CC BY
11
• величиною подач^ яка визначае напрямок вектора абсолютно! швидкост pi-
зання Ve через кут ф [4].
У традицшнш схемi пиляння при ц =90° (див. рис. 2, поз.1) за умови руху зуба за стршкою в напрямку V перпендикулярно до напрямку волокон деревини сшввщношення поздовжнього i поперечного piзання визначаеться через величину переднього кута зуба. В ÁDNL (див. рис. 3) проекци кате^в NL i DN на гшотенузу DL i е вщносш частки вiдповiдно поздовжнього та поперечного видiв piзання. Тобто, (див. рис. 3) можна записати
ÁIIEPK/ =GL=NL * ^ (9)
БРК =DG= DN ■ cos у
БРКу (10)
Якщо прийняти, що DL=1, тодi
NL шт
sin у = — = NL, DL
DN
cos у =-= DN.
DL
Вщтак, формули (10) i (11) для часток видiв piзання запишуться
= sin у ■ sin у = sin2
у
2
Á||БрКу= sinf-smr = sin у, (12)
ÁxEPKy = co^ * co^ = cos у. (13)
При piзаннi зубом с^чково! пилки за напрямком Ve кожна точка бо-ково! piзальноl крайки додатково виконуе (у певному сшввщношенш) по-перечне та поздовжне piзання. Це спiввiдношення для традицшно! схеми пиляння при ц=90° визначаеться iз ÁDAB (див. рис. 3) через проекцп катетiв АВ i AD на гiпотенузу BD
Áll рк _ = ВС = АВ ^ф,
'БРКк
Ait = CD = AD sin ф.
<Г[БРКТГ ^
Ve
Якщо прийняти, що DB=1, тодi можна записати
AD
sin ф =-= AD,
DB
AB ,D
cosф =-= AB.
DB
Формули для часток видiв piзання з урахуванням швидкост подачi запишуться:
2
Á\\EPKV = ^ф- cosф = cos ф, (14)
ÁxEPKv = Sin ф- sin ф = sin ф. (15)
Сумарне спiввiдношення поздовжнього i поперечного видiв рiзання для традицшно! схеми пиляння (ц=90°) у вiдносних величинах визначати-муться як середне арифметичне двох величин, що залежить вiд величини пе-реднього кута у i напрямку швидкост рiзання Ve:
An +А||
Aii,
1БРК Y иБРК Ve 1БРК 2
\i> + Aj>
БРК y *БРК ve
Au____ =-
2
"БРК
Або, з урахуванням (12), (13) i (14) i (15) залежност для визначення часток видiв рiзання запишуться:
• 2 2
= srn Y + cos ф , (16)
11 БРК 2
2 • 2
= cos Y + sin Ф . (17)
•ИБРК 2
Вiдтак, з урахуванням розведення зубiв пилки на бш на основi залеж-ностей (7) i (8) для вшх видiв рiзання можна записати:
A i = sin2 X, (18)
±БРК ' v '
■ 2 2
= sin Y +cos ф 2r , (19)
11БРК 2
Л.. . _:_2
_ СО!
п БРК 2
Ац. = cos Y+sin Ф cos2 X'. (20)
При змiнi кута подачi буде змiнюватись i положення боково! рiзальноl крайки вiдносно волокон (рис. 2, поз. 2-5). Кут мiж боковою рiзальною край-кою i волокнами для вшх позицiй буде визначатись за залежшстю
у/ = (^ + у- 90°).
