Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Дербин Михаил Васильевич
Совершенствование аэростатических направляющих для дереворежущих пил
05.21.05. Древесиноведение; технология и оборудование деревопереработки А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Архангельск - 2012
Работа выполнена в ФГАОУ ВПО Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В. Ломоносова
Научный консультант: доктор технических наук, профессор, Прокофьев Г.Ф. (САФУ)
Официальные оппоненты: Пиир Адольф Эдвардович доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, профессор кафедры промышленной теплоэнергетики Шейнов Анатолий Иванович кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет, доцент кафедры технологии лесопиления и сушки древесины
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Петрозавод-ский государственный университет (ФГБОУ ВПО ПетрГУ 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33)
Защита диссертации состоится 31 мая 2012 года в 1300 на заседании диссертационного совета Д 212.008.01 при ФГАОУ ВПО Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1220.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова.
Автореферат разослан 27 апреля 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета, А.Е. Земцовский кандидат технических наук, доцент
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Режущий инструмент лесопильных станков представляет собой тонкие стальные полосы (рамные пилы лесопильных рам), ленты (ленточные пилы ленточнопильных станков), диски (круглые пилы круглопильных станков), обладающие малой жсткостью и устойчивостью. Эффективный путь повышения жсткости и устойчивости дереворежущих пил - применение для них направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом. Для снижения трения пил о направляющие, рабочие поверхности последних целесообразно выполнить в виде аэростатических опор.
Имеется опыт применения аэростатических направляющих для дереворежущих пил. Однако, необходимо вести работы по улучшению их конструкций с целью снижения расхода воздуха, повышения их подъмной силы, увеличению их охлаждающей способности, обеспечения повышенной точности движения пил и снижения напряжений изгиба в месте контакта с полотном пилы. Отсюда следует, что работа, направленная на совершенствование аэростатических направляющих для дереворежущих пил является актуальной.
Цель и задачи исследований. Цель работы - совершенствование конструкции направляющих для дереворежущих пил.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:
1. Выполнить теоретические исследования напряжений в пиле в зоне действия удлиннных и роликовых отжимных направляющих.
2. Определить теоретическим путм характер деформации пилы в зоне действия отжимных плоских и роликовых отжимных направляющих и в зоне резания между направляющими.
3. Выполнить экспериментальные исследования для проверки допущений принятых при теоретических исследованиях.
4. Определить область применения роликовых отжимных направляющих.
5. На основании выполненных исследований разработать конструкцию отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной е упругой части и испытать е на промышленном ленточнопильном станке.
6. Экспериментальным путм определить параметры аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой.
7. Исследовать охлаждающую способность аэростатических направляющих и дать рекомендации по е проектированию.
Научная новизна результатов исследований.
1. Разработаны математические модели расчта напряжений в ленточной пиле в зоне контакта е с отжимными направляющими.
2. Разработаны математические модели расчта прогибов ленточной пилы в различных е точках при использовании отжимных направляющих.
3. Дано научное обоснование конструкции отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной е упругой части. Оригинальность направляющей подтверждается положительным решением на выдачу патента на е конструкцию.
4. Впервые выполнены исследования аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой и показана эффективность е применения.
5. Впервые исследована охлаждающая способность аэростатической направляющей и даны рекомендации по е конструированию.
Методы исследований.
1. При выборе направлений исследований и оценке влияния жсткости и устойчивости дереворежущих пил на точность пиления и производительность станков использовались методы теории резания древесины.
2. Расчты напряжений в ленточной пиле и е прогибы при использовании отжимных направляющих выполнялись с использованием методов строительной механики.
3. Теоретические исследования аэростатических опор производились с использованием численных методов математики для решения системы разностных алгебраических уравнений.
4. При обосновании целесообразности использования в конструкции аэростатических опор распределительной и уплотнительной канавок использовалась теория аэродинамики струйных течений.
5. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием методов математической статистики.
Обоснованность и достоверность результатов подтверждается:
1. Аргументированностью принятых допущений при теоретических исследованиях.
2. Использованием при исследованиях современных методов фундаментальной науки.
3. Выполнением значительного объма экспериментальных исследований.
4. Сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
5. Производственной проверкой рекомендаций, полученных в результате исследований.
