CC BY
11
5. Библюк Н.1. Методологiчнi передумови моделювання процеав руху люотранспор-тних 3aco6ÍB / Н.1. Библюк, М.1. Герис // Науковий вiсник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. -Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2000. - Вип. 10.1. - С. 193-203.
6. Хачатуров А.А. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель / А.А. Хачату-ров, В. Л. Афанасьев, В.С. Васильев и др. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1976. - 536 с.
7. Литвинов А.С. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств / А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1989. - 240 с.
Герис Н.И. Структурная схема математической модели управляемого движения и оптимизации параметров колесных лесотранспортных машин
Разработана структурная схема математической модели управляемого движения и оптимизации параметров колесных лесотранспортных машин с учетом внутренних связей в системе, а также динамики продольных и поперечных кренов.
Ключевые слова: структурная схема, математическая модель, управляемое движение, колесная лесотранспортная машина.
Herys M.I. Block diagram of the mathematical model of controlled movement and parameter optimization wheeled timber transport machines
It's developed the block diagram of the mathematical model of controlled movement and parameter optimization wheeled timber transport machines including internal links in the system, as well as the dynamics of longitudinal and transverse roll.
Keywords: block diagram, mathematical model, controlled motion, wheel timber transport machine.
УДК 674.093 Доц. В.О. Маевський, канд. техн. наук;
асист. €.М. Мисьтв, канд. техн. наук; проф. В.М. Максимiв, д-р техн. наук;
проф. А.С. Куцик, д-р техн. наук - НЛТУ Украши, м. Львiв
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ РОЗПИЛЮВАННЯ БРУСО-РОЗВАЛЬНИМ СПОСОБОМ КОЛОД 1З ФОРМОЮ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕТИНУ У
ВИГЛЯД1 ЕЛ1ПСА
Розроблено математичну модель розпилювання колод брусо-розвальним способом. Форму поперечного перетину колоди прийнято у виглядi елшса. Для опису коло-ди та розроблення математично! моделi и розпилювання використано геометричну фь гуру - зрiзаний елштичний параболо!д. Достсшршсть розроблено! математично! моде-лi тдтверджено результатами експериментальних дослщжень, тому !! доцшьно вико-ристовувати для прогнозування виходу пилопродукци у виробничих умовах. Охарактеризовано особливосп випилювання пиломатерiалiв на етат розпилювання брушв.
Ключовг слова: математична модель, форма поперечного перетину колоди, розпилювання, брусо-розвальний спошб, прогнозування, пиломатерiали.
Постановка проблеми та актуальшсть дослщжень. Ця наукова робота е продовженням серп робгг [1-5] з актуального напрямку дослщжень -дослщження впливу реально! форми колоди, представлено! зр1заним елштич-ним параболо!дом, на об'емний вихщ пилопродукци залежно вщ напряму та способу розпилювання.
Розроблення математичноТ моделi розпилювання брусо-розваль-ним способом колод з формою поперечного перетину у виглядi елшса. Розпилювання колод брусо-розвальним способом розглянуто у два етапи (рис. 1). На першому еташ - розпилювання колод врозвал на необр1зш пило-
матерiали (дошки), двокантовий брус (-си) та окрайщ (обаполи), а на другому - розпилювання бруса (^в) на обрiзнi пиломатерiали та окрайцi. "Брусом" вважаемо необрiзний товстомiрний пиломатерiал, який в подальшому розпи-люватиметься на обрiзнi пиломатерiали (дошки, бруски), або заготовки, шириною рiвною товщиш цього "бруса".
Рис. 1. Схема розпилювання колод брусо-розвальним способом з формою поперечного перетину у виглядi елгпса:
а) на першому прохоЫ; б) на першому та другому проходах
Оскшьки на вщхилення результапв теоретичних розрахунюв вщ результата розпилювання у виробничих умовах впливае реальна форма коло-ди, зокрема 11 елштичнють, то для кращого наближення теоретичних розрахунюв до практичних результата, форму колоди прийнято за зрiзаний елш-тичний параболо1д. Уш теоретичнi викладки щодо опису зрiзаного елштично-го параболо1да наведено у робот [2].
