CC BY
13
Висновки. На основi аналiзу сучасних способiв розпилювання колод зроблено висновок, що найефектившшим та перспективним е спосiб ортогонального пиляння круглими пилками.
Внаслщок аналiзу конструкцiй та технiчних показниюв верстата вста-новлено потребу здшснення дослiджень точностi виготовлення пиломатерь ашв на верстатi "Ясень-Баракуда".
На основi аналiзу джерел та чинникiв впливу на точшсть оброблення визначено найбшьш впливовi чинники - швидкiсть подачi та затупленiсть iнструмента.
Розроблена методика забезпечуе виконання експериментальних досль джень точност виготовлення обрiзних пиломатерiалiв на верстав "Ясень -Баракуда".
Лггература
1. Деревообробн1 верстати загального призначення / за ред. В.В. Шостака : пщручник.
- К., 2007. - 279 с.
2. Ребезнюк 1.Т. Розвиток наукових основ розпилювання деревини на стр1чкопилкових верстатах : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук. - Льв1в, 2008. - 35 с.
3. Пилипчук М.1., Степанчук С.П. Визначення показникiв оцшки хвилястосп пропилу на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2006. - Вип. 16.5. - С. 126-130.
4. Пилипчик М.1., Степанчук С.П., Лобода М.В., Офш 1.В. Дослщження впливу домь нантних фактор1в на величину хвилястосп пропилу в процес пиляння колод на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. -Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2007. - Вип. 17.4. - С. 112-115.
5. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.piloprav.ru. Круглопильные станки углового типа для продольной распиловки бревен.
6. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.derevo.info/info.php? i = 4249. Люора-ми нового зразка: в1тчизняний вар1ант.
7. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.npobars.ru/equipment/bars-1 а. Угловые бревнопильные станки серии "БАРС-1А".
8. Паспорт поздовжнього-обр1зного верстата ВПО - 1 "Ясень-Баракуда". - 10 с.
9. ДСТУ № 336. Вимоги до точносп розм1р1в обр1зних пиломатер1ал1в, 2003. - 24 с.
10. Манжос Ф.М. Точность механической обработки древесины : учебник [для ВУЗов].
- М. : Изд-во "Лесн. пром-сть",1959. - 264 с.
11. Комаров Г.А. Точность деревоpежущих станков. Размерная настройка : учебн. пособие [для студ.]. - М. : Изд-во "Наука", 1985. - 56 с.
12. Пилипчук М.1., Григор'ев А.С., Шостак В.В. Основи наукових дослщжень : тд-ручник. - К. : Вид-во "Основа", 2007. - 270 с._
УДК 631.4; 631.31 Доц. В.Р. Быецький, канд. техн. наук;
доц. В.О. Шубенко, канд. техн. наук; тж. М.В. 1ванюта; доц. Я.Д. Ярош, канд. техн. наук -Житомирський нащональнш
агроекологiчний утверситет
ВСТАНОВЛЕННЯ РАЦ1ОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТР1В КОТК1В ГРУНТООБРОБНИХ АГРЕГАТ1В
Встановлено д1апазон рацюнальних значень д1аметр1в котюв та 1хньо1 ваги з огляду на дотримання агротехнолопчних показниюв оброб1тку грунтового середови-ща. Розрахунки здшснено 1з використанням теорп напруженого стану. Ключов1 слова: оброб1ток грунту, параметри, напружений стан.
Assoc. prof. V.R. Biletskiy; assoc.prof. V.O. Shubenko; eng. M.V. Ivanyuta; assoc.
prof. Ya.D. Yarosh - Zhytomyr national agroecological university
Determination of soil aggregate compactor rational parameters
The diapason of rational values of compactor diameter and weight has been determined keeping to the soil environment cultivation agrotechnological indices. The calculations have been done in accordance with the theory of strained condition.
Keywords: Tillage, parameters, state of tension.
Постановка проблеми. У процесг виробництва продукци рослинниц-тва провгдне мгсце належить процесам обробгтку грунту, тому полгпшення технiко-економiчних та технологгчних показникгв цих робгт е важливим пи-танням. Одним i3 напрямiв енергозбереження в рослинництвг е використання грунтообробних комбiнованих агрегатiв [8]. Ефективнгсть використання ком-бiнованих агрегатiв значною мiрою залежить вiд використання ущгльнюючих елементiв - коткiв [4, 5] Проте 1'хнш вплив на руйнування грунтового середо-вища, з огляду на внутргшнг дотичнi та нормальнг напруження, дослiджено недостатньо.