На защиту выносятся:
1. Результаты теоретических исследований напряжений в пиле в зоне контакта е с отжимными направляющими.
2. Результаты теоретических исследований прогибов ленточной пилы на различных участках при использовании отжимных направляющих.
3. Новая конструкция отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной е упругой части.
4. Результаты исследований точности пиления древесины на ленточнопильном станке отжимной аэростатической направляющей новой конструкции.
5. Результаты исследований аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой.
6. Результаты исследований охлаждающей способности аэростатических направляющих.
Практическая значимость работы.
1. Расчты напряжений по приведнным формулам могут быть использованы при оценке долговечности ленточных пил с отжимными направляющими.
2. Показано, что нецелесообразно использовать роликовые отжимные направляющие в бревнопильных ленточнопильных станках.
3. Предложенная конструкция отжимной аэростатической направляющей может быть использована при модернизации ленточнопильных станков.
4. Аэростатические направляющие с уплотнительной канавкой могут быть использованы могут быть использованы в конструкции лесопильных рам, ленточнопильных и круглопильных станков.
5. Материалы по охлаждающей способности аэростатических направляющих целесообразно использовать при модернизации круглопильных станков.
Реализация результатов работы.
1. Модернизирован ленточнопильный станок FORESTOR 900, установленный на деревообрабатывающем предприятии ООО Инфа (г. Архангельск).
В приложении 1 приведн акт внедрения, в приложении 2 - акт подтверждающий эффективность его эксплуатации после модернизации.
2. Переданы для практического использования материалы исследований Ухтинскому государственному техническому университету по акту (см. приложение 3).
Апробация работы. Основные положения диссертации и материалы исследований докладывались на международных научно-технических конференциях в городах: Вологда (2010 2011 года), Петрозаводск (2011 год), СанктПетербург (2011 год), Самара (2012 год) и на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава САФУ (2010 год).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 по списку ВАК. Получено положительное решение на выдачу патента на изобретение.
Структура объем и работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и 3 приложений. Общий объем работы 151 страниц, включая 42 рисунка и 22 таблиц. Список литературы включает 99 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы е цель и задачи исследований, отмечены основные положения выносимые на защиту, показана обоснованность и достоверность полученных результатов исследований, отмечена научная новизна и значимость работы для теории и практики.
В первой главе дан анализ современного состояния изучения влияния аэростатических направляющих на жсткость и устойчивость дереворежущих пил, а, следовательно, и на точность пиления. Показано, что один из эффективных путей повышения жсткости и устойчивости дереворежущих пил является применение для них направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом. Направляющие для них могут быть щелевые двусторонние и отжимные контактные односторонние. Щелевые направляющие повышают жсткость пил, но при малых зазорах. При больших зазорах они играют роль ограничителей предельных отклонений пилы. На устойчивость пил щелевые направляющие не влияют. Контактные направляющие оказывают большое влияние на жсткость пил и незначительно повышают их устойчивость.
Для уменьшения трения о направляющие рабочие поверхности последних целесообразно выполнять в виде аэростатических опор. Исследованию аэростатических опор и применению их при модернизации действующих лесопильных станков и создании лесопильных станков нового типа посвящены работы Е.Г.
Ивановского, Э.П. Берлина, В.Д. Курбатова, Г.Ф. Прокофьева, Б.А. Ходеряна, И.Ю. Королва, И.И. Иванкина, А.А. Банникова.
При использовании отжимных направляющих в ленточных пилах возникают дополнительные напряжения изгиба, которые необходимо учитывать при оценке долговечности пил, однако исследований в этом направлении не проводилось.
В горизонтальных ленточнопильных станках, в которых применяются тонкие узкие ленточные пилы, используют отжимные роликовые направляющие. Оценка целесообразности использования таких направляющих для пил вертикальных бревнопильных станков отсутствует.
Проф. Г.Ф. Прокофьевым разработан аналитический метод оценки точности пиления древесины дереворежущими пилами, который позволяет опреде лить как влияет повышение жсткости и устойчивости пил за счт установки направляющих на точность пиления и производительность станка.
