Удосконалення головного механізму лісопильних рам Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Проведенi дослщження дають змогу за коефiцieнтами витрати дереви-ни i прийнятими технолопчними операцiями розробити ochobhî нормативнi показники у виробнищв клееного бруса та сучасних столярних конструкцш, розрахувати потребу у вихвднш сировинi та виробничу потужнють цеху (дiльницi). Розробленi нормативи витрат деревини у виробнищв сучасних та традицшних СВ дадуть змогу контролювати питання щодо рацiонального та ефективного використання деревинноï сировини, впровадити у виробництво науково обгрунтоваш прогресивш норми.

Л1тература

1. Руководящие технико-экономические материалы по нормированию расхода сырья и материалов в производстве пиломатериалов / Г.И. Захарьин. - Архангельск : Изд-во ЦНИ-ИМОД, 1991. - 219 с.

2. Розробити науково-обгрунтоваш нормативи витрат деревини у виробнищта пилома-тер1ашв : звгг з НДР / НЛТУ Украши; кер. О.Б. Ференц. - Тема № 316 д-05,. - Льв1в : Вид-во НЛТУ Украши, 2005. - 73 с.

3. Розробити науково-обгрунтоваш нормативи витрат деревини у виробнищта столярно-буд1вельних вироб1в : звгг з НДР / НЛТУ Украши; кер. О.Б. Ференц. - Тема № 08.24-10-06,. -Льв1в : Вид-во НЛТУ Украши, 2006. - 144 с.

Стаднык М.М., Ференц О.Б. Ресурсосохраняющие технологии эффективного использования древесины в деревообрабатывающем производстве

Уточнены существующие и разработаны научно-обоснованные нормативы расхода древесины хвойных и лиственных пород в производстве пиломатериалов с использованием ленточнопильного оборудования. Рассмотрены вопросы нормирования расхода сырья в производстве трехслойного клееного бруса и столярных изделий.

Ключевые слова: пиловочные бревна, оборудование, пиломатериалы, клееный брус, нормативы.

Stаdnyk M.M., Ferents O.B. The resource-sаving technology for effective timber аt woodworking industry

The scientificаlly-substаntiаted norms of сИа^е8 the timber of coniferous аnd foli-аge species for producing lumbers with using dаnd-pollen equipments аге determined. Some problems of chаrges the timber for producing three-kyered glued sqmred beаm аnd finish аге discussed.

Keywords: pollen logs, equipments, lumbers, glued squаred beаm, norms.

УДК 674.05 Проф. В.Р. Пасша, д-р техн. наук -

Укратська академш друкарства

УДОСКОНАЛЕННЯ ГОЛОВНОГО МЕХАН1ЗМУ Л1СОПИЛЬНИХ РАМ

Розглянуто удосконалений головний мехашзм люопильних рам. Показано, що змшюючи програмовано довжину кривошипа можна забезпечити повне зрiвнова-ження шерцшних навантажень на пильну рамку i отримати у середиш кшематичного циклу д^нку iз квазiсталою швидкiстю. Удосконалений мехашзм додатково мю-тить не менше двох пружин, якi розмiщенi по обидва боки вщ пильно! рамки перпендикулярно до и руху. Це дасть змогу шдвищити продуктившсть i покращити якiсть пропилу.

Люопильш рами - традицшний 1 найбшьш розповсюджений тип об-ладнання на теренах СНД. Тут е квал1фжоваш кадри з експлуатацп 1 вироб-

ництва люопильних рам. Невисока вартють забезпечуеться добре вщпрацьо-ваним i оптимiзованим виробництвом. Подача колод торець в торець забезпе-чуе високу продуктивнiсть. Однак люопильш рами мають вади, усунення яких дасть змогу збiльшити продуктившсть i якiсть пропилу.

