CC BY
20
5. Отримане р!вняння дае можливiсть прогнозувати значення повного вси-хання деревини акацп, яка пройшла теpмiчне оброблення парою за тем-ператури 80-120 °С.
Л1тература
1. Губер Ю.М. Експериментальш дослщження зм1ну кольору деревини в процес пропа-рювання / Ю.М. Губер, Ж.Я. Гуменюк // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.9. - С. 98-105.
2. Губер Ю.М. Законом1рносп змши ф1зико-мехашчних властивостей деревини акацп в процеа пропарювання / Ю.М. Губер, Ж.Я. Гуменюк, В.В. Стародуб // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 21.3. - С. 106-114.
Губер Ю.М., Гуменюк Ж.Я., Хиноцкий А.К. Экспериментальные исследования изменения усушки пропаренной древесины акации
Приведены методика и результаты экспериментальных исследований изменения усушки пропаренной древесины акации. Получены математические и графические зависимости полной объемной усушки древесины акации от режимных параметров процесса тепловой обработки.
Huber Yu.M., Humenyuk Zh.Ya., Hinotskiy A.K. Experimental investigation of shrinkage changes of the steamed acacia wood
Methods and results of experimental investigation of the shrinkage changes of the steamed acacia wood are given. Mathematical and graphic dependence of full volume shrinkage of acacia wood on regime parameters of the heating process are received.
УДК 674.053:621 Астр. А.Б. Пилип 'як1; доц. Л. Ф. Дзюба2, канд. техн. наук;
проф. 1.Т. Ребезнюк, д-р техн. наук
НАПРЯМКИ П1ДВИЩЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТ1 ВУЗЬКИХ ПИЛОК СТР1ЧКОПИЛКОВИХ ВЕРСТАТ1В
Виконано аналiз роб^, у яких дослщжено складники та чинники, що познача-ються на працездатност с^чкових пилок. Визначено напрями дослщження щодо шдвищення працездатносп вузьких пилок стрiчкопилкових верста™.
Ключовг слова: стрiчкова пилка, працездатшсть, чинники, мщшсть полотна пилки, напруження у пилщ.
Вузью стр1чков1 пилки широко використовують на сучасних дерево-обробних тдприемствах для розпилювання колод на дошки та бруси. На верстай стр1чкову пилку встановлюють на два пилкових шюви 1 натягують. На-тягування зумовлене тим, що потр1бно забезпечити: певну жорстюсть 1 стшюсть пилки, протид1яти збшанню пилки з1 шюв1в та передати колове зу-силля, яке дор1внюе головному складников! сили опору р1занню. Жорстюсть 1 стшюсть пилки та протидто збшанню пилки з1 шюв1в забезпечують за по-р1вняно малих сил натягу. Силу натягу стр1чково! пилки обгрунтовують, ви-ходячи переважно з передавання колового зусилля [1-3].
Шд час експлуатування стр1чкова пилка досить часто втрачае свою працездатшсть. Працездатшсть вузько! стр1чково! пилки - це такий стан пил-
1 НЛТУ Украши, м. Львiв;
2 Львiвський ДУ безпеки життедояльност
ки, який характеризуе 11 здатнiсть виконувати потрiбнi функцп. Працездат-нiсть стрiчковоl пилки залежить вiд низки складникiв та чинниюв (рис.), ос-новнi з яких: мщтсть пилки; тривкiсть зубщв пилки проти спрацювання; нез-рiвноваженi боковi складники сили рiзання; напруження в полотт пилки; поперечна жорстюсть пилки; стiйкiсть пилки [1-3].
Перехщ с^чково! пилки з працездатного стану в непрацездатний е вщмовою [4]. Причини вiдмов пилок можуть проявлятися монотонно (тертя, спрацювання, утомт процеси) i раптово (зламування зубцiв, бокове вщги-нання тша пилки, перегрiвання тiла пилки). Вщмови пилки можна роздiлити на таю, яю легко можна усунути, щоб уникнути втрати працездатностi, й тага, якi складно усунути i якi призводять до втрати пилкою працездатносп.