Большое влияние на жсткость и устойчивость круглых пил оказывает температурный перепад по радиусу диска пилы. Внутренние напряжения в диске пилы, полученные проковкой, вальцеванием, термопластической обработкой или автофретированием повышают термоустойчивость круглых пил, но не позволяют решить эту проблему полностью. На предприятиях для снижения температурного перепада по радиусу диска круглой пилы используют в основном воду. Охлаждение круглых пил водой эффективно снижает температурный перепад, но имеет ряд недостатков: коррозия деталей станка; низкая теплота сгорания сырых опилок, трудность транспортировки сырых опилок в зимний период, загрязнение окружающей среды. Представляет интерес усовершенствовать аэростатические направляющие и использовать их для охлаждения круглых пил, однако такие работы ранее не проводились.
Вторая глава посвящена исследованиям отжимных аэростатических направляющих ленточных пил. Для определения напряжений изгиба, возникающих в зоне контакта отжимных направляющих с ленточной пилой, с целью возможности оценки их на долговечность пил, и величин прогиба пилы на различных е участках, с целью разработки конструкции отжимной направляющей, у которой обеспечивается равномерное прилегание е рабочей поверхности к поверхности изогнутой пилы, были выполнены теоретические исследования. Рассматривались два вида отжимных направляющих: роликовые и удлиннные. Расчтные схемы приведены на рис. 1.
а б Рис. 2.2. Расчтные схемы ленточных пил с отжимными направляющими:
а - при точечном расположении сил отжима (роликовые направляющие); б - при распределнном расположении сил отжима (удлиннные направляющие).
При расчтах использовались работы С.П. Тимошенко по исследованию сжатых стержней, нагруженных поперечными силами.
Получили следующие уравнения прогибов пилы при установке роликовых отжимных направляющих.
На первом участке при изменении от до :
(1) где - сила отжима, Н.
- сила натяжения пилы, Н;
- модуль упругости, МПа;
- момент инерции, мм4;
- ширина полотна пилы, мм;
- толщина пилы, мм.
При принятых значениях и момент инерции равен:
На втором участке при изменении от до :
(2) На третьем участке при изменении от до :
(3) Получены следующие уравнения прогибов пилы при установке удлиннных направляющих протяжнностью.
На первом участке при изменении от до :
(4) На втором участке при изменении от до (5) На третьем участке при изменении от до :
(6) На четвртом участке при изменении от до :
(7) На пятом участке при изменении от до 0:
(8) На рис. 2 приведены графики показывающие характер изменения прогибов ленточной пилы на различных участках при роликовых (рис. 2а) и удлиннных (рис. 2б) отжимных направляющих. Из графиков видим, что в случае удлиннных отжимных направляющих изгиб полотна более плавный, чем у роликовых, а, следовательно и меньше напряжения изгиба.
у, у, мм мм 10 5 0 0 500 1000 1500 0 500 1000 15х, мм х, мм а б Рис. 1. Зависимость прогиба ленточной пилы в зависимости от расстояния от одного из шкивов (,, ) при следующих типах отжимных направляющих: а - узких, б - удлиннных и следующих силах отжима: 1 - ; 2 - ; 3 - ; 4 - ; 5 - ; Ц.
Исследования показали, что в зоне контакта с отжимной удлиннной направляющей кривизна пилы зависит от толщины пилы, силы натяжения и расстояния от оси шкива до направляющей. Для плотного прилегания пилы к удлиннной направляющей была разработана универсальная удлиннная направляющая с регулируемой жсткостью е упругого элемента.
Были рассчитаны вторые производные прогибов пилы в зоне контакта е с отжимными направляющими и определены изгибающие моменты по формуле (9) Напряжения изгибов определялись по известной формуле (10) где - осевой момент сопротивления, мм3.
Результаты расчтов приведены в табл. 1.
Таблица Напряжения в ленточной пиле в зоне контакта с отжимными направляющими (,,, ).
Роликовые направляющие Удлиннные направляющие Прогиб,,,, МПа, МПа мм МПа МПа 5 82,8 2,8 3,3 107,8 27,8 25,6 83,3 3,3 4,0 113,4 33,4 29,7 83,9 3,9 4,6 119,0 39,0 32,8 84,4 4,4 5,2 124,6 44,6 35,9 84,9 4,9 5,8 130,3 50,3 38,10 85,5 5,5 6,4 135,9 55,9 41,Из табл. 1 видим, что напряжения в пиле в зоне контакта е с отжимными направляющими примерно в 10 раз больше, чем соответствующие напряжения при удлиннных направляющих. При увеличении толщины пилы напряжения ещ больше возрастут и при роликовых направляющих они могут приближаться к напряжениям изгиба на пильных шкивах, что приведт к значительному снижению долговечности пил, которая итак мала.
