автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Беззажимная распиловка древесины гибкими нитями

На правах рукописи

РГБ ОД

М ОКТ ^39

Козинов Георгий Леонидович

БЕЗЗАЖИМНАЯ РАСПИЛОВКА ДРЕВЕСИНЫ ГИБКИМИ НИТЯМИ

05.21.01 Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж- 1999

Работа выполнена в Сибирском государственном технологичес* университете (СибГТУ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук Белокуров В.П.

доктор технических наук, профессор, служенный работник высшей школы ! Смоленцев В.П.

доктор технических наук, профессор Ширнин Ю.А.

Ведущее предприятие - Сибирский научно-исследовательский инс

тут лесной промышленности (ОАО СиБЬ ИЛП)

Защита диссертации состоится «25» июня 1999 г. в Ю00 час. на засе нии диссертационного совета Д 064.06.01 в Воронежской государстве!» лесотехнической академии (394613, г.Воронеж, ул. Тимирязева, 8)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской го дарственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан <»#>> мая 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук,

профессор - В.К. Курьянов

п $9 о. ^ о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность лесозаготовительной промышленно-и во многом определяется эффективностью работы валочных, трелевочных, ¡ревозочных машин, а также погрузочно-разгрузочных механизмов и устано-ж по переработке леса. Отечественные лесозаготовительные машины имеют >ка еще низкую эксплуатационную надежность, сочетающуюся с нестыковкой дач и требований лесозаготовителей и лесохозяйственников к предмету уда, выражающуюся в низкой производительности, неудовлетворительных хнико-экономических, экологических и ресурсосберегающих качествах.

Цепные режущие устройства нашли наибольшее применение в качестве жущих устройств машин для валки леса. Режущими органами такого типа готавливается до 95 % древесины. Такое широкое применение их в лесу условлено сравнительно небольшими размерами, простотой конструкции, зможностыо перерезать дерево большого диаметра, малым числом служивающего персонала, легкостью заточки, небольшой стоимостью.

Несмотря на их практические достоинства, возникла необходимость в вершенствовании, вызванная существенным недостатком - пильные цепи и углые пилы зажимаются в пропиле, что ведет к потере 10-12% оизводительности. Решить эту проблему пытаются двумя путями.

Первый сводится к внедрению дополнительных, дорогостоящих устройств триспособлений, уменьшающих зажим пильного органа в пропиле. Это -цроклин, гидродомкрат, манипулятор в роли подъемника спиливаемого зева, уменьшенная ширина пильной шины, или отсутствие ее, покрытие верхнссти пил антифрикционными материалами и другие. Практика казала: ни один из них в полной мере не решил проблему беззажимности. оме того, предварительный натяг дерева манипулятором вверх приводил к формации ствола, отщепам, вырыванию его с корневой системой, поломке иипулятора. Валочные приспособления деформируют нижнюю, наиболее шую часть ствола, в которой возникают микротрещины значительной ты. Ддя избежания этих явлений оператор валочной машины вынужден 'авлять большие пни, в которых теряется до 10% деловой древесины. Мно-: аналитики отмечают низкую производительность существующих пильных гей, трудоемкость их изготовления, восприимчивость к ударным нагрузкам.

Второй путь, приверженцем которого является и автор данной работы, лючается в теоретической и конструкторской разработке нового -зажимного режущего органа механического типа, самообеспечивающего ей конструкцией распиливание дерева без зажима.

Цель н задачи исследований. Целью диссертации являются: разработка научных основ создания нового типа механического режущего органа, названного нами гибкой пильной цепью (ГТ1Ц), и его рационального использования для валки и раскряжевки в лесной отрасли; доказательство работоспособности ГПЦ в условиях валки, раскряжевки; разработка методики расчета и проектирования основных параметров ГПЦ для беззажимной валки и раскряжевки; повышение производительности и степени технического совершенства режущих органов валочных машин и пильных аппаратов раскряжевочных и группораскряжевочных агрегатов, основанных на методе резания древесины поперек волокон; максимальное снижение усилий, возникающих при взаимодействии режущих элементов с древесиной; улучшение надежности, долговечности и ремонтопригодности режущего органа и его привода; снижение, а по возможности полное устранение зажима пильного органа в пропиле; осуществление валки леса заподлицо с землей.

Достижение этих целей связано с разработкой комплекса математически* моделей и расчетных методов, лежащих в основе методологии технико-экономического анализа процесса валки, раскряжевки на всех стадиях егс развития и применения, позволяющего выявить и реализовать значительные резервы повышения эффективности работы валочных машин и раскряжевочных механизмов с точки зрения энергосбережения, улучшенш условий труда и экологии, а также увеличения производительности технических, эксплуатационных и экономических показателей.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана принципиально новая конструкция гибкой пильной цеш (ГПЦ), отличающаяся беззажимностью при резании древесины, высоким! скоростями резания и подачи, отсутствием дополнительных приспособленш предназначенных для снижения зажимов и позволяющая повысит! производительность труда на 19-21% за счет ликвидации зажима и уменьшенш высоты оставляемых пней, рекомендуемая к применению в широкозахватны> валочных машинах и группораскряжевочных агрегатах.;

- получила дальнейшее развитие теория резания древесины на основ( разработанной математической модели беззажимной распиловки древесинь гибкими нитями, при этом выявлены наиболее рациональные параметрь ГПЦ, критерий работоспособности кольцевого зуба ГПЦ по емкости межзубовых впадин опилками, качественные показатели пиления;

- создана математическая модель механизма взаимодействия ГПЦ I шкивов через упругую облицовку в основе которой новый вариант уравненш

совместности деформаций ГПЦ и футерованного слоя шкивов, работающего на сдвиг,в виде линейных дифференциальных уравнений первого порядка, с помощью которых получено корректное решение задачи о нагруженности передачи при полном отсутствии проскальзывания гибкой связи относительно шкивов, а также при рождении и развитии проскальзывания до наступления момента пробуксовки. Принципиально новым является тот факт, что на ведущем шкиве скольжение наступает только в точке сбегания, а на ведомом -в точке сбегания, набегания или одновременно на обоих концах дуги обхвата, а дуги скольжения на различных шкивах не равны по величине и касательное усилие в точке набегания нити на обрезиненный шкив не может равняться нулю, как это заложено в ведущих учебниках по теории передач гибкой связью. Предложенная модель позволила найти все силы и напряжения, действующие в системе ГПЦ - шкивы;

- разработана теория групповой распиловки древесины гибкими нитями, которая отражает принципиальное отличие процесса пиления гибкой нитью от пиления традиционными способами выражающееся в различии скоростей движения пропила и надвигания пильного органа. Сформулированы системы уравнений взаимодействия ГПЦ со шкивами агрегата, имеющими упругое покрытие, и ее движения в зоне пропила. На основе найденных решений дано описание развития и смены типов взаимодействий "ГПЦ - ведущий шкив", напряженного состояния цепи, скорости продвижения пропила в течение всего процесса пиления в зависимости от тяговых параметров агрегата, характеристик материала и объема распиливаемого объекта. Получены условия сохранения работоспособности агрегата при всех режимах эксплуатации;

- создана теория падения дерева при валке в трехмерном пространстве в результате чего определены время падения дерева, угол отклонения фактической плоскости падения от геометрической, угол вращения дерева от действия силы резания ГПЦ.

Практическая ценность работы. В методическом плане разработанные теоретические положения, предложенные методы, алгоритмы и программы расчета предназначены для решения многочисленных вопросов, связанных с анализом вновь разрабатываемых конструкций валочных машин, раскряжевочных и группораскряжевочных машин и механизмов, обоснование основных параметров ГПЦ и выбора рациональных режимов его работы в процессе эксплуатации, что будет способствовать повышению общего уровня проектно-конструкторских работ. Предложенные методы и расчеты делают более быстрым и надежным поиск вариантов улучшения экономических и гехнико - эксплуатационных характеристик валочных и раскряжевочных

машин, повышения уровня их использования на валке и раскря древесины. Разработанные в диссертации расчетные методы и алго] нужны для решения научно-технических задач в ведущих лесных уч заведениях, конструкторских бюро и отраслевых НИИ, а также в об. промышленности, использующих передачи гибкой связью. Со: экспериментальных образцов ГПЦ, разработанных и испытанны* руководством и при участии автора, открывает реальную перспективу оа в кратчайшие сроки серийного производства ваточных и раскряжев машин, снабженных ГПЦ, внедрение которых будет означать пере, качественно новый уровень развития лесозаготовок и работ на нижних с: лесных предприятий, обеспечивающий значительное увел] производительности труда, улучшение технико-экономических, экологи и ресурсосберегающих качеств.

