CC BY
8
УДК 674.053 Маг^трант Н.М. Лозан1; доц. Ю.1. Муляр1, канд. техн. наук;
тж. Ю.М. Сапожинський1; доц. В.Д. Дупляк?, канд. техн. наук
КОНСТРУКЦ1Я ПРИСТРОЮ ДЛЯ ОБРОБЛЕННЯ ДЕРЕВИНИ
Описано конструкщю та принцип ди пристрою для оброблення деревини, орieнтованого на втизняне виробництво (як на приватне господарство, де мш би працювати навт один робiтник, так i на промислове виробництво) мобiльного, зручного i простого у використаннi. Проаналiзовано вiдомi конструктивнi рiзновиди верстатiв та пристро1в для заготiвлi дров зарубiжного та вiтчизняного виробництва а також стан сшьського та лiсового господарств Укра1ни та iнших европейських кра!н [1, 2]. Враховуючи незмiнну потребу у дровах та дошках, розроблення такого верста-та дае змогу максимально можливо автоматизувати такий трудомюткий процес, як здшснення первинного оброблення деревини; а виходячи з економiчноl ситуаци кра-!ни, можливiсть роботи пристрою вщ одного з двох можливих джерел енерги - елек-троенерги та двигуна трактора - неабияк актуально.
Ключовг слова: деревооброблення, пристрiй для оброблення деревини, заго^в-ля дров, нарiзання дощок.
Розглядаючи сучасний стан техшчного забезпечення люового господарства, потр1бно зазначити, що майже 85 % загального парку становлять трактори сшьськогосподарського призначення, близько 80 % люогосподарсь-ких машин 1 мехашзм1в виготовлено в Росп 1 кра!нах СНД, 70 %> трактор1в вщпрацювали свш ресурс [1]. Морально 1 ф1зично застарша й бшьшють люо-господарських машин 1 знарядь. Перехщ на европейсью стандарти люовщ-новлення 1 люорозведення, що ор1ентоваш на природш можливосп вщтво-рення л1с1в, також потребуе вщ машинобуд1вниюв створення нових систем машин для забезпечення поступових рубань головного користування 1 спри-яння самовщновленню л1с1в.
На сьогодш в1тчизняна промисловють не випускае люогосподарських трактор1в, спещальних машин для люозагопвель 1 транспортування деревини. Тому в люовому господарст використовують здебшьшого трактори загального або сшьськогосподарського призначення, як не пристосоваш до цих умов роботи. Люов1 господарства дедал1 бшьше звертаються до захщних виробниюв люово! техшки, а це може призвести до багатьох небажаних нас-лщюв. 1мпорт попршить 1 без того критичне становище впчизняного маши-нобудування, збшьшить багатомодельнють машин у парку, ускладнить ремонт та вщновлення, поставить впчизняного споживача в залежнють вщ за-кордонних ф1рм-1мпортер1в, змусить використовувати технолопчне облад-нання 1мпортного виробництва. Таким чином, збшьшення обсяпв робгт в ль совому господарств^ запровадження нових технологш, зниження соб1вартос-т створення 1 вщновлення л1шв та загот1вл1 деревини потребуе яюсних змш в конструкщях нових машин.
Сватова практика показуе, що подальший розвиток техшчного забезпечення необхщно базувати на основ1 науково обгрунтовано! системи технологш 1 машин комплексно! мехашзацп з урахуванням новггшх технологш ве-дення люового господарства 1 забезпечення люотехшчних, еколопчних та
1 Ынницький нацюнальний техтчний ушверситет;
2 Вшницька фМя Кшвського шституту б1знесу та технологiй
економiчних вимог XXI ст. Завдання створення пристрою для оброблення деревини, в якому за рахунок введення нових елеменлв та зв'язкiв досягаегься можливють забезпечення процесу нарiзання деревини як поздовжньо, так i поперечно та автоматизацп процесу, що розширюе його функщональш мож-ливостi та дае змогу значно полегшити цей процес, виршено в роботах [2, 3].
