CC BY
16
Ключевые слова: пыль древесины, дерматиты, пылеулавливание, системы аспирации, мелкодисперсная пыль, шлифовочная пыль, пневмотранспортные системы.
Dadak Yu.R., LyashenykA.V., Klymash R.R. Some Harmful Effects of Wood Dust of Woodwoking Processes
Harmful effects of wood dust on the human body are proved and systematized based on the researches of foreign scientists. If the wood dust affects the organism systematically, it can cause different kinds of dermatitis and allergic reactions and provoke changes in the respiratory system as well as cancer of nasopharynx, pulmonary system, liver and skin. Some researches determining the dust effect of different kinds of wood are done and systematised. Carcinogenic effect of wood dust is proved on the basis of foreign regulatory documents. The necessity for further theoretical and experimental studies concerning the particles of finely dispersed wood dust is proved.
Key words: wood dust, dermatitis, dust collection systems, suction, fine dust, grinding dust, pneumotransport system.
УДК 674.053:621.93.024.74 Асист. Р.В. Павлюк - НЛТУ Украти, м. Львiв
РОЗРОБЛЕННЯ КОНСТРУКЦН ПЕРЕРВНИХ АБРАЗИВНИХ КРУПВ ДЛЯ ЗАГОСТРЮВАННЯ РАМНИХ ПИЛОК
На осж^ аналiзу робгг щодо застосування перервного шлiфування в металооб-робщ розроблено споаб перервного шлiфування для загострювання сталевих пилок та нову конструкщю перервного абразивного круга. Визначено конструкцшш параметри перервного абразивного круга для загострення зубщв рамних пилок. Розроблена конструкцш багатосекцшного абразивного круга забезпечить шдвищення якост та продуктивном! процесу загострювання сталевих рамних пилок, зменшить витрати на цю операцш i знизить собiвартiсть розпилювання колод на пиломатерiали.
Ключовi слова: рамш пилки, загострювання, перервш абразивш круги, абразив-ний сегмент.
Актуальшсть теми дослщження. Обробляння деревини рiзанням, що здiйснюeться пилковим шструментом, складае основу багатьох деревообробних виробництв. Розпилювання великих об'ем1в деревини в основному можливе за використання лкопильних рам та вiдповiдно рамних пилок. Яккть виготовлен-ня пилопродукцií, продуктивнкть процесу пиляння та ефективнiсть використання обладнання значною мiрою залежить вiд якостi загострювання пилкового шструмента. Високоякiсне, продуктивне та економiчне загострювання можливе тшьки за умови правильного поеднання матерiалу iнструмента, характеристики абразивного круга та режим1в загострювання.
Загострювання рамних пилок мае особливосп, найбшьш важливi з яких такi: внаслщок нерiвномiрного зношування зубцiв пiд час пиляння, товщина шару металу, що зшмаеться по заднiй поверхнi, вiдрiзняеться в два рази вiд припуску по переднш поверхнi зубця i становить 0,06 мм та 0,03 мм вiдповiдно [2]; складнiше виконати операцш вигладжування через значний шар 30...200 мкм, що зазнав структурних перетворень пiд час загострювання [1]; у процес загострювання зубщв шлiфуються 1х передня i задня поверхш, тому круг працюе двома боковими поверхнями, спрацювання яких нерiвномiрне через рiзницю припускiв на загострювання, що потребуе частого правлення робо-чо1 поверхнi круга.
Пiд час загострювання зубцiв пилок, як i пiд час iнших видiв шлiфуван-ня, процес зняття стружки супроводжуеться видiленням велико'' кiлькостi тепла. Миттева температура нагрiву поверхневих шарiв зубцiв пилок може досяга-ти 600... 800 °С. В мiру затуплення абразивних зерен круга кшьюсть тепла зрос-тае та спричиняе мiсцеве перегрiвання робочих поверхонь зубщв пилок [3]. Як-що в процеа загострення лезо зубця на^ваеться до температури вище критично'' точки АС3, то лезо загартуеться. За нижчо'' температури - лезо зазнае выпуску. Як гартування, так i вiдпуск спричиняють швидке затуплення пилок внасль док зношення вiдпущених або викришування загартованих лез зубщв.
Cnoci6 перервного шлiфування для загострювання сталевих пилок. Одним iз способiв зниження температури в зош шлiфування е застосування перервного шлiфування [4]. Сутнiсть процесу перервного шлiфування полягае в тому, що коли шлiфування робити з певними iнтервалами i тривалiсть рiзання мiж цими iнтервалами зробити меншою вщ часу теплового насичення металу, то можна за час розриву процесу шифування понизити температуру поверхнi оброблювано'' деталi. За рахунок перервно'' конструкцп круга вдаеться помiтно знизити температуру в зош рiзання й уникнути появи дефектiв шлiфування. Та-кий процес здшснюють перервними кругами, що мають на робочiй поверхнi ряд вистутв довжиною li, i западин довжиною l2, що чергуються (рис. 1).