3i змiною кута ц змiниться за рахунок розведення зубiв на бiк i сшв-вщношення видiв рiзання. На основi рис. 2, аналопчно до наведених вище розрахункiв, можна записати
О О
A i = sin X • sin у,
± БРК ^ '
• 2 2 . sin Щ + cos Ф 2 . 2 2 An =-1-— cos X + sin X cos ф,
11 БРК 2
2 • 2 . cos sin ф 2 л,
Al> =---— cos2 X'
""БРК 2
Без квадра^в тригонометричних функцш залежностi для визначення часток вщносно одиницi для всiх видiв рiзання матимуть вигляд
А± = 0,25(1 - сов2!')(1 - соб2ф), (21)
А|| = 0,125(1+соб2^)(2 - сов2(ц+у-- 90°)+СОБ2ф)+0,25(1 - СОБ2^)(1+СОБ2Ф) . (22)
Ац = 0,125(1 + сов2Х')(2 + сов2(ц+у -90°)-^2ф). (23)
За залежностями (21), (22), (23) розрахунки виконувалися для всiх ча-сток видiв рiзання. Оскiльки при рiзних значеннях змiнних параметрiв ре-зультати отримувалися майже однаковi, то на рис. 4 зображено результати
розрахунюв для значень 81=0,7 мм, у=15°. 1
45 60 75 90 105 Кут подач1 ц, град
120
135
Рис. 4. Ыдносна змша часток видiв рюання боковое рЬальног крайки залежно вiд кута подачи 1 - торцеве р1зання; 2 -р1зання поздовж волокон;
3 - р1зання поперек волокон
З рис. 4 видно, що зi змшою кута подачi ц в межах вщ 90° до 135° збшьшуеться поздовжнш вид рiзання боковою рiзальною крайкою з одночас-ним зменшенням поперечного. Торцеве рiзання зi змiною ц у зазначених межах залишаеться незмiнним. Зона перехщних значень для всiх видiв рiзання лежить в межах кута подачi вiд 80° до 85°. Це пояснюеться початковою орiе-нтащею боково! рiзальноl крайки вiдносно волокон за рахунок переднього кута у.
Поставивши вирази (21), (22) i (23) в залежшсть (1) i зробивши розрахунки для 45°< ц<135°, отримаемо вiдноснi значення одинично! дотично! си-ли, що виникае на боковш рiзальнiй крайцi.
Для ощнювання величини та характеру одинично! дотично! сили рь зання зi змiною кута подачi визначали И змшу вiдносно положення при ц=90°. Для цього величину сили, розраховано! при кутах подачi 45°<ц<135° дшили на И ж значення при ц =90°.
Отже, загальна вщносна величина одинично! дотично! сили рiзання боково! рiзальноl крайки зуба стрiчковоl пилки для всiх значень ц визна-чатиметься як
РХ
РХ
ХБРК1
ХБРК1 (45°<ц<135°) ХБРК (ц=90°)
(24)
Розрахунки за формулою (24) виконували для таких параметрiв про-цесу рiзання та iнструмента: крок зубiв ¿з=22,2 мм, подача на зуб 5=0,03; 0,09; 0,15 мм; переднiй кут у=8°, 15°; величина розведення зубiв 51=0,4; 0,7 мм.
Оскiльки рiзниця мiж розрахунковими значеннями Р'ХБРК при рiзних
значеннях змiнних параметрiв незначна, то на рис. 5 зображено результати розрахунюв для значень 51=0,7 мм, у=15°.
З рис. 5 видно, що зi змiною кута подачi ¡л найменша одинична до-тична сила рiзання на боковш рiзальнiй крайцi буде виникати при кутах ¡л =80°...85°. Це зумовлено тим, що при таких значеннях кута подачi ¡л бо-кова рiзальна крайка буде виконувати найбiльше поперечне рiзання, при яко-му сили найменшь
45
60
75
90
105
120
135
Кут подачi град
Рис. 5. Залежшсть вiдносноi величини одиничноИ дотичноИ сили рЬання на боковш рЬальнш крайц вiд кута подачi
Висновки
Отримано залежност для визначення вщносного значення одинично! дотично! сили рiзання боково! рiзально! крайки i вiдносного значення часток видiв рiзання з урахуванням змши виду рiзання.
Установлено, що найменша одинична дотична сила рiзання на боковш рiзальнiй крайцi буде виникати при кутах подачi ¡л =80°.. .85°.
Одержанi залежностi е базою для подальших дослiджень i дають змо-гу визначити вiдносну змшу сумарно! сили, що дiе на лезi в цiлому.
Л1тература
1. Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Ч. I, приемы механической обработки дерева. Изд. КУБУЧ.: - Л., 1934.
2. Воскресенский С. А. Резание древесины. - М.: Гослесбумиздат, 1955. - 199 с.