Представляет интерес определение прогиба (см. рис. 1) ленточной пилы на участке между направляющими. Выполнены расчты прогиба с использованием формул (2) и (6). При этом величина определялась по разности.
Расчты показали, что при,,,, и силе отжима направляющих Н прогиб составил при роликовых и удлиннных отжимных направляющих соответственно 0,1 и 0,0007. При, что соответствует толщине пил бревнопильных ленточнопильных станков прогиб при роликовых и удлиннных отжимных направляющих составит соответственно 0,21 и 0,017. Видим, что при использовании роликовых отжимных направляющих в бревнопильных станках выпуклость пилы в зоне резания может влиять на точность пиления.
Для проверки справедливости допущений принятых при теоретических исследованиях, разработки удлиннной аэростатической направляющей и проверки е эффективности е работы проведены экспериментальные работы.
Схема конструкции удлиннной аэростатической направляющей, установленной в узел резания ленточнопильного станка, показана на рис. 3а и е общий вид в узле резания ленточнопильного станка FORESTOR 900, работающем на деревообрабатывающем предприятии ООО Инфа (г. Архангельск) приведн на рис. 3б. Оригинальность конструкции отжимной аэростатической направляющей подтверждается положительным решением на изобретение (приложение 3).
а б Рис. 3. Отжимная аэростатическая направляющая: а - схема конструкции (1 - основание направляющей, 2 - гибкая рабочая поверхность, 3 - воздухопровод, 4 - упругий элемент с регулируемой жсткостью); б - общий вид в узле резания ленточнопильного станка FORESTOR 900.
Для проверки результатов теоретических исследований были проведены с использованием тензометрического метода исследования напряжений в ленточной пиле в зоне контакта е с удлиннными отжимными направляющими.
Результаты расчтов напряжений и определения их экспериментальным путм приведены в табл. 2.
Таблица Теоретические и экспериментальные значения напряжений изгиба (МПа) ленточной пилы в зоне контакта е с удлиннными отжимными направляющими (,,,, ).
Расположение величина отжима направляющей, мм направляющей 5 6 7 8 9 Верхняя 88,2/88,1 89,2/87,8 90,2/90,7 91,2/91,2 92,1/91,3 93,1/92,100,1/ 102,1/ 104,2/ Нижняя 93,8/95,2 95,9/96,4 98,0/98,100,7 100,7 105,Примечания: 1. В числителе напряжения полученные теоретически, в знаменателе - поданным экспериментов.
2. - расстояние от оси нижнего шкива до верхнего края нижней направляющей; - расстояние от оси нижнего шкива до нижнего края верхней направляющей;
Из приведенных материалов видим, что отклонение теоретических значений напряжений от экспериментальных не превышает 1,7 %, что указывает на высокую наджность математических моделей расчта напряжений в ленточных пилах.
Основным ограничением скорости подачи ленточнопильных станков является точность пиления. Е можно оценить величиной среднего квадратического отклонения толщин получаемых пиломатериалов. Для определения влияния удлиннных отжимных аэростатических направляющих с регулируемой кривизной рабочей поверхности выполнены экспериментальные исследования точности пиления древесины на ленточнопильном станке FORESTOR 900, установленном на деревообрабатывающем предприятии ООО Инфа (г. Архангельск). Результаты экспериментальных исследований приведены в табл. 3.
Таблица Значения показателей точности толщин пиломатериалов (мм) полученные в результате экспериментов (порода древесины - ель, влажность, выпиливаемая толщина досок мм, длина распиливаемых досок мм, толщина пилы мм, ширина пилы мм, шаг зубьев мм, уширение зубьев на сторону мм, скорость подачи м/мин, скорость резания м/с) Высота пропила, мм (в числителе) и соответствующем расстояПоказатель нии между отжимными направляющими (в знаменателе) точности пиления 125/130 150/155 175/180 200/222,02 22,03 22,03 22, 0,075 0,084 0,096 0,1 0,225 0,252 0,288 0,3Исследования показали, что применение отжимных направляющих новой конструкции позволяет достигнуть высокой точности получаемых пиломатериалов, что подтверждается актом производственных испытаний, приведнном в приложении 2.