Вiдмови стрiчкових пилок належать до маловивчених явищ. Це зумов-лено великою кiлькiстю випадкових i невипадкових чинникiв, якi спричиня-ють вiдмови та втрату працездатностi. Тому тдвищення працездатностi стрiчкових пилок, зокрема вузьких для розпилювання колод, е надзвичайно актуальним завданням.
Рис. Складники та чинники, ят позначаються на працездатност стрiчковоí
пилки
Фундаментальними науковими працями щодо тдвищення працездат-ност стрiчкових пилок е роботи вчених 1.Т. Ребезнюка, О.С. Феоктистова, Г.П. Прокофьева, В.В. Соловьева, В.К. Шилько [1-3, 5-7]. У робот [1] досль джено проблеми ращонально! взаемоди зубцiв с^чково! пилки з атзотроп-ною деревиною, особливосп розведення та загострення зубщв пилки. У робота [2] розглянуто рiзнi типи стрiчкопилкових верстапв та 1хтх конструк-цiй, описано особливосп експлуатування стрiчкових пилок, подано основи розрахунку мiцностi стрiчкових пилок. У робот [3] проаналiзовано чинники, яю обмежують пiдвищення продуктивностi пиляння деревини стрiчковими пилками, шляхи тдвищення довговiчностi стрiчкових пилок. У робот [5]
розглянуто тдвищення ефекгивносп використання дереворiзальних пилок створенням умов, яю забезпечуюгь 1хню довговiчнiсгь завдяки скороченню непродукгивних вграг (руйнування). У працi [6] дослiджено особливосп тд-гоговлення вузьких сгрiчкових пилок до робоги, зокрема тдвищення грив-кост зубцiв цих пилок проги спрацювання. У робогi [7] запропоновано новi консгрукцп механiзмiв рiзання с^чкопилкових версгагiв на основi довгих конгакпв гергя.
У роботах [1-3, 6] зазначено, що мщнють, вгомна мщнють пилок га гривкiсгь зубцiв пилок проги спрацювання югогно залежагь вщ марки сгалi, з яко1 вигоговлено шструмент. Щоб пiдвищиги перiод гривкосп пилки, вико-рисговуюгь два мегоди змщнення лез зубцiв: оснащуюгь матерiалами, грив-кими до спрацювання га застосовують змiцнювальнi технологи [6]. У роботах [1, 6] гакож зазначено, що асимегричне навангаження зубщв, яю розведе-но в прогилежт боки через один нерозведений зубець, спричиняе неоднакове зменшення величини розведення цих зубщв, що може стати причиною збшь-шення хвилясгосгi пропилу.
У роботах [1-3, 5, 7-11] зазначено, що тд час пиляння напруження пилок зумовлене як силою натягу, гак i згинанням пилки на шювах, вщценгро-вими силами шерцп, силами рiзання, нахилом шкiвiв га гемперагурними нап-руженнями [1-3]. Напруження пилки, тд час 11 руху на шкiвах i пиляння, може змiнювагися гакож через радiальне биггя ободiв шкiвiв чи через велику iнерцiйнiсгь гяжного пилкового шюва [2].
Для зменшення рiвня напружень у пологт с^чково! пилки, у робогi [7] запропоновано новi моделi механiзмiв рiзання сгрiчкопилкових версгагiв, в яких замюгь одного двигуна на одному тяговому шкiвi всгановлююгь по одному двигуну на кожному зi шкiвiв. До того ж обергання елекгродвигутв синхротзуюгь гнучкою в'яззю, якою е с^чкова пилка. За гвердженням ав-торiв [10], викорисговуючи новi схеми механiзмiв рiзання, можна зменшиги рiвень напруження вщ сили попереднього натягу вдвiчi. Однак гакi схеми ме-ханiзмiв рiзання мiсгягь багаго додагкових консгрукгивних елементав (галь-мiвнi га урухомлювальт напрямнi присгро1, промiжнi гнучкi гягсга робочi органи), якi iсгогно ускладнюють консгрукцiю механiзмiв рiзання. Тому таю стрiчкопилковi версгаги сьогоднi не значно поширет на виробницгвi.
