Введение к работе
Актуальность темы. Повышение производительности труда, эффективное использование основных производственных фондов в лесном комплексе определяется внедрением современных видов оборудования и интенсификацией работы серийного. Системы машин, разработанные отраслевым НИИ (ЦНИИМод, УкрНИИмод, ВПКТИМ, НИЛтара) предусматривают на операциях механической обработки древесины пилением большой удельный вес круглопильных станков для продольной и поперечной распиловки, в том числе многопилышх с "плавающими" пилами и линий с встроенными крут-лопильными узлами резания. Интенсификация пиления древесины круглыми пилами включает, в общем случае, решение следующих вопросов: достижение максимально возможной проюводительности процесса; снижение отклонений формы, размеров, взаимного расположения поверхностей заготовки от проектных; сокращение расхода древесины на пропил; снижение шероховатости пиленых поверхностей и технического брака; повышение стойкости и ресурса работы инструмента. Решение этих вопросов достигается на основе обеспечения работоспособного состояния тот.
Имеющийся научный и практический материал по этой проблеме не может быть эффективно использован и считаться достаточном в силу того, что она решалась без учета теплофизических условий процесса резания. Вместе с тем нагрев инструмента один из обобщающих критериев процесса пиления, на который оказывает влияние любое изменение условий резания. Каждый типоразмер пилы имеет свое предельное значение мощности на резание. Изменение этого показателя достигается изменением, стабилизацией или управлением теплофизическими параметрами инструмента и охлаждающей среды, размеров распиливаемого материала и режимов работы. Нагрев инструмента объективно сопровождает процесс пиления. При придельных его значениях наблюдается потеря диском плоской формы равновесия и па-рушение распиловочного процесса.
Обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания является актуальной научно-технической проблемой и требует проведения научно-исследовательских и опьггао-конструкторских работ, обобщение результатов известных исследований, исключающих или снижающих негативные последствия нагрева пил, его влияния на их колебашш и устойчивость, режимы резания.
Цель работы - обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания.
Научпая новизна работы. Впервые разработаны научные основы и методика расчетов режимов пиления по устойчивости круглых пил. Методика исследования колебаний пил с узловыми диаметрами на произвольных частотах вращения. Аналитические зависимости и номограммы для расчета температурных полей, температурных перепадов, критических и рабочих частот вращения круглых пил и режимов пиления при охлаждении диска
различными средами. Установленные по разработанной методике, коэффициенты теплоотдачи диска пилы для условий охлаждения различными средами и зависимости нагрева дисков пил при резании от теплопроводности материала лезвия и времени холостого хода инструмента в рабочем цикле.
Научно-обоснованные рекомендации по конструкциям и параметрам устройств для стабилизации теплофизических условий пиления и повышению изгибной жесткости дисков пил, автоматическому управлению режимами пиления по допустимому температурному перепаду. Теория расчета и конструкции разновидностей круглых пил дисковых с пластинками из твердого сплава, круглых секторных термоустойчивых и круглых чисторежущих, защищенных авторскими свидетельствами. Разработан и предложен для исследований в области теплофизики резания круглыми пилами бесконтактный инфракрасный радиометр.
Практическая значимость работы. Результаты исследований вошли в нормативные материалы, утвержденные Минлеспромом СССР:
руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами;
режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых в лесопилении;
режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых при производстве деревянной ящичной тары.
Конструкции и рекомендации по эксплуатации технологических приспособлений к круглопильным станкам - направляюще-охлаждающих, электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств для дисков круглых пил. Устройства прошли лабораторные и производственные исследования, защищены авторскими свидетельствами. Разработано автоматическое управляющее устройство режимами пиления в круглопильных станках для продольной распиловки по устойчивости пил.
Типаж, линейные и угловые параметры новых разновидностей кругльи пил: термоустойчивых дисковых с пластинками из твердого сплава и круг лых секторных, круглых чисторежущих пил. Практическую ценность имею-аналитические зависимости и номограммы для расчета температурных пере падов, критических и рабочих частот вращения дисков пил при разработк режимов нового и действующего круглопильного оборудования.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывалис и обсуждались на научно-технических конференциях по итогам научне исследовательских работ СПб ЛТА (1970,1976,1978 гг.), МГУЛ (1983,198^ 1985 гг.), УГЛТА (1987, 1989 гг.), научно-технических конференциях "Сс временный дереворежущий инструмент и его роль в повышении эффектш ности производства мебельной промышленности" в г.Риге (1982 г.), "Научн( технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности" в г.Киеі (1978 г.), "Прогрессивные процессы механической обработки неметаллич* ских материалов" в г.Алуште (1990 г.), "Дереворежущий инструмент и обі
рудование для его подготовки" в г.Красноярске (1991 г.), "3 научно-практической конференции по внедрению достижений науки и техники в народное хозяйство" в г.Екатеринбурге (1976 г.), "Конференции работников предприятий Минлеспрома и ВУЗов" в г.Химки (1978 г.); всесоюзных семинарах инструментальщиков в г.Москве (1976 г.), г.Кастополе (1980 г.), г.Риге (1982 г.); ученых советах ЦНИЙМОД, СвердНИИПДрев (1975-1988 г.г.).
По материалам диссертации опубликовано 105 печатных работ, включая учебник, 4 брошюры, 30 авторских свидетельств на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 разделов, заключения, списка литературы и 6 приложений. Общий объем работы 327 с, включая 276 страниц текста,69 рисунков, 16 таблиц, 51 страницу приложений. Список литературы включает 216 наименований.