3. Ребезнюк 1.Т., Пуш О.М., Наконечний 1.П. Споаб розпилювання деревини стрь чковою пилкою. Декларацшний патент на винахщ № 44417, В27В13/00, Бюл.№ 2, 2002 р.
4. Ребезнюк 1.Т. Визначення товщини зр1зуваного шару при пилянш на горизон-тальних стр1чкопилкових верстатах// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2003, вип. 13.2. - С. 136-140.
УДК 647.047 Acnip. А.1. Мацьюв - УкрДЛТУ
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ СОНЯЧНЕ СУШ1ННЯ ДУБОВИХ
ПИЛОМАТЕР1АЛ1В
Наведено результати експериментальних дослiджень сушшня дубових пилома-терiалiв у модельнш сонячнiй сушарцi напiвтепличного типу; розглянуто ефектив-шсть використання сонячного сушшня порiвняно з атмосферним способом.
Doctorate A.I. Matskiv - USUFWT Experimental Solar Drying of Oak Lumber
In article presented some results of experimental drying of oak lumber in small greenhouse - type dryer, the effectiveness of solar drying in direct comparison with air drying investigated.
1. Актуальшсть дослщжень. В юнуючих умовах росту цш на тради-цшш енергоноси особливо! актуальност набувае проблема використання не-традицшних джерел енерги. Сушшня пиломатер1ал1в як ключовий техноло-пчний процес характеризуеться значною енергомютюстю, що спонукае до пошуку шлях1в ii зниження. Вже у 30-х роках у Шмеччиш здшснено спроби використання енерги Сонця для сушшня деревини та шших сшьськогоспо-дарських продукпв, а на початку 60-х у США започатковано активш дослщ-ження сушшня пиломатер1ал1в у гелюсушарках, як не втратили актуальност i до сьогодшшнього дня. Анал1з св1тового досвщу [1] свщчить про високу ефектившсть сонячних сушарок з огляду на штенсившсть процесу сушшня, можливють отримання достатньо низько! кшцево! вологостi матерiалу i його високу яюсть. При цьому доведено доцшьшсть використання сонячно! радi-ацi! не тшьки в тропiчних клiматичних умовах, але i у помiрних широтах. У публжащях останнiх рокiв, присвячених данш проблематицi, спостерiгаеться тенденцiя до все бшьшого зацiкавлення сушарками нашвтепличного типу, як найдешевшого способу використання сонячного випромшювання. З огляду на добовий хщ температур у таких сушарках, доцшьно зосередити увагу на дослщженш динамiки сонячного сушiння пиломатерiалiв твердих листяних порiд, при цьому найбшьш сприятливими умовами для проведення цих дос-лiджень е лггнш перiод. Проведення таких експериментальних дослщжень дае змогу виявити особливостi процесу сонячного сушшня пиломатерiалiв у наших кшматичних умовах та отримати необхщш для перевiрки математич-ного опису процесу даш.
2. Об'ект досл1джень, методика експерименту. Згiдно з поставлени-ми завданнями, експериментальнi дослiдження проведено на прикладi деревини дуба черешкового (Quercus robur L.), загальна площа якого на територi! Ук-ра!ни становить 1,6 млн.га, а середнш рiчний прирiст - 2,58 м3/га [2]. З огляду на поведшку у процесах конвективного сушшня, для дубових пиломатерiалiв властива схильшсть до розтрiскування, яке вiдбуваеться внаслщок наявностi значно! кiлькостi паренхимних кштин, що утворюють серцевиннi променi -28...32 % вiд загального об'ему деревини. При цьому з утворенням ядра суди-ни закупорюються тилами, що блокуе капiлярну систему i суттево понижуе !! вологопровiднiсть. Тому процес сушшня загалом характеризуеться вщносно
малою штенсившстю, а температурний рiвень агента сушшня лiмiтуеться, в основному, градiентом вологостi в матерiалi та явищем колапсу.
Для дослiдження сонячного сушшня дубових пиломатерiалiв ми створили спещальну експериментальну установку та падбрано контрольно-вимь рювальнi прилади. Експериментальна установка (рис. 1) - це сушарка рамко-во! конструкци з штегрованим у похилий дах сонячним колектором, под-вiйним засклiнням 1 та тепло- i вологоiзольованими огородженнями 6. Пщ засклiнням колектора розмiщено абсорбер 3, виготовлений з листового алю-мшш i покритий термостiйкою матовою фарбою чорного кольору. Для цир-куляци повiтря у верхнiй частит абсорбера вмонтовано осьовий вентилятор 2, а у швшчнш знiмнiй стш передбачено припливний i витяжний канали 4 i 5. Установка працюе таким чином: повiтря вентилятором подаеться у зону колектора, там на^ваеться i проходить через штабель висушуваного матерь алу, при цьому час роботи вентилятора обмежуеться денними годинами.
Шд час проведення дослщного сушшня пиломатерiалiв визначаеться бiжуча i пошарова вологiсть дослiдних зразкiв за вщомим ваговим методом [3]. Поряд з цим, для порiвняння з атмосферним сушшням фiксуеться добо-вий хщ температури i вщносно! вологостi повггря у сушарцi i ззовнi и для по-рiвняння з часто атмосферним повггрям. Для цього виготовлено два психро-метри. Як давачi в них використано термометри опору, сигнал вщ яких подаеться на вторинний прилад КСМ-2 i фiксуеться на дiаграмнiй стрiчцi. З метою вимiрювання температурного поля у висушуваному матерiалi, як давач^ використано ХК-термопари та вторинний самопишучий прилад КСП-2. Од-ночасно з сушшням у сонячнш сушарцi здшснюеться контроль бiжучоl воло-гостi пиломатерiалiв iдентичних характеристик при атмосферному сушшш.
Рис. 1. Принципова схема сонячно'1 сушарки намвтепличного типу:
1 - прозоре покриття; 2 - циркуляцтний вентилятор; 3 - абсорбер; 415 - в1дпов1дно канали для припливу св1жого I викиду в1дпрацъованого повтря; 6 - непрозор1 огородження; 7 - циркулююче повтря; 8 - штабель
3. Результати дослщжень i Тх обговорення. Весь комплекс експери-ментальних дослiджень проводився в три етапи, шд час яких висушувалось дослiднi зразки, випиляш з ядрових дошок тангентального розмщення зав-довшки 1000 мм та завширшки 300 мм. На першому етапi (у перiод з 4 чер-вня по 25 липня 2002 року) проведено дослщт сушшня дубових пиломатерь алiв товщиною 25 мм, на другому етат (з 7 серпня по 10 вересня 2002 року) - 32 мм, а на третьому у перюд (з 24 травня по 28 серпня 2003 року) - товщиною 50 мм. У табл. 1 наведено результати сонячного i атмосферного сушшня дубових пиломатерiалiв.
Табл. 1. Результати досл'кдних сушшь дубових пиломатер'шл'кв
Спос1б сушшня Товщина, мм Середня волопсть дослвдних зразшв Тривалшть сушшня т, дн1
початкова Жп, % юнцева %
У сонячнш сушарщ 25 72,7 10,3 51
32 76,1 19,1 34
50 73 10,1 96
Атмосферний 25 75,7 19,3 51
32 74,4 32,6 34
50 71,5 37,7 96
Як видно з табл. 1, початкова волопсть дослщних зразюв весняно-лггнього розпилювання у кожному дослщ перебувала в межах 70...80 %, що е нормальним явищем, враховуючи природну анiзотропiю деревини, мюце роз-ташування у колодi та умови росту конкретно взятого дерева. Рiзниця у зна-ченнях юнцево! вологостi матерiалу висушеного атмосферним способом i у сушарцi, не враховуючи фактора часу, зростае зi збшьшенням його товщини i становить 9, 13,5 i 18,4 % вщповщно для товщин 25, 32 i 50 мм. На кривих сушшня протягом перших дшв спостерпаеться постiйна швидкiсть сушiння, у перюд яко! вологiсть матерiалу знижуеться на 15.20 % (рис. 2). При цьому суттевого впливу температури на швидюсть сушiння пиломатерiалiв у цей перюд не виявлено, а кривi сушшня атмосферним способом у загальному характеризуются бшьшим кутом нахилу, нiж у сушарщ. Тобто, процес сушiння у перiодi постшно! швидкостi при атмосферному способi е iнтенсивнiшим, нiж у сонячнш сушарцi. Це пояснюеться тим, що вщносна вологiсть зовнiшнього по-в^я на початку сушiння сягае значно нижчих значень, нiж у сушарщ, тому його рiвноважна вологiсть була нижчою i поверхневi шари при атмосферному сушшт висихали швидше, що вщображаеться на загальнiй iнтенсивностi про-цесу у перший перiод. Поряд з цим iмовiрною причиною штенсившшого атмосферного сушiння пиломатерiалiв е швидюсть виру, яка набувала значно вищих значень впродовж вше! доби, шж швидкiсть циркуляци повiтря у сушарщ, що становила 2,5.3 м/с i обмежувалась лише денними годинами.
