CC BY
12
УДК 360 *363.3 Асист. В.М. Гобела - НЛТУ Украти, м. Львiв
оптимальне розм1щення колоди в1дносно кругло!
пилки у кряжувальних верстатах маятникового та балансирного тип1в
Проан^зовано вплив розмщення колоди вщносно кругло! пилки у кряжуваль-них верстатах маятникового та балансирного типiв на умови 1хньо1 роботи. Проаналiзо-вано траeкторiю руху рiзального зубця пiд час кряжування колоди. Розглянуто змiну товщини стружки, яка зшмаеться рiзальним зубцем у характерних положениях поперечного перерiзу колоди № 1, 2, 3 у круглопилкових кряжувальних верстатах. Проана-лiзовано напрямки д11 сили рiзання та подачi залежно вiд розмщення колоди. Обгрун-товано оптимальне положення колоди пiд час й кряжування.
Одним iз найпоширенiших видiв мехатчного оброблювання деревини е рiзання та пиляння. Пиляння - це процес закритого рiзання багатолезовим ш-струментом з утворенням стружки для подшу деревини на недеформованi час-тини. На сьогодт не знайдено пдно! альтернативи, яка змогла б повнктю ви-тiснити такий вид мехашчного оброблювання деревини. Розроблено i викорис-товують велику кiлькiсть верстатiв, пристосувань, механiзмiв, у яких робочим шструментом е пилки рiзних типiв з рiзноманiтною конфiгурацiею зубцiв.
Серед вск! гами типiв пилок особливе мкце належить круглим диско-вим пилкам, яю успiшно протягом кiлькох столиъ надiйно слугують як у вироб-ничих, так i в побутових умовах. Якщо проаналiзувати !'х розвиток та застосу-вання в кторичному планi, то видно, що з кожним роком вони стають дедалi досконалiшими i надiйнiшими в робоп, що, своею чергою, розширюе 1хш мож-ливостi та сфери застосування. Так, саме науковi дослiдження в галузi техноло-гií виготовлення круглих дискових пилок великого дiаметра дали змогу усшш-но застосовувати íх у верстатах, пiвавтоматичних лiнiях та установках для кря-жування колод.
Варто зазначити, що до пилок великого дааметра ставляться певш вимо-ги щодо 1хньо1 мiцностi, стiйкостi та геометричних розмiрiв, оскiльки цi пилки, поршняно з пилками малих ддаметр1в, працюють у високодинамiчних режимах зi значними навантаженнями. Однак вiдповiднi теоретичнi та експериментальш дослiдження у сферi визначення стiйкостi та надiйностi роботи круглих пилок великих дiаметрiв дали змогу усшшно використовувати íх для кряжування сто-вбурно1 деревини.
Однак практика експлуатацц верстат1в у виробничих умовах показала, що робота круглих пилок великого дiаметра шд час кряжування деревини твер-долистяних порiд е вкрай незадовшьна. Часто вiдбуваються зупинка, заклиню-вання пилки у пропил^ згинання або виламування рiзальних зубщв, втрата стiйкостi диску тощо. Виходячи з цього, очевидним стае той факт, що питання кряжування деревини твердих порiд круглими пилками великих дiаметрiв пот-ребуе певних наукових дослiджень i насамперед аналiзу причин, ят негативно впливають на роботу пилок, а ввдтак i кряжувального верстата загалом.
Зрозум1ло, що найбшьша продуктивнiсть рiзального iнструмента буде за умови, коли кожен рiзальний зубець працюе максимально ефективно, тобто плавно зтмае стружку однаково!' розрахунково!' товщини по дузi контакту пил-
Нащональний лкотехшчний унiверситет Укра'ши
ки з деревиною. Тодi зубцi працюють в однакових умовах, зводиться до мтму-му дiя на них динамiчних сил та ударiв.
Рис. 1. Схема характернихрозмЩень контурiв поперечного перерну колоди на графк траектори руху рiзального зубця круглог пилки у кряжувальних верстатах маятникового типу
Як ввдомо, рiзальнi зубщ рухаються по складнш траектори, яка залежить вщ геометричних параметрiв верстата та дiаметра пилки, кутово'1 швидкостi по-вертання маятника i обертання пилки [1]. Наведемо графж траекторi'í руху рь зального зубця (рис. 1) i накладемо на нього в характерних мшцях контури поперечного перерiзу колоди. Пiд час кряжування колоди, поперечний перерiз яко1 розмштимо в найбiльш характерних положеннях № 1, 2, 3, виникають су-марш сили рiзання РР та подачi зубцiв у пропил Р0 .
