Передумови створення високопористих абразивних кругів для шліфування масивної деревини Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 674.02;621.923 Доц. 1.М. Гончар, канд. техн. наук;

доц. В.1. Степанишин, канд. техн. наук; ст. викл. Б.О. Магура, канд. техн. наук -НЛТУ Украти, м. nbsis

ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИСОКОПОРИСТИХ АБРАЗИВНИХ КРУГ1В ДЛЯ ШЛ1ФУВАННЯ МАСИВНО1 ДЕРЕВИНИ

Наведено результати анал^ичних дослщження конструкцш та структури абра-зивних крупв та обгрунтовано характеристики аналогiчного високопористого шстру-менту для ефективного оброблення деревини.

Assoc. prof. I.M. Honchar; assoc. prof. V.I. Stepanyshyn; senior teacher B.O. Mahura - NUFWT of Ukraine, L'viv

Preconditions of high-porous abrasive wheels creation for grinding

of massive wood

Results of analytical researches of abrasive wheels constructions and structures are given in the article. Characteristics of analogous high-porous tools for efficient wood treatment are substantiated.

Процес шшфування деревини ютотно вщр1зняеться вщ шл1фування метал1в через значну р1зницю м1ж температурними балансами процеЫв. По-в'язано це з тим, що теплоф1зичш властивост цих матер1ал1в значно вщр1зня-ються. Якщо коефщ1ент теплопровщност металу становить 40...50 Вт/ м-°с, то для деревини - 0,2.0,25 Вт/ м-°с. А це означае, що вся теплота, яка видь ляеться шд час обробки деревини, сконцентровуеться в зош контакту, що мае негативний вплив на умови оброблення. Кр1м цього, шл1фування деревини не може супроводжуватися використанням мастильно-охолоджувальних рщин, як у випадку з металами, або ж охолоджувати зону контакту можна тшьки га-зопод1бними середовищами. Вихщ з ще! проблеми варто шукати в створенш шструменив таких конструкцш та структур, як б дали змогу значно знизити штенсившсть теплового потоку в зош оброблення.

Властивост будь-якого абразивного шструменту залежать вщ його конструкци, виду, властивостей абразивного матер1алу та зв'язки, технологи формування шляхом мехашчно!, терм1чно!, х1м1чно! та шших вид1в дп. Але використання особливих рецептурних умов та спещальних технолопчних ме-тод1в може дати змогу створювати шструменти з1 заданими характеристиками, яю можуть забезпечувати ефективну обробку таких специф1чних за сво-!ми властивостями матер1ал1в як р1зномашгш породи деревини.

Зпдно з виконаними рашше дослщженнями [1], шд час обробки ма-сивно! деревини кругами бере участь дуже незначна частина абразивних зерен його робочо! поверхш. Це приблизно 5.10 %. При цьому вщстань м1ж активними абразивними зернами в 10.20 раз1в бшьша, шж вщстань м1ж су-сщтми зернами. У процес роботи вщстань м1ж активними зернами змен-шуеться за рахунок !хнього зношування, а це призводить до зниження пито-мо! штенсивносп зр1зання матер1алу, тобто до втрати кругами здатност до р1зання. Поряд з цим, збшьшення кшькосп активних зерен шдвишуе штен-

118

Збiрник науково-технiчних праць

Науковий вкник НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.3

сившсть теплового потоку, що призводить до шдвищення температури в зонi рiзання та припалювання оброблювано! поверхнi.

З метою зменшення теплового потоку в зош рiзання та зниження контактно! температури автор [2] запропонував використовувати круги з перер-вною робочою поверхнею. За рахунок переривання процесу зменшуеться теп-лове навантаження на деталь та покращуються умови роботи абразивних зерен. Але використання сегментних абразивних крупв мае i цшу низку вад. Це удар-ний характер роботи, який спричинюе виникнення хвилястост на обробленiй поверхнi та швидке зношування пiдшипникiв через вiбрацiю. До вади такого iнструменту варто вщнести також вiдносну складнiсть його виготовлення.

Дослщження, якi здiйснив I. Петришак [3], теж пiдтверджують ефек-тивнiсть використання iнструменту з перервною робочою поверхнею при чистовому шлiфуваннi деревини. Хоча, згiдно з його даними, збшьшення кiлькостi сегментiв мае позитивний вплив на умови роботи круга та яюсть оброблювано! поверхш. А це означае, що найдоцшьшше використовувати су-цiльнi круги з бшьшою вiдстанню мiж активними абразивними зернами.

Якщо порiвнювати структури металообробних та деревообробних кругiв, то варто зауважити, що вони практично однаковь Наприклад, промис-ловiсть випускае металообробш круги 5...8 структур. Водночас аналiз структур абразивних кругiв для оброблення деревини показуе, що для оброблення деревиностружкових плит використовують круги 5-! структури [4], сосни - 4! структури [5], дуба, бука, ясеня - 7, 8-! структур [6, 7].