Апробация работы. Научные и практические результаты дш ционной работы докладывались на: ежегодных научно-практи конференциях Ленинградской лесотехнической академии в 1978 - 1982 Сибирского технологического института в 1983 - 1994 годах; Красно технологической академии в 1995 - 1997 годах; Сибирского государств технологического университета в 1998 году; конференции с междунар участием "Проблемы техники и технологии XXI века", проводи Красноярском техническом университете 23-24 марта 1994 международной научно-технической конференции по проблемам обесл качества изделий машиностроения, проводимой 5-8 сентября 1994 Красноярском техническом университете. Работа явилась побе,л всероссийского конкурса грантов по исследованиям в области проблем 1 комплекса в 1993-1995 годах. С 1995 года включена в план работы сибирского регионального отделения наук о лесе АЕН России.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 28 рабо' числе две монографии и учебное пособие с грифом министерства об профессионального образования России.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, вы списка литературы из 261 наименования. Общий объем - 338 страниц включая 90 рисунков и 5 таблиц.

Результаты, выносимые автором на защиту:

- разработана, испытана и рекомендована к производству принци новая конструкция пильного органа на основе гибких нитей с кольцевой формы позволяющая без дополнительных и дорогостоящи пособлений типа - гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, маниг

роизводить валку леса (в том числе широкозахватную) и раскряжевку (в том исле групповую);

- в качестве привода ГПЦ рекомендуется применять обрезиненные живы, которые просты в изготовлении, дешевы, способны передавать ольшие окружные усилия, бесшумны, уменьшают воздействие динамических ффектов при пилении;

- ГПЦ с резцами кольцевой формы беззажимна, что повысит роизводительность труда на 12% и позволит срезать дерево заподлицо с емлей, увеличивая выход деловой древесины на 10%. Последнее обстоя-ельство позволит улучшить экологические и ресурсосберегающие качества истемы человек - среда;

- ГПЦ работают без направляющей шины, что удешевляет конструкцию ильного механизма в целом и избавляет от вредного воздействия трения епи о шину, вследствие чего уменьшается износ ГПЦ и увеличивается корость резания до 50 м/с;

- для ГПЦ практически нет ограничений по заполнению межзубных падин стружками, что позволяет распилить бревно любого диаметра со коростями подачи до 1 м/с;

- методики расчета и теоретические положения: беззажимного резания ревесины ГПЦ; привода передач с гибкой связью; взаимодействия ГПЦ и Живов; определения и развития во времени зон скольжения и сцепления на аждом из шкивов, позволяющие определить тяговые возможности передачи; ремени падения и угла отклонения дерева при валке ГПЦ; развития и смены ипов взаимодействия системы ГПЦ - шкивы, напряженного состояния цепи, корости продвижения пропила в течение всего процесса пиления в 1висимости от тяговых параметров агрегата, характеристик материала и бъема распиливаемого объекта.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертационной работы, формулированы ее цель, научная новизна и основные положения, выносимые а защиту.

1.Состояние проблемы и задачи исследований.

Произведен обзор работ по вопросам: беззажимной распиловки круглых гсоматериалов; создания и использования в лесной отрасли режущих инстру-ентов с кольцевой режущей кромкой; резания древесины; теории передач 1бкой связью, который определил цели и задачи дальнейших исследований.

Так, бывший заместитель министра лесной промышленности СССР Г.К.Ступнев в своей книге отмечал: "предельно простое решение проблемы срезания деревьев с корня - это применение гибких нитей в виде троса или высокопрочной проволоки. В этом направлении уже несколько лет ведутся поисковые работы в США, Канаде и других странах. Это и понятно. Гибкая нить автоматически снимает многие трудные вопросы. Здесь уже никакого практического значения не имеет зажим режущего устройства во время резания дерева. Не окажет влияния на качество реза и такой фактор, как колебания трактора при движении по лесосеке в момент протяжки гибкой нити. Одинаково легко решается и проблема срезания деревьев под толстым слоем снега". В этой книге впервые в отечественной практике затронут вопрос использования гибких нитей для режущих органов лесовалочных машин.

В России серийно выпускаются валочно - пакетирующие машины ЛП-2, ЛП-19 и валочно - трелевочные ЛГИ 7, ЛП-49, характерной особенностью которых является цикличность работы, что значительно ограничивает их возможность, а поэтому такие машины не могут рассматриваться как перспективные. Значительный резерв производительности имеют машины непрерывного действия, работающие без остановки в процессе валки. К режущим устройствам таких машин должны предъявляться повышенные требования; это возможность воспринимать ударные нагрузки; срезать дереве заподлицо с землей; воспринимать вес дерева; не зажиматься в пропиле.

Ю.Н.Неверов отмечает низкую производительность существующие пильных цепей, применяемых на валочных машинах, трудоемкость и; изготовления, восприимчивость к ударным нагрузкам. Анализ работы цепны: срезающих устройств на машинах манипуляторного типа убеждает автора непригодности использования их на машинах непрерывного действия. Дл машин непрерывного действия рекомендуются мощные срезающие устройств типа гибких нитей.

Установки для раскряжевки хлыстов круглыми пилами нашли в настояще время наибольшее и заслуженное применение. Ими раскряжевывается до 85 1 всего объема хлыстов, поступающих к местам переработки. Объясняется эт их высокой производительностью, сравнительно невысокой, энергоемкостью металлоемкостью, простотой конструкции, управляемостью, невысокой сто! мостью. Преимущества этих пил очевидны, но, как и у других, режущих орг: нов механического типа, не решен вопрос о зажиме пильного диска в пропиле.

Первые попытки использования гибких нитей в качестве основы ¡и режущих органов были осуществлены в камнерезной промышленности. Коне рукторские решения гибких пильных цепей (ГПЦ) для лесной промышленное!

появились в 1970 году, (рис.1).

- &

Рис. 1. Основные типы гибких пильных цепей (ГПЦ):

а, в - гибкие пилы, применяемые в камнерезной промышленности;

г, д - гибкие пилы, применяемые в лесной промышленности США;

б, е, ж, - отечественные пилы для лесной отрасли. 1 - канат;

2 - резец; 3 - пружина; 4 - эластичная муфта; 5 - заклепка; 6 - крюк;

7 - шайба; 8 - кулачковый патрон; 9 - соединительная муфта;

10 - компенсационная муфта

К режущим инструментам предъявляются следующие основные треб вания: высокая производительность; прочность и износостойкость; возмо ность резания при резком изменении толщины стружки; легкость вынс стружек из межзубовой впадины; легкость сборки и разборки, заточки и зал ны поломанных резцов. Этим требованиям в наибольшей степени удов, творяют чашечные и втулочные резцы, созданию и конструированию котор посвящены работы В.А. Успенского; И.Д. Буренина; B.C. Муратова и других.

С целью выявления подхода к проблеме минимизации экергосилов параметров при резании древесины резцами кольцевого типа были проана; зированы работы по теории резания - И.А.Тиме, П.А. Афанасьева, М Дешевого, С.А. Воскресенского, Е.Г. Ивановского, К.А Зворыкина, А Бершадского и других, анализ которых показал, что наиболее приемлемой i гибких нитей является скорость резания от 40 до 60 м/с, а рациональный разм заднего угла должен быть 7 - 12° , при такой величине температура нагр< резца минимальна.

Согласно утверждению B.C. Щедрова "нить - материальная линия, которая под действием внешних сил может принимать любую форму". В соответствии с этим утверждением ГПЦ можно рассматривать как нить и применять к ней теорию передач гибкой связью. В связи с этим в работе приведен обзор работ по теории передач гибкой связью.