Варто вщзначити, що значний вплив на швидюсть атмосферного сушшня мае спошб укладання пиломатерiалiв у штабель. Пiд час проведення наших дослiджень не формувалось повногабаритного штабеля, тому дослщш кривi атмосферного сушшня пиломатерiалiв варто трактувати як таю, що характеризу-ють висихання матерiалу у крайнiх рядах повногабаритного штабеля. У перiодi спадаючо! швидкостi сушiння спостерiгаеться залежнiсть швидкост висихання
вщ добового ходу температури, оскшьки процес сушшня бiльшою мiрою лiмi-туеться вологопровiднiстю, яка, у свою чергу, е функщею температури. Тому внаслiдок вищих температур повiтря у сушарщ кут нахилу кривих сонячного сушшня збшьшуеться, а атмосферного - зменшуеться, що виражаеться в характерному перетинанш кривих та 1х поступовому розходженш.
Рис. 2. До^дне сушшня дубових пиломатерiалiв (32*300 мм):
1,2 - волог1сть деревини Ж в1дпов1дно при суштт в сонячшй сушарц I атмосферним способом; 3,4 - в1дпов1дно температура повтря / в сушарц I зовншнього повтря;
5,6 - в1дносна волог1сть повтря ф в1дпов1дно в сушарц I зовншнього повтря
Анашзуючи хщ температури i вщносно! вологост зовшшнього повггря та у сушарщ можна виявити певну нерегуляршсть в 1х спiввiдношеннi для пе-рюду постшно! швидкостi сушшня. Так, у бшьшосл випадюв за температури повггря у сушарцi у 1,5.. .2 рази вищiй вiд зовнiшнього середовища середови-ща, вiдносна волопсть повiтря не сягала критично низьких значень та була ви-щою або рiвною зовнiшнiй. Цей факт е позитивним явищем, яке дозволяе пев-ною мiрою контролювати волопсть середовища шляхом повггрообмшу з ото-чуючим середовищем. 1з фiзичноl точки зору це пояснюеться тим, що значна частина тепла витрачаеться на про^вання вологого матерiалу з вщносно ви-сокою теплоемнiстю та на^вання повiтря з високим вологовмiстом. При зме-ншеннi вологовмiсту матерiалу та iз зростаючим повiтрообмiном досягаються значно вишд температури повiтря та досить низьк значення вщносно! вологос-т повiтря, що, у свою чергу, дае змогу суттево iнтенсифiкувати процес.
Для умовного порiвняння параметрiв середовища шд час проведення дослiдiв розiб,емо процес кожного дослiдного сушiння на два перюди з переходом у момент досягнення середньо! вологост матерiалу 30 % у сонячнш сушарцi. Як видно з табл. 2, максимальш температури сушiння при проведен-нi всiх трьох дослщв у середньому у 2 рази вищд, нiж температури зовшшнього середовища, а тривалiсть критично високих температур (50.60 °С) не перевищуе 2.3 годин (рис. 2). Важливою характеристикою процесу е се-редня температура, яка для другого перюду була на 3,4.4,0 °С вища, шж у
першому, що загалом дае змогу iнтенсифiкувати процес сушшня за принципом режимного шдвищення температури при висиханнi матерiалу.
