CC BY
7
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК674.05.053:621.93 Доц. М.1. Пилипчук, канд. техн. наук;
магктрант М.Р. Бурдяк - НЛТУ Украти, м. nbsis
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТОЧНОСТ1 РОЗПИЛЮВАННЯ КОЛОД НА КРУГЛОПИЛКОВОМУ ВЕРСТАТ1 "ЯСЕНЬ-БАРАКУДА"
За розробленою методикою на 0CH0Bi математичного багатофакторного плану здшснено експериментальнi дослiдження, внаслщок яких розраховано регресивну залежнiсть точност випилювання обрiзних пиломатерiалiв вiд основних чинниюв. Встановлено, що технологiчна точшсть верстата е низькою i не забезпечуе вщповщ-них вимог щодо точностi виготовлення обрiзних пиломатерiалiв, тому конструкщя верстата потребуе подальшого вдосконалення.
Ключов1 слова: точнiсть, ортопиляння, верстат, методика, рiвняння регресп.
Assoc. prof. M.I. Pylypchuk; undergraduate М.Р. Burdjak -
NUFWTof Ukraine, L'viv
Logs sawing exactness research on round-saw machine-tool
"Jasen-Barakuda"
After the developed method on the basis of mathematical multifactor a plan is conducted experimental researches as a result of which regressive dependence of exactness of sawing of saw-timbers is set on basic factors. It is set that technological exactness of machine-tool is low and does not provide the proper requirements in relation to exactness of making of skinner saw-timbers, that is why the construction of machine-tool needs subsequent perfection.
Keywords: accuracy, machine, method, equalization of regression.
Актуальшсть теми дослвдження. Найновшою розробкою у напрям-ку вдосконалення конструкцш круглопилкових верстат1в е верстати ортогонального пиляння (ортопиляння) колод [1, 2]. Спошб ортопиляння колод дае змогу виготовляти обр1зш пиломатер1али максимально можливого рад1ально-го розкрою, що забезпечуе його високу ефектившсть та перспектившсть. Конструювання таких верстат1в перебувае на початковш стади розвитку, тому актуальним е пошук науково-обгрунтованих ршень щодо подальшого вдосконалення ix конструкцш.
За результатами попередшх дослщжень теxнологiчноi точност [2] верстата марки "Ясень-Баракуда" [3] встановлено низький клас точност цього верстата, що не вщповщае сучасним вимогам щодо точносп обр1зних пиломатер1ал1в. Тому вважаемо доцшьним здшснення наукових дослщжень для забезпечення основ подальшого вдосконалення конструкци верстата "Ясень-Баракуда" з метою тдвищення точносл процесу пиляння.
Експериментальш дослiдження. На основ1 анал1зу динамiчноi моде-л1 точносл оброблення загот1вок на деревообробних верстатах [4-6] ми роз-робили методику дослщження точносп розпилювання колод на верстат ортопиляння "Ясень-Баракуда" [2]. Для планування експерименту вибираемо В-
план [7], який мае порiвняно високi характеристики точност коефщенпв рiвняння регреси. Загальний вигляд рiвняння регреси для дослщжувано! за-лежностi мае такий вигляд:
у = Ьо + ЬХ + Ь2Х2 + Ъ12Х1Х2, де Ь0, Ь1, Ь2, Ь12 - коефщенти рiвняння регреси.
На основi аналiзу джерел та чинникiв впливу на точшсть виготовлен-ня обрiзних пиломатерiалiв на верстатi "Ясень-Баракуда" [1], ми встановили, що найбiльший вплив серед ушх наявних чинникiв мають швидкiсть подачi Уб та затуплешсть iнструмента ар. Параметром оцiнки точност прийнято значення поля розсiювання ю розмiрiв брускiв, що формуються в процес пи-ляння. Отже, внаслщок експериментальних дослiджень нам потрiбно встано-вити таку залежнiсть:
ю = ар).
Для розроблення плану експерименту потрiбно визначити область ш-тересу чинниюв впливу. Швидкiсть подачi на верстатi може змiнюватись в межах вщ 0 до 25 м/хв. Для наших дослщжень за область штересу приймаемо дiапазон робочих швидкостей подач, тобто вiд 8 до 16 м/хв.
Затуплешсть пилки в процес пиляння посилюеться. 1нтенсившсть за-тупленостi iнструменту залежить вщ режиму пиляння та породи деревини. Перюд стiйкостi iнструменту визначають за критичним станом його затупле-ност^ який настае у момент завершення перiоду його монотонного зношення. Для ощнювання ступеня затупленостi пилок ми прийняли штервал значень коефiцiентiв вщ 1 до 3, тобто арШт = 1 - гострi пилки, а арШт = 3 - максимально затуплет пилки, що розпиляли близько 8 м3 деревини.