Ширина пласт необрiзних пиломатерiалiв (зокрема бруса). Випиля-них на першому проходi, визначають за формулами:
а) для умови ор1ентацп пропил1в паралельно бшьшш ос елшса тд час розпилювання колоди
б) для умови ор1ентацп пропктв паралельно меншш ом елшса тд час роз-пилювання колоди
де: Я1, К2 - бiльша пiввiсь малого i великого елiпсiв (вершинного i вщземко-вого торцiв) вщповщно; г, г2 - менша тввюь малого i великого елiпсiв (вершинного i вiдземкового торцiв) вщповщно; Ь - довжина колоди, X - вщстань вiд вершинного торця колоди до поперечного перетину, в якому визначаеться ширина пиломатерiалу; а - вщстань вiд осi колоди до пласп необрiзних пило-матерiалiв на першому проходi брусо-розвального способу розпилювання (вщстань до пластi бруса (-шв) а=аб).
Ширина необрiзного пиломатерiалу у вершинному торцi Ьнв (для бруса Впост - максимальна величина поставу, в межах яко1 можуть випилювати-ся обрiзнi пиломатерiали довжиною рiвною довжинi колоди 1=Ь) визначаеться за формулами (3) та (4):
а) для умови ор1ентацп пропил1в паралельно бшьшш ос елшса тд час роз-пилювання колоди
(1)
(2)
Ые = 2 Щ2 - а2 - В'„ост = 2 Щ2 - Щ-Щ2 а б1; (3)
V г12 - г2 V г12 -12
б) для умови орiентаци пропилiв паралельно меншiй осi елiпса тд час роз-пилювання колоди
Ь" = ^I2 - ЩсЩ" а2 - ВПост = ^П2 - |-Щ. аб2 . (4)
Довжина та ширина необр1зних пиломатер1ал1в, а також граничне охоплення поставом д1аметра колоди на першому проход1 визначаеться за методикою, наведеною у [2]. На рис. 2 наведено схему розпилювання бруса товщиною 1б на пиломатер1али (другий прохщ брусо-розвального способу розпилювання).
Рис. 2. Схема розпилювання бруса на пиломатерiали (другий прохгд брусо-розвального способу розпилювання): а) брус, отриманий на першому прохоЫ; б) пипопродукщя, отримана з бруса на другому прохоЫ; в) пиломатерiали, отримат з бруса на другому проходi; г) обрiзнi пиломатерiали, отримат з бруса на другому
проходi
Ширина обр1зних пиломатер1ал1в Ьо, яю випилюватимуться 1з бруса (-¡в), в усх випадках буде р1вною товщиш даного бруса (-¡в) б
Ьо = Ч. (5)
Зазначимо, що розпилювання "брушв" (товстом1рних пиломатер1ал1в) на другому проход! брусо-розвального способу характеризуешься певними особливостями, на яю не акцентовано увагу у спещал1зованш науково-тех-шчнш л1тератур1, зокрема у класичнш [6, 7]. У процеш розпилювання "бруса" можливе отримання р1зних за видом оброблення пиломатер1ал1в: обр1зних пиломатер1ал1в повно! довжини (довжина р1вна довжиш колоди), комбшова-них (частково обр1зних), необр1зних та вкорочених необр1зних (рис. 2 б, в, г). Залежно вщ розм1рних характеристик 1 форми колоди та "бруса", склад отри-маних пиломатер1ал1в р1зних вид1в може змшюватися.
Випилювання кшькох вид1в пиломатер1ал1в на етат розпилювання "бруса" ускладнюе реал1защю основно! мети брусо-розвального способу - от-
римання максимального виходу обрiзних пиломатерiалiв специфiкацiйних розмiрiв. Тому доцшьшше, на другому проходi брусо-розвального способу, розглядати випилювання виключно обрiзних пиломатерiалiв повно! довжини та вкорочених обрiзних пиломатерiалiв (рис. 2, г).
