параметре ЛБ=1,25 минимизируется значение максимальной мгновенной силы резания на дуге срезаемой стружки и обеспечивается минимальный показатель неравномерности технологической нагрузки за цикл агрегатной переработки (оборот фрезы).

Выполненные расчёты позволили обосновать ряд конструктивно-технологических параметров, обеспечивающих требования ресурсосбережения по критерию (1).

Проведение оптимизации конструкции ресурсосберегающей торцово-конической

малорезцовой фрезы (патент РФ № 1782732

[4]) с двухрядным расположением двухкромочных резцов и с перекрытием режущих кромок в осевом направлении (рис. 1 д) с использованием целевой функции (1) и зависимостей (2) - (5) относительно параметра В0 показало, что с учетом применяемых поставов и параметров перерабатываемого сырья, величина перекрытия в осевом направлении должна составлять Вп = 70 мм, а значит при общей ширине фрезерования в осевом направлении фрезы Бр = 120 мм, величина неперекрытой части резца, расположенного у меньшего основания корпуса фрезы, в осевом направлении В0 должна составлять 50 мм.

Как показали расчеты, если для традиционной фрезы с полным перекрытием смежных резцов (рис. 1 а, б) при переработке пиловочного сырья на фрезернопильной линии с вершинным диаметром, например 2024 см, при обработке комлевой части бревен (брусьев) ширина фрезерования соответствующая одновременно находящимся в древесине лезвиям резцов достигает 100-120 мм, то для ресурсосберегающей конструкции фрезы (рис. 1 д) этот параметр составит 50-70 мм. Снижение почти в два раза указанного параметра важно для улучшения условий базирования, а значит, снижения энергозатрат на него для обеспечения высокого качества вырабатываемых пиломатериалов и технологической щепы и, в частности, будет способствовать уменьшению выфрезеровок на боковых пластях крайних досок постава фрезернопильных линий.

На основании исследования неравномерности технологической нагрузки малорезцовых торцово-конических фрез лесопильных агрегатов были обоснованы сле-

242

Лесотехнический журнал 1/2015

Машины и оборудование

дующие рациональные параметры малорезцовых торцово-конических фрез с двухкромочными резцами: Л = 1,25, Вп = 70 мм, В0 = 50 мм, V = 25 м/с, Sz = 22 мм, пр = 2, Z = 8, k = 4, (р = 45°, Бр = 120 мм; k = 4; Qex = 75°;

Qcp = 45°; s = 15°. Эти параметры заложены нами в техническом задании на проектирование ресурсосберегающих фрез для фрезернобрусующих и фрезернопильных станков агрегатных лесопильных линий.

Библиографический список

1. Авксентьев, М.П. Фрезерный инструмент для агрегатного оборудования [Текст] / М.П. Авксеньтьев // Тезисы докладов к Всесоюзному семинару «Состояние и основные направления развития агрегатного лесопиления в текущей пятилетке и на перспективу» Центральный науч.-исслед. ин-т механ. обраб. древ. ЦНИИМОД. - Архангельск, 1985. - С. 25-32.

2. Боровиков, Е.М. Лесопиление на агрегатном оборудовании [Текст] / Е.М. Боровиков, Л.А. Фефилов, В.В. Шестаков. - М. : Лесная промышленность, 1985. - 216 с.

3. Грубе, А.Э. Дереворежущие инструменты [Текст] / А.Е. Грубе. - М. : Лесная промышленность, 1971. - 343 с.

4. Пат. № 1782732 РФ, МПК4 В27, G13/02, 13/04. Торцово-коническая малоножевая фреза [Текст] / В.В. Таратин, А.П. Тарутин; заявитель и патентообладатель Центральный науч.-исслед. ин-т механ. обраб. древ. - № 4840963/15 ; заявл. 23.12.90 ; опубл. 23.12.92. Бюл. № 47. - 47 с.

5. Сенкевич, Л.В. Совершенствование конструктивных параметров малоножевых торцово-конических фрез для фрезерно-пильного оборудования [Текст] : автореф.канд. техн.