Мета дослiдження. Структура грунту неодноргдна за своею будовою, складаеться з частин рiзного розмiру i форми. Тому адекватнiсть математич-них моделей, що описують фiзичну суть технологiчних процесiв подрiбнення грудок дае змогу оптимiзувати вибiр конструктивних i технологiчних пара-метрiв грунтообробних машин, що створюються.
Вирiшення ще! проблеми потребуе математичного обгрунтування конструктивних параметрiв котка та виведення математично! залежностi ущiльнення насiнневого шару грунту вгд конструктивних параметрiв план-частого котка.
Результати дослвдження. На осно-вi аналiзу лiтературних джерел [6, 7] та враховуючи конструкцiю розробленого грунтообробного котка [4] викладено ана-лiтичний процес взаемодп робочо! повер-хнi планчастого котка з поверхнею грунту.
Робочим органом е прямокутна планка, розташована по гвинтовiй лши вiдносно його осi. Планка здгйснюе обер-товий рух вiд взаемодп з грунтом пiд час роботи агрегату вгдносно осi котка, на якому вона закргплена. Коток е пасивним робочим органом та приводиться в рух вгд взаемодп з грунтом пгд час руху агрегату по поверхнг поля пiд час обробггку.
Для адекватно! оцгнки напружено-го стану грунтового середовища, i в по-дальшому встановлення оптимально! щгльностг вгд взаемодп з планчастим котком, ущгльнення необхгдно розглядати дгю планки на грунтове середовище та аналгзувати стан грунту як безпосе-
Рис. 1. Схема ди на tpyHm планчастого котка
редньо шд планками, так i в промiжку мiж ними. У разi встановлення двох та бшьше коткiв, необхщно аналогiчним чином враховувати дiю вЫх робочих органiв. При цьому потрiбно визначити, як буде пiдвищуватись щшьтсть Грунтового середовища пiд кожним наступним котком.
Розглянемо площд контакту планок котка з поверхнею поля, як центри напружень. Шд дiею планки у Грунт виникае напружений стан, який характеризуемся нормальними (стискаючими) а та дотичними (тангенцiальними) т напруженнями.
Враховуючи, що:
а
<а
кр
<т
(1)
кр
необхщно визначити атах та ттах в Грунтовому нашвпростор^ що знаходить-ся шд сумiжними планками (зона М на рис. 1) на глибину оброблюваного шару.
Результуюча сила тиску котка на Грунт Р (з рис. 1) матиме вигляд:
Р = Рущ + Рвц ;
або:
Р = О +
Шп
■и
Ркт
(2) (3)
2
де: О - вага котка, Н; шпл - вага одше! планки Грунтообробного котка, Н; и -лiнiйна швидкiсть руху котка по поверхнi Грунту м/с; РКТ - радiус котка, м.
Результуюча сила Р спричинюе зми-нання Грунтового сере-довища, внаслщок ди яко! у Грунт виникае напружений стан, який буде залежати вiд конструктивних пара-метрiв котка.
Для визначення максимально! маси котка та колового кроку планок с потрiбно розв'язати задачу Фла-мана [2] Вщповщно до обмежень [3, 7], як накладаються на Грун-тове середовище. Задачу можна сформулюва-
Рис. 2. Схематичний розподт навантажень у грунто-ти вщповщно до . . я
.. вому натвпросторг, спричиненихробочою планкою
взаемодil одто планки котка в декартовш та полярнш системах координат котка з Грунтом
(рис. 2).
тах
З боку планки котка дiе розподiлене навантаження. Тому в поперечному перерiзi епюри напруженого стану грунту одиничш навантаження необ-хiдно замiнити блоками розподшених навантажень з числом сил п в кожному (рис. 3).
Виходячи з принципу суперпозицп, будемо мати:
х = 0; 21 = с;
22 = с + йс;
23 = с + 2йс; (3)
2п = С + (п - 1)йс.
