Введение к работе
Актуальность теин. В России " основным лесопильным оборудованием являются лесопильные рамы. На них вырабатывается более 65% пиломатериалов. Однако рамному пилению присущи следующие недостатки: большие силы инерции, большие габариты и металоемкость оборудования.
Значительного роста эффективности лесопильного производства можно ожидать при использовании лєнточопильнеп станков. Однако применению ленточжшильшл станков в лесопилении мешают их следующие недостатки: низкая точность пиления при больших скоростях подачи, малая долговечность пил, сложность иэготовления-и эксплуатации станков. Устранению этих недостатков при проектировании новых и эксплуатации, существующих станков препятствует малая изученность динамики ленточной пилы. Так, в настоящее время остается совершенно не изученный взаимодействие зубьев ленточной пилы с боковой стенкой пропила и его влияние на Точность получаемых пиломатериалов. Отсутствуют исследования по анализу колебательных форм потери устойчивости полотна ленточной пилы и связанных с этим ограничений на выбор режимов работы ленточнопильного станка. Решение этих задач нашло отражение в рассматриваемой работе.
Цель работы. Исходя из анализа литературы и Проведенных исследований по ленточным пилам поставлена следующая цель диссертационной работы: Разработать математическую модель колебаний ленточной пилы, позволяющую описать динамические формы потери устойчивости полотна пилы и выработать на этой основе рекомендации по устранению нежелательных динамических явлений, возникающих при работе ленточнопильного станка.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие основные задачи исследования:
1. Построение модели взаимодействия боковой грани зуба с
боковой стенкой пропила и разработка методики расчета сил,
воэникакютх при этом взаимодействии.
2. Разработка аналитического метода расчета бокового
движения полотна ленточной пилы с учетом сил инерции, возникающих
при продольном движении полотна и сил взаимодействия с боковой
стенкой пропила.
3. Разработка численного метода расчета движения полотна,
^позволяющего учесть максимальное количество параметров, влияющих
на движение пилы.
4. Разработка аналитического метода расчета крутильных
колебаний полотна ленточной пилы с учетом ее продольного движения
и сил резания. Проведение анализа изгибно-крутильных колебаний
полотна ленточной пилы и получение условия его устойчивости.
5. Выработка рекомендаций по повышению точности распиловки
путем выбора более рациональных режимов пиления и способов
установки ленточных пил.
Новизна исследований и научных результатов. Получены формулы для расчета сил взаимодействия боковой грани зуба с .боковой поверхностью пропила при пилении.
- Проанализирована колебательная форма потери устойчивости полотна пилы и получено условие его возникновения.
Аналитически решена задача боковых колебаний ленточной пилы с учетом его продольного движения и при наличии касательной составляющей силы резания.
Выполнены численные иоследования по оценке влияния различных конструктивных параметров на устойчивость- полотна ленточной пилы и даны рекомендации по их оптимальному выбору.
Для проведения численных исследований разработана програма , расчета, движения ленточной пилы, реализованная на ЕС ЭВМ.
Основная идея работы состоит в раскрытии механизма динамических явлений при пилении древесины ленточными пилами с учетом сил взаимодействия пилы с боковыми стенками пропила, сил инерции, вызванных продольным движением полотна пилы, и сил сопротивления резанию.
Полученные результаты использованы при разработке режимов пиления, исключающих потерю устойчивости, и нахождению оптимальных режимов обеспечивающих,. более высокую точность пиления.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается экспериментальными данными и практикой эксплуатации ленточных пил. Теоретические зависимости получены при корректных допущениях, не протеворечат основным положениям теории упругости и результатам ранее выполненных исследований. Расчеты прове'дены с применением современных средств вычисления. Погрешность вычисления устанавливалась не более одного процента.
Практически^ значимость работы заключается в том, что полученные результаты являются основой повышения эффективности использования ленточных пил.
Используются или могут быть использованы следующие конкретные результаты работы:
аналитическая методика расчета критических сил и жесткости полотна пилы;
программа для ЭВМ по расчету частот, форм и амплитуда колебания ленточных пил;
новый способ настройки станка, и создание оптимального внутреннего напряжения.
Разработанные автором способы повышения точности пиления нашли применение в промышленности на фабрике по производству оконных рам ( г. Балобаново ).
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и получили одобрение, на научно-технических конференциях МЛТИ в 1988-ЭЗг., на Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов в г. Мытищах в 1990 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ и получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, списка литературы и приложений. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включая 41 . рисунрк. Список литературы включает 44 наименования.