Довжина обрiзних пиломатерiалiв. Випиляних з бруса (^в), визна-чаеться з урахуванням таких умов:
а) за умови ор1ентацп пропктв паралельно бшьшш ос елшса тд час роз-
I г2 - г2
пилювання бруса (-1в), для е < 1ц2 —2—Ч' аб2 (де е - вщстань вщ ом
V Щ2 - Щ1
колоди до пласта обр1зних пиломатер1ал1в на другому проход!) - довжина обр1зного пиломатер1алу 1о р1вна довжит колоди Ь, а для
I г2 - г2
е > 1ц2 —2—аб2 - довжина обр1зного пиломатер1алу /]ко менша за
V Щ2 - Щ1 довжину колоди;
б) за умови ор1ентацп пропил1в паралельно меншш ос елшса тд час роз-
Щ-Щ2
Щ2--2-2"аб2 - довжина обр1зного пи-
Я2 - Щ 2
ломатер1алу 1о р1вна довжит колоди Ь , а для е > Щ2--2-2"аб2 -
V ц2 - ц12
довжина обр1зного пиломатер1алу /¿о. менша за довжину колоди. Довжина вкорочених обрiзних пиломатерiалiв визначаеться за формулами:
а) для умови ор1ентацп пропил1в паралельно бшьшш ос елшса тд час роз-пилювання бруса
цо =Ь .Г ; (6)
^ Щ - Щ г22 - г,2 у У '
б) для умови ор1ентацп пропктв паралельно меншш ом елшса тд час роз-пилювання бруса
11о= Ь .Г ГАю1 —еМ. (7)
^ Г22 - г,2 Щ2 - Щ2)
Для зменшення вiдходiв в окрайщ необхiдно розрахувати граничне охоплення бруса поставом, тобто найбшьшу вiдстань мiж крайнiми пропилами, яка забезпечуе виготовлення крайнiх бокових обрiзних пиломатерiалiв мiнiмально допустимо! довжини:
а) для умови ор1ентацп пропил1в паралельно бшьшш ос елшса тд час роз-пилювання бруса
г г~2——-:-т \
(8)
Е1 - 2
гран ~ ^
Ш1П
Ь
де /Ш1П - мiнiмальна допустима довжина заготовки (пиломатерiалу);
б) для умови ор1ентаци пропилiв паралельно меншш oci елiпса пiд час роз-пилювання бруса
Висновки:
1. Розроблено математичну модель розпилювання брусо-розвальним способом колод з формою поперечного перетину у виглядi елшса, яка е також актуальною для випадку випилювання кiлькох "брусiв" з колоди. Досто-вiрнiсть математично! моделi тдтверджено результатами експеримен-тальних дослщжень, тому И дощльно використовувати для прогнозуван-ня виходу пилопродукцп у виробничих умовах.
2. Розроблена математична модель як частковий варiант враховуе розпилю-вання брусо-розвальним способом колод з формою поперечного перетину у виглядi круга i також придатна для прогнозування виходу пилопродукцп у виробничих умовах.
3. Запропоновано технолопчний пiдхiд до ращонального розпилювання "бруса" (товстомiрного пиломатерiалу) на обрiзнi пиломатерiали специ-фжацшних розмiрiв.
1. Маевський В.О. Основы напрями дoслiджень у технoлoгii' лiсoпиляння / В.О. Маевсь-кий, В.М. Мaксимiв // Науковий вiсник НЛТУ Укра'ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра'ни. - 2004. - Вип. 14.1. - С. 72-77.
2. Маевський В.О. Математична модель розпилювання розвальним способом колод з формою поперечного перетину у виглядi елшса / В.О. Маевський, В.М. Мaксимiв, 1.Я. Горбачевский та ш. // Лiсoве господарство, люова, паперова i деревообробна пpoмислoвiсть : мiж-вiдoмч. наук.-техн. зб. - Львiв : Вид-во НЛТУ Укра'ни. - 2008. - Вип. 34. - С. 123-129.
3. Mayevskyy V.O. The mathematical model of sawing by breakdown and segment method for logs with elliptic form of cross section / V.O. Mayevskyy, V.M. Maksymiv, Ye.M. Myskiv // Л> сове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловють : мiжвiдoмч. наук.-техн. зб. - Львiв : Вид-во НЛТУ Укра'ни. - 2009. - Вип. 35. - С. 56-62.
4. Математична модель розпилювання колод з формою поперечного перетину у виглядi елшса секторним способом на paдiaльнi пилoмaтеpiaли // С.М. Мисьгав, В.О. Маевський, В.М. Мaксимiв та ш. // Науковий вюник НЛТУ Укра'ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра'ни. - 2010. - Вип. 20.13. - С. 314-322.
