CC BY
27
ДЕРЕВООБРАБОТКА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОПОРЫ С ДИСКОМ КРУГЛОЙ ПИЛЫ
А.С. ТОРОПОВ, проф. каф. деревообрабатывающих производствМарГТУ, д-р техн. наук, Е.С. ШАРАПОВ, доц. каф. деревообрабатывающих производств МарГТУ, канд. техн. наук, Е.Ю. КУЗНЕЦОВ, асп. каф. деревообрабатывающих производств МарГТУ
sharapov_evgeniy@mail.ru; кuzeu@mail.ru
Круглопильные станки нашли широкое применение при распиловке лесоматериалов на пиломатериалы. Они имеют относительно невысокую стоимость, высокую производительность, простоту конструкции. Вместе с тем круглопильные станки обладают серьезным недостатком, который относится к трудности создания требуемой устойчивости пилы в пропиле [1].
В процессе пиления древесины пильный диск испытывает различные напряжения в результате воздействия на него центробежных сил инерции, неравномерности нагрева, усилий резания, проковки и вальцевания. При недостаточной изгибной жесткости диск пилы отклоняется от плоскости вращения, зарезается в стенки пропила и теряет устойчивость. В результате уменьшается точность пиления, на поверхности диска возникают «зажоги», повышается энергопотребление.
Наиболее эффективным средством ограничения отклонения диска пилы в осевом направлении являются направляющие [2].
В настоящее время широкое применение получили щелевые направляющие [5], которые являются ограничителями предельных отклонений диска пилы. Однако недостаточная устойчивость диска и наличие фрикционного контакта с направляющими приводит к ускоренному износу диска и направляющих [5].
Перспективным является применение отжимных аэростатических направляющих [3], где повышение устойчивости пильного диска достигается за счет подачи на него под давлением водо-воздушной смеси. Тем не менее, при эксплуатации таких направляющих возможны отказы из-за засорения магистралей и рабочего зазора, в связи с чем увеличиваются затраты на обслуживание.
Предлагается использование новой конструкции отжимной электромагнитной
направляющей, где повышение устойчивости диска круглой пилы достигается за счет силы притяжения, возникающей в воздушном зазоре между диском и электромагнитами в зависимости от величины и направления ее отклонения за счет автоматической системы управления положением диска пилы [4].
Цель работы - определение взаимодействия параметров электромагнита с величиной усилия притяжения диска круглой пилы.
Решаемые задачи: разработать экспериментальный стенд и методику экспериментальных исследований взаимодействия параметров электромагнита с величиной усилия притяжения диска круглой пилы; провести статистическую обработку данных, полученных в результате экспериментальных исследований; получить зависимости усилий притяжения диска пилы от величины воздушного зазора и силы тока в обмотке электромагнита.
Схема экспериментального стенда для исследования взаимодействия электромагнитной опоры с диском круглой пилы представлена на рис. 1.
Внешний вид экспериментального стенда для исследования взаимодействия электромагнитной опоры с диском круглой пилы представлен на рис. 2.
Конструкция экспериментального стенда включает: 1 - грузоподъемный электромагнит ДКМ-020 (и=36В, I=8A), 2 - диск круглой пилы (D=0,45 м, s=0,0028 м), 3 - автотрансформатор ЛАТР-1М (Ц=220В, U2=5-240B, I=8A), 4 - цифровой мультиметр для измерения величины силы тока в обмотке электромагнита UT-106 (и=220мВ-1000В,
1=200мА-10А), 5 - винтовая передача, 6 - каретка, 7 - цифровой динамометр ОСS-300K-1 (диапазон измерения 20-3000Н, точность измерения 1Н).
122
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 1. Схема экспериментального стенда для исследования взаимодействия электромагнитной опоры с диском круглой пилы
Рис. 2. Экспериментальный стенд для исследования взаимодействия электромагнитной опоры с диском круглой пилы
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
123
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Таблица
Результаты статистической обработки данных в программе Table Curve 2D 2.03
Параметр Величина зазора, x Сила тока, I
Уравнение регрессии -Сщ, = a + bx + cx15 + dx2 Fm = a + bl + cI
Значения коэффициентов
a 821 -10,51
b -671210 171
c 14868442 -7,5
D -96216670
r2 0,995 0,9992
Стандартная ошибка 8,897 7,929
Рис. 3. Зависимость усилия притяжения диска круглой пилы от величины воздушного зазора
Рис. 4. Зависимость усилия притяжения диска круглой пилы от величины силы тока
Методика проведения экспериментальных исследований включает измерение усилия притяжения диска круглой пилы при варьировании величины воздушного зазора между электромагнитом и пилой и силы тока в обмотке электромагнита.
Представим порядок проведения экспериментальных исследований для измере-
ния усилия притяжения диска пилы при варьировании величины силы тока.
С помощью нескольких измерительных щупов из немагнитного материала (Щ206-2), исходя из методики проведения экспериментальных исследований, выставляем постоянную величину воздушного зазора между электромагнитом - 1 и пилой - 2 х = 0,0004 м (см.
124
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