Рис. 1. Перервний абразивний круг
Враховуючи щ переваги, прийнято ршення про застосування способу перервного шлiфування для загострювання сталевих рамних пилок. Спосiб загострення зубiв сталевих дереворiзальних пилок абразивними кругами з перер-вною робочою поверхнею [5] вiдрiзняeться вiд вiдомого тим, що зубщ загос-трюють кругами з перервною робочою поверхнею, твердютю СТ2... Т, структурою 3.. .4, з робочою швидкiстю круга 30.50 м/с.
Перервний абразивний круг для загострювання рамних пилок. З метою застосування цього способу на виробницт розроблено нову конструкщю збiрного перервного абразивного круга (рис. 2) [6]. Перервний абразивний круг складаеться з диска 1, який мае отвiр для встановлення на шпиндель загострю-вального верстата, а також пази 2 для встановлення в них сегментних абразивних елеменлв 3. Вони затискаються плоским диском 4 за допомогою гвинлв 5,
180
Збiрник науково-техшчних праць
яю проходять через отвори в диску 4, отвори в сегментних абразивних елемен-тах 3 i загвинчуються в рiзьбовi отвори у диску 1. Шд час пiдготовлення до ро-боти сегментнi абразивнi елементи 3 встановлюються в пази диска 4 i закршлю-ються через диск 4 гвинтами 5. Така конструкц1я багатосегментного абразивного iнструмента дае змогу пiдвищити продуктивнiсть тдготовлення iнструмента та зменшити витрати на операцш, що, своею чергою, знизить собiвартiсть тех-нологiчних операцiй розпилювання колод на пиломатерiали.
Рис. 2. Конструкция перервного, збiрного абразивного круга для загострювання
зубщв рамних пилок
Конструкщйш параметри круга визначались з таких засад. Якщо час контакту елементарно'1 площини поверхнi зубця, що загострюеться, з повер-хнею абразивного круга менший за час теплового насичення, то и температура не досягае можливого максимуму. Це якраз i вiдбуваеться тодi, коли площина пiсля виступу потрапляе в зону западини. За рахунок пiдбору ращональних дов-жин виступiв i западин можна створити умови, за яких температура рiзання мо-же сягнути допустимих значень 150.200 °С.
Основна залежшсть для визначення часу теплового насичення [4] мае
вигляд
т = -
4 • а
- • 1п2(1 -в) р
(1)
де: в- вщносна температура; а - коефщент температуропровiдностi; V - швид-юсть перемiщення теплового джерела.
У цш залежностi вщносна температура в визначаеться iз вщношення допустимо'' температури шифування iнструментальноí сталi вдоп до максимально'' температури вмакс, що виникае пiд час шлiфування iнструментальних сталей:
в=
вм
(2)
Водночас, через вщомий час теплового насичення т, визначають довжи-ну рiзального виступу, 11 мм:
11 = р • В • п • х, (3)
2
V
де: В - дiаметр шлiфувального круга, мм; п - частота обертання шлiфувального круга, хв-1. Кiлькiсть вистутв i западин визначаеться iз стввщношення довжи-ни робочо'' поверхнi круга до суми довжин вистутв та западин:
к-В
¡1 + ¡2
(4)
Необхщно також враховувати, що довжина западини залежить вщ умов процесу загострення, а саме iз застосуванням рiдинного охолодження чи без нього. За даними дослщжень [4], довжина западини без застосування охолодження ¡2 становить (0,25-0,35) ¡1, а iз охолодженням - повинна бути того ж порядку, що й розмiр виступу ¡1.
Визначення геометричних параметрiв перервного круга. Вихщт да-нi: матерiал iнструменту рамно'1 пилки, що загострюеться - сталь 9 ХФ; дiаметр круга В = 250 мм; частота обертання круга - 2530 хв-1; швидюсть поздовжньо'' подачi V = 5 м/хв. Коефщент температуропровщносп а=0,04 см2/с. Використо-вуючи значення вiдносноí температури 0=0,7, за виразом (1) будуемо графiк за-лежносп часу теплового насичення вiд лшшно'' швидкостi шлiфувального круга (рис. 3).