В третьей главе рассматриваются вопросы, связанные с экспериментальным исследованием грузоподъмности аэростатических направляющих.
Приведн расчт грузоподъмности выполненный численным методом, разработанный в ЭНИМСе Шейнбергом С.А., Жедем В.П., Шишеевым М.Д., Баласаняном В.С. и Заблоцким Н.Д. По результатам анализ сделан вывод о невозможности расчта грузоподъмности аэростатических опор с уплотнительными канавками данным методом. Это обусловлено тем, что в данной работе рассмат ривается ламинарное движение воздуха, а эффект уплотнения основан на турбулентном завихрении воздуха.
Перед проведением серии экспериментальных исследований были рассмотрены различные конфигурации профиля уплотнительной канавки, в результате которых было установлено, что наибольшее влияние на грузоподъмность оказывает канавка с каплевидным профилем, который в дальнейшем использовался. Параметры конфигураций рабочей поверхности рассмотренных в ходе экспериментальных исследований приведены в табл. 4.
Таблица Варианты расположения распределительных и уплотнительных микроканавок и их глубины, использованные в ходе экспериментов.
Размер канавки №, п/п распределительной уплотнительной ширина длина глубина ширина длина глубина 1 0,4 0,0 0,0 0,2 60,0 110,0 0,8 0,0 0,0 0,3 0,9 0,0 0,0 0,4 0,4 0,0 0,0 0,5 0,8 0,0 0,0 0,30,0 80,6 1,2 0,0 0,0 0,7 1,4 0,0 0,0 0,8 0,9 0,30,0 80,0 1,4 60,0 110,10 0,11 1,12 0,0 0,0 0,13 0,14 40,0 90,0 1,0 0,60,0 110,15 0,16 1,При проведении экспериментальных исследований использовались подъмные плиты размером 150х100 мм и 130х80 мм. В ходе экспериментальных исследований использовалась установка, приведнная на рис. 3.
а б Рис. 3. Экспериментальная установка: а - схема (1 - основание стенда; 2 - аэростатическая опора; 3 - подъмная плита; 4 - жсткая рамка; 5 - груз; 6 - направляющий стержень; 7 - индикатор часового типа 1МИГ; 8 - манометр; 9 - рукав); б - в процессе проведения исследований.
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния уплотнительных канавок на грузоподъмность аэростатических направляющих. Полученные данные для аэростатических направляющих без уплотнительных канавок сравнивались с теоретическими значениями. По результатам исследований построены зависимости величины зазора от глубины распределительной и уплотнительной микроканавок (рис. 4).
60 40 0,0 0,5 1,0 1,5 0,0 0,5 1,0 1,Глубина микроканавки t, мм Глубина микроканавки t, мм а б Рис. 4. Зависимости величины зазора от глубины микроканавки для подъмной плиты размером: а - 150х100 мм; б - 130х80 мм (1 - распределительная Величина зазора h, мкм Величина зазора h, мкм канавка размером 110х60 мм; 2 - распределительная канавка размером 80хмм; 3 - распределительная канавка размером 80х30 мм и уплотнительная канавка размером 110х60 мм; 4 - распределительная канавка размером 90х40 мм и уплотнительная канавка размером 110х60 мм).
Результаты исследований показали, что наличие уплотнительных канавок позволяет увеличить зазор между подъмной плитой и опорой, а, следовательно, при постоянном зазоре грузоподъмность аэростатической направляющей.
В четвертой главе был произведен анализ существующих методов расчта конвективного теплообмена при натекании импактной струи на плоскую поверхность. Существует большое количество трудов учных, которые занимались данным вопросом, Дыбан Е.П., Мазур А.И., Бардлик П.М., Савин В.К., Хуанг Г., Гардон Р. И др. Анализ работ многочисленных учных показал, что на основании существующих методов расчта не представляется возможным с достаточно высокой точностью определить охлаждающую способность аэростатических направляющих.