Табл. 2. Порiвняння nараметрiв середовища при сонячному _та атмосферному сушшш_
Товщина, мм Спос1б сушшня Перь од Температура, °С Ввдносна волопсть, %
Максимальна Мш-мальна Середня Мшмальна Середня
25 У сонячнш сушарщ 1 57,4 9,8 28,1 55 86
2 63,0 12,6 31,5 28 78
Атмос-ферний 1 35,0 8,4 20,2 43 83
2 34,4 10,5 21,9 44 82
32 У сонячнш сушарщ 1 66,5 15,2 30,4 43 88
2 57,1 13,2 34,4 28 75
Атмос-ферний 1 32,2 8,7 19,5 43 84
2 29,6 9,1 17,9 45 79
50 У сонячнш сушарщ 1 65,0 9,0 28,7 29 85
2 68,0 9,0 32,5 21 71
Атмос-ферний 1 33,0 8,0 19,2 44 83
2 33,0 8,7 20,0 30 82
Такий хщ температур тюно пов'язаний з регулярнiстю повпрообмшу сушарки з навколишнiм середовищем, тому у другому перiодi при штенсив-ному повiтрообмiнi вiдносна вологiсть повпря сягае майже вдвое нижчих значень, шж у першому. Середне значення вщносно! вологостi повiтря у су-шарцi для першого перiоду було на 3,4.4 % вищим, а для другого на 4,2.10,6 % нижчим вщ ступеня насичення зовшшнього повггря, а мтмаль-на волопсть у другому перiодi сягала 21.28 %, тобто була приблизно у два рази нижча, шж у першому перiодi сушшня. Це свiдчить про зниження вщ-носно! вологост повiтря зi всиханням матерiалу i е необхiдною умовою до-сягнення потрiбноl кшцево! вологостi матерiалу. При вимiрюваннi температури деревини виявлено, що рiзниця температур поверхневого та центрального шарiв не перевищуе 1.2 °С, що е характерним для низькотемператур-них процесiв конвективного сушшня пиломатерiалiв. Тому, враховуючи точ-нiсть вимiрюваних приладiв (0,5 °С показу i 1 °С запису), вимiряну температуру можна трактувати як iнтегральну.
У процесi дослщжень проводились регулярнi спостереження за яюстю матерiалу i було виявлено, що незважаючи на вологоiзоляцiю торцевих зрiзiв двома шарами масляно! фарби, при атмосферному сушшш на торцях пилома-терiалiв товщиною 32 i 50 мм виникають трiщини, якi переважно переходять на пластi. Однак при сонячному сушшш спостершаються тiльки незначш то-рцевi трiщини, якi абсолютно не знижують якостi матерiалу. При цьому у вЫх випадках трщин на пластях матерiалу не виявлено. Така картина пояс-нюеться надто штенсивним атмосферним сушiнням у перiодi постшно! швидкостi, на вiдмiну вщ дещо сповiльненого сушiння у сонячнш сушарцi за приблизно рiвних значень вщносно! вологостi повiтря та вдвое вищо! температури сонячного сушшня, що, у свою чергу, зумовлюе виникнення менших градiентiв вологостi та напружень поверхневого розтягу. Поряд з цим при со-
нячному сушiннi на пиломатерiалах виявлено специфiчнi плями, появу яких можна пояснити, по-перше, конденсащею води на поверхш матерiалу при щоденному нагрiваннi, коли температура деревини е нижчою температури мокрого термометра; при цьому фарбуючi дубильнi речовини розчиняються водою i виносяться на поверхню. По-друге, окислення хiмiчно активних ду-бильних речовин на пластях i кромках виражаеться у специфiчних концен-тричних колах на поверхш матерiалу. I нарешп, температура як один з фун-даментальних чинникiв iнтенсифiкуе процеси окислення i дифузи забарвлю-ючих речовин на поверхш матерiалу, оскiльки критичною щодо змiни природного кольору деревини дуба е температура 24.27 °С [4].
Варто вщзначити, що виявлеш плями в жодному разi не знижують якостi висушеного матерiалу, оскiльки мають тiльки поверхневий характер, що в будь-якому випадку усуваеться тд час вторинно1 механiчноï обробки.