В настоящее время в расчетных схемах передач с гибкой связью используют, как правило, четыре модели, которые базируются на представлении связи как идеально гибкой нити и различаются уровнем описания механических свойств, элементов фрикционной пары. Согласно модели 1, рассмотренной в работах Д.Н.Решетова, Г.Б. Иосилевича и других, шкив принимается абсолютно жестким, а нить - нерастяжимой. Для модели 2, подробно изученной Н.Е.Жуковским, В.А.Светлицким и другими, шкив принимается абсолютно жестким, а нить - упругой. В модели 3, описанной, например, в трудах МА.Котова, Б.Х.Белостоцкого, нить упруга, а абсолютно жесткий шкив имеет футеровочное покрытие. В модели 4, подробно изученной Р.В.Вирабовым, Ю.Е.Гуревичем, принимается, что нить имеет конечную толщину и может воспринимать деформацию сдвига, возникающую под действием касательной нагрузки.

Обозначим: Ti((p), Тн, Тс - силы натяжения нити в пределах дуги обхвата ведущего (г = 1) и ведомого (г = 2) шкивов, в ведущей и ведомой ветвях; Fi(<p), Ni((p) - касательное и нормальное усилия на поверхности контакта нить-шкив; То - сила предварительного натяжения; Токр - передаваемая окружная сила; Тюкр, ai - значение окружной силы, вызывающей появление скольжения на i - ом шкиве и угол проскальзывания; Т окр - максимальная окружная сила; Cüi - угловая скорость шкива; Е, = (щ - co^/coi - общая относительная потеря скорости; £р - относительная потеря скорости, обусловленная разным натяжением ветвей; öij - символ Кронекера.

Сформулируем основную задачу теории передач: заданы значения То , (Oi, Токр; требуется определить величины

Ti(cp); Ni(<p); Fi((p); Тн; Тс; ai; Локр;Т'окр. (1.1)

Д ля всех схем справедливы соотношения:

- закон сухого трения Fi = juNi; (1.2)

- закон Гука £ = T/Es; (1.3)

- уравнения равновесия нити на поверхности шкивов

dTi/Rd<p+(-l)i+'Fi=0, Ti/R=Ni; (1.4)

- выражение для окружной силы Тн — Тс = Токр; (1.5)

- условие постоянства массы нити при натяжении qV/(l+s) =consí;( 1.6)

- краевые условия Ti(0)=T2(71)=Th, T¡(7t) = T2(0)=--Tc. (1.7)

- равенство Понселе для передачи с постоянным натяжением

Тн+Тс~2То, (1.8)

е Т, £ - натяжение и относительное удлинение нити в произвольном »перечном сечении; Е - модуль Юнга; s - площадь поперечного сечения гги (для нерастяжимой нити принимаем Е = <ю ); V - линейная скорость 1ти в произвольном поперечном сечении.

Для модели 1 с неизменным межосевым расстоянием на основании ¡растяжимости нити из (1.6) следует

V=const, (01=(02. (1.9)

[едовательно невозможно определить ^ .Учитывая также абсолютную есткость шкива, заключаем, что дуги скольжения возникают на обоих кивах одновременно и сразу распространяются на всю дугу обхвата, то есть

ai=a2, Тюкр~Т2окр=Т*окр. (1.10)

ри возникновении скольжения (Токр = Т*окр ) из уравнений (1.2), (1.4), .5) и краевых условий (1.7) получаем

Т,=Тнем?, T2=Tcé"p, Тн=т'окре("с/(е/лл-1), Tc=fокр/(ef'-l). (l.ll)

Для модели 1 с постоянным натяжением из (1.5),(1.11) дополнительно 1ается определить

Тн= То+0.5 Токр , Тс= То -0.5 Токр, (1.12)

Т*окр=2То(е^-1/(е!"+1). (1.13)

Таким образом, используя модель 1, невозможно определить все искомые :личины (1.1); более того, найденные решения (1.9), (1.10) противоречат изве-гному факту одновременного существования дуг сцепления и скольжения.

В соответствии с классической моделью 2, дуга обхвата разбивается на ве дуги: сцепления и скольжения, причем касательное усилие Fi действует элько в пределах последней.

Для модели 2 с постоянным натяжением имеем: на дугах сцепления 0<(p<(pi

Ti=Sil Тн+Sá Тс, Fi=0, ■ А7= Ti/R ; на дугах скольжения (pi<(p<n

Ti-aiTH^^+Si:^^, Fi=/uTi/R, Ni= Ti/R, (1.14)

из (1.14) в точке сбегания, при (р= 0, получаем

Тс=Тнефа', Тн=Тсема2, (1.15

откуда следует равенство дуг скольжения и сцепления СС1—С12, <р1 = (р2 (1.1( Учитывая (1.12) из (1.15) находим угол да

а!=1//л 1п(2То+Токр)/(2То-Токр). В случае передачи с неизменным межосевым расстоянием вмест равенства (1.8) выполняется условие постоянства длины нити Ь при натяженш

я я

1Тн+1Тс+Тн Кф^ТсВф1+К^тф+к\Шф=ЬТо _ (1Л7

а А

Отсюда, учитывая (1.15),(1.16), выражаем

Тн=Тсема', Тс=1То/ц((1+Щк-а1))(ема'-1)+2Я(ема,-1)),

и далее, используя соотношение (1.5), получаем трансцендентное уравнен! относительно неизвестного значения да

рЬТо(е"а'-1)/[и(1 +Щ7Г-СС1))( емаЧ) +2Я(ема<-1) ]=ТокР.

Максимальная окружная сила определяется равенством (1.13).

Поскольку дуги сцепления находятся со стороны точек набегания, т скорости ведущей К/ и ведомой У2 ветвей равны У^со/Я , У2-о)2Я . Тог; для общей относительной потери скорости £ согласно (1.17), выполняет« равенство , где

Поскольку для реальных передач Т/Ез«1, то, учитывая (1.3),(1.6), следует

^((Тн+Тс) х^/Еб , (1.1?

где ЦГ= (Тн-Тс)/(Тн +Тс) - коэффициент тяги.

Таким образом, модель 2 с меняющимся межосевым расстоянием позВ' ляет определить все искомые величины (1.1). Однако найденное решен! противоречит экспериментально установленным фактам: дуга сцепления мож! занимать всю дугу обхвата; дуги скольжения на ведущем и ведомом шкив; возникают не одновременно и не равны друг другу, а/ ^ а2\ зависимость обще относительной потери скорости от коэффициента тяги ц/ является нелинейно: В схеме 3 для описания взаимодействия упругой нити с футеровкой I дуге сцепления принимают уравнение совместности деформаций в виде

йШ(р=((- 1/+1Ж) (а/йср) ((ЗЬЧ/с1(р). (1.1!

Здесь £;' - деформация нити в зоне сцепления; (Л - абсолютная величш продольного смещения внешней поверхности футеровки, связанного с каса-

ным усилием зависимостью ~р1Л, (1.20)

¡3 - коэффициент жесткости футеровки на сдвиг , который в первом 5лижении можно выразить через модуль сдвига Сф, толщину кф и ширину 'теровочного слоя в виде /3=Иф/вСф.

ме того, Котов М.А., Белостоцкий Б.Х. принимают, что в точках набегания цения футеровки (Л отсутствуют

и!(0)=0, V2(0)^0. (1.21)

илу соотношений (1.3),(1.4), (1.21) уравнение (1.19) и условия (1.21) :пишем в виде сШ/с1(р=(-1)'+1 (/ЗЕя/К)^Р1/с1ср), где

(ат\/й(р) | р=0=0, (йТМф) I ^0=0. (1.22)

Таким образом, в случае, когда дуга сцепления совпадает с дугой 1ата, для определения функций ТЦ(р), П(ф), Ш(<р), получаем краевую чу (1.4),(1.7),(1.21),(1.22), решение которой имеет вид

77=<Я/7н+ 512Тс+(-1)'(сИт<р-1)Токр/(сИтл-1);

Р^тяИтп срТокр/ЩсИт к-1); Ш=ТШ, (1-23)

•п=Я/УЁ!ф.

В зависимости от вида передачи, значения сил Тн, Тс, входящих в пулы (1.23), определяют либо согласно соотношениям (1.12), либо шьзуют уравнения (1.5), (1.17). Значения Т¡окр, Т2окр определяют из вий начала скольжения р!=/иЫ], Р2-/^2, а значения а/, а2 - из условий »ерывности сил натяжений Г;, Т2, в точках срыва.