Мiцнiсгь с^чково! пилки визначаюгь за сумарним напруженням у полотт, яке, зпдно з [2, 3], не повинно перевищуваги 400-500 МПа за коефь щенга запасу мiцносгi n = 2. Якщо врахуваги, що напруження в полотт пилки змтююгься циктчно, го 1хнт рiвень за [9] - 350-560 МПа. За небезпеч-ний перерiз приймаюгь мiсце з'еднання юнщв с^чково! пилки (переважно мюце елекгроконгакгного зварювання). У бiльшосгi робгг, зокрема i в [2, 3], коефщент запасу мiцносгi сгрiчкових пилок визначаюгь, виходячи з того, що матерiал полотна пилки сталь 9ХФ або сталь 85ХФ. Для цих сталей ек-спериментально всгановлено мехатчт характеристики: границя мiцносгi <гмц = 1500 МПа, границя витривалосп <г-1 = 430 МПа [3]. Однак таю характеристики сучасних вузьких с^чкових пилок марок Forteh, Fenes Shtorm, Fe-nes Bora, Wood-Mizer, Tomaco Ekon, Ro-Ma Gold на сьогодт не дослiджено. Тому завдання всгановиги мехатчт характеристики пилок зазначених ма-
рок, яю широко використовують на сучасних стрiчкопилкових верстатах, е надзвичайно актуальним. У роботах [2, 3] значну увагу придiляють мiжзубце-вiй западинi с^чково! пилки, яка е концентратором напружень. Величина коефщента концентрацп напружень залежить вiд профiлю мiжзубцевоl запа-дини пилки та перебувае в межах вщ 1,46 до 1,69 [3].
Також за об'емом мiжзубцевоl западини визначають швидюсть пода-вання тд час пиляння деревини [12]. Розраховуючи швидкiсть, використовують коефiцiент форми зубця в. Значення цього коефщента для профшю зубщв сучасних вузьких стрiчкових пилок, яю використовують для розпилюван-ня колод, у лiтературi на сьогоднi не наведено.
Одними iз чинникiв, яю iстотно позначаються на працездатностi вузь-ко! с^чково! пилки, е !! поперечна жорстюсть та стшюсть. Зпдно з [3], пот-рiбно розрiзняти три види жорсткостi пилки: власну - жорсткiсть не розтяг-нуто! зовтшшми силами пилки; початкову - жорстюсть розтягнуто! пилки, на яку не дiе сила рiзання; робочу - жорстюсть пилки тд час роботи, коли на не! дiе сила рiзання. За [13] потрiбно розрiзняти три типи стiйкостi, яю пот-рiбно враховувати, коли аналiзують процес розпилювання деревини с^чко-вими пилками: стшюсть стрiчковоl пилки проти поперечного зсуву по шювах вщ ди нормального складника сили рiзання; стiйкiсть стрiчковоl пилки проти вщхилення вiд прямолiнiйностi у пропилi; вiбростiйкiсть стрiчковоl пилки.
Найбiльше позначаеться на жорсткосп та стiйкостi пилки сила натягу та вшьна довжина робочо! вики пилки. Вiльну довжину робочо! вики пилки зменшують, використовуючи напрямники пилки [1-3].
Стiйкiсть стрiчковоl пилки тд дiею розподiленого навантаження, яке iмiтуе процес взаемодп зубцiв з деревиною, дослщжено у [14]. Тшо с^чко-во! пилки в цш роботi моделюють тонкою пластиною. Щоб визначити вели-чини критично! сили, використано енергетичний метод. Однак рух полотна в цш робот не беруть до уваги. У робот [15] стшюсть с^чково! пилки моделюють рухомою пластиною тд дiею розподiленого навантаження. Однак у зазначених роботах з дослщження стiйкостi с^чково! пилки вважали, що сила натягу полотна е сталою величиною. Змша сили натягу рухомого полотна стрiчковоl пилки внаслiдок коливання пилкових шкiвiв може призвести до втрати полотном пилки динамiчноl стiйкостi. У робот [16] розглянуто проблему динамiчноl стiйкостi стрiчкових пилок, однак сила, якою моделюють дто деревини, е в моделi зосередженою. Тому дощльно дослiдити динамiчну стiйкiсть вузьких стрiчкових пилок для випадку змшно! сили натягу та ди розподшеного навантаження вiд сили рiзання.
