Введение к работе
Актуальность темы. Решение многих социальных и экономических проблем страны в значительной степени зависит от эффективности работы лесопильно-деревообраба-тывающей промышленности. Повышение эффективности ее работы связано с развитием комплекса машин, обеспечивающих реализацию всех этапов технологического процесса производства пиломатериалов и другой продукции. Особое место при этом принадлежит бревнопильным станкам, играющим главную роль в формировании размеров и качества пиломатериалов. В России основная часть пиломатериалов (более 80%) выпиливается на лесопильных рамах. Их использование обеспечивает эффективную распиловку бревен разного диаметра, а также возможность изменения в широких пределах глубины переработки сырья и достижения наивысшего возможного полезного выхода пиломатериалов. Лесопильные рамы сравнительно дешевы, просты в обслуживании, надежны в эксплуатации. Они успешно применяются не только как самостоятельные технологические единицы, но и в сочетании о другим современным бревнопильным оборудованием.
Возможности лесопильных рам, и, в первую очередь, двухэтажных как весьма гибкого в технологическом отношении оборудования еще далеко не исчерпаны. Динамика же перестройки лесопильной промышленности за последние десятилетия в нашей стране, а также реальности инвестиционной политики в этой отрасли позволяют утверждать, что они еще долго сохранят важные позиции в лесопилении не только в сочетании с другими видами оборудования, но и как головные станки лесопильных потоков.
Однако по ряду показателей лесопильные рамы уступают другим видам современного бревнопилыюго оборудования. Прежде всего это касается их сравнительно невысокой производительности и повышенной виброактивности, обусловленных динамическими свойствами основных механизмов. С учетом этого актуальными задачами остаются дальнейшее совершенствование процессов проектирования и изготовления лесопильных рам, а также разработка предложений по совершенствованию их конструкций, позволяющих улучшить эксплуатационные характеристики. Переход от проектирования машин по конструктивным соображениям к определению их основных параметров по заданным ограничениям позволяет локализовать значительную часть недостатков лесопильных рам. Использование технических решений, направленных на улучшение эксплуатационных качеств лесопильных рам, позволяет заметно снизить виброактивность и повысить их производительность.
Цель работы. Исследование условий повышения динамического качества лесопильных рам, направленного на нормирование их инерционного и вибрационного воздействия, путем выбора их геометрических, кинематических, динамических параметров и разработки технических решений.
Научная новизна. 1.Разработаны модели механизмов и агрегатов лесопильных рам, позволяющие решать задачи анализа и сиігтеза лесопилыю-деревообрабатьгвающего оборудования.
2.Решены задачи синтеза основных систем лесопильных рам с учетом реально существующих ограничений.
3.Установлены возможности улучшения динамических и эксплуатационных характеристик лесопильных рам при использовании оптимальных параметров.
4.Предложены алгоритмы динамического расчета механизмов уравновешивания, механизмов подачи пульсаторного типа, динамической устойчивости рамных пил.
5.Существенно уточнена методика исследования машинного агрегата с учетом упругости звеньев.
б.Предложен ряд способов и устройств, позволяющих улучшить эксплуатационные и динамические характеристики лесопильных рам и показана их эффективность.
Результаты работы представляют собой совокупность научно обоснованных технических предложений, позволяющих эффективно управлять динамическими качествами лесопильных рам и их агрегатов как при их проектировании, так и в процессе их эксплуатации. Полученные результаты могут быть также использованы при исследовании и проектировании других видов лесопильно-деревообрабатывающего оборудования и в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков.
Реализация работы. 1 .Разработаны методики динамического расчета основных систем лесопильных рам и выбора их параметров, которые положены в основу подсистемы «Лесопильные рамы» САПР деревообрабатывающего оборудования, разработанной по заданию х СЛ0ВЇЇ0Г0 KGlICTpyKTGpCKGrC uXjpO ДСрСВСОираиаТЫЗоЮЩСГО ОиОруДОВаНйя yi r\.D^JJ.
2.Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы ГКБД и заводом деревообрабатывающих станков «Северный Коммунар» при проектировании и создании гаммы двухэтажных лесопильных рам сходом пил 700мм, а также при модернизации лесопильных рам с ходом пил 600 мм.
З.ЗДС «Северный Коммунар» и некоторыми предприятиями бывшего Минлесп-рома СССР внедрен ряд предложений по улучшению эксплуатационных характеристик лесопильных рам. В частности, в технологический процесс завода-изготовителя включены операции балансировки коленчатых валов, моментного уравновешивания механизма резания, контроля вибрационных характеристик оборудования.
4.Спроектирован, создан и испытан на стенде экспериментальный образец двухэтажной лесопильной рамы пониженной виброакгивности. Сформулированы основные технические требования и определены параметры механизмов уравновешивания, позволяющих снизить уровень вибрации лесопильных рам на 12 дБ и более.
5.Совместно с ГКБД разработано техническое задание на механизм для снижения виброактивности лесопильных рам, опытный образец которого изготовлен Вологодским опытным заводом ГКБД и испытан на стенде ЗДС «Северный Коммунар».
б.На Соломбальском лесопильно-деревообрабатываю-щем комбинате двухэтажные лесопильные рамы одного из лесопильных потоков оснащены приводами переменной подачи на базе высокомоментного гидромотора. Такие же приводы внедрены на одноэтажных лесопильных рамах одного из лесопильных цехов АООТ «Белозерский леспромхоз» Вологодской области
7.Годовой экономический эффект от внедрения предложений составил 674,35 т.р. (в ценах 1987 г.) Ожидаемый годовой экономический эффект составляет 1600 т.р. (в ценах 1987 г.).
8.Основные результаты исследований изложены в монографии «Вибрация лесопильных рам»: Л.: Изд-во ЛГУ, 1986.
Апробация работы. Достоверность основных теоретических положений, изложенных в диссертации, подтверждена экспериментально при проведении опытов в лабораторных и производственных условиях.
Основные положения диссертации и ее фрагментов докладывались в 1973-1997 г.г. на научно-технических конференциях Вологодского политехнического института. Всесоюзных конференциях и семинарах по уравновешиванию машин и приборов, на научно-технических конференциях Московского лесотехнического института и Ленинградской лесотехнической академии, на координационных совещаниях и объединенных лабораторных совещаниях Центрального научно-исследовательского института механической обработки древесины,(ЦНИИМОД) НПО «Союзнаучдревпром», в Головном конструкторском бюро деревообрабатывающего оборудования (ГКБД) и на заводе «Северный Коммунар», на Соломбальском лесопильно-деревообрабатывающем комбинате и других предприятиях б. Минлеспрома СССР, на советско-шведском симпозиуме в октябре 1987 г. (г.Архангельск).
Публикации. Основные результаты исследований изложены в монографии, научных статьях и изобретениях (в автореферате приведены 33 печатных работы), а также в научных отчетах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Текстовая часть работы, включая рисунки и таблицы, изложена на361 странице исодержит 129 рисунков и 27 таблиц. Список литературы содержит 123 наименования, в том числе 2 на иностранных языках. Приложения к диссертации изложены на 181 странице.