CC BY
43
Для обеспечения прочности крышки необходимо, чтобы наибольшее напряжение при изгибе в опасном сечении не превосходило соответствующего допустимого значения
Момент сопротивления сечения определяется по формуле:
w =
ь ■ l2
где
К
К
напряжение на
м„.
w
изгиб,
],
(3)
Где b, 1
размеры сечения, м;
МПа; Мз -
w = °,25-°,°32 = 3,75 ■Ю5
суммарный изгибающий момент, Н-м; Ш - момент сопротивления сечения, зависящий от размеров сечения, м3.
6
1644
3,75 -10"
■ = 43,84 , МПа.
Согласно расчётам, условие напряжения при из-
Изгибающий момент определяется по формуле:
Мизг = P3am ■ l , (4)
где Рзат - усилие затяжки соединения, Н; l - длина
плеча (1 = 0,03 м), МИзг = 54 800 ■ 0, 03 = 1 644 Н-м
=43,84 МПа,
: к ]
200 МПа)
ЛИТЕРАТУРА
1. Прохоров В.Ю. Новые материалы и покрытия для узлов трения навесного оборудования / В.Ю. Прохоров, В.В. Быков, Л.В. Окладников // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика». 2014. Т. 2. № 2-2 (7-2). С. 21-27.
2. Двигатели ЯМЗ-236М2, ЯМЗ-238М2. Руководство по эксплуатации. Отв. ред. Н.Л. Шамаль. - Яро-славль-ИКЦ ОАО «Автодизель».2 010. - 178 с.
3. Живогин А.А. Восстановление гильз цилиндров дизельных двигателей сельскохозяйственной техники гальваническим покрытием на основе железа. Дисс. канд. техн. наук 05.20.03 ФГБОУ ВПО «СГТО». -Воронеж, 2014. - 174 с.
4. Прохоров, В.Ю. Пути реализации эффекта безызносности шарнирных сопряжений / Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2013. - Т. 1. - С. 43-46.
5. Прохоров, В. Ю. Исследование влияния сочетания конструкционных материалов на противозадирные и противоизносные свойства смазок / В. Ю. Прохоров, Л. В. Окладников, Н. В. Синюков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2015. - Т. 2. С. 139-141.
6. Михайлов Ю.Б. Конструирование деталей механизмов и машин. - М.: Издательство Юрайт. - 2015. -414 с.
УДК 614,093,6,05
Костюкевич Н.Н., Костюкевич Я,В,
ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мытищи, Россия
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА В ЦЕХАХ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Рассматриваются вопросы транспортного обслуживания станков и варианты применения подъёмно-транспортного оборудования в цехах лесопромышленных предприятий. Установлено, что применение кран-балки на обслуживании станков и другого технического оборудования обеспечивает их максимальную загрузку и позволяет менять маршруты переработки заготовок. Показаны варианты переработки лесоматериалов в комбинированном деревообрабатывающем цехе. Приведены результаты расчетов загрузки подъемно-транспортного оборудования при обслуживании станков в цехе Ключевые слова:
обслуживание, деревообрабатывающий цех, маршрут, загрузка, станок, оборудование
Переработка лесных ресурсов - это масштабная экономическая, научно-техническая и производственная задача, которая должна решаться при поддержке государства.
Развитие деревообрабатывающих производств по глубокой переработке древесины предполагает модернизацию и техническое перевооружение действующих деревообрабатывающих предприятий.
Анализ структуры деревообрабатывающего производства показывает, что современные нижние лесопромышленные склады являются по составу выполняемых операций сложным производством с участками получения круглых лесоматериалов [1], выработки пиленой, колотой и круглой короткомерной лесопродукции, технологической щепы, стружки, товаров народного потребления из древесины и т.п., а также участками по использованию древесных отходов и других видов древесной биомассы в том числе поступающих непосредственно с лесосеки [2]. На рис. 1 показана структура современного нижнего лесопромышленного склада (деревообрабатывающего завода). Видно, что по своей сложной структуре современный лесопромышленный склад является деревообрабатывающим заводом с комплексной механизацией и частичной автоматизацией производства на основе применения гибких деревообрабатывающих процессов, глубокой переработки древесного сырья и безотходных или малоотходных технологий.