На^вання стрiчкових пилок призводить до перерозпод^ внутрiшнiх напружень у полотнi, що також позначаеться на стшкосп стрiчковоl пилки та !! мiцностi. Чинники, яю спричиняють нагрiвання стрiчкових пилок, подшя-ють на три групи: технологiчнi - швидюсть подавання, швидюсть рiзання, висота пропилу; природнi - порода та гiдротермiчний стан деревини; шстру-ментально-конструктивнi - ширина i товщина пилки, профiль i параметри зубщв, величина розведення зубщв у протилежн боки пилки, матерiал i конструкцiя напрямникiв, стан поверхнi шкiвiв, наявнiсть або вiдсутнiсть спецiального охолодження тощо.
Температурний перепад у стрiчкових пилках можна вирiвняти охоло-дженням пилки пiд час 11 руху [17]. Це практично i використовують у сучас-них колодопиляльних верстатах i3 вузькою с^чковою пилкою [1].
Висновки. На працездатносп вузьких стрiчкових пилок позначаються багато чинниюв (рис.), серед яких варто виокремити таю: мщнють полотна пилки, динамiчна стшюсть пилки, змша сили натягу вщ технологiчних чинниюв та геометрiя профiлю зубця. Тому на сьогодш можна зазначити першо-черговi завдання дослiдження:
• експериментально доолдити мщтсть полотна вузьких колодопиляльних стр1чкових пилок та встановити змшу мщносп тсля певного перюду роботи;
• теоретично досл1дити динам1чну стшюсть стр1чково! пилки;
• на тдстав1 експерименту оцшити, як позначаються р1зш технолопчш чинники на змш величини сили натягу полотна вузько! стр1чково! пилки тд час р1зання деревини;
• розробити математичну залежшсть для визначання величини коефщента форми зубця стр1чково! пилки.
Л1тература
1. Ребезнюк 1.Т. Розвиток наукових основ розпилювання деревини на стр1чкопилкових верстатах : дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.04 - машини для земляних, дорожшх i люотехшчних робгт / Ребезнюк 1гор Тарасович. - Льв1в, 2009. - 375 с.
2. Феоктистов А.Е. Ленточнопильные станки : монография / Александр Ефимович Феоктистов. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1976. - 152 с.
3. Прокофьев Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами / Г.Ф. Прокофьев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1990. - 240 с.
4. Дзюба Л.Ф. Основи надшност машин. / Л.Ф. Дзюба, Ю.В. Зима, С.М. Лютий. - Льв1в : Вид-во "Логос", 2002. - 203 с.
5. Соловьев В.В. Основы повышения долговечности дереворежущих пил : автореф. дисс. на соискание учен. степени д-ра техн. наук: спец. 05.21.05 - древесиноведение, технология и оборудование деревообработки / В.В. Соловьев. - СПб., 1991. - 34 с.
6. Ребезнюк 1.Т. Пщготовлення вузьких колодопиляльних стр1чкових пилок до роботи : монограф1я / 1гор Тарасович Ребезнюк. - Льв1в : Вид-во "Кольорове небо", 2005. - 260 с.
7. Кондратюк А.А. Новый подход к снижению напряженного состояния ленточных пил / А. А. Кондратюк, Ю.В. Гриняев, В.К. Шилько // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308, № 1. - С. 135-137.
8. Трубников И.И. Усталостное разрушение полотен ленточных пил / И.И. Трубников // Лесной журнал : Известия ВУЗов России. - 1965. - № 6. - С. 91-93.
9. Кондратюк А.А. Оценка напряженного состояния ленточных пил / А. А. Кондратюк, В.К. Шилько // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307, № 2. - С. 138-142.
10. Кондратюк А.А. Новый подход к снижению напряженного состояния ленточных пил / А.А. Кондратюк, Ю.В. Гриняев, В.К. Шилько // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308, № 1. - С. 135-137.
11. Дзюба Л.Ф. Сила натягу у вгтках стр1чково! пилки тд час розпилювання деревини / Л.Ф. Дзюба, 1.Т. Ребезнюк, О.В. Меньшикова // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 21.7. - С. 89-94.