4. Висновки. 1з аналiзу результата проведених дослiджень можна зробити таю висновки:
1. загальний час сушiння дубових пиломатерiалiв у сонячнш сушарцi в наших клiматичних умовах е значно коротший, нiж при атмосферному сушшш;
2. при сонячному сушшш можливо досягти значно нижчоï кiнцевоï во-логостi матерiалу, шж при атмосферному;
3. хiд параметрiв середовища при сонячному сушiннi принципово вщоб-ражае хiд режимних параметрiв при камерному сушiннi - рют температури та зниження вiдносноï вологостi повiтря при висиханнi матерiалу;
4. при сонячному сушiннi практично вщсутне розтрiскування матерiалу на вщмшу вiд мало керованого атмосферного способу;
5. виявлеш поверхневi плями не знижують якост матерiалу порiвняно з атмосферним способом та сушшням у конвективних сушарках;
6. отримаш результати експериментальних дослiджень е коректними i можуть бути використаш для перевiрки адекватностi математичних моделей процесу сонячного сушшня пиломатерiалiв.
Л1тература
1. Мацьк1в А.1. Використання сонячно'1' енергп для сушшня деревини// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2002, вип. 12.5. - С. 115-118.
2. Гвоздяк Р.И., Гордиенко М.И., Гойчук А.Ф. Дуб черешчатый в Украине. - К.: Наук. думка, 1993. - 222 с.
3. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельськ, 1985. - 143 с.
4. Rech H., Hansmann C., Pokorny M. The colour of wood from white oak// ForschungVerwertung. - 2000, № 1. - S. 13-15.
УДК 674.815 Доц. Ю.1. Грицюк, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
РОЗРАХУНОК ПРОДУКТИВНОСТ1 РОБОТИ СПЕЦ1АЛ1ЗОВАНОГО РОЗКР1ЙНОГО ОБЛАДНАННЯ
Пропонуеться методика визначення продуктивносп роботи розкршного облад-нання, яка базуеться на врахуванш показниюв ефективносп отриманого оптималь-
ного плану розкрою, дае змогу бiльш точно виконувати проектш чи nepeBipHi розра-хунки. Наведено методику визначення тривалосп робочого циклу i виконання опе-pацiй процесу основного розкрою ПДМ на заготовки для кутових двопилкових установок, призначено! для обчислення продуктивносп роботи основного обладнання.
Doc. Yu.I. Gryciuk -USUFWT Calculation of performance productivity for specialized cutting equipment
The procedure is presented for determining of performance productivity for cutting equipment, that is based on tanning into account the effectiveness indicators for optimal cutting plan, yielding more precise planning or verifying calculations. The procedure is presented for determining of duration for working cycle and execution of process operations for main cutting of PWM into blanks for angle two-saw plants. At is used for calculations of performance productivity for main equipment.
За останш десятилптя важливим напрямком науково-техшчного про-гресу у сфер1 розкрою плитних деревних матер1ал1в (ПДМ) став перехщ вщ створення i реашзаци окремих вид1в розкршного обладнання до розроблення та широкого впровадження у виробництво систем i комплекЫв автоматизо-ваного та автоматичного устаткування на базi верста™ з комп'ютерним управлшням. Використання таких автоматичних лшш i комплексних систем розкрою дае змогу автоматизувати не тшьки основш операцй розкрою, але й завантажувальш, передавальш та розвантажувальш операцй, тобто вони максимально скорочують частку ручно! пращ та участь людини в управлшш ТП розкрою ПДМ на мeблeвi заготовки.
Досвщ закордонних фipм [1, 6, 7], пов'язаний зi створенням i впрова-дженням у виробництво гнучких автоматичних лшш чи систем розкрою, свь дчить про те, що вони забезпечують не тшьки значне шдвищення продуктивносп пращ, але й значно зменшують собiваpтiсть процесу виготовлення про-дукцй. Бiльшiсть зpазкiв такого обладнання побудоваш за модульним принципом, тобто дають змогу замовнику компонувати структуру пилкових установок, базувальних столiв чи передавальних пристро!в залежно вiд необхщ-но! йому продуктивносп, що уможливлюе eкономiю чималих матepiальних i фiнансових peсуpсiв.
Однак для того, щоби зpозумiти основнi принципи компонування су-часного високопродуктивного розкршного обладнання, необхщно, перш за все, розглянути загальш пiдходи щодо визначення продуктивносп роботи pозкpiйного обладнання, загально! тpивалостi робочого циклу пpоцeсiв основного i додаткового розкрою, тривалостей виконання опepацiй процесу розкрою.
Знання продуктивносп роботи автоматичних лшш дае змогу здшсни-ти: розрахунок проектно! потужност обладнання на еташ проектування процесу виготовлення меблевих заготовок з ПДМ, а також пepeвipний розрахунок продуктивносп лшй - в пpоцeсi !! експлуатацй; подiл лiнi! на стpуктуpнi компоненти; вибip концептуально! схеми роботи лшй та компонування оптимально! структури !! пилкових установок; вибip ращональних типiв передавальних пристро!в мiж окремими пилковими установками лшй; вибip оп-тимальних ширин базувальних i приймальних столiв чи довжин передаваль-
них пристро'в мiж пилковими установками; Btóip систем керування заванта-жувальними i розвантажувальними установками, передавальними пристроями i пилковими установками та шшь
1. Визначення продуктивное^ роботи розкр1йних автоматичних лшш
Розрахунок продуктивностi роботи сучасного обладнання для роз-крою ПДМ на заготовки за юнуючими методиками [2, 8] виконуеться для об-грунтування вибору того чи шшого його типу i зводиться до малоефективних наближених обчислень. В процес експлуатаци розкрiйного обладнання ро-биться тшьки експериментальна оцiнка мiри його завантаження. При цьому ефектившсть використання робочого часу Zp береться з таблиць, де його ви-значено дослщним шляхом залежно вiд середньо!' кiлькостi та тривалостi пе-реналагоджень i перенастроювань обладнання, середньо!' тривалост його об-слуговування, а також тривалост випадкових перерв, якi виникають у проце-сi роботи. Зрозумшо, що значення ще! ефективностi здебшьшого не вщповь дае хронологи процесу реально! роботи сучасного розкршного обладнання.
Продуктившсть роботи розкрiйних автоматичних лшш визначаеться
2 3
через обсяг заготовок (шт., м або м ), отриманих за одиницю часу (хв., годину або змшу), i вимiрюеться в рiзних одиницях (наприклад, шт./хв., м /год. або м /змшу). За основу розрахунку приймаеться ритм роботи автоматичное лши - це усереднений промiжок часу, протягом якого на лши розрiза-еться одна закладка плит. Однак таке твердження стосуеться тшьки лшш розкрою, в яких вщбуваеться одночасно поздовжне вiдрiзання смуг i попере-чне розрiзання !х на заготовки (наприклад, лiнiй фiрми Schwabedissen). Для Г-подiбних кутових установок (наприклад, лши фiрми Holzma, AnThon чи Giben) шд ритмом роботи лши розумiеться усереднений промiжок часу, який дорiвнюе максимальному значенню мiж тривалостями процесiв поздовжньо-го вiдрiзання смуг i поперечного розкроювання !'х на заготовки.
Фактична продуктившсть роботи автоматичной лтй з врахуван-ням рiзних просто'в визначаеться за допомогою безрозмiрного коефщента використання лти який дорiвнюе вiдношенню часу безперебшно!' роботи лши за деякий перюд до загального часу роботи i тривалост просто'в, м3/год.:
р ал _ 60 IQ г (1)
Рф _-R--Í л , (1)
де: SQ - усереднений обсяг заготовок, який отримуються з одше!' закладки плит, м ; R - усереднений ритм роботи автоматично!' лши, хв. Для шдвищен-ня ефективност використання лши необхщно впроваджувати заходи сто-совно скорочення витрат часу, як умовно подшяються на такi три групи: техтчт, органiзацiйнi та регламентованi.
Техмчм витрати як прямо, так i опосередковано пов'язаш з режимом роботи лши - налагодженням, настроюванням i поточним доглядом за мехашчною, електричною, електронною та iншими системами, змащуванням