Были проведены экспериментальные исследования для определения возможности охлаждения дереворежущих пил при использовании аэростатических направляющих. Экспериментальные исследования охлаждающей способности проводились на установке изображнной на рис. 3. На подъмную плиту были приклеены термометры сопротивления в пяти точках (один в центре и четыре в углах). Датчики, установленные в периферийной (в углах) зоне плиты позволяли оценить равномерность охлаждения подъмной плиты в рассматриваемых вариантах. Это важно, так как существенное влияние на устойчивость и жсткость полотен пил оказывает неравномерность распределения температуры по их поверхности. Было определено, что зависимость температуры подъмной плиты от времени можно описать гиперболической зависимостью:
(15) где,, - коэффициенты, - время охлаждения.
В качестве оценочного показателя принят коэффициент. Чем больше его значение, тем медленнее происходит охлаждение. Конфигурация рабочей поверхности аэростатических опор приведена в табл. 4. Предварительно был рассмотрен случай охлаждения подъмной плиты в естественных условиях, который показал, что коэффициент для подъмной плиты размером 150х100 мм составляет 91716,76, а для подъмной плиты размером 130х80 мм - 91165,58.
По результатам проведнных исследований построены зависимости коэффициента, от глубины микроканавки (рис. 5).
65000 50060055000 45050045000 40040035000 3500,0 0,5 1,0 1,5 0,0 0,5 1,0 1,Глубина микроканавки t, мм Глубина микроканавки t, мм а б Рис. 5. Зависимости коэффициента, от глубины микроканавки для подъмной плиты размером: а - 150х100 мм; б - 130х80 мм (1 - распределительная канавка размером 110х60 мм; 2 - распределительная канавка размером 80х30 мм; 3 - распределительная канавка размером 80х30 мм и уплотнительная канавка размером 110х60 мм; 4 - распределительная канавка размером 90хмм и уплотнительная канавка размером 110х60 мм).
Из рис. 5 видно, что скорость охлаждения подъмной плиты увеличивается при уменьшении ширины и длины канавок и повышается до определнной точки при увеличении глубины канавки. При использования уплотнительных канавок скорость охлаждения также увеличивается. Анализ полученных результатов подтвердил, что при использовании уплотнительных канавок, выполненных на рабочей поверхности аэростатической опоры, распределение температуры по поверхности подъмной плиты является более равномерным.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Получены математические модели расчта прогибов ленточных пил в любой точке в пределах свободной длины при использовании роликовых и удлиннных отжимных направляющих.
2. Получены математические модели расчта напряжений в ленточной пиле в зоне контакта е с роликовыми и удлиннными отжимными направляющими.
3. Определены изгибы ленточной пилы между роликовыми отжимными направляющими и между удлиннными. Исследования показали, что изгиб пилы в зоне резания при использовании удлиннных отжимных направляющих более чем в 100 раз меньше, чем при использовании роликовых. При исходных зна Величина зазора h, мм Значение коэффициента а чениях, которые были приняты (,,, ) изгиб пилы между роликовыми направляющими незначительный и не может существенно повлиять на качество пиления. Для бревнопильных станков толщина пил должна составлять и, как показывают работы изгиб пилы в зоне резания может достигнуть 0,2 мм, что может повлиять на точность пиления.
4. Напряжения изгиба пилы в зоне контакта е с роликовыми направляющими примерно в 10 раз превышает напряжения в зоне контакта пилы с удлиннными отжимными направляющими. При использовании роликовых направляющих на бревнопильных станках при больших толщинах пил эти напряжения будут ещ больше и будут влиять на снижение долговечности пил.
5. Применение роликовых отжимных направляющих на бревнопильных ленточнопильных станках нецелесообразно, так как снижается долговечность пил из-за значительных напряжений изгиба в зоне контакта направляющих с пилой, и снижается точность движения пил в зоне резания.
6. Разработана конструкция отжимной аэростатической направляющей с регулируемой жсткостью е криволинейной части, обеспечивающей плотное прилегание е рабочей части к пиле при различных толщинах пил, силах натяжения, расстоянии от шкивов до направляющих.
7. Оригинальность предложенной конструкции направляющей подтверждается положительным решением на выдачу патента.
8. Выполненные экспериментальные исследования напряжений в пиле в зоне контакта е с удлиннной отжимной направляющей подтвердили справедливость допущений, принятых при теоретических исследованиях.