Таким образом, модель 3 с условиями (1.19), (1.20) позволяет определить ¡е;дичины (1.1), описывающие силовую картину в передаче. Однако данное гние оказывается внутренне противоречивым. Чтобы установить это, мотрим предельный случай, когда нить является нерастяжимой (т = 0). ¡ходя в формулах (1.23) к пределу при т—»0 и учитывая, что

\\т(ск т<р- 1/ сЬтл- 1)- \\т(т^ТП(Р ^ сктя- 1)

/п-»0 т-»0

/чаем Тг =дИТн+512Тс+(-1/ТокР<р2 /л?, р1=р2=2ТокР(р/Кл?, (1.24) :ть сила натяжения 77 изменяется по квадратичному, а касательное усилие по линейному закону. В свою очередь, из (1.20), (1.24) вытекает, что ,ольное смещение внешнего контура футеровки СЛ" является линейной сцией угла (р. Следовательно, при вращении шкива расстояние между :я любыми точками на его внешней поверхности в пределах дуг сцепления т изменяться. Но тогда будет изменяться и длина участка нити,

сцепленного со шкивом между этими точками, что противоречит принят« условию нерастяжимости нити.

Согласно исследований Р.В.Вирабова, в схеме 4 для описа] взаимодействия нити, имеющей конечную толщину И и диаметр а, с абсолю-жестким шкивом предложены уравнения

сШ1/г(1(р=(Тн-Т)/(Ез(1-%1))+У(1-%1),

(1-

сЦ]2/гс1 (р- ((Т-Тс) ф) /Еэ,

где 1/1 , 1/2 - абсолютные величины продольного смещения точек средина линии нити с радиусом Г = й+/г/2, ф, £¡1.- относительные потери скоро! при набегании нити на ведущий и ведомый шкивы, определяемые формулам!

%!=(а>1Г- VI)/анг, £¡1—(V2-СО2Г)/У2. (1.:

Р.В.Вирабов считает, что:

- сдвиговое смещение 1Л и касательное усилие Л связаны зависимость«:

Е1=2.2аига/И; (1.2

- в точках набегания на шкивы сдвиговое смещение £// в нити отсутству*

и!(0)=0, и2(0)=0. (1.;

На основании условий (1.7), (1.28), зависимости (1.27), уравнений (1.4), (1.^ и начальных условий Т}(0)-Тн, Т2(0)—Тс, найдены функции 77, Т2, р],р2, Тх(<р)=Тн - Ея^сИ^к/(}-&) р-1) , (1.2

Т2(ср)=Тс+ Е$Ь (сИЩ^Гхр-Щ1-&.

Р, (<р) =£я ¿¡¡/г эИ (#7(1-^0 (р), (1.3

Г2((р) /л:/(1-^) ЩГ^) <р).

Для определения величин Р.В.Вирабов получает уравнен

используя краевые условия (1.7) в точке сбегания и соотношения (1.29)

^(сИ^к/ (11) = Токр/Ез, (1.3

1)/(1-%2)= Токр/Ея.

Силы Тн, Тс и углы а;, а2 определяют аналогично решению для схемы : Общая относительная потеря скорости вычисленная по форму;

показала, что учет величин позволяет описать нелинейный характ

зависимости Е, от коэффициента тяги.

Таким образом, схема 4 позволяет найти все искомые величины (1.1) и качественно описать основные экспериментальные факты о работе передачи.

Однако полученное решение приводит к ряду противоречий.

Во-первых, в предельном случае, когда нить нерастяжима (Е =оо), но упруго работает на сдвиг (С <сс), переходя в соотношениях (1.33) к пределу при £->оо, получим , например, для ведущего шкива

Е^Ехк&О-Ыг.

Отсюда, учитывая (1.27), вытекает, что смещение сдвига И/ будет функцией угловой координаты (р. Следовательно, при движении нити со шкивом расстояние между точками на ее срединной линии будет меняться, что противоречит принятому условию о нерастяжимости.

Во- вторых. Поскольку дуги сцепления располагаются со стороны точек набегания, то точки поверхности нити, контактирующие со шкивом, до набегания имеют скорость, равную окружной скорости соответствующего шкива (аналогично скоростям ветвей в схеме 2) то есть (О¡Г - для точек ведущей ветви и (02Г - для ведомой. Но, согласно предположению Р.В.Вирабова, все точки ведущей ветви имеют до набегания одинаковую скорость V/, а ведомой -скорость У2. Следовательно, выполняются равенства VI = (01Г, У2 = сспг. Но тогда из (1.26) получаем значения (р! = И/(2К+И), (р2 = - И/2Я, которые противоречат физическому смыслу величин (р\, (р2.

Анализ приведенного выше обзора литературы по вопросам передач гибкой связью показывает, что отсутствуют не только полные решения задачи о напряжениях в элементах гибкой связи и ее тяговых свойствах, но и правильное описание взаимодействия во фрикционной паре нить-футеровка. Поэтому актуальными являются, во-первых, проблема корректной формулировки и решения задачи взаимодействия нити и шкива и, во-вторых, получение полного решения задачи о работе передачи с гибкой связью.

2. Кинематические соотношения при пилении древесины ГПЦ.

Для повышения производительности и степени технического совершенства режущих органов валочных машин и пильных аппаратов раскряжевочных и группораскряжевочных агрегатов, основанных на методе резания древесины поперек волокон, важно максимально снизить усилия, возникающие при взаимодействии режущих элементов с древесиной, улучшить надежность, долговечность и ремонтопригодность режущих органов и его привода, снизить, а по возможности полностью устранить зажим пильного органа в пропиле. Этого можно достичь путем выявления закономерностей изменения силовых и качественных показателей в процессе распиловки древесины пильными

аппаратами валочных, раскряжевочных и группораскряжевочных установок в зависимости от основных факторов, характеризующих данный процесс.

Важной особенностью механических режущих устройств, снабженных гибкими пильными цепями с кольцевой режущей кромкой, является ориентация рабочего участка ГПЦ относительно направления волокон древесины. От этого зависят - энергоемкость распиловки, качество перерезаемой поверхности, вид полученных при распиловке отходов и возможность их дальнейшего использования. С этой целью во второй главе доказано, что ГПЦ производит поперечно-торцевое резание со срезанием серповидной стружки переменной толщины, причем боковые кромки срезают стружку толщиной меньше степени затупления резцов, поэтому на стенках пропила наблюдается ворсистость, объясняемая эффектом подмятия волокон древесины, при этом высота кинематической волны возникающая на стенках пропила определяется формулой С = Ел -V Клг-Ш214. (2.1)

Кроме того, ГПЦ имеет шесть степеней свободы, поэтому любое механическое воздействие на нее приводит к отклонению фактической оси пиления от геометрической на угол

а=л/2-агсзт (у/2Кл '^АЯл-А'/(Кл ^2), (2.2)

где Ил - радиус резца, мм; А - смещение резца, мм; Иг - подача на зуб,мм.

Согласно физико-технологической теории резания А.Л.Бершадского, взятой в качестве альтернативной для описания взаимодействия резца с древесиной, усилие резания определено выражением Рр=кРШ, (2.3)

где к - удельное сопротивление резанию, Па; F - площадь поперечного сечения стружки, мм2; I - длина дна пропила, мм; t - шаг резцов, мм.

Значение к определено для большинства пород, произрастающих в Сибири при резании резцами любой остроты. Например, для сосны при резании острыми резцами:

к = (0,03 + 0,534/90)6+ (0,06 + 0,14'Р90)(90-V) -

- (0,6+19,4 ф/ 90) + (1 + 3,9$ 90)/Ш + 0,05НЮл, (2.4)

где ф- угол перерезания волокон древесины, град; д - угол резания, град; V -скорость резания, м/с; Ил- диаметр резца, мм.

Площадь поперечного сечения стружки, срезаемой в нормальных условиях, когда стенки пропила не сближаются, найдем по формуле

Рс^иг^-Ы/4+2Вл2агс$тШ2Кл , (2.5)

или упрощенной, полученной при разложении формулы (2.5) в ряд Маклорена

Рс&Опиг.