12. Юрик М.Д. Мехашчне оброблення деревини та деревних матер1ашв : шдручник [для студ. ВНЗ] / М.Д. Юрик. - Льв1в : Вид-во "Кольорове небо", 2006. - 412 с.
13. Шилько В.К. Перспективы развития ленточнопильных станков / В.К. Шилько // Деревообрабатывающая промышленность. - 2004. - № 5. - С. 6-11.
14. Веселков В.И. Углубление знаний об устойчивости ленточных пил / В.И. Веселков // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств : межвуз. сб. науч. тр. - СПб. : Изд-во ЛТА, 1992. - С. 42-47.
15. Юрченко С.К. Об устойчивости полотен ленточных пил / С.К. Юрченко // Научные труды Московского лесотехнического ин-та. - М. : Изд-во МЛТИ. - 1987. - № 191. - С. 65-89.
16. Новосельцев В.П. Влияние изменения силы натяжения на динамическую устойчивость рамных и ленточных пил / В.П. Новосельцев, А.Ф. Селезнев // Лесной журнал : Известия ВУЗов России. - 1974. - № 6. - С. 75-78.
17. Санев В.И. О температурном перепаде по длине ленточных пил при распиловке древесины / В.И. Санев, В.Н. Плюснин // Лесной журнал : Известия ВУЗов России. - 1970. - № 2. - С. 59-64.
ПилипьякА.Б., ДзюбаЛ.Ф., РебезнюкИ.Т. Направления повышения работоспособности узких пил ленточнопильных станков
Выполнен анализ работ, в которых исследованы составляющие и факторы, сказывающиеся на работоспособности ленточных пил. Определены направления исследования по повышению работоспособности узких пил ленточнопильных станков.
Ключевые слова: ленточная пила, работоспособность, факторы, прочность полотна пилы, напряжения в пиле.
Pylypyak A. B., Dzyuba L.F., Rebeznyuk I.T. Direction of increasing the availability of narrow saw band saws
An analysis of studies in which the components are investigated and the factors affecting the performance band saw. The directions of research to improve the performance of narrow band saws.
Keywords: band saw, hard work, the factors, the strength of the saw blade, tension in the saw.
УДК 515 Доц. Й.Л. Ацбергер1; доц. I.I. Шщенко2, канд. фгз.-мат. наук;
доц. I.O. Шщенко3, канд. ф1з.-мат наук; доц. В.В. Виходець3, канд. техн. наук; асист 1.Г. Стукалець3
ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТРУКТИВНИХ ТА К1НЕМАТИЧНИХ ПАРАМЕТР1В МЕХАН1ЗМУ ГАЗОРОЗПОД1ЛУ ДВИГУН1В ВНУТР1ШНЬОГО ЗГОРАННЯ
Проведено анаттичне дослщження мехашзму газорозподшу двигуна внут-ршнього згорання, визначено конструктивш та кшематичш параметри його ланок, знайдено залежност мiж ланками у процес роботи мехашзму.
Ключовг слова: системи регулювання, анал™чш методи, параметри, просторо-вi ланки, обертальш та сферичш пари, математичш залежносп, кривошип, коромис-ло, координати точок, конструктивш та кшематичш параметри.
Постановка проблеми. В процес проектування та конструювання машин i механiзмiв поряд з визначенням кшематичних параметрiв розв'язу-ють задачi на отримання конструктивних параметрiв окремих ланок та мехашзму загалом.
Синтез машин i механiзмiв зводиться до визначення структурно! схе-ми, юлькосп ланок та !х геометричних параметрiв, дослщження взаемодп ланок в процес виконання технолопчних операцш [4-6]. Щд час аналiзу та синтезу просторових механiзмiв виникають складш задачi юнетостатичного роз-рахунку на визначення сил, корисного опору та тиску в кшематичних парах, яю виконують складний рух у певному обмеженому простор^
1 НЛТУ Украши, м. Льв1в;
2 НТУ Украши "Кшвський пол1техшчний шститут";
3 Льв1вський нацюнальний аграрний ушверситет
