CC BY
7
Зубык С.В. Основные уравнения теории колебания дисковых пил
Осуществлены теоретические исследования работы дисковых пил, которые во время работы находятся в динамическом состоянии под действием поперечных колебаний. Исследования свободных колебаний диска пилы засвидетельствовали, что при этом можно применить как точные, так и приближенные методы расчета. Это даст возможность в процессе вычислений, в результате изменения диаметра, толщины пилы, получить соответствующие динамические нагрузки полотном пилы, прогиб пластины (пилы) и ее устойчевость, что приводит к деформации и проявлению звуковых колебаний дисковых пил.
Zybyk C.V. Basic equalizations of oscillation theory of disk saws
Theoretical researches of disk saws work are conducted, which during work are in the dynamic state under the action of transversal vibrations. Researches of free vibrations of saw disks showed that it is here possible use as exact so close methods of calculation. It will enable in the process of calculations at the change of diameter, thickness of saw, to get the proper dynamic loadings a saw-blade, bending of plate (saw) its firmness which brings a to saw deformation and display of sound vibrations of disk.
УДК 363.3 Доц. В.В. Кий, канд. техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв;
мол. наук. ствроб. В. Б. Матушевський - НДЧ НЛТУ Украти, м. Львiв
ОСНОВИ ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛ1ДЖЕНЬ ПРОЦЕСУ РОЗКОЛЮВАННЯ ДЕРЕВИНИ РОБОЧИМ ОРГАНОМ
СХ1ДЧАСТО1 ФОРМИ
Запропоновано методику теоретичного дослщження процесу розколювання де-ревини робочим органом схщчасто! форми. Здшснено порiвняльний аналiз результа-■пв розрахунку максимального розколювального зусилля, розрахованого вщповщно за класичною та запропонованою методиками.
Розколювання деревини, як один з вид1в 11 мехашчного оброблювання, набув широкого застосування як у промисловост1, так 1 в побуть На сьогодш розроблено чимало р1зномаштного за конструктивними особливостями дровокольного устаткування. Попри це, роботи в напрям1 створення нових та удосконалення юнуючих конструкцш колушв не припиняються. Зокрема, на кафедр1 люопромислового виробництва та люових дор1г НЛТУ Украши запропоновано робочий орган [1] схщчасто! форми, виконаний у форм1 двох су-цшьних клишв 2 1 3, леза яких змщет на певну величину "е", що мають сшльний корпус 1 (рис. 1). Кут загострення леза клина 2 такий самий або й бшьший, шж кут загострення леза клина 3.
Рис. 1. Робочий орган Рис. 2. Початковий момент розколювання кряжа cxid4acmo'i форми робочим органом ^дчастоХ форми
Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.10
У випадку використання запропонованого робочого органа на дровокольному верстав кряж, що насуваеться на клин (рис. 2), сво!м торцем кон-тактуе в початковий момент з виступаючим лезом клина 3, який, входячи в деревину, зумовлюе появу в нш трщини, що поширюеться як в поздовжньо-му, так i в поперечному напрямках. Тому, за подальшого перемщення кряжа, лезо верхнього клина 2 входить у трщину, що утворилась внаслщок дИ на деревину клина 3. Таким чином, верхнш клин спричиняеться лише до подальшого розщеплення кряжа, що розко-люеться (рис. 3). За дослщженнями доц. В.В. Гомоная [2], максимальне зусилля, яке необхщне для подшу деревини вздовж волокон способом розщеплення, в середньому на 20 % е меншим нiж у випадку розколювання звичайним клином.
Якщо проаналiзуемо процес поз-довжнього дiлення кряжа за допомогою робочого органа схщчасто! форми, то видно, що маемо комбшоване дшення: нижнiй клин за-безпечуе звичайне розколювання та розщеплення, а верхнш спричиняеться тшьки до роз-щеплювання.
Виходячи iз зазначеного, ми можемо стверджувати, що сумарне зусилля насування Р буде складатись iз зусилля розколювання Рл та зусилля розщеплювання Рр.
Р = Рл + Рр, (1)
де: Р - сумарне зусилля насування; Рл - зусилля, яке виникае на лезi робочого органа; Рр - зусилля розщеплення, яке виникае внаслщок заглиблення ро-
бочого органа в колоду.
Оскшьки на величину максимального зусилля розколювання значний вплив мае довжина лши контакту леза з деревиною, тобто ширина площини розколювання, причому за даними дослщниюв [3], ця залежшсть прямоль ншна, то зi зменшенням довжини лши контакту, лопчно, зменшуеться i необ-хщне максимальне розколюючи зусилля. А на розщеплення не розколото! частини деревини витрачатиметься менше, порiвняно з розколюванням, зусилля. Отже, сумарне зусилля, необхщне для комбшованого поздовжнього подшу деревини, повинно бути меншим, шж за звичайного розколювання.
Зусилля Рл, в першому наближеннi, можна розглядати за класичною методикою, враховуючи, що лшя контакту деревини i леза не дорiвнюе дь аметра колоди В ф Б.
Отже, взявши формулу для визначення максимального зусилля розколювання [3], та замшивши в нш дiаметр Б на довжину лши контакту деревин з лезом В, отримаемо:
Рл = 2 • К • р • Ь • В • аз • ап • ав • а0, (2)
Рис. 3. Схема заглиблювання схiдчастого робочого органа в кряж
де: К - коефщент клина; р - кут тертя; а - кут загострення леза робочого органа; р - питомий ошр розколюванню; Ь - довжина колоди; В - довжина лши контакту мiж деревиною та лезом робочого органа (рис. 2); аз - коефь щент, який враховуе рiвень затуплення леза робочого органа; ап - коефь щент, який враховуе породу розколювано! колоди; ав - коефiцiент, який враховуе волопсть деревини; а0 - коефiцiент, який враховуе розмiр опори.
( а
к = ^ [р+Ог}, (3)
V 2 У
Припускаючи, що поздовжнш подiл не розколено! частини деревини буде вщбуватися шляхом розщеплювання, використаемо дослщження В.В. Гомоная. Так, у його робот [2], наведено залежшсть, яку цей автор тд-твердив проведеними вщповщними експериментальними дослiдженнями, i яка дае змогу визначити максимальне значення зусилля, необхiдного для роз-щеплення деревини.
Рр = (Ту ■ Ь ■ х(4) П
де: ту - границя мщност деревини на розрив вздовж волокон; Ь - частина дiаметра колоди, яка шддаеться розщепленню, Ь = Б - В; х - довжина трщи-ни; р,п - коефiцiенти, формули для визначення яких наведено у робот [2].
160
140 120 100
С
с 80 60 40 20
ф
■Л ф ф ф ф ф
\ Ф Ф Ф 2
ф Ф Ф * /
ф ф # ф ф к
ф * ф ф
г
О 20 40 60 80 100 120
Э, см
Рис. 4. Змта максимального зусилля вiд дiаметра: 1 - у випадку поздовжнього дыення деревини звичайним розколюванням, за досл\дженнями С.1. Рахманова; 2 - у випадку комбтованого (розколювання + розщеплення) поздовжнього дыення деревини вздовж волокон; 3 - у випадку поздовжнього дыення деревини способом розщеплення, за досл\дженнями В.В. Гомоная
Для нашого випадку зусилля, яке зумовлюе появу процесу розщеплення в тш частит дiаметра колоди, яка не контактуе з лезом робочого органа, буде
Науковий вкник НЛТУ УкраТии. - 2010. - Вип. 20.10
спрямоване тд кутом до волокон, то доцшьно у формул1 (4), ау (границю мщ-ност деревини на розрив вздовж волокон) замшити на а в - границю мщносп деревини на розрив шд час ди зовшшнього зусилля шд кутом в до волокон. За дослщженнями О.Й. Сопотуна [4],
<х
<в
1 +
/ _ л
< -1У
(5)
■Бт в
де: ах - граничн1 напруження вздовж волокон; ау - граничн1 напруження впоперек волокон; в - кут м1ж напрямком лши ди зусилля та напрямком волокон.