Проаналiзувавши напрямки векторiв ди сил РР та Р0, з якими пилка дiе на колоду в положеннях №1, 2, 3 приходимо до висновку, що в положенш № 1 рiвнодiйна вiд сил РР та Р0 спрямована на самозатягування пилки в колоду, що призводить до попршення режимiв роботи, зупинки та заклинювання ш-струмента в пропилi. У положенш № 2 рiвнодiйна вщ сил спрямована на виш-товхування пилки з пропилу, що призводить до великих затрат енергп на подачу пилки у пропил. У положенш № 3 рiвнодiйна вщ сил рiзання спрямована меншою мiрою на самозатягування пилки в колоду, але бiльшою мiрою - на виштовхування п з пропилу, що значно зменшуе затрати енерги на подачу пилки у пропил. О^м цього, в разi розмiщення колоди в положеннях № 1 i 2, для п перерiзання маятник потрiбно повернути на значно бшьший кут, нiж за розмь
щення в положент № 3, тобто затратити бiльше часу i вiдповiдно енергп для виконання пропилу.
Для детальтшого аналiзу на рис. 2 наведемо фрагменти роботи рiзаль-ного зубця пiд кряжування колоди у зазначених на рис. 1 положеннях.
Рис. 2. Фрагменти роботи рiзального зубця: а) тд час кряжування колоди в положенн № 1; б) тд час кряжування колоди в положенш № 2; в) тд час кряжування колоди в положенн № 3
Проведет попередтми науковцями експериментальт дослщження з ви-значення величини сил РР та Р0 пiд час кряжування колоди круглопилковими верстатами показали, що товщина стружки ютотно впливае на величину зусил-ля рiзання. Так, 1.М. Бшанш [2] визначив, що пiд час кряжування колод, нап-риклад сосни, зусилля рiзання та зусилля подачi пилки на колоду пiд час кряжування колод круглопилковими верстатами маятникового та балансирного титв визначають за формулами:
• п1д час кряжування колод сосни:
РР = 2,75 + 76,45и7, кг; Р0 = 2,98 + 20,09и7, кг;
• тд час кряжування колод берези:
Рр = 9,18 + 78,26^ , кг; Ро = 5,25 +18,95^, кг, де иг - подача на зубець, у нашому випадку - товщина стружки, см.
Як бачимо з формул, зусилля рiзання та подачi пилки на колоду тд час кряжування колод прямо пропорцшно залежать вiд товщини стружки, яка зш-маеться рiзальним зубцем. Причому, тд час кряжування бiльш твердих порщ ця залежнiсть зростае.
На рис. 2, а видно, що в положент колоди № 1 рiзальний зубець при входжент в колоду зтмае товщину стружки значно бшьшу, нiж при виходi з не' Вiдповiдно зусилля рiзання та подач^ якi дшть на зубець при входжент його в колоду, значно бшьш^ тж при виходi. Розглянувши схему дiй сил, при-ходимо до висновку, що сили Р01 i РР2 створюють момент, який стараеться по-вернути колоду проти, а сили РР1 i Р02 за годинниковою стрiлкою.
У положент колоди № 2 рiзальний зубець при входжент в колоду зтмае товщину стружки значно меншу, тж при вшзд з не''. Тодi зусилля рiзання та насування, якi д1ють на зубець при входжент його в колоду значно менш^ тж при виходi. Розглянувши схему дй сил, приходимо до висновку, що сила
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет Украши
Р0 створюе момент, який стараеться повернути колоду проти, а сили РР, РР2, Р02 за годинниковою стршкою. Момент вщ сил РР1, РР2, Р02 буде значно бшь-шим вщ моменту, створеного силою Р0, 1 колода буде повертатися за годинниковою стршкою на пилку. Внаслщок цього, р1зко збшьшиться заглиблення рь зальних зубщв у колоду на вход1, що приведе до швидкого 1 значного зростання зусиль 1 заклинювання пилки у пропил!
У положенш колоди № 3 р1зальний зубець при входженш в колоду зш-мае стружку тако! ж товщини, як при виход з не!. Тод зусилля р1зання та подачу як1 ддать на зубець при входженш 1 виход1 з колоди, будуть однаков! Роз-глянувши схему ддй сил, приходимо до висновку, що сили Рр1 1 Р01 створюють момент, який стараеться повернути колоду проти, а сили РР2 , Р02 за годиннико-вою стршкою. Враховуючи, що моменти в1д сил е однаковими за величиною, то зубщ шд час р1зання колоди будуть утримувати 11 в1д провертання, що забезпе-чить илавнкть та ефективнкть кряжування.
Отже, враховуючи наведене вище, приходимо до висновку, що розмь щення колоди в положенш № 3 е оптимальним. Висновки:
1. Проаналiзовано вплив взаемного розмiщення кругло! пилки та колоди на умови роботи рiзальних зубщв.
2. Пiд час кряжування колоди в положенш № 1 вщбуваеться самозатягування пилки у пропил, що призводить до рiзкого збiльшення товщини стружки, яка зшмаеться рiзальними зубцями, i вiдповiдно - зусиль рiзання та подачi, що призводить до зупинки i заклинювання рiзального шструмента в пропи-лi.