(2.6)

Площадь поперечного сечения дополнительно срезаемой стружки, образуемой в момент потери устойчивости недопила и сближения стенок пропила, представлена на рис.2;3 и определяется формулами: А. При валке (рис.2)

■ЛШ

Рис.2. Схема образования дополнительно срезаемой стружки при валке

+Кл(агсзтС(/1Ь-агсзт(£0-их)/Кл)/2+(Кл-%0)Аб), (2.7)

или упрощенной, полученной при разложении формулы (2.7) в ряд Маклорена

Ей = /?л (11г+А со) , (2.8)

где - координата точки пересечения кривых ^(Ф 11 (з(ф\ Асо- сближение стенок пропила при перемещении ГПЦ на расстояние г1 .

Б. При раскряжевке одного или нескольких бревен формулы для определения площади дополнительно срезаемой стружки будут такие же, что и (2.7;2,8), но удвоенные, в силу симметрии сближения стенок пропила, рис.3. Суммарная площадь стружки:

А. При валке Ев- £>л Цг+ИлА со, (2.9)

Б. При раскряжевке Ер= Илиг+ОлА со, ' (2.10)

Значение Асо при валке Асо = (Хс - (X- Ял))Ял Мх /Ец1х, (2.11)

при раскряжевке А со = (Хс - (Х-Яп)Мх)/Е//1х, (2.12)

Рис.З. Схема образования дополнительно срезаемой стружки при раскряжевке

где X; Хс; 1х; Мх; Ец - параметры недопила: текущая координата, выражаема расстоянием от оси распиливаемого бревна до дна пропила; координата центр тяжести; момент инерции; момент изгиба; модуль упругости древесины пр растяжении вдоль волокон. Значение / определено для резания:

одиночного ствола / = 0,8с1— Б1к, (2.12

и пачки стволов I = Кпфк-БЫ)(1 + 8{2/ЗВ2), (2.1'

где й - диаметр ствола в месте реза; 5 - сбег ствола, или пачки стволо! 1к - расстояние от комлевой части до места реза; ( - стрела прогиба ГПЦ Кп - коэффициент полнодревесности пачки; Вк - ширина пачки в комлевс части; В - ширина приемного устройства. Параметр / устанавливается в зависимости от диаметра резцов

/ = (2-3)Ил. (2.1:

Подставляя данные (2.4 - 2.15) в формулу (2.3), определим усилие резания, а 1 нему и мощность расходуемую на резание

\Ур = РрУ/т]: (2.1

В конце главы выведена формула позволяющая определить значен максимальной подачи на резец ГПЦ

11г тах = РзЩт^Кл-Ъ^-к^в) + л2В2в(Вд+Яв/2)/1 .бОуЮк!, (2.1

где ССу '.Рз - коэффициенты уплотнения опилок и заполнения ими впадины зуб Ьд; Яв ; Ид - параметры резца: длина пазухи; радиус закругления межзубов впадины; диаметр державки; - толщина стружки в любом сечении.

3. Развитие теории передач с гибкой связью и ее приложение к расчету тяговых свойств пильного агрегата с ГПЦ.

Для создания физической модели механизма взаимодействия ГПЦ и шкивов, нахождения всех энергосиловых параметров, осуществления беззажимного пиления, оценки работоспособности пильного агрегата с ГПЦ, а также обоснованного выбора мощности двигателя механизма резания необходимо знать напряженно-деформационное состояние ГПЦ. В силу преобладания продольного размера ГПЦ над поперечным и учитывая относительные размеры ГПЦ и шкивов, для решения данной задачи может быть использована теория передач с гибкой связью. При таком подходе ГПЦ рассматривается как гибкая - упругая нить с некоторыми осредненными физико-механическими характеристиками, надетая на шкивы с упругой футеровкой, (рис.4). Как показано выше, полный расчет передачи на основе такой модели в литературе отсутствует, а работы, посвященные решению отдельных вопросов, как правило содержат принципиальные ошибки. В связи с этим в данной главе сформулирована задача об определении сил взаимодействия ГПЦ со шкивами ^цсру, РиЩ', 2(4^1Тн;Тс,

при заданных геометрических размерах передачи, моменте сопротивления М -на ведомом шкиве, скорости движения и физико-механических характеристик ГПЦ и футеровок. Для их нахождения составлены уравнения и условия, при отсутствии проскальзывания в системе "ГПЦ - шкивы", когда момент сопротивления М\, при котором в системе впервые возникнет скольжение будет меньше момента сопротивления М.

Рис.4. Расчетная схема передачи

- на ведущем шкиве при О- на ведомом шкиве при 0

Г аТ, / Я,а<р + ^=О ЫТ2 / К2йр-р2^0

■I Т1/ЯгЫгЧ(Оп1=0 (3.1) 1 Т2/Я2^2-чсоп2=0 (3.:

I ТГТИ=-А,(¿Р/аф+В,(с^Ы,Мср2), I ТгТс=А2(аР2М(р) +В2(^И2Щ

- уравнение тяги Тн-Тс—М/К2\ (3.

- условие постоянства длины ГПЦ

01 ©I

10Т0 =1ХТИ + /,ГС + Ц ¡Т^ср+Л, \Т2с1(р> (3

о о

а также краевые условия Т,(о)=Тн> Т](01)-Тс, Т2ф)-Тс, Т2(о2)=Тн.

В системе уравнений (3.1;3.2) первые два - равновесия ГПЦ поверхности шкивов, третье - совместного деформирования ГПЦ и шкив выведенное автором, гдеЛ/=£уй//(7;6у./?/, В, =Е$к2/02Ъ2К2 ; Ъ^Нг -толщ* слоев футеровки на ведущем и ведомом шкивах; Ъ1,Ъ2,- ширина щкивс - модуль сдвига футеровок; Е — модуль Юнга несущего элемент Совместное решение уравнений (3.1-3.4) дает следующие результаты ГТ1=ТН- БИш^ (Тц-Т^/яИт!©!) [Т2=Тс+зкт2(р (Т^Т^/$Ит202 \Р1=т1скт1(Тн-Т1)/Кфт101 (3.5) {Р2=т2сИт2(р(Тн-Т0>/Я2зкт202 (3 =ТУЛ^Ит,!^»- ТУ/Я ,зИт, 0, -ц со„, [И2=7УД 2 +^Ит2 <р(Тн-Тй)/Я2^кт2 02-д со,

Тн=Т0+а2М/К2 . (3

Тс=То-а,М112, (3

где а,=(11+К1в,)/1о-(К,скт,в,-1)/(Ъ)т,5кт,&1)+(К2сЪт20т-1)/(1ът2зкт202); а2=(1,+К,01)/?с+(К1сЬт1в1-1)/(1опизкт1в,)-(Я2сЬт202~1)/(!ст2зкт202) ;

причем а/+а2=1. (3

Анализ производных от функций (3.5;3.6) показывает с1Т/с!(р<0-следовател ьно, функция Т]((р) убывает при 0<<р<&], йР\/(1(р>0-следовательно, функция Рвозрастает при 0<<р<©1, ¿¿У;/с/((7<<?-следовательно, функция N¡(ф) убывает при О<д)<01г <1Т2/с}<р>(^-следовательно, функция Т2((р) возрастает при О<(р<02, <^/£^р>0-следовательно, функция Р2(ср) возрастает при О<ср<02, dN2/d(p>0-cлeдoвгL^eлыю, функция Ы2(р) возрастает при О<(р<02 Здесь 1Ч1=--к01+к!М] и М2~к02+к2Ы2.

Отметим, что ар;/а<р = 0 и йР^йср — 0, только при <р = 0 (то есть в точ набегания).Таким образом, общий вид функций ТцСр^Р^ср^ЫцСр) при / = имеет вид, представленный на рис.5.

Рис.5. Графики функций Тцф^Рц^НцЩпри = 1 ; 2 если 0<М<Мс. а - на ведущем шкиве; б - на ведомом шкиве.

Из рис.4, видно, что начало скольжения на ведущем шкиве, возможно только при (р=&1, когда сравняются Р^Ъ!¡, то есть в точке сбегания, а на ведомом шкиве, когда сравняются Р2—М2, то есть в точке набегания при <р—0, и в точке сбегания, то есть при (р~02, и невозможно при О<<р<02, то есть во внутренних точках дуги обхвата.