9. Выполненные экспериментальные исследования точности пиления древесины подтвердили высокую точность пиломатериалов, полученных при использовании отжимных аэростатических направляющих новой конструкции. Среднее квадратическое отклонение толщины пиломатериалов не превышало 0,мм. Достижение высокой точности пиления древесины при установке направляющих для пил нового типа подтверждаются актом производственных испытаний.
10. Выполнены исследования по определению влияния уплотнительных канавок на эффективность работы аэростатических опор, используемых в конструкциях направляющих для дереворежущих пил.
11. Определена наиболее эффективная форма уплотнительной канавки.
12. Исследования показали, что применение расположенной параллельно распределительной канавке уплотнительной канавки позволяет повысить зазор между поверхностью опоры и подъмной плитой на 56%, а, следовательно, и грузоподъмность опор.
13. Рекомендуется уплотнительную канавку расположить на расстоянии 15 мм от распределительной, глубина е должна быть 0,9 мм, форма - близкая к каплевидной.
14. Аэростатические опоры, как показали исследования, обладают охлаждающей способностью. Наибольший эффект может быть получен при следующих параметрах аэростатических опор: размер распределительной канавки 80хмм; глубина распределительной канавки 1 мм; размер уплотнительной канавки 110х60; глубина уплотнительной канавки 0,9 мм.
15. Эксперименты показали, что подъмная плита нагретая до 50 C на воздухе без аэростатической опор C за 1900 секунд, а при использовании аэростатической опоры за 1000 секунд.
Основные результаты опубликованы:
В изданиях по перечню ВАК:
1. Шубный, П.Б. Определение возможности использования аэростатических направляющих для охлаждения круглых пил при пилении древесины [Текст] / П.Б. Шубный, М.В. Дербин, Л.Н. Ковалв // Лесной журнал. - 2011. - №5. - С 138 - 140 (Изв. высш. учеб. заведений);
2. Прокофьев, Г.Ф. Определение напряжений в ленточной пиле при применении отжимных направляющих. [Текст] /, М.В. Дербин // Лесной журнал. - 2011.
- №5. - С 131 - 137 (Изв. высш. учеб. заведений).
3. Прокофьев, Г.Ф. Применение аэростатических опор при совершенствовании лесопильных станков [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, М.В. Дербин, А.М. Тюрин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - №4. С 1003-10В прочих изданиях:
4. Дербин, М.В. Влияние отжимных направляющих на напряжения, возникающие в ленточной пиле [Текст] // Наука - Северному региону: сборник материалов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных, инженерно-технических работников и аспирантов по итогам работ за 2010 год. - Архангельск, - 2011. - С 32-34;
5. Дербин, М.В. Напряжения в ленточной пиле с отжимными направляющими [Текст] // Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскании:
материалы международной научно-технической конференции, посвящнной 60летию лесоинженерного факультета ПетрГУ. - Петрозаводск, - 2011. - С 13-14;
6. Дербин, М.В. Определение формы отжимной аэростатической направляющей [Текст] // Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскании: материалы международной научно-технической конференции, посвя щнной 60-летию лесоинженерного факультета ПетрГУ. - Петрозаводск, 2011.
С 12-13;
7. Дербин, М.В. Сравнение напряжений, возникающих в ленточной пиле, при установке роликовых и аэростатических отжимных направляющих [Текст] // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, - 2011. - С 145-147;
8. Дербин, М.В. Форма отжимной аэростатической направляющей ленточной пилы [Текст] // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка: материалы Международной научнотехнической конференции молодых ученых и специалистов/Под ред. авторов. - СПбГЛТУ, - 2011. - С 169-172. ISBN 978-5-9239-0406-2;
9. Дербин, М.В. Параметры рабочей поверхности отжимной аэростатической направляющей [Текст] / М.В. Дербин, И.Е. Ульяновский // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка: материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов/ Под ред. авторов. - СПбГЛТУ, - 2011. - С 169-172. ISBN 978-59239-0406-2;
10. Дербин, М.В. Оценка аэростатических направляющих для охлаждения пил при пилении древесины [Текст] / М.В. Дербин, П.Б. Шубный // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка:
материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов/ Под ред. авторов. - СПбГЛТУ, - 2011. - С 173-176. ISBN 9785-9239-0406-2;
Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направить по адресу: 163002, г. Архангельск, ул. наб. Северной Двины, д. 17, САФУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.008.Земцовскому А. Е.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям