Введение к работе
Актуальность темы. В отечественной деревообрабатывающей промышленности широко применяются циклопозиционные горизонтальные ленточнопильные станки легкого класса (ЦТ ЛПС ЛК). Их распространению способствуют низкие энергозатраты в процессе резания, высокий процент выхода пилопродукции из одного м3 распиливаемого сырья, мобильность и приемлемая стоимость. Однако производительность данного вида ленточнопильных станков (ЛПС) остается на низком уровне (4...12 м3 /смену), а проведеные нами измерения показали, что пиломатериалы зачастую не соответствуют действующим стандартам (ГОСТ 24454-80, ГОСТ 2695-83 и др.).
Отмеченные проблемы известны, но при этом учет влияния условий движения ленточных пил на качество распиливаемого пиломатериала осуществляется не в полном объеме. Поэтому повышение качества выпускаемой пилопродукции связано с разработкой новых условий закрепления ленточных пил (ЛП) в рабочей зоне ЛПС и технологических режимов их работы, учитывающих взаимосвязь точности распиловки с производительностью станков.
Иследования данного направления являются актуальными, поскольку решают задачи увеличения производительности распиловки и улучшения качества выпускаемой продукции за счет совершенствования функционального узла механизма резания.
Объектом исследования являются конструкции и рабочие процессы в механизмах резания циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станков легкого класса, узкие ленточные пилы шириной 30 ... 40 мм, выпиливаемые пиломатериалы.
Предметом исследования являются жесткость и устойчивость ленточных пил, производительность распиловки древесины, точность получаемых пиломатериалов.
Методы исследования. Для теоретических исследований использовались теория резания древесины, теория передач гибкой связью и передач трением, теория упругости и устойчивости.
Цель работы. Повышение точности распиловки древесины на циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станках легкого класса. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ точности распиловки древесины на циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станках легкого класса.
2. Разработать теоретические и экспериментальные методы
оценки устойчивости узких ленточных пил в пропиле.
-
Разработать теоретические и экспериментальные методы снижения отклонений ленточных пил в пропиле как основного способа повышения точности распиловки древесины на циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станках легкого класса.
-
Провести на базе опытных образцов практические исследования, подтверждающие теоретические предпосылки.
Научная новизна.
-
Установлены причины потери устойчивости узких ленточных пил при распиловке древесины на циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станках легкого класса, приводящие к снижению точности выпиливаемых пиломатериалов.
-
Усовершенствована методика определения прогибов рабочего участка узкой ленточной пилы при распиловке древесины, показывающая, что нормальная составляющая результирующей силы резания для узких ленточных пил не является критической и не приводит к потере устойчивости, а является силой, сдвигающей ленточную пилу со шкивов.
-
Разработана математическая модель обеспечения устойчивого пиления узкой ленточной пилой и предложены аналитические зависимости для определения опорных параметров направляющих устройств циклопозиционных горизонтальных ленточнопильных станков легкого класса.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
разработана теоретическая база для создания направляющих устройств ленточнопильных станков, обеспечивающих условия закрепления ленточных пил на рабочем участке по типу подвижной жесткой заделки и повышающих их устойчивость и, соответственно, точность и производительность распиловки;
результаты исследований прошли промышленную проверку в ООО «Вариант» (г. Асино Томской обл.) и используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса» и 250403 «Технология деревообработки».
На защиту выносятся:
- результаты теоретических и экспериментальных исследова
ний, позволяющие установить причины потери устойчивости узких
ленточных пил при распиловке древесины на циклопозиционных го
ризонтальных ленточнопильных станках легкого класса;
условия обеспечения устойчивости узких ленточных пил при распиловке древесины, позволяющие повысить точность выпиливаемых пиломатериалов на циклопозиционных горизонтальных ленточ-нопильных станках легкого класса;
обоснование условий формирования устойчивых опорных реакций на рабочем участке узкой ленточной пилы, противодействующих усилию подачи со стороны распиливаемого материала, исключающих поперечные смещения пилы относительно шкивов и повышающих устойчивость ленточных пил.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на НТК лесотехнического института и семинарах кафедры машин, оборудования и технологии деревообработки ТГАСУ (г. Томск, 2004-2007); на II МНТК «Современные проблемы машиностроения» (г. Томск, 2004); на X МНТК в Томском политехническом университете (2005), на XIМНПК в Томском политехническом университете (г. Томск, 2005), на МНПК в СибГТУ и в СибГАУ (г. Красноярск, 2009)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, включая 5 патентов Российской Федерации, и 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, выводов, списка литературы из 159 наименований, 5 приложений, имеет объем 171 страницы машинописного текста, содержит 66 рисунков и 38 таблиц.