Развитие деревообрабатывающего производства способствует также изменению сырьевой направленности экономики лесной индустрии вследствие
уменьшения в поставках потребителям доли круглых лесоматериалов и, соответственно, увеличение объемов предложений по поставкам изделий из древесины, полученных в результате глубокой переработки древесного сырья. Для эффективных логистических решений при выборе вариантов движения материальных потоков требуется проведение глубокого анализа и исследования гибких деревообрабатывающих процессов лесопромышленного предприятия [3, 4].
На производственный процесс деревообрабатывающего цеха оказывается внешнее воздействие как со стороны снабжения цеха требуемыми видами древесного сырья, так и со стороны рынка лесо-продукции цехов (рис. 2) [5].
Это воздействие носит случайных характер и приводит к соответствующим колебаниям, как производительности отдельных машин, так и всего деревообрабатывающего производства.
Исследования показали, что возможность обработки различных по назначению сортиментов в общих потоках обеспечивается за счет установки в них оборудования универсального (многоцелевого) назначения [6, 7]. При этом функции универсального станка может выполнять любой станок технологического потока (чаще головном), который перерабатывает несколько видов сортиментов. К ним можно отнести круглопильные, ленточнопильные, окорочные станки, рубительные машины и т.д. На рис. 3 представлены возможные варианты перемещения пачек в цехах лесозаготовительных предприятий.
6
3 .
м
гиб, [К ] = 200 МПа.
гибе выполняется с большим запасом прочности к
Рисунок 1 - Структура современного нижнего лесопромышленного склада (деревообрабатывающего завода). Участки: I - приема древесного сырья; II - производства круглых лесоматериалов; III -обработки круглых лесоматериалов; IV - энергетического использования древесных отходов; V - склад
лесопродукции
Изменение состава, размерно-качественных параметров и объёмов обрабатываемого сырья.
Производственный процесс лесоцеха
Выходные параметры: загрузка оборудования цеха, объёмы производства готовой продукции, номенклатура и качество продукции
Изменение спроса на рынке лесопродукции по номенклатуре, объёму, размерным и качественным параметрам
Рисунок 2 - Схема воздействия внешних случайных факторов на производственный процесс
деревообрабатывающего цеха
Структура лесообрабатывающих потоков в цехах с гибким технологическим процессом на нижних лесопромышленных складах, как правило, является сложной, разветвленной. Кроме того, реальные потоки лесоматериалов в таких цехах не являются простейшими, что обуславливает необходимость учитывать стохастичность поступления сырья в цех и стохастичность его обработки в цехе.
Параметры потоков существенно сказываются на эффективности работы системы машин и технологических линий, взаимосвязанных технологических участков. Стохастичность операций, вызываемая воздействием случайных причин, снижает загрузку смежных машин, требует создания складов под запасы пачек сырья и пачек лесопродукцию. Для определения количественного воздействия такой случайной неравномерности работы на эффективность функционирования производственной системы или технологического процесса необходимо знать численные значения параметров потоков [8, 9].
Под параметрами потока подразумевается их интенсивность, типы распределения, дисперсия. Важными характеристиками потока являются стационарность, последействие, непрерывность и дискретность, ординарность. Чтобы определить параметры потоков, требуется поставить эксперимент. В данном случае поставить пассивный эксперимент, т.е. провести наблюдения, собрать и обработать производственные статистические данные и данные ежедневного учета. С этой целью предусматривается сбор производственных данных по фактическому объемному выполнению отдельных операций за определенные постоянные промежутки времени, проведение специальных наблюдений за продолжительностью обработки и интервалами последовательных отдельных пачек заготовок - сортиментов, заготовок и т.п. и проведение фотохронометражных наблюдений за лесообрабатывающими станками.