наук: 05.21.05/ Л.В. Сенкевич. - СПб, ЛТА. - СПб, 1994. - 22 с.

6. Таратин, В.В. Лесопильные агрегаты: современное состояние и тенденции их совершенствования [Текст] / В.В. Таратин // Деревообраб. пром-сть. - 1998. - № 1. - С. 3-6.

7. Fronius, K. Spaner Kreissagen Bandsagen [Text] / K. Fronius. - Stuttgart : DRW-Verlag, 1989. - 300 p.

References

1. Avksentyev M.P. Frezernyj instrument dlja agregatnogo oborudovanija [Milling tool for modular equipment]. Tezisy dokladov k Vsesojuznomu seminaru «Sostojanie i osnovnye napravle-nija razvitija agregatnogo lesopilenija v tekushhej pjatiletke i na perspektivu». Central'nyj nauch.-issled. in-t mehan. obrab. drev. CNIIMOD [Abstracts for All-Union Seminar "Status and trends of aggregate sawing in the current five-year period and for the future". Central Scientific Research Institute of Mechanical Wood Processing. CSRIMWP]. Arkhangelsk, 1985, pp. 25-32. (In Russian).

2. Borovikov E.M., Fefilov L.A., Shestakov V.V. Lesopilenie na agregatnom oborudovanii [Sawmills on aggregate equipment]. Moscow, 1985, 216 p. (In Russian).

3. Grube A.E. Derevorezhushhie instrument [Woodcutting tools]. Moscow, 1971, 343 p. (In Russian).

4. Taratin V.V., Tarutin A.P. Torcovo-konicheskaja malonozhevaja freza [Butt-conical small-

Лесотехнический журнал 1/2015 243

Машины и оборудование

knife cutter]. Patent RF, no. 1782732, 1992.

5. Senkevich L.V. Sovershenstvovanie konstruktivnyh parametrov malono—zhevyh torcovo-konicheskih frez dlja frezerno-pil'nogo oborudovanija. Avtoref. kand. tehn. nauk [Improving the design parameters of small-knife butt-conical cutters for milling and sawing equipment. Author. cand. techn. sci. dis.]. Saint Petersburg, 1994, 22 p. (In Russian).

6. Taratin V.V. Lesopil'nye agregaty: sovremennoe sostojanie i tendencii ih so-vershenstvovanija [Sawmills units: current status and trends to improve them]. Derevoobrab. promst' [Woodworking ind-ry], 1998, no. 1, pp.3-6. (In Russian).

7. Fronius K. Spaner Kreissagen Bandsagen. Stuttgart: DRW-Verlag, 1989, 300 p.

Сведения об авторе

Таратин Вячеслав Викторович - доцент кафедры древесиноведения и технологии деревообработки федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова", кандидат технических наук, доцент, г. Архангельск, Российская Федерация; e-mail: [email protected].

Information about author

Taratin Vyacheslav Victorovich - Associate Professor of Wood Science and Wood Technology department, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education "North (Arctic) Federal University named after Lomonosov", PhD in Engineering, Associate Professor, Arkhangelsk, Russian Federation; e-mail: [email protected].

DOI: 10.12737/11282 УДК 621.367.3: 664.7

ОЦЕНКА ДРОБЛЕНИЯ ЗЕРНА РАЗЛИЧНЫХ КУЛЬТУР НОРИЯМИ

кандидат технических наук, доцент И. В. Шатохин1

А. Г. Парфенов1

1 - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени Императора

Петра I», г. Воронеж, Российская Федерация

Одним из факторов обеспечения достаточного количества зерна является использование для посева высококачественных семян и сохранение выращенного урожая на всех этапах его производства. При этом немаловажное значение имеет такой показатель качества зерна, как его повреждение. По данным многих исследователей, зерно, прошедшее через машины при послеуборочной обработке, нередко имеет больше механических повреждений, чем поступающее на обработку. При использовании для посева механически поврежденных семян резко снижается урожайность зерновых культур. При неблагоприятных условиях 1 % травмированных семян ведет к снижению

244

Лесотехнический журнал 1/2015

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.