Звщси випливае, що металообробш та деревообробш круги вiдрiзня-ються тшьки вмютом зв'язки та матерiалом абразивних зерен, i дослiдження процесу шлiфування деревини високопористими абразивними кругами не здшснювали. Варто зауважити, що високопористими вважають круги, в яких вмют пор перевищуе 50 % вщ загального об'ему круга.

На основi зазначеного вище можна констатувати, що найбiльш пер-спективним шляхом вирiшення проблеми шлiфування масивно! деревини жорсткими абразивними кругами е розроблення рецептури високопористих абразивних кругiв з вщкритими порами. Це дасть змогу зменшити кiлькiсть зерен на робочш поверхнi круга, пiдвищити питому штенсившсть зрiзання матерiалу активними зернами, а також, за потреби, подавати через пори охо-лоджувальш гази (повггря, азот) i таким чином знизити штенсившсть теплового потоку в зош оброблення.

Здшснеш аналггичш та експериментальш дослiдження показали, що таю круги можуть бути створеш, оскшьки найефективнiшi абразивнi матерь али для оброблення деревини - карбщ кремшю та кремiнь - мають досить висок показники теплостiйкостi (1300, 1600°С), що е достатнiм для створен-ня високопористих кругiв на керамiчнiй зв'язцi. Необхiднiсть використання керамiчно! зв'язки викликана тим, що тiльки така зв'язка може мати вщкрш! пори, як можна ефективно використати для охолодження зони контакту круга з оброблюваною поверхнею шляхом подачi через них охолоджувача.

3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств

119

Л1тература

1. Яцюк А.И. Новый способ механической обработки древесины. - Львов : Изд-во "Вы-ща шк.", 1975. - 216 с.

2. Якимов А.В. Прерывистое шлифование. - Киев-Одесса : Изд-во "Выща шк.", 1986. -

175 с.

3. Петришак 1.В. Обгрунтування конструктивних параметрiв i структури жорстко-пружного абразивного шструмента : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 51.53.2/ НЛТУ Украши. - Львiв, 2007. - 20 с.

4. Грицишин С.И. Разработка абразивного инструмента на эпоксидной связке и исследования процесса калибрования плитных древесных и других материалов : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.06.02/ ЛЛТИ. - Львов, 1982. - 22 с.

5. Заяц И.М. Исследование процесса шлифования древесины хвойных пород абразивными кругами : автореф. дисс. на соискание учен. степени канд. техн. наук: спец. 05.421/ ЛЛТА. - Л., 1970. - 19 с.

6. Бугаенко Я.П. Разработка рецептуры абразивного инструмента и оптимальных режимов шлифования паркетных изделий из древесины : дисс. на соискание учен. степени канд. техн. наук : 05.06.02. - Львов, 1984. - 156 с.

7. Гончар И.Н. Повышение эффективности абразивной обработки материалов скользящей поверхности лыж : дисс. на соискание учен. степени канд. техн. наук: спец. 05.21.05. -Львов, 1988. - 158 с. _

УДК 621.91 Acnip. А. е. РудЬ - НЛТУ Украши, м. Льв^в

ОСОБЛИВОСТ1 ЗМ1ЦНЕННЯ ВИСОКОШВИДК1СНИМ ТЕРТЯМ З ПОПУТНОЮ ПОДАЧЕЮ ЗАГОТ1ВКИ

Дослщжено вплив напрямку обертання та зусилля притискання шструмента-диска на яюсш показники модифшованого шару тсля фрикцшного змщнення. Вста-новлено, що змщнення високошвидюсним тертям володie низкою переваг - характеризуемся винятковою простотою у застосуванш та малою собiвартiстю порiвняно з шшими методами. Технология поверхневого змщнення тертям не вимагае великих катталовкладень та спещально! квалiфiкацii персоналу, що е ютотною перевагою для в^чизняно! промисловосп.

Post-graduateA.E. Rud'-NUFWTof Ukraine, L'viv Features of hardening by a high-speed friction with passing serve of detail

It has been investigated the influence of rotation's direction and efforts of the instrument-disk's pressure on quolitative figures of modificted layer after friction hardening. It is set that strengthening a high-speed friction owns the row of advantages - characterized exceptional simplicity in application and small prime price by comparison to other methods. Technology of the superficial strengthening frictions does not require large capital investments and special qualification of personnel which is substantial advantage for domestic industry.

Розроблення технологш поверхнево! модифжацн деталей машин i ме-хашзм1в - актуальна та визнана тема пошуку науковщв усього свггу. Шд впливом глобального дефщиту легуючих елеменлв та всесвггньо! економiч-но! кризи цей напрямок отримуе ютотну мотивацш. Оскшьки, на думку фа-хiвцiв, об'емне термооброблення себе вичерпало, то було визначено новий технолопчний напрямок - методи керування властивостями поверхш - шже-нерiя поверхш (Surface Engineering).

1 Наук. кер1вник: проф. М. Д. Юрик д.т.н. - НЛТУ Украши, м. Льв1в

120

Збiрник науково-техшчних праць