Рисунок 3 - Транспортировка пачек в цехе при помощи автопогрузчика и кран-балки
При применении гибких транспортных систем маршруты обработки зависят от состава древесного сырья, его размерно-качественных параметров, номенклатуры выпуска лесопродукции. Наглядным и удобным для анализа является представление многовариантного лесообрабатывающего процесса в виде ориентированного графа, каждая вершина которого соответствует определённому станку (выполняемой операции).
Для лесообрабатывающих цехов лесозаготовительных предприятий характерна обработка деловых и низкосортных лесоматериалов. Гибкие лесообрабатывающие процессы цехов чаще всего предусматривают их совместную обработку.
В настоящей работе рассматривается обработка пиловочных и балансовых брёвен, а также низкосортных лесоматериалов - тарных и дровяных брёвен. В цехе по обработке пиловочных, тарных, балансовых и дровяных брёвен (рис.4) с гибкой транспортной системой можно выделить следующие
варианты маршрутов обработки древесного сырья, представленные в виде графов (рис.5).
В автоматизированных производственных системах выбор маршрута обработки лесоматериалов осуществляется с помощью специальных управляющих программ (УП), для которых маршруты обработки представляют в виде массива данных. В теории графов при анализе сетей, имеющих несколько входных и выходных вершин, вводят две дополнительные вершины (источник и сток) таким образом, чтобы сеть имела только один вход и только один выход. При рассмотрении технологических маршрутов обработки древесного сырья в многопоточных цехах за вершину сети можно принять склад сырья перед цехом, а стоком будет являться склад готовой продукции перед её отгрузкой потребителю. Примером такого многопоточного цеха может служить цех по обработке пиловочных, балансовых и дровяных брёвен (рис. 4).
Рисунок 4 - Схема лесопильно-тарно-щепового цеха: 1 - кран-балка; 2 - пачка лесоматериалов; 3 - обрезной станок; 4 - питатель (разобщитель) для пачек сырья; 5 - лесопильная рама; 6 - лесонакопитель; 7 - обрезной станок; 8 - сортировочная установка для щепы; 9 - рубительная машина для горбылей и реек; 10 - торцовочные пилы; 11 - поперечный сортировочный лесотранспортёр для пиломатериалов; 12 - торцовочный станок; 13 - выносной транспортер; 14 - многопильный станок
С целью устранения перегрузок отдельных станков лесообрабатывающего цеха зачастую возникает необходимость балансировки программы выпуска ле-сопродукции за счёт перевода выполняемых операций с одних станков на другие, то есть путём изменения маршрута обработки древесного сырья. Эти изменения маршрутов могут быть осуществлены оперативным управлением производственным процессом цеха по предварительно рассчитанным вариантам.
Оперативное управление предназначено для обеспечения управления технологическими потоками по обработке древесного сырья, разработки оперативных заданий для станков и транспортной системы по согласованию перемещений заготовок в процессе их обработки, выбору маршрутов обработки заготовок.
При автоматизированном производстве системы управления состоят из средств вычислительной техники (управляющего вычислительного комплекса) со средствами программного обеспечения. Массив данных по маршрутным вариантам обработки древесного сырья в сочетании с параметрами взаимодействующих станков используется для формального описания гибкого лесообрабатывающего процесса цеха.
Поэтому исследование гибких технологических процессов деревообрабатывающих цехов проводится методом статистического моделирования. Полученные данные можно использовать при моделировании гибких технологических потоков деревообрабатывающих цехов лесозаготовительных предприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акинин, Д.В. Методика проектирования близкой к оптимальной структуры парка лесных машин / Д.В. Акинин, Г.О. Комаров, В.Ю. Прохоров // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 178-179.