Для определения возникновения и развития зон скольжения и покоя введем следующие обозначения:

М1 к- значение момента Л/, вызывающего начало скольжения на ведущем шкиве в точке сбегания, как было установлено ранее при условии, что на ведомом шкиве проскальзывание отсутствует;

М2СК - значение момента М, вызывающего начало скольжения в точке набегания на ведомом шкиве при условии, что нигде больше в системе " ГПЦ -шкив" проскальзывания нет;

М/к - значение момента М, вызывающего начало скольжения в точке сбегания на ведомом шкиве при условии отсутствия скольжения в других точках системы. Тогда по определению М[~тт(М[к; М2К; М/к) Значение моментов определены соотношениями

М,ск=((к, Т0^К2Ф)К2)/(т1с1кт10,+^а,) (3.10)

М2СК=((к2То+К2Р)Я2)/(т2Мт202+к2а/); (3.11)

М3СК^((к2То+Я2Р)Я^/(т2сЛт202-к2а2); (3.12) где Ф=к01-к1ц(оП1; Р= кт-к2Ц(оп2.

При одновременном возникновении скольжения в точке набегания и сбегани на ведомом шкиве должно выполняться равенство М2СК = М/к, при это! знаменатели в формулах (3.11), (3.12) должны быть равны. Легко проверит: используя равенство (3.9), что (т2сЬп202)//Ос2 хктг&з)- т2/(к2^т202}-1-О Умножая обе части на к2 и вынося т2 за скобки, имеем

А=(т2(скт202-1У*Ьт202)-к2=О. (3.13

При выполнении этого условия на ведомом шкиве одновременно возникают Д£

зоны скольжения — в точке набегания и в точке сбегания.

Если А>0 то М2СК>М/К и следовательно скольжение начнется только в точ!

набегания, так как вызывается меньшим моментом М} к.

Если А>0 то М2К>М^К и следовательно скольжение начнется только в точ1

сбегания, так как вызывается меньшим моментом М/к.

Графическая интерпретация этих выводов представлена на рис.6. Из анали решения равенства (3.6) видно, что на ведущем шкиве зона скольжения мож! начаться только в точке сбегания, рис.7.

А<0 4=0 А>0

Рис.6. Возникновение скольжения Рис.7. Возникновение скольжеш

на ведомом шкиве на ведущем шкиве

Располагая критериями начала скольжения А<0,А=0,А>0 и значения момента сопротивления М, вызвавшего начало скольжения (3.10;3.11;3.1 можно описать все возможные случаи возникновения скольжения в системе.

Случай 1. А<0, следовательно, на ведомом шкиве скольжение моя начаться в точке набегания при значении момента М=М2 . Значение момента, при котором в системе начинается скольжен определяется как Мск=тт(М1СК; М2К), (3.1

причем: при М1СК>М2СК - скольжение начинается на ведущем шкиве в то1 сбегания; при М2К>М\ к - скольжение начинается на ведомом шкиве в то набегания; при М^^М™ - скольжение произойдет одновременно на об< шкивах в указанных точках.

Случай 2.Выполняется условие А=0, следовательно, на ведомом шкиве кольжение может начаться одновременно в точке набегания и в точке бегания при значении момента М = М" = М". Значение момента, при отором в системе начинается скольжение, определяется как

Мск=тт(МГ; М2СК), (3.15)

[ричем: при М/К<М/* - скольжение начинается на ведомом шкиве щновременно в точке набегания и в точке сбегания; при М~М¡ск<М2К -кольжение начинается на ведущем шкиве в точке сбегания; при = М\К -кольжение произойдет одновременно на обоих шкивах в указанных точках.

Случай З.Выполняется условие А>0, следовательно, на ведомом шкиве кольжение может начаться одновременно в точке набегания и в точке :бегания при значении момента М=М/*. Значение момента, при котором в :истеме начинается скольжение, определяется как

Мск=тт(МГ; М"), (3.16)

фичем: при М£К<М\К - скольжение начинается на ведущем шкиве в точке :бегания; при М/*>А//* - на ведущем шкиве в точке сбегания; при \43СК=М1СК - на обоих шкивах одновременно в точках сбегания.

Таким образом, в зависимости от знака при А возможны три случая расположения зон начала скольжения в системе. В свою очередь, в каждом ;лучае возможны три варианта начала скольжения, поэтому число сочетаний триантов скольжения равно девяти.

Рассмотрим далее работу передачи при наличии дуг скольжения. При не-«менном межосевом расстоянии и двух одинаковых по размеру шкивах, име-¡м следующие соотношения:/?1 —Я2 -Я;т0;~02=0= к; к]=к2^к; ст =к02=к0;а, =а2=1/2;(оп1=а>п2--0;ТН=Т0+М/2Я;ТС^ТН-М2К; ТН+ТС=2Т0.

Тринимая А=т (сИт 0-10- к< 0 (3.17)

рассмотрим работу передачи при отсутствии скольжения, когда 0<М<М¡СК. 3 случае (3.17) момент начала скольжения М]СК определится условием (3.14), а щачения М¡ск, М2К, с учетом (3.9) будут находиться из выражений

М,ск=((кТ0+КФ)Я)/(тсИт 0/<*кт 0 + 1/2к), (3.18)

М2СК=((кТ0+КР)К)/(тМт 0 + 1/2к), (3.19)

-де ко-кцозп. (3.20)

Гак как с1гт0>1, то М;СК<М2СК, следовательно, скольжение начнется на зедущем шкиве при значении момента М = М[СК, а сам момент А//С* эпределится по формуле (3.18), а усилия в набегающей и сбегающей ветвях тильного органа из формул (3.7;3.8).

Пусть на ведущем шкиве появилось скольжение, определяемое углом 0-а., а на ведомом шкиве скольжение отсутствует, рис.8, тогда для ведомого шкива справедливы соотношения (3.6), а на ведущем шкиве имеем уравнения:

- для дуги сцепления, при 0^(рйа, - для дуги скольжения, при а<<рй0,

| Т/К-Ыгдсо^О (3.21) \ Т,/К-Ъ!гда)п=0 (3.22)

[ Т[ -ТН~АР1 +ВЫ", I Р,^ко+кИ,

- условия в начале зоны скольжения:

при (р=а, р1=Й] - для дуги сцепления, (3.23)

при Т1 (а-0)=Т1(а+0)=Т1 -для дуги скольжения; (3.24)

- условие постоянства равенства расстояния между центрами шкивов:

а в в

£оТо = Щн-Тс)+К^Т\<1ф+Я\Т\йф+К^Тг(1ф> (3 25)

о о о

- условие тягового баланса: (ТН-Т()К=М\ (3.26) Неизвестными в уравнениях (3.21-3.24) являются 7у ,Р \ ,N1 ,Т2,Р2,ТН,ТС,Т ¡,а. Решая уравнения (3.21-3.22) с учетом условий (3.23-3.26) получим:

ГГ;=ГН - (sh.ni (р'яИта)(Тн-Т*¡) {Т,=(Тс-Т)ек<а(р)+Т

{Г 1 =(тсктф/Кзкта)(Тн-Т ,) (3.27) \Р,=(к/к)(Тс-Т)ек<&(р) (3.28)

= (Т,/К)-№т у/Шт а) (Тн-Т'а>„ [Ы,=(1/К) (Тс-Т)е(^'р)+<оп

А для функций Т2 ,Рг<1^2 на ведомом шкиве справедливы зависимости (3.6). Тн=(То-ЬзТ+Ь2М/Я)/(Ь]+Ь2) (3.29) Тс=(Т0-Ь3Т-Ь2ШЯ)/( Ь1+Ь2) (3.30) Т'^(Тс-Т)ек(^а)+Т, или Т'=Тсек(е"а>-Т(ек'^а)-1), при <р=а. где Ь 1=^(1, + аЯ)/10-(К(скта- 1)/1()т$кта)+(Щскт&-1)Я0т5ктв); Ь2=(1^0Я)/1о-(Ко(е(^а)-1)/1ок+(К(сИта-1)е(аа)/1опг^та)-

-(ЩсИт0- 1)/10т5Ит 0); Ь3=(О-а)Мо-Мо(1/к+(скта-1)/гтНта)(ек(^а)-1) . (3.31)

Из системы уравнений (3.31) следует:

1) при а-0, когда на ведущем шкиве отсутствует дуга скольжения, получаем 6у=а/=7/2; Ь2~а2=1/2; Ь3-0 что совпадает с (3.9);

2) складывая Ь} и Ь2 заметим, что Ь/+Ь2>0; (3.32)

3) заметим также, что ¿>/+¿¿+¿3=./ . (3.33) Последовательно выражая Г; через Т0, а, Тн, и Тс через а выводится

уравнение относительно угла а. Решение этого уравнения позволяет определить характер развития дуги скольжения и сцепления, а следовательно становится реальной возможность управления процессом взаимодействия ГПЦ

и шкивов при передаче тяговых усилий.

(Т0-Т+ Ь2ШК)акта=(Т0-Т+ Ь,М/Я)(с!Ьпа+к/т)ек^а>, (3.34) где Г=-Д Ф/к=-Щк0-кц й)„)/к

Решение уравнения (3.34) относительно а производится численным методом на промежутке О<а<0=7Г при заданном М , при условии, что М]<М<Мци известной скорости V.

Определение второго критического момента Мц, когда появляется зона скольжения на ведомом шкиве в общем виде находим из выражения

Мп=тт(М2СК,М3СК), где М2СК и М/к новые значения момента сопротивления, вызывающего появление скольжения на ведомом шкиве в зоне набегания и сбегания, при условии, что на ведущем уже есть зона скольжения определяемая углом а<(р<&~71

М2ск=(к(Т0- Т)Я)/(т(Ь!+Ь2)Мт&^кЬ!);

М3СК=(к(То-Т)Ю/0п(Ь1+Ь2)с(}т&-кЬ!). . (3.35) Нетрудно доказать, что при Л <0, М2К<М3К. (3.36)

То есть, несмотря на зону скольжения на ведущем, характер начала скольжения на ведомом шкиве сохраняется, и, скольжение начнется в точке набегания.

Скольжение на ведомом шкиве начинается при значении момента Мц=М2к, который определен формулой (3.35) с точностью до неизвестного значения угла а=СС], отвечающего границе зон сцепления и скольжения на ведущем шкиве. Для определения СС; подставим М2 ск в равенство (3.34)

(1 +Ы7т0/т)е~к0-(1+кгИта/т)е~ка =0. (3.37)

Решив уравнение (3.37) численно относительно а на промежутке 0<а<®=л, найдем значение угла когда на ведомом шкиве начинается скольжение в

точке набегания. Подставив найденное «/ в соотношение (3.35), найдем искомый момент Мц=М2СК. (3.38)

Если момент сопротивления М больше Мц, но меньше Мпр - момента пробуксовки на любом шкиве, то на ведущем шкиве дуга скольжения определена углами а<(р<0, а на ведомом 0<(р</3, рис.9.

Рис.8. Скольжение на ведущем шкиве

Рис.9. Скольжение на обоих шкивах

-26В этом случае, на ведущем шкиве усилия Т], Р;, определяются соотношениями (3.27;3.28), а для ведомого шкива справедливы уравнения:

- для зоны скольжения при 0<<р</3; - для зоны сцепления при {3<(р<&=тг,

| Т2/К-Ы2-ца)п=0 (3.39) \ Т^К-Ыгц^О (3.40)

\Р2=Ш2^к0 , [Т2-Т*2=АР2'+ВЫ2" ;

и условия на границе зон скольжения и сцепления <3=Д'

-непрерывности Т2, Т2(/}-0)=Т2ф+0)=Т 2; _ (3.41)

- перехода сцепления в скольжение Р2(/3+0) —М2(/3+0); (3.42)

- сохранения длины ГПЦ

а в Р в в Д в

^^(Ти-Г^+Д^р + Л/Г^ + Д^р + Л/Г^, таккак \т2 = |г2 + \т2, (3.43)

0 а 0 А 0 0 р

- тяги (ТН-Т^Я=М.

В этом случае определяемыми величинами являются: на промежутке;

0<(р<а;Т¡М¡,Ри на промежутке а<(р<0; Т2,Ы2,Р2, на промежутке о<<р<Р; Т2, Ы2, Р2 на промежутке (3<(р<&; Т„, Л^, а, ¡5, Т1, Т2 - постоянные величины. Для решения задачи имеем уравнения (3.21;3.22;3.39;3.40) и условия (3.23;3.24;3.26;3.41;3.42;3.43), решая которые совместно, получим:

\Т2=(ТС-Т)ек(р+Т [Т2=Т;+зИт(р-МТ»-Т2У8кт(&-/3)

\Р2~к (Тс-Т)ек9т (3.44) ]р2=тсНт((^р)(Тн- Т2')Ж 5кт(&-Р) (3.45) {Ы2=(Тс-Т)екУЯ +Ш^сопь Т2/К^кт((р-Р)(Тн- Т2)/К5кт(&~Р)-Чо^

Значения Ti.Fj.Ni определяются выражениями (3.27 ;3.28). Г/= Тсек(аа)-Т(е^а}-1)- (3.46) Г/= Тсер-Т(екр-1). (3.47)

Тн=(То-ЯзТ+д2М/К)/(Ч,+ Ы (3.48) Тс=(Т0-ЧзТ~Ч1М/К)/(Ч,+ Я2), (3.49) где

?/=(?/+аК)Я0-(Кскта-1)Я0т^кт а+(Яскт(&-/3)- 1/10тзИт (О-В) ■ (3.50) д^До+Це^+е? -2)/10к+ (Кскт а-1)/10тзкт а ек[&а)

+(Мо)(0-Р-(скт(0-/3)-1)/т8Ит(&-Р))екр; (3.51)

д3=((&- а+/З)Мо-(Мо) ((скт а-1 )/тзИт а+ 1/к) ( ек(&а>-1) -

Ш0(1/к^в-р-скт(О-р)-1)/т5кт(О-р))(ер-1). (3.52)

Анализ уравнений (3.50-3.52) показывает, что: д1+д2^0, (3.53)

Я 1+42+43=0. (3.54)

Для определения углов а, /3 используем условия (3.23), и зависимости (3.27). (3.28),(3.42) с учетом (3.45)в результате совместного решения которых получим Т0-Т+д2М/К=(1+Ькт(в-/3)/п1)ек/1(То-Т-д,Ж{), (3.55)

Та- Т+д2М/Я=(1 +Шта/т)ек(ё'С!)(Т(гТ-д!М/Я')■ (3.56)

При заданном моменте сопротивления М, скорости V, эти соотношения представляют систему двух уравнений относительно двух неизвестных углов а и Д найдя которые, затем определяют Тн, Тс.

Так как т0 из (3.55;3.56) устанавливается зависимость

(1+Штсе/т)ек(аа)^(1+кзИт(0-/3)/т)ек/}, (3.57)

Условием начала пробуксовывания на ведущем шкиве является равенство а=0. При этом угол дуги скольжения Д на ведомом шкиве будет удовлетворять равенству (3.57), при (9-аг>Д которое принимает вид

Мв-Р)

=1+ЪНт(6>-Р)/т.

(3.58)

Это уравнение имеет единственное решение, когда 0-/3=0, то есть Д= 0. Это означает, что при возникновении пробуксовки на ведущем шкиве а-0, одновременно возникает пробуксовка и на ведомом шкиве 0- ¡3=0 и /3=0.

Условием начала пробуксовывания на ведомом шкиве [3=0 и одновременным возникновением пробуксовывания на ведущем шкиве а=0, является равенство 1 +ИИта/т = е . (3.59)

Обозначив 0-/3= у, изобразим эти функции на графике, рис.10;11.

Рис.10. График зависимостей: Рис.11. График зависимостей:

у!(у)=ек'г); у2(у)=1+ЬИт(г)/т у1(а)=ека; у2(а)=1+кЖта/т

Анализ графиков показывает:

1) При возрастании момента сопротивления происходит увеличение дуг скольжения на ведущем шкиве 0-а и на ведомом Д причем первая дуга больше второй, то есть 0-а>(3\

2) Пробуксовка начинается одновременно на ведущем и ведомом шкивах. В этот момент дуга скольжения на ведомом шкиве Д "догоняет" и сравнивается с дугой скольжения на ведущем шкиве 0-а тл обе становятся равными дуге обхвата 0, то есть а=0, ¡3=0.