За наведеними вище залежностями проведемо вщповщт розрахунки та подамо 1хню граф1чну штерпретацш (рис. 4).
Висновки. 1. Незважаючи на значну кшьюсть наявних розробок робо-чих оргашв дровокольних верстат1в розщеплюючо! ди, на сьогодш 1х не ви-користовують у промисловосл, здебшьшого через складнощд конструкцн та малу надшшсть у роботь Запропонована конструкщя робочого органа дровокольних верстат1в сх1дчасто! форми е проста за конструкщею, легка у виго-товленш та надшна в робот^ що дасть змогу усшшно { ефективно використо-вувати под1бш робоч1 органи у виробничих умовах.
2. Максимальне зусилля, що виникае шд час поздовжнього дшення деревини на дровокольних верстатах 1з робочими органами схщчасто! форми, приблизно на 10-15 % менше тж у випадку розколювання звичайним клином { до 5 % бшьше, тж шд час розщеплювання (рис. 4).
3. 1з збшьшенням д1аметра розколюваного кряжа, бшьш динам1чно збшьшуеться р1зниця м1ж значеннями величини максимального зусилля розколювання звичайним клином та клином схщчасто! форми (крив1 1, 2, рис. 4). Що стосуеться р1знищ значень кривих 2 { 3 (рис. 4), то тут спостерпаеться незначне збшьшення 1з зростання д1аметра кряжа.
Л1тература
1. Патент УкраТни на корисну модель № 31922 "Робочий орган верстата для розколювання деревини". 2008 р.
2. Гомонай В.В. Исследование процесса раскалывания древесины на дровокольном станке расщепляющего действия : дис. канд. техн. наук. - Львов, 1982. - 219 с.
3. Машины и оборудование лесоразработок / С.И. Рахманов, К.Ф. Гороховский. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1967. - 242 с.
4. Сопотун А.И. Исследование усилий и напряжений в процессе раскалывания древесины : дис. ... канд. техн. наук. - Львов, 1977. - 229 с.
Кий В.В., Матушевский В.Б. Основы теоретических исследований процесса раскалывания древесины рабочим органом ступенчатой формы
Предложена методика теоретического исследования процесса раскалывания древесины рабочим органом ступенчатой формы. Осуществлен сравнительный анализ результатов расчета максимального раскалываемого усилия, рассчитанного соответственно за классической и предложенной методиками.
Kyy V. V., Matushevskyy V.B. Fundamentals of theoretical studies for the process of wood cleavage by means of stepped operating element
The work proposes the method of theoretical study for the process of wood cleavage by means of stepped operating element. The comparative analysis of the calculation results for the maximum cleaving force calculated respectively according to the classical approach and to the proposed methodology is presented.
УДК 621.086.065 Доц. О.Л. Ляшук, канд. техн. наук - Терноптьський НТУ
м. 1вана Пулюя
КОЛИВАННЯ КАНАТ1В ГНУЧКИХ КОНВЕСР1В ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НАСИПНИХ ВАНТАЖ1В
Розглянуто поздовжш коливання горизонтально! i вертикально! дшянок тягового канату конвеера. Отримано вирази для визначення перемщень окремих точок канату, що характеризують його коливання i залежнють для визначення натягу канату. Обгрун-товано параметри та режими експлуатацп конвеерiв iз гнучкими тяговими органами.
На елеваторах { складах сипучих продукт1в та матер1ал1в !х доводиться транспортувати на значш вщсташ [1, 2]. Як тягов1 органи доцшьно вико-ристовувати канати, як огинають направляюч1 блоки { зменшують динам1чш навантаження пор1вняно з ланцюговими конвеерами [3, 4]. На рис. 1 зображе-но схему конвеера з гнучким тяговим елементом, яким е канат. Таю конвеери мають цикшчш навантаження, тому !хня надшшсть { довгов1чшсть визна-чаеться над1йн1стю роботи тягового канату.
Рис. 1. Схема гнучкого канатного конвеера