Швидюсть поздовжньо! по/шик Рис. 3. Залежшсть часу теплового насичення вiд лшШноИ швидкост1 абразивного
круга
На основi дано'' графiчноí залежностi визначено час теплового насичення, який дорiвнюе значенню, коли крива приймае постiйне значення теплового насичення, тобто т = 1,2 -10-3 с. Довжина рiзального виступу 11 визначаеться через вщомий час т iз залежносп (3), яка дорiвнюе ¡1 = 39,7 мм. За рекомендащями [3] приймаеться, що довжина западин на крузi 12 = 0,3511, осшльки загострення виконуеться без охолодження ¡2 = 14 мм.
На основi залежностi (4) кiлькiсть виступiв i западин дорiвнюе п = 14,6 шт. Для забезпечення цiлого числа вистутв i западин, а також для зручнос-тi виготовлення перервного абразивного круга i покращення його зрiвноваже-ностi, необхiдно вибрати парну кiлькiсть виступiв i западин. Тому кшьюсть виступiв i западин дорiвнюе п = 14 шт.
Нова конструкцш багатосекцiйного абразивного iнструмента дасть змогу пiдвищити якiсть i продуктивтсть процесу загострювання сталевих рамних пи-
182
Збiрник науково-технiчних праць
п =
лок, зменшити витрати на цю операцiю шдготовлення iHCTpyMeHTy до роботи i, цим самим, знизити собiвартiсть розпилювання колод на пиломатерiали. Висновки:
1. На 0CH0Bi аналiзу po6iT щодо застосування перервного шлiфування в мета-лообробцi розроблено cnoci6 перервного загострювання сталевих пилок та нову конструкцш перервного абразивного круга.
2. На основi залежностi часу теплового насичення вщ лшшно! швидкостi пе-ремщення круга визначено конструкцiйнi параметри перервного абразивного круга для загострювання зубщв рамних пилок.
3. Розроблена конструкщя багатосекцшного абразивного круга забезпечить шдвищення якостi та продуктивностi процесу загострювання сталевих рамних пилок, зменшить витрати на цю операцш i знизить собiвартiсть розпилювання колод на пиломатерiали.
Лiтература
1. Крик М.Д. Шдготовлення дереворiзальних шструменйв до роботи та i'x експлуатащя : навч. noci6H. [для студ. ВНЗ] / М.Д. Крик. - Льв]в : Вид-во "Ахш", 2002. - 408 с.
2. Крик М.Д. Технолопчш режими з шдготовлення рамних пилок до роботи / М.Д. Крик, I.I. Глова, А.С. Григорев. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ, 1999. - 37 с.
3. Богданов Е.А. Подготовка и эксплуатация рамных пил / Е.А., Богданов, И.П. Остроумов. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1986. - 160 с.
4. Якимов А.В. Прерывистое шлифование / А.В. Якимов. - Киев-Одесса : Изд-во "Вища шк.", 1986. - 174 с.
5. Декларацшннй патент на впнахвд, B23D63/12. Споиб загострення зубiв сталевих дерево-рiзальних пилок абразивними кругами с перервною робочою поверхнею / М.Д. Кiрик, Р.В. Пав-люк, № 41613А; Заявлено 26.10.2000; Опубл. 17.09.2001, Бюл. № 8. - 1 с.
6. Декларацшний патент Украши, МПК B24D 17/00. Перервний збiрний абразивний круг / Р.В. Павлюк, № 22538; Заявлено 27.11.2006; Опубл. 25.04.2007, Бюл. № 5. - 2 с.
Павлюк Р.В. Разработка конструкции прерывистых абразивных кругов для заточки рамных пил
На основе анализа работ по применению прерывистого шлифования в металлообработке разработаны способ прерывистой заточки стальных пил и новая конструкция прерывистого абразивного круга. Определены конструкционные параметры прерывистого абразивного круга для заточки зубьев рамных пил. Разработанная конструкция многосекционного абразивного круга обеспечит повышение качества и производительность процесса заточки стальных рамных пил, уменьшит расходы на эту операцию и снизит себестоимость распиловки брёвен на пиломатериалы.
Ключевые слова: рамные пилы, заточка, прерывистые абразивные круги, абразивный сегмент.
PavlyukR.V. The Improvement of the Frame Saws Sharpening Technology Using Faltering Abrasive Circles
The method of steel saw interrupted sharpening together with the innovative construction of interrupted abrasive circle has been developed on the basis of work analysis relating the application of interrupted grinding in the metal processing. Constructive parameters of interrupted abrasive circle for sharpening plate-and-frame saw jags have been defined concerning the heat saturation time dependence on the line speed of circle dislocation. The substantiated construction of a multiple-section abrasive circle is to provide quality improvement and process efficiency of sharpening steel plate-and-frame saws as well as cutting the expenses of the operation together with decreasing the cost price of log sawing for converted timber. Key words: frame saw, sharpening, faltering abrasive circles, abrasive sections.