3. Щд час кряжування колоди в положенш № 2 рiзальний зубець при входженш в колоду зшмае товщину стружки значно меншу, шж при виходi з не!. Тодi зусилля рiзання та подачi, яы дiють на зубець при входженш його в колоду, значно менш^ шж при виходi. Вiдбуваеться повертання колоди на пилку, що призведе до збшьшення заглиблення рiзальних зубщв у колоду на входi i вiдповiдно - до швидкого i значного зростання зусиль, зупинки i заклинювання пилки у пропилi.
4. У положеннi колоди № 3 рiзальний зубець при входженш в колоду зшмае стружку тако! ж товщини, як при виходi з не!, внаслiдок чого в цьому положенш колоди рiзальнi зубщ утримують колоду вщ повертання i працюють у найкращих умовах.
Лiтература
1. Гобела В.М. Визначення рiвняння траектори руху рiжучих зубщв круглих пилок при кряжуванш колод верстатами маятникового та балансирного типу / В.М. Гобела // Науковий вю-ник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львгв : РВВ НЛТУ Украши. - 2008. - Вип. 18.08. -С. 142-146
2. Биланин И.Н. Исследование режимов работы и некоторых параметров пильных дисков раскряжовочних агрегатов : автореф. дисс. на соискание учен. степени канд. техн. наук / И.Н. Биланин. - Ленинград, 1968. - 18 с.
3. Крик М.Д. Мехашчне оброблення деревини та деревних матерiалiв : п1дручник [для студ. ВНЗ] / М.Д. Крик. - Львш : Вид-во КН, 2006. - 412 с.
2. Шюря Т.М. Машини та обладнання лiсосiчних i лiсоскладских робiт : п1дручник [для студ. ВНЗ] / Т.М. Шюря. - Львш : Вид-во "Трiада Плюс". 2005. - 436 с.
Гобела В.М. Об оптимальном размещении бревна по отношению к круглой пиле в раскряжевочных станках маятникового и балансирного типов
Проанализировано влияние размещения бревна по отношению к круглой пиле в раскряжевочных станках маятникового и балансирного типов на условия их работы. Проанализирована траектория движения режущего зубца при раскряжевке бревна. Рассмотрено изменение толщины стружки, которая снимается режущим зубцом в характерных положениях поперечного сечения бревна № 1, 2, 3 в круглопильных раскряжевочных станках. Проанализированы направления действия сил резания и подачи в зависимости от размещения бревна. Обосновано оптимальное положение поперечного сечения бревна при его раскряжевке.
Gobela V.M. Optimal Log Placement towards a Circular Saw in Pendulous and Balance Cutting Machines
The effect of placing logs towards a circular saw in pendulous and balance cutting machines on their working conditions is analyzed. The trajectory of cutting teeth during cutting of the log is studied. Changing of thickness of the chips that are removed by the cutting tooth in specific positions of cross section of logs number 1, 2, 3 in circular saw machines is considered. The direction of the force effect of cutting and supply depending on log placement is defined. The optimal placement of the log during its bucking is justified.
Keywords: circular saw, cutting tooth, pendulous and balanced cutting machine, log, cross section.
УДК 674.053:621.935 Доц. Л. Ф. Дзюба, канд. техн. наук;
доц. О.В. Меньшикова, канд. ф1з.-мат. наук - Львiвський ДУ БЖД; викл. Х.1. Лщинська, канд. техн. наук - НУ "Львiвська полтехнжа"; проф. I. Т. Ребезнюк, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
крутильш коливання привода механ1зму подавання стр1чковопилкового верстата
Проаналiзовано вiдомi схеми приводiв механiзмiв подавання стрiчковопилкових верстапв. Побудовано динамiчну модель привода мехашзму подавання, що мiстить електродвигун, пасову та ланцюгову передача Для дослщження власних крутильних коливань привод мехашзму подавання подано у виглядi тримасово! зведено! розрахун-ково! схеми. На пiдставi анал^ичного розв'язування системи диференщальних ргвнянь власних крутильних коливань динамiчно'í моделi привода визначено частоти цих коливань. Дослщжено вплив жорсткост пружних ланок на частоту власних коливань привода мехашзму подавання.
Ключовi слова: стрiчковопилковий верстат, привод, мехашзм подавання, жорст-кiсть, вшьш коливання, власнi частоти.
Актуальнiсть завдання та огляд основних результата. За горизонтально!' схеми розпилювання колод вузькими пилками на стр1чковопилкових верстатах подавання переважно виконують, перемщуючи мехашзм р1зання вздовж матер1алу [1-5]. У цьому раз1 рухом подавання е прямолшшний рух каретки з пилковим супортом по напрямниках рами верстата. Забезпечуе такий рух каретки мехашзм подавання.
Загалом мехашзми подавання горизонтальних стр1чковопилкових вер-стат1в мктять електродвигун та мехашчш передач^ переважно пасов1 та ланцю-гов1 [2-5]. Електродвигуни мехашзм1в подавання працюють з частотними пе-