Рис. 3. Схема визначення напружень у (рунтовому напiвпросторi
Подальшi перетворення дають змогу отримати математичну модель напруженого стану грунтового середовища при взаемодп з планками котка:
СГх
2Р
п
I
г = 0
кх
х2 +
' с 2---гйа
V 2 у
г = 0
кх3
х2 +
' С ^
2 +---+ гйа
V 2 у
2Р
п
п кгх
I
г =0
с -а I2
-2---гаа
V 2 у
/
п кгх
х2 +
' ° 2
2---г аа
V 2 у
• + 1
г=0
с
У
\2 ^
2 +---+ гйа
V 2 у
х2 +
с аЛ 2
2 +---+ г аа
V 2 у
2Р
п
/
кх
I
г=0
V
2 - — - гйа 2
л
/
кх2
у
х2 +
с
Л2
2 -—- гаа
V 2 у
• + 1
г=0
V
2+—+гаа 2
у
л л
(4)
у
х2 +
с
Л2
2+—+гаа
V 2 у
<^2 =
т
х2
де п - кшьюсть одиничних сил у блощ розподшеного навантаження;
Ь
п = •
(5)
де: Ь - ширина дшянки, до яко! прикладене розподiлене навантаження, м; к -коефщент пропорцiйностi, що визначаеться iз формули:
к,
РМАХ
РпЬ
(6)
де: РМАХ- максимальна результуюча сила тиску котка на грунт, Н; Рп нична сила, Н.
Зпдно з [3] можна записати, що
а = ах + аг;
оди-
т =
<Ух
+ ТХ2 •
(7)
Маючи рiвняння (4 та 2), можна здшснити модельно-iмiтацiйний ек-сперимент для дослщження напруженого стану грунту в насшневмюному ша-рi грунтового середовища.
Вiдповiдно до [4, 7], регулюючи стушнь ущiльнення, можна значно послабити дифузшне випаровування вологи за рахунок зниження кшькост крупних некапiлярних пор. Найнадшшшим засобом зниження внутршньо-грунтового випаровування е ущiльнення грунту до певно! межi, яка експери-ментально встановлюеться для кожного окремого типу грунту [2].
Встановивши обмеження на мшмально необхщну щiльнiсть грунту, потрiбно визначити рацiональний крок планок. Використаемо для цього ма-тематичну модель (4) та формулу (8), що характеризуе максимально можливi значення напружень для чорнозему типового, за яких збер^аеться структур-шсть грунтового середовища:
Г а<[а] = 0,075 МПа; [т< [т] = 0,021 МПа.
Знаючи кшьюсть планок (у пропонованому котку - 9), можемо вста-новити дiапазон дiаметрiв.
(8)
Вага котка, Н Д1апазон д1аметр1в, мм
1600 200
1700 200...235
1800 200...270
1900 200.310
2000 200.370
2100 200.450
2200 200.500
2300 200.500
2400 220.500
2500 300.500
Розрахунки щшьносл грунту в шарi 40... 60 мм шсля проходу котка можна зобразити також вiзуально - у виглядi поверхнi (рис. 4):
Рис. 4. Залежшсть щiльностi в поверхневому шарi Iрунту (0...2 см) вiдрiвнодiючо'i сили та дiаметра котка за початковоИ щiльностi 900 кг/м3
Анашз поверхш дае змогу зробити висновок, що параметри котка, представлен в табл., забезпечують щшьшсть поверхневого шару грунтового середовища в межах 1150.1200, що задовольняе агротехшчш умови. Ос-кшьки щiльностi меншi, нiж 1150 кг/м , небажаш з точки зору утримання грунтово! вологи, то значення р0 = 900 кг/м е мшмальним значенням щшь-ностi грунту до прикочування.
У випадку початково! щшьност р0 = 1000 кг/м значення щшьносл р буде змшюватись у межах 1250.1300 кг/м у поверхневому шарi грунту та
3 3
1200.1250 кг/м в насшневмюному. Таким чином, значення р0 = 1000 кг/м е максимальним показником щшьност перед прикочуванням, оскiльки значен-ня ро>1000 кг/м призведуть до переущшьнення поверхневого шару грунтового середовища тд час подальшого обробггку.
Висновок. Параметри котка, наведенi в табл., забезпечують потрiбну щшьшсть грунту у випадку початково! щшьност ро = 900.1000 кг/м та да-ють змогу уникнути руйнування агрономiчно щнно! структури грунту, ос-кiльки буде виконуватись умова (8).