2. Шадрин, А.А. Гибкие лесообрабатывающие процессы лесозаготовительных предприятий / Вестник МГУЛ. - Лесной вестник. 2009. № 2. С. 108-110.
3. Шегельман, И.Р. К выбору направлений формирования гибких технологий лесозаготовок, ле-совосстановления и борьбы с лесными пожарами с использованием многофункциональной техники / И.Р. Шегельман, А.С. Васильев, А.А. Шадрин // Новое слово в науке: перспективы развития. 2016. № 1-2(7). С. 86-88.
4. Шадрин, А.А. Управление потоками лесоматериалов в комбинированном цехе / Вестник МГУЛ.
- Лесной вестник. 2003. № 5. С. 123-125.
5. Медведев, А.В. Технологические основы гибких производственных систем / В.А. Медведев.
- М. Высшая школа, 2000. 255 с.
6. Гоберман, В.А. Технология научных исследований - методы, модели, оценки: учебное пособие. 2-е изд. стериотипное/ В.А. Гоберман, Л.А. Гоберман // - М. : ГОУ ВПО МГУЛ, 2002. - 390 с.
7. Прохоров, В. Ю. Менеджмент качества сервисных услуг. Техническое регулирование при оценке качества продукции и услуг сервисных предприятий : учеб. пособие. - М. : ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 87 с.
8. Шадрин, А.А. Транспортное обслуживание станков в лесообрабатывающем цехе при их гибкой компановке / Вестник МГУЛ. - Лесной вестник. 2009. № 2. С. 106-107.
9. Фёдоров, В.В. Определение потребности запасных частей лесовозных автомобилей в условиях лесопромышленных предприятий / В.В. Федоров, А.Н. Шестов, В.Ю. Прохоров // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2016. № 2. С. 181-182.
УДК 674.023
Абразумов В.В., Котенко В.Д,
ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мытищи, Россия
О МЕХАНИЗМЕ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
Рассмотрены структурные особенности вольфрам-кобальтовых твёрдых сплавов и цементно-стружечных плит. Характерной особенность этих материалов является то, что они содержат включения в виде частиц (зёрен карбида вольфрама и цементного клинкера) различных форм и размеров, которые имеют практически одинаковую твёрдость. Моделирование зёрен в виде цилиндров позволило рассчитать температуру на контактных поверхностях этих зёрен в процессе резания, которая при определённых условиях может достигать температуры плавления материала связки (кобальта) твёрдых сплавов. При нагреве зерно карбида вольфрама теряет связь с матрицей и «выворачивается» из связки. В результате силового воздействия происходит также освобождение негидратированных зёрен из цементного камня. Это приводит к абразивному износу контактной поверхности режущего инструмента частицами, находящимися как в закреплённом, так и в свободном состоянии. С помощью растрового электронного микроскопа проведены исследования контактной поверхности нескольких марок режущих инструментов из твёрдых сплавов с высоким содержанием кобальта, подвергшихся абразивному износу при обработке ЦСП. Слабым звеном таких сплавов, как показали исследования, является связка. Даны рекомендации по повышению износостойкости режущих инструментов из твёрдых сплавов и применению перспективных материалов для обработки резанием древесных композитов Ключевые слова:
цементно-стружечная плита, твёрдый сплав, клинкерные и карбидные зёрна, структура, температура, абразивный износ
Обычно такие цехи имеют гибкую транспортную систему для обслуживания лесообрабатывающих станков в виде кран-балок. Маршруты обработки лесоматериалов для данного цеха, представленные в виде графов, могут быть следующими, показанные на рис. 5.
Рисунок 5 - Технологические маршруты обработки древесного сырья в цехе с гибкой транспортной системой: 1 - окорочные станки; 2 - лесопильная рама; 3 -многопильный станок; 4 - обрезной станок; 5 - торцовочный станок; 6 - рубильная машина