У табл. 1 наведено значення рiвнiв варшвання змiнних чинникiв та 1х кодування.
Табл. 1. Визначення pisms варЮвання змтних ф baKmopie
Чинник Основний р1вень Верхнш р1вень Нижнш р1вень 1нтервал змши Кодове значення чинника
Швидшсть подач1 Vs, м/хв 12 16 8 4 X1
Затуплешсть шструмента ар 2 3 1 1 X2
З метою отримання достовiрних результатiв дослiди за В-планом ви-конували у виробничих умовах на верстав ВПО-1 "Ясень-Баракуда" [3], що експлуатуеться в лiсопильному цеху фiрми "Ясень"(рис. 1).
Щодо рiзального шструменту, який використовувався на верстатi шд час виконання дослiдiв, то це кругш дисковi пилки фiрми GASS з пластинами твердого сплаву типу GS (рис. 2).
Решта умов виконання експерименту вщносно заго^вки та верстата були такими: порода деревини - сосна; висота пропилу - 33; 100 мм; дiаметр ко-лоди - 40 см; волопсть деревини - 25 %; ширина пропилу - 4,4 мм; швидюсть рiзання - 60 м/с; номшальш розмiри виготовлених деталей: 1550x100x33 мм. Визначеш умови здiйснення експерименту вщповщають реальним виробни-чим умовам розпилювання колод на круглопилкових верстатах ортогонального пиляння. Результати реашзаци плану експерименту наведено у табл. 2.
86
Збiрник науково-техшчних праць
Рис. 1. Загальний вигляд круглопилкового верстата ВПО-1 "Ясень-Баракуда"
Рис. 2. Кругла пилка для поздовжнього розпилювання деревини ф1рми ОА88:
а - загальний вигляд; б - форма твердосплавних пластинок
Табл. 2. Результати реалiзацu В - плану експерименту
№ доел. Кодов1 значення фактор1в Натуральт значення чинник1в Середне значення ю, мм
Х1 Х2 Vs, м/хв ap Горизонт. пилка Вертикал. пилка
1 -1 -1 8 1 0,56 0,49
2 + 1 -1 16 1 1,55 1,03
3 -1 + 1 8 3 0,95 0,61
4 + 1 + 1 16 3 2,26 1,18
Оброблення результат багатофакторного експерименту виконували за допомогою прикладно! програми на ЕОМ [7]. Отримаш рiвняння в кодо-вих значеннях мають такий вигляд:
• для горизонтально! пилки: ю = 1,33 + 0,58Х + 0,28-Х2 + 0,08Х^Х2;
• для вертикально! пилки: ю = 0,83 + 0,28-Х1 + 0,07-Х2 + 0,01-Х1Х2.
Умови адекватноет в отриманих рiвняннях виконуються, тому вва-жаемо, що результати рiвняння регрееи з достатньою точнiстю узгодженi з результатами експерименту.
Аналiз результа^в експериментальних дослiджень. За отриманими рiвняннями можна аналiзувати величину впливу кожного iз чинникiв на параметр поля розсшвання, а також прогнозувати його величину за будь-яких
значень чинниюв, що перебувають у межах мiж верхнiм (+1) та нижнiм (-1) рiвнями. Проаналiзувавши значення коефщенпв рiвнянь регресп варто за-значити таке:
• у кожному 1з р1внянь вс коеф1щенти мають додатне значення, тобто юнуе пряма залежтсть;
• для горизонтально! пилки величина впливу швидкост подач1 на поле розсь ювання майже в два рази б1льша ввд впливу затупленосп шструменту, а для вертикально! пилки - майже в чотири рази;
• мшмального значення поля розсшвання як у раз1 розпилювання горизонтальною (0,37 мм) так 1 вертикальною (0,47 мм) пилками можна досягти за мшмальних значень величин швидкост1 подач1 та затупленосп шструмента.
• максимальне значення поля розсшвання як при розпилювант горизонтальною (2,29 мм) так 1 вертикальною (1,19 мм) пилками отримуеться при макси-мальних значеннях величин швидкост подач1 та затупленосп шструмента.
• якщо значення обох чиннишв перебуватимуть на нульових р1внях, величина поля розсшвання становитиме 1,33 мм - для горизонтально! пилки та 0,83 мм - для вертикально!, що ввдповвдае значениям вшьних члетв одержа-них р1внянь.
• наявтсть коеф1щепив взаемоди св1дчить про те, що шнуе взаемовплив чин-ниюв, тобто збшьшення затупленосп шструмента тдвищуе вплив швидкосп подач1 1 навпаки.