Головним мехашзмом лiсопильних рам е кривошипно-повзунний ме-ханiзм (КПМ), з повзуном якого жорстко з'еднана пильна рамка. Кшематичш характеристики КПМ таю, що у крайшх положеннях механiзму на повзун дiе стрибок пришвидшення (м'який удар), що викликае появу сил шерцп, якi за своею величиною можуть досягати великих значень. Це призводить до збшь-шення металомiсткостi головного мехашзму, потужностi приводу, додатко-вого навантаження на обертальш кiнематичнi пари, зменшення продуктив-ностi люопильно! рами. До того ж, маса пильно! рами створюе жорстю умови частот обертання кривошипа, що не дае змогу наблизитись до оптимально! для сиро! деревини швидкосп рiзання (40-50 м/с) [1]. Розповсюджеш люо-пильш рами через iстотнi iнерцiйнi навантаження потребують великих за ма-сою фундаменпв. Якiсть пропилу i зношення зубiв пилки залежать вiд рiвно-мiрностi швидкостi пропилу, а за ведомого приводу цi характеристики не можна вважати задовшьними, оскiльки КПМ не забезпечуе стало! швидкост руху повзуна.

Пропонуемо шляхи вдосконалення лiсопильних рам з метою збшь-шення продуктивностi та покращання якостi пропилу. Для прикладу розгля-немо двоповерхову лiсопильну раму 2Р75-1(2), яка випускаеться у Росп.

У лiсопильних рамах цього типу параметри КПМ таю: икр = 325 хв-1, 11 = 0,3 м, 12 = 2 м, тш и 250 кг, тп и 500 кг . Максимальне пришвидшення пов-зуна обчислюемо за виразами [2] ап = «^(1 +11/12400 м/с2, а силу iнерцiй мас, зведених до повзуна, - за виразом = тзвап = (тп+0,5тш) ап и 250 кН .

Для зрiвновaження незрiвновaженоl маси повзуна (пильно! рамки) ви-користаемо комбшований кривошипно-повзунний мехaнiзм зi змiнною дов-жиною умовного кривошипа, що забезпечуеться нерухомим кулачком [3].

Принципову схему такого мехашзму наведено на рис. 1. Застосування комбшованого КПМ зi змшною довжиною кривошипа i зрiвновaжувaльною системою дае змогу зрiвновaжити незрiвновaжену масу повзуна й одночасно отримати дшянку стало! швидкосп у серединi кiнемaтичного циклу. Якщо врахувати, що сила рiзaння для таких рам становить приблизно бшя 10000 Н, то навантаження на пильну раму на робочому ходу становитиме ^рама = Рраз - mзвg = 3750 Н, а на холостому - ^а х = mзвg = 6250 Н. Удоскона-лений головний мехашзм лiсопильних рам внaслiдок таких навантажень можна буде проектувати без холостих ходiв, що вдвiчi шдвищить продуктив-нiсть, без збiльшення частоти обертання кривошипа. При цьому навантаження на пильну раму зменшиться приблизно у 40 рaзiв.

Удосконалений мехaнiзм працюе таким чином. У середньому поло-ження ходу повзуна до нього перпендикулярно до напрямно! кршляться з обох боюв пружини. У такому випадку сили шерцп повзуна завжди будуть

дiяти у протифазi до сил пружностi пружин. Якщо - сила шерцп, яка дie на повзун, а Дд - додаткова сила, яка дie на повзун з боку пружин, то для зрiвноваження повзуна необхвдно, щоб у кожному положенш повзуна зберь галась рiвнiсть = -Дд. Оскiльки сила шерцп повзуна = тзвХ, а додатко-Ь

ва сила = сзв • х 11 -

' 4ъ2

то, прирiвнявши 1х, отримуемо диференцшне

рiвняння II порядку вiдносно синтезуючого закону руху повзуна, при якому сили шерцп повзуна зрiвноважуватимуться силами пружносп пружин

( , с \

1-

кь£

= 0,

(1)

де: кь = Ь /Я , Я - хад повзуна, Ь - довжина пружини у недеформованому сташ.