Поставлене завдання досягаеться тим, що пристрш для оброблення деревини, який мютить, встановлеш на горизонтальнш рамi, подавальний орган у виглядi гiдроцилiндра 6 зi штоком, напрямний жолоб 1, блок клинових но-жiв 9, та мехашзм поперечного розпилювання 19 з приймальним жолобом 7, причому гiдроцилiндр забезпечений контактним вмикачем 8, а приймальний жолоб мехашзму поперечного розпилювання забезпечений упором 18 i вико-наний телескошчним. За блоком клинових ножiв встановлено стрiчковий транспортер 12 для вщведення дров, крiм того, пристрш мютить мехашзм по-дачi у виглядi стрiчкового конвеера 20, мехашзм поздовжнього розпилювання 14, злiва вщ якого встановлено притискний пристрш 16, а справа розташо-ваний розкладний робочий стiл 13 для нарiзаноl дошки. Горизонтальну раму виконано з трьох частин, центральна 5, лiва 21 та права 11 частини шаршрно з'еднаш мiж собою, розмiщенi в однш робочiй площинi та оснащенi розклад-ними нiжками-опорами. Блок клинових ножiв встановлено з можливiстю його регулювання за висотою. Напрямний жолоб, контактний вмикач пдроп-ривода, гiдроцилiндр, редуктор 3, з'еднаний з карданним валом 4 та електрод-вигуном 2, напрямна площина 17, яку встановлено шд кутом 5.10° до горизонтали механiзм поздовжнього розпилювання та мехашзм поперечного розпилювання, який встановлено з можливютю повороту у вертикальнш площи-нi, розмiщенi на центральнш частинi горизонтально1 рами, яку забезпечено захисною решiткою 10 та двома колесами 15. На лiвiй частиш горизонтально1 рами встановлено с^чковий конвеер, який розташований пiд кутом близько 5.10° до горизонтали а на правш частинi горизонтально1 рами розташований стрiчковий транспортер.
На рис. 1 наведено загальний вигляд пристрою для оброблення дере-
вини.
1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12
Рис. 1. Пристрш для оброблення деревини
Можливють перемщення пристрою забезпечено за допомогою шар-шрного з'еднання рами з транспортним засобом, а можливють роботи пристрою - вщ шдключення його до електромережi або до карданного валу трак-
тора. Передбачено можливють агрегатувати додатковi приводи для отриман-ня додаткових функцiй пристрою та описано його роботу у трьох режимах -для отримання дровин зi стовбура дерева, для отримання дровин iз готового полша, для отримання дошки зi стовбура дерева [4].
Виходячи з того, що мшмально необхiдна потужнiсть пдроцилшдра залежить вiд твердостi та густини матерiалу (а отже - вщ породи дерева), бу-ло здшснено аналiз дослiджень галузi деревооброблення та люового госпо-дарства. Для розрахунюв прийнято найбiльшу твердiсть за Бршелем (врахо-вано породи, якi ростуть в наших широтах) та найбшьшу густину, вщповщ-но: горiх НВ = 5,0, граб: р = 750 кг / м3 (див табл.).
Табл. Твердость та середня густина залежно в 'и) породи дерева
Назва породи дерева Твердють за Бршелем Середня густина, кг / м
Береза 2,1-3,6 630
Бук 3,8 650
Венге 4,2 850-900
Вишня 3,0-3,3 580
Граб 3,5 750
Дуб 3,7-3,9 700
Каштан 2,7-3,1 600-700
Клен 4,5 530-620
Оливкове дерево 5,5-6 850-900
Гор1х 5,0 600-630
Сосна 1,6 500
Ясен 4,0-4,1 700
Габарити пристрою розраховували виходячи з максимальних заплано-ваних розмiрiв сировини:
Ь = 1000.2500 мм, а = 300 мм, ¡ткх = 600 мм,
де: Ь - довжина стовбура; а - дiаметр стовбура; ¡тах - максимальна довжина деревини (полша). Максимальну масу стовбура дерева розраховували за вщо-мою формулою. Ддставляючи вщповщш значення ми отримали масу т = 132,47 кг. Отже, початковi даш:
• маса стовбура дерева максимального д1аметра [ довжини 132,5 кг,
• площа торця пол1на максимального д1аметра 0,07 м2,
• необх1дний робочий тиск пдроцилшдра 16 МПа,
• максимальне навантаження на штоц1 г1дроцил1ндра 56 кН,
• максимальна швидюсть руху поршня 1,3 м/с.
Дуже важливим фактором е форма перерiзу рiзального клина ножа. Потрiбно здiйснити дослiдження, залежно вщ твердостi породи дерева та маси, таких важливих факторiв [2, 4]:
• оптимальне розроблення механ1зму повздовжнього розпилювання пристрою,
• оптимальна конструкщя ножа-колуна (ц1льний, зварний, зб1рний),
• кут розчеплення головно! вертикально! крайки ножа-колуна,
• швидюсть розщеплення (ножа-колуна), швидк1сть розпилювання чи розр1-зання (ланцюгово! пилки, дисково! пилки (пилок) або дискового ножа (но-ж1в) [5]), залежно ввд матер1алу р1зального 1нструменту,
• дослвдження факторов, що впливають на точшсть роботи основних вузлiв пристрою, а отже i на якiсть пиломатерiалiв (коливання дискових пилок або ножш, загальна вiбрацiя пристрою),
• 3Б-моделювання процесу для аналiзу та дослвджень, iмiтацiя розпилювання (розрiзання) та розколювання деревини.