Перспективи подальших дослiджень. Подальшi конструкцшш та технологiчнi параметри (ширину планки Ь, конструкцiйний дiаметр котка Вк, кут закручування планки а, ширину котка Вк) можна встановити за отримани-ми даними, враховуючи робочу швидюсть грунтообробного агрегату и та з огляду на суцшьшсть обробггку.
Лгтература
1. Водяник И.И. Воздействие ходовых систем на почву (научные основы). - М. : Изд-во "Агропромиздат", 1990. - 172 с.
2. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. - М. : Изд-во литературы по строительству, 1971. - 368 с.
3. Шелудченко Б. А. Агромехашка грунпв. - Житомир : Вид-во "Полюся", 1992. - 249 с.
4. 1ванюта М.В. Комбшоваш грунтообробш агрегати та !х вплив на оброб1ток грунту // Науковий вюник НАУ : зб. наук. праць. - К. : Вид-во НАУ. - 2006. - Вип. 95, ч.2. -С. 374-379.
5. 1ванюта М.В. Мироненко В.Г. Мороз А.1. Перспективи розвитку сучасних комбшо-ваних агрегапв // Науковий вюник НАУ : зб. наук. праць. - К. : Вид-во НАУ. - 2005. - Вип. 80, ч. 1. - С. 76-79.
6. Кулен А., Куиперис Х. Современная земледельческая механика : пер. с англ. А.Э. Га-бриэляна / под ред. и с предисл. Ю.А. Смирнова. - М. : Изд-во "Агропромиздат", 1986. -349 с.
7. Кушнарев А.С., Кочев В.И. Механико-технологические основы обработки почвы. -К. : Вид-во "Урожай", 1989. - 144 с.
8. Сосновська О.О. Ярошенко П.П. 1ванюта М.В. Техшко-економ1чне обгрунтування господарських ршень : навч. поабн. [для студ. ВНЗО 3-4 р1вня акред.]. - К. : Вид-во НАУ. -2005. - 256 с.
УДК [004.451]:621.7.01 Доц. Ю.1. Грицюк, д-р техн. наук -
НЛТУ Украти, м. nbsis
СИСТЕМНА ОПТИМВАЦ1Я СТРУКТУРИ ТА ПАРАМЕТР1В Л1Н11 РОЗКРОЮ
Адаптовано методику розв'язання багатокритерiальноi задачi структурно! та параметрично'1 оптимiзащi функщональних елеменпв складно! iерархiчноi системи до задачi проектування лшп розкрою плитних деревних матерiалiв (ПДМ) на заготовки. Вона грунтуеться на виборi ращональноi iерархiчноi структури ii конструкцп, на ращональному розподiлi вимог до функцiональних елеменпв кожного ii iерархiч-ного рiвня, а також уможливлюе отримання ращонального компромiсу суперечливих вимог до технолопчносп, надiйностi, технiко-економiчноi ефективностi роботи лшп розкрою з урахуванням факторiв ризику появи позаштатних умов ii експлуатацп. Ре-алiзацiя формалiзованого опису у виглядi вiдповiдних математичних моделей дае змогу визначити структуру i взаемозв'язок процедур системного моделювання позаштатних ситуацш i параметрично'1' оптимiзацi'i техшчних характеристик функць ональних елементiв лшп розкрою.
Ключов1 слова: структурно-функцiональний аналiз, складна iерархiчна структура, функщональний елемент, плитний деревний матерiал, технолопчний процес розкрою, лiнiя розкрою.
Assoc. prof. Yu.I. Gryciuk - NUFWT of Ukraine, L'viv System optimization of structure and parameters of line will cut out
Adaptation of method of decision of multicriterion tasks of structural and self-reactance optimization of functional element of the difficult hierarchical system is carried out to planning of line will cut out wooden materials (PWM) on purveyances. He is based on the choice of rational hierarchical structure of its construction, which enables rationally to distribute requirement to functional element of every hierarchical level, and also does possible the receipt of rational compromise of contradictory requirements to technological-ness, reliability, technical and economic efficiency of work of line will cut out taking into account the factors of risk of supernumerary its external environments. Realization of method enables to define a structure and intercommunication of procedures of system design of supernumerary situations self-reactance optimization of technical descriptions of FES of line will cut out.
Keywords: structurally functional analysis, difficult hierarchical structure, functional elements, platen arboreal materials, technological process will cut out, line will cut out.