Рис. 1. Структурна схема головного механ1зму тсопильног рами

Отримане рiвняння нелшшне, тому розв'язуемо його числовим методом, подавши у формi Кошi dx1

— = Х2, dt

dx2 с 1 кьЯ л т 1 [ 7(кьЯ)

Л

2 + х2

(2)

зв

з початковими умовами: при / = 0 ^ х1 = £ /2, х2 = 0. Розв'язок системи (2) дае нам необхiдний закон руху повзуна х^), при якому сили шерци, якi дшть на повзун, повнiстю зрiвноважуватимуться силою пружност пружин. На рис. 2 наведено кшематичш характеристики синтезованого закону руху повзуна для люопильно! рами 2Р75-1(2), при якому зведена маса повзуна тзв буде зрiвноважена.

Рис. 2. Кшематичш характеристики синтезованого закону руху повзуна

Варто зауважити, що на кутах повороту кривошипа щ = 52,37° -127,7° (рис. 2) швидюсть е сталою у межах 5 % похибки, що позитивно вплине на яюсть пропилу i довговiчнiсть пил. Отримати таю характеристики за допомо-гою вихщних КПМ зi сталою геометрiею неможливо. Щоб забезпечити рух повзуна за синтезованим законом, необхщно, щоб радiус кривошипа не був сталим, а змшювався вiдповiдно до залежностi [4]

гоа = Xi 00Ъ(щ) - ъ1§п(<Щ - щ )^ Х^щ) • ЪШ^щ) - X? ЪП12(Щ| ) ,

де Щп - кут нахилу кривошипа в момент, коли кривошип i шатун займають взаемно перпендикулярне положення.

На рис. 3 наведено синтезовану траекторш кiнця кривошипа точки А. У верхньому положення повзуна довжина кривошипа становить г = 0,284 м, а в нижньому - Г180 = 0,3162 м. При цьому довжина шатуна змшилася i стала 12о = 2,016 м. Найменшу довжину кривошип займае у горизонтальних поло-женнях. Аналiзуючи вiзуально отриману криву, як профшь нерухомого кулачка, бачимо, що кути тиску не будуть перевищувати ± 20°, що е досить добре. Зведену жорстюсть уЫх пружин сзв визначаемо з умови рiвностi сили шерци повзуна i сили пружностi пружин , зведених до напрямку руху повзуна у крайньому положенш

Сзв = тзва^Ь (1 + ¡1/ ¡2)

2д/кЬ + 0,25

(3)

Рис. 3. Синтезована траектор1я ктця кривошипа

(теоретичный профыь кулачка)

Отже, теоретичш дослщження показують, що застосування КПМ зi змiнною довжиною кривошипа до двоповерхових рам ( не тшьки) е можли-вим i перспективним, оскiльки це приведе до збiльшення продуктивностi, зменшення металомiсткостi мехатзму i фундаменту пiд ним, покращить яюсть пропилу i збiльшить термш придатностi пил. Бiльш конкретну вщпо-вiдь можна буде дати шсля проведення додаткових дослiджень.

Л1тература

1. Бревнопильное оборудование. Сравнительный анализ типов. [Электронный ресурс]. -Доступный с http://www.ecodrev.ru/Аrticles/Compаre_logsаw.html

2. Паска В.Р. Кшематика важшьних мехашзм1в з групами Ассура I 1 II вид1в / В.Р. Пашка // Науков1 записки. - 2001. - Вип. 3. - С. 12-16.

3. Паска В.Р. Зр1вноваження сил шерци повзуна в комбшованих кривошипно-повзун-них мехашзмах / В.Р. Паска // Вюник Схщноукрашського нацюнального утверситету 1м. В. Даля : зб. наук. праць. - 2003. - № 12(70). - С. 72-79.