Приблизнi спiввiдношення розмiрiв наведено на рис. 2.
2750
Рис. 2. Пристрш для оброблення деревини у складеному вигляд1, готовий до
транспортування
Габарити пристрою для оброблення деревини у робочому виглядг ЬхЫхБ - 7300x1550x1400 мм. Габарити пристрою для оброблення деревини у мобшьному виглядг LxHxB - 2750x1700x1400 мм. Довжина телескотчно! секцп стрiчкового конвеера (привода подачi): l= 1400 мм. Довжина напрямно! площини: ! = 900 мм. Максимальна довжина стрiчкового конвеера: 3200 мм. Довжина сучкового транспортера (вивщно1 стрiчки): 3200 мм.
Л1тература
1. Овсяншков С.1. Стан i прогнозування потреб в енергетичних засобах шдприемств т-сового господарства Украни / С.1. Овсяннiков // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украни. - 2010. - Вип. 20.3. - С. 13-21.
2. Лозан Н.М. Конструкщя комплексного пристрою для оброблення деревини: бак. дипл. роб.: спец. 6.090200(02) "Технология машинобудування" / Лозан Наталия Михайлiвна; 1нМТ ВНТУ. - Вшниця : Вид-во ВНТУ, 2010. - 80 с. - С. 62-64.
3. Муляр Ю.1. Патент на корисну модель № 60819, Украша, В27В J/00, В27В 3/00. Пристрш для оброблення деревини / Ю.1. Муляр, Ю.М. Сапожинський, Й.Й. Ланкамер, В.Д. Дупляк, Н.М. Лозан. Заявлено 24.12.2010. Опубл. 25.06.2011, Бюл. - № 12, 2011 р.
4. Лозан Н.М. Пристрш для комплексного оброблення деревини / Н.М. Лозан, Ю.М. Сапожинський // XL науково-техшчна конференщя професорсько-викладацького складу, ств-робггнигав та студенпв ВНТУ з участю пращвнигав науково-дослiдних органiзацiй та шже-нерно-технiчних працiвникiв пiдприeмств м. Вшнищ та областi 2-4 та 9-11 березня 2011 р.: тези докл., 2011. - III. - С. 46.
5. Копанський М.М. Вплив основних фактс^в процесу рiзання деревоволокнистих плит дисковими ножами на силовi та деформiвнi показники / М.М. Копанський // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2010. - Вип. 20.15. -С. 78-81.
Лозан Н.М., Муляр Ю.И., Сапожинский Ю.Н., Дупляк В.Д. Конструкция приспособления для обработки древесины
Описаны конструкция и принцип действия устройства для обработки древесины, ориентированного на отечественное производство (как на частное хозяйство, где мог бы работать даже один работающий, так и на промышленное производство) мобильного, удобного и простого в использовании. Проанализированы известные конструктивные разновидности станков и приспособлений для заготовки дров зарубежного и отечественного производства, а также состояние сельского и лесного хозяйств Украины и других европейских стран [1, 2]. Учитывая неизменную потребность в дровах и доске, разработка такого станка позволяет максимально возможно автоматизировать такой трудоемкий процесс, как осуществление первичной обработки древесины; а исходя из экономической ситуации страны, возможность работы устройства от одного из двух возможных источников энергии - электроэнергии и двигателя трактора - особенно актуальна.
Ключевые слова: деревообработка, устройство для обработки древесины, заготовка дров, нарезание доски.
Lozan N.M., Mulyar Yu.I., Sapogynskyy Yu.N., Duplyak V.D. The construction of the wood working device
The article describes the implementation of the mobile, convenient and simple to use wood working device, directed to home industry (to private wood working, where one could work alone and to the professional wood working industry). It was analyzed the known implementations of machines and devices for stocking up firewood of foreign and home production, as well as the condition of agriculture and forestry in Ukraine and other european countries [1, 2]. Taking into consideration the permanent need of firewood and board, the development of this machine allows the maximum possibly automatization of that laborious process, as the primary wood working; and taking into consideration the economic situation of the country, the ability of the device to work from one of the two possible sources of energy - the electricity and the tractor engine - is fairly actual.
Keywords: wood working, the wood working device, stocking up firewood, chopping board.