5. Мисьгав С.М. Математична модель розпилювання колод з формою поперечного перетину у виглядi елшса секторним способом на тангенщальш пилoмaтеpiaли / С.М. Мисьгав, В.О. Маевський, В.М. Мaксимiв // Науковий вюник НЛТУ Укра'ни : зб. наук.-техн. праць. -Львiв : РВВ НЛТУ Укра'ни. - 2011. - Вип. 21.7. - С. 336-349.
6. Носовський Т.А. Технолопя люопильно-деревообробних виробництв : навч. поабн. [для студ. ВНЗ] / Т.А. Носовський, Р.1. Мацюк, В.В. Маслш. - К. : Вид-во НМК ВО, 1993. -196 с.
7. Рыкунин С.Н. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств : учебн. пособ. [для студ. ВУЗов] / С.Н. Рыкунин. - М. : Московский гос. ун-т леса, 2007. - 225 с.
Маевский В.О., Мыськив Е.М., Максымив В.М., Куцык А.С. Математическая модель раскроя брусо-развальным способом бревен с формой поперечного сечения в виде эллипса
Разработана математическая модель распиловки бревен брусо-развальным способом. Форму поперечного сечения бревна принято в виде эллипса. Для описания бревна и разработки математической модели ее распиловки использована геометрическая фигура - усеченный эллиптический параболоид. Достоверность разработан-
(9)
Л1тература
ной математической модели подтверждена результатами экспериментальных исследований, поэтому ее целесообразно использовать для прогнозирования выхода пи-лопродукции в производственных условиях. Охарактеризованы особенности выпиливания пиломатериалов на этапе распиловки брусьев.
Ключевые слова: математическая модель, форма поперечного сечения бревна, распиловка, брусо-развальный способ, прогнозирование, пиломатериалы.
Mayevskyy V.O., Myskiv Ye.M., Maksymiv V.M., KutsykA.S. The mathematical model of sawing by cant method for log with elliptic form of cross section
The mathematical model of cant sawing for logs with elliptic shape of cross section was developed. Truncated elliptic paraboloid as a geometric figure was used for log description and development of mathematical model. Reliability of the developed mathematical model was confirmed by experimental results that will allow its application for prediction of plain lumber recovery under working conditions. Features of lumber sawing under cant sawing were characterized.
Keywords: mathematical model, shape of cross section for log, sawing, cant method, prediction, lumber.
УДК 669.539 Доц. £.Й. Рпецький, канд. техн. наук -
ВНЗ "Утверситет економжи та права "КРОК"
НАУКОВА КОНЦЕПЦ1Я ПРОЕКТУВАННЯ С1ЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ГРЕЙФЕРНИХ НАВАНТАЖУВАЧ1В
Представлено структурну схему проектування грейферних навантажувачiв з га-рантованим ресурсом роботи. Описано основш II складовi елементи, показано структуры зв'язки мiж ними. Наукову основу проектування становлять експериментально-теоретичш методи.
Ключовг слова: навантажувач, проектування, експеримент, математична модель, статистична модель.
Постановка проблеми. Тенденцп розвитку сшьськогосподарсько! техшки визначаються, насамперед, економ1чними факторами в кра!ш. 1х основна вимога - пристосувати машину до конкретних ринкових умов, як тд час II виробництва, так i в процеш експлуатацп. Окр1м цього, штеграцшними процесами Укра1ни в ЕС поставлено задачу покращення якосп вггчизняно! техшки, i не тшьки грейферних навантажувачiв, але й уше! продукцп маши-нобудiвноI галузт
Виготовлення грейферних навантажувачiв здшснюють понад 20 фiрм. Провщними на Свропейському ринку е фiрми "Shaffer", "Creisser", "NewGol-land", "Agronterio" та ш., у номенклатурi яких навантажувачi вщ 500 до 3100 кгс вантажошдйомшстю. У закордонних аналогах низька металомю-ткiсть, а питома металомiсткiсть у середньому становить 1,2-1,4 кг маси на-вантажувача на 1 кг вантажошдйомносп [1].
У навантажувачiв ВАТ "Коломиясшьмаш" коефiцiенти металомю-ткостi у твтора раза бiльшi. Для покращення функщональних параметрiв ма-шини необхщно вирiшити низку завдань: пiдвищення надшносп машини, зниження металомiсткостi, використання гiдравлiчних пристро!в управлiння технологiчними обладнанням, покращення дизайну. Ц завдання вирiшують шляхом розроблення науково! концепцп проектування сшьськогосподарсь-ких грейферних навантажувачiв.