4. Паска В.Р. Геометричний синтез кривошипно-повзунних мехатзм1в за заданим пере-мщенням повзуна / В.Р. Паска, О.М. Полюдов // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 2002. - Вип. 12.8. - С. 174-179.

Пасика В.Р. Усовершенствование главного механизма лесопильных рам

Рассмотрен усовершенствованный главный механизм лесопильных рам. Показано, что программно изменяя длину кривошипа можно достичь полного уравновешивания инерционных нагрузок на пыльной рамке и получить в середине кинематического цикла участок квазинулевой скорости. Усовершенствованный механизм дополнительно включает не менее двух пружин, которые размещены по обе стороны ползуна перпендикулярно к его движению. Это даст возможность повысить производительность и улучшить качество пропила.

Pasika V.R. The improved main mechanism of the gang-saws

The improved main mechanism of the gang-saws is examined. We changed the crank's length, after that we balanced the inertial loading on the slide-block and get permanent speed in the middle of cycle kinematic. The improved mechanism additionally contains minimum two springs which place to both sides of slide-block athwart to his motion. It will give an opportunity to increase the productivity and improve quality of saw.

УДК 674.093.02 Доц. Л.Н. Горбачева1, канд. техн. наук;

проф. А.С. Куцик2, д-р техн. наук; астр. Л.В. Хмарик1

П1ДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 ВИКОРИСТАННЯ ПИЛОВНО1 СИРОВИНИ В ДЕРЕВ'ЯНОМУ ДОМОБУДУВАНН1

Дослщжено питания рацюнального використання пиловних колод у виробниц-твi будинюв з масивно! деревини. У собiвартостi малоповерхових дерев'яних будинюв питома вага пиловно! сировини становить близько 65 %, тому зниження витрат пиловника шд час виробництва ще! продукци е актуальним питанням.

Ключовг слова: пиловна сировина, пилопродукщя, дерев'яш конструкцшш еле-менти, оцилшдрована колода, дерев'яш будинки, каркасно-панельш будинки.

Сучасний стан укра!нського будiвельного ринку характеризуеться зростанням споживання матерiалiв з деревини для потреб промислово-ци-вшьного будiвництва, зокрема малоповерхового дерев'яного домобудування; у всi часи технiко-економiчна доцшьнють дерев'яного будiвництва в Укра!ш з 11 значними люовими запасами не становила сумнiвiв. З давнiх чашв в бу-дiвництвi застосовували дерев'яш споруди оборонного, громадського, госпо-дарського, житлового та шшого призначення, яю свiдчать про широкi можли-вост деревини як конструктивного матерiалу, що мае необхiдний ступiнь експлуатацшно! надшносп i довговiчностi. Хорошi механiчнi, теплоiзоля-цiйнi та гiгiенiчнi властивостi дають змогу деревинi виконувати як несуч^ так i огороджувальнi функцп.

Основною конструктивною формою споруд з колоди i бруса е зруб, який виконують з горизонтально розташованих вшщв (з колод, брусiв), з'еднаних мiж собою монтажним пазом, врубками, нагелями i iншими видами з'еднань, проте дерев'яне малоповерхове житлове будiвництво залишаеться поки деревиномiстким видом продукцп. У собiвартостi малоповерхових дерев'яних будинюв питома вага пиловно! сировини становить близько 65 %, причому основним матерiалом для виготовлення малоповерхових будинюв продовжуе залишатися високоякiсна деревина. З шшого боку, особливютю сучасного стану сировинно! бази деревообробних тдприемств е ютотне зниження запасiв яюсно! деревини i збiльшення частки малоцшно! деревини з невисокими споживчими властивостями. Тому особливо! актуальносп на су-часному етапi набувае зниження собiвартостi продукцil з деревини за раху-нок зменшення витрати пиловника тд час виробництва дерев'яних будинкiв. Зниження вартоста кожного квадратного метра малоповерхових житлових бу-

1 НЛТУ Украши, м. nbBiB;

2 НУ "Льв1вська пол1техн1ка"