На основi результатiв експерименту побудовано дiаграми динамжи точиостi виготовлення обрiзиих пиломатерiалiв на верстав "Ясень-Баракуда" за перiод стшкосп пилок (рис. 3).
Рис. 3. Дiаграми динамки точностi виготовлення обрiзних пиломатерiалiв на верстатi "Ясень-Баракуда" за швидкостi подачi 16м/хв:
а - горизонтальною пилою; б - вертикальною пилкою На основi анашзу дiаграми можна зробити таю висновки:
• початков1 значення поля розсшвання розм1р1в для обох пилок (±1,71 мм та ±1,03 мм) перевищують допустим! вщхилення (±1,0 мм), що тдтверджуе низьку геометричну точн1сть верстата;
• збшьшення майже в два рази значень поля розсшвання за перюд стшкосп пилок (для горизонтально! до ±2,11 мм, для вертикально! до ±1,19 мм), пояс-нюеться низькою жорстшстю основних вузл1в верстата;
• точтсть пиляння за перюд стшкосп 1нструменту знижуеться 1нтенсивн1ше в процес пиляння горизонтальною пилкою майже в два рази пор1вняно 1з вертикальною, що пояснюеться бшьш складними умовами роботи горизонтально! пилки.
88
Збiрник науково-технiчних праць
Висновки. Внаслiдок експериментальних дослiджень отримано регре-сивш залежностi точносп пиляння вiд швидкосп подачi та затупленостi шструменту для горизонтально! та вертикально! пилок.
Внаслщок анашзу отриманих рiвнянь регресп встановлено, що для горизонтально! пилки величина впливу швидкосп подачi на поле розсшвання майже в два рази бшьша вщ впливу затупленосп шструменту, а для вертикально! пилки - майже в чотири рази.
1з аналiзу отриманих дiаграм динамши точностi за перiод стшкосп iнструмента встановлено, що горизонтальна пилка розпилюе деревину з мен-шою точнiстю, нiж вертикальна через складнiшi умови !! роботи.
На основi виконаних дослiджень встановлено, що технолопчна точ-нiсть верстата е низькою i не забезпечуе вiдповiдних вимог щодо точностi ви-готовлення обрiзних пиломатерiалiв, тому конструкцiя верстата потребуе по-дальшого вдосконалення.
Л1тература
1. Пилипчук М.1. Методика дослiдження точностi розпилювання колод на круглопил-ковому верстатi "Ясень-Баракуда" // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць / М.1. Пилипчук, М.Р. Бурдяк. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2009. - Вип. 19.6. - С. 124-129.
2. Пилипчук М.1. Анашз конструкцiй верстатiв для ортогонального розпилювання колод круглими пилками // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць / М.1. Пилипчук, П.В. Андрiевський - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2009. - Вип. 19.7. - С. 146-132.
3. Паспорт поздовжнього-обрiзного верстата ВПО-1 "Ясень-Баракуда". - 10 с.
4. Манжос Ф.М. Точность механической обработки древесины : учебник [для ВУЗов]. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1959. - 264 с.
5. Комаров Г.А. Точность дереворежущих станков. Размерная настройка : учебн. пособ. [для ВУЗов]. - М. : Изд-во "Наука", 1985. - 56 с.
6. Пилипчук М.1. Основш напрями розвитку теори точност мехашчного оброблення деревини та деревних матерiалiв // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : УкрДЛТУ. - 2005. - Вип. 15.1. - С. 165-170.
7. Пилипчук М.1. Основи наукових дослщжень : пщручник / М.1. Пилипчук, А.С. Гри-гор'ев, В.В. Шостак. - К. : Вид-во "Наука", 2007. - 270 с.
УДК 539.3 Доц. А.Р. Дзюбик, канд. техн. наук; доц. Р.В. Палаш,
канд. техн. наук; доц. 1.Б. Назар, канд. техн. наук -
НУ "Льв1вська полтехмка "
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТЕХНОЛОГ1ЧНО1 М1ЦНОСТ1 ЗВАРНИХ З'еДНАНЬ МАГ1СТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОД1В 13 ВИСОКО
М1ЦНИХ СТАЛЕЙ
Розглянуто можливють застосуваиия пластичних шв1в тд час зварювання ма-гютральних трубопровод1в 1з низьколегованих сталей в терм1чному або термомеха-иiчиому змiциеиому сташ. Розвинуто експеримеитальио-розрахуиковий метод для дослiджеиия напруженого стану зварних з'еднань. Дослiджеио вплив величин зони пластичних деформацiй на величину залишкових зварювальних напружень.
Ключов1 слова: магiстральиий трубопровiд, иизьколеговаиа сталь, експери-меитальио-розрахуиковий метод, поле пластичних деформацiй.