Поскольку в начале пробуксовки выполняются равенства ¡3=0, а=0, то из (3.55;3.56) получаем ТгТ+Ч2М/Я^(Т0-Т+ц,М/К)ек&, (3.60)

откуда МПР/К= ((То-Т)(екв-1))/&2+Ч1екв). • (3.61)

Учитывая (3.50;3.51) получаем формулу для определения момента сопротивления вызывающего пробуксовку

МПР/К=((Т0-Т)(екв-1))/((1Д0)(екв+]у^(2т0Щекв-1)). (3.62) Если передача осуществляется жесткими шкивами работающими с трением, тс формула (3.62) примет вид

Мп^((Та-ЧУг)(еш-1))/((е/£0)(екв+1)+(2М0к)(екв-1)). (3.63] Формула (3.63) совпадает с (3.62), если коэффициент сцепления к0=0.

4. Теория и расчет параметров движения пропила и силовы характеристик процесса раскряжевки пакета хлыстов ГПЦ.

На основе ранее проведенных исследований считаем, что силы РруРо дл резца круговой формы имеет вид, аналогичный формуле А.Л.Бершадского, дг резца с прямолинейной режущей кромкой.

Рр=(А У+В) их+С (4.1) Р0=(АУ+ В ) С/2+ С (4.:

После обобщения указанных формул на случай резания древесин круговыми резцами имеем зависимости касательного Р и нормального 1 усилий действующих на ГПЦ в пропиле,

Р^НА1У+В!)и2+С1 (4.3) Р</1=-(А2У+Вг)и1+С2 (4. где А, В, С, А, В , - постоянные, характеризующие параметры резца;/! ¡,1 С] ,А2 ,В2, С2 интегральные обобщения постоянных А, В, С, А, В ,С.

Рассмотрим поведение резца и древесины при трех наиболее характерн случаях их взаимодействия:

1) срезание стружки не происходит их=0, при этом соотноше! (4.3),(4.4) имеют вид Р=С]} Ы=С2.',

2) толщина стружки не превышает максимально допустимой 0<и2<ип при этом справедливы уравнения (4.3),(4.4).;

3) толщина стружки максимальна иг=игтах=сот(, при э соотношения (4.3),(4.4), будут выглядеть так:

Р^Р0+(А,У+В/)и1тах+С/, М=Мо+(А2У+В1)итах+С2, I

где Fo.No - касательное и нормальное усилия, вызванные взаимодейств] ограничителя резца с пропилом, связанные законом трения Ро-кТМо, I где кг - коэффициент трения между ограничителем и древесиной.

При раскряжевке пачки хлыстов или разделки рудстоечного долгот! коротье целесообразно использовать схему пильного агрегата ГПЦ с четы шкивами, рис. 12, для которой справедливы следующие соотношения:

- углы и р2 малы и выполняются приближенно равенства рг-5тр^(5=А/11,А=Ъ2-Ъь ¡=1 ;2;

Рис. 12. Схема раскряжевки пакета хлыстов

- уравнения равновесия ГПЦ в пропиле

(1Т/с1х-Р=0\ Ш=Ри; (4.8)

или зависимость усилий Т[ГТс={Р+ЗТп> Н=Р1/£; (4.9)

- уравнения связывающие нормальное N и касательное Р усилия

Р=Ш, где к2=С/С2, тогда Р=С^/С2\ (4.10)

- критерий начала резания - по величине силы надвигания

Рии^С2. (4.11)

- в соответствии с теорией провисания гибкой нити имеем уравнения

(ЛТ^+(ЛТ^0=Ри\ к'Тн+кТс= То -ТА2, (4.12)

где к , к' - коэффициенты, характеризующие положение ведущего шкива в пильном агрегате, согласно схемы рис. 12:

- в положении 1 к+ >

-в положении 2 к+^((£/2)+е2+1,)/Ь , (4.13)

- в положении 3 к+^((Ш) +1^/1,

- в положении 4 к+-((&2)+€2+2Ь/+Ьт)/Ь ,

причем к'=1-к+, и Т=(.Е8/2Ь)(Ш1+т2)\

- уравнение мощности передачи: (Тн-Тс)¥=1¥-, (4.14)

- уравнение скорости движения пропила V(т) =йЪ¡/(Iг=иг($ (4.15)

- уравнение глубины пропила полученное путем интегрирования выражения (4.15) в пределах от начального времени Т1ШЧ до текущего Т

г

Ы{Т) = \Н \UzVdf, (4-16)

г™.

- уравнение движения ГПЦ при надвигании на пакет со скоростью Uji=db/dT, определяется формулой

т

h(T)=pA(T)dr. (41?)

о

- соотношение между скоростью изменения стрелы провисания ГПЦ dA/dr, скоростью надвигания Ua и резания V, полученное в результате дифференцирования выражения для стрелы провисания, вторая часть формулы (4.5), с учетом (4.15) и (4.16)

dA/dT=UA-UZ V/t. (4.18)

Стрела прогиба А является весьма удобным понятием с точки зрения учета параметров положения пропила bj и линии АА в общей системе уравнений через уравнение (4.18). Надо иметь в виду, что на начальном этапе резания при отсутствии стружки U2=0, bj=0 из (4.17),(4.18) получаем

dA/dr=b2/dz=UA. (4.19)

В случае, когда скорость надвигания известна из (4.19) учитывая, что А(0)=-Ь2(0)=0 находим А

х

Д=&= pA(j)dT (4 20)

о

Если UA=const, то из (4.20) следует A-b2=UÄ(T) . (4.21)

Ниже для каждого из трех наиболее характерных случаев выписывается полная система уравнений, формулируется задача и дается алгоритм ее решения. Случай 1 (£4=0.

Для такой ситуации справедливы 7 соотношений (4.7),(4.8),(4.12),(4.14),(4.20), относительно семи неизвестных Тн, Тс, F, N, Pw V, А, решая которые получим

F=((w/v)-3Tn)/e (4.22) N=((w/v)-3Tn)/az (4.23)

Pu^((\V/V)-3Tn)/kz (4.24) TH=To+fA2+k~(W/V) (4.25)

. , + т, (1 + ÄzA(fc+!L~k'l2))W

TH=T0+TA +k (W/V) (4.26) У=т„1+ШМ+Ы) + уГп ■ (4-27)

Значение А определяется по формуле (4.20).

Начало резания Тнач определяется условием N—C2, с учетом (4.23) и (4.27), которое можно записать в виде

/.(ДИ^-Д |гд5-

1+1

Т 0-

к* к'

+ — ИЗ Тп + ЫСг)

А-еСг = 0 , (4.28)

j ч*. I

х

решая которое численно находят Анач, и далее Тнач из равенства fa^dr

путем подбора значений Т. Если £/A=const, то Г„а,,= Д(ач/ i/A. Из (4.28) видно, что Лнач не зависит от W, Рш 11л.

Случай 2 (0<Uz<Uzmax).

Для такой ситуации справедливы 8 соотношений (4.3;4.4),(4.9;4.10),(4.12), (4.14),(4.18), относительно восьми неизвестных 7#, Тс, F, N, Ри, К Л Uz. При этом заданными считаются постоянные и функции

I Тп, f, Аь В,, Си А2, В2, С2, tu h, К, t, Um, W(r). (4.29) Решение системы (4.3;4.4),(4.7;4.8),(4.12), (4.14),(4.18), дает следующее:

F=((W/V)-3Tn)/t, (4.30)

. Uz=(W-(ЗТ„+С¡i)V)/((AlV+B1)iV) , (4.31)

N=[(A2V+B2)/(A1V+B,)€V][W-(3TnC1t)V]+C2, (4.32)

Pu^faV+BJ/ßiV+BdVJpV-ßTnCfiVJ+Czi, (4.33)

TH=T0+fA2+k'(W/V), Tc=T0+TA-k+ (W/V). (4.34)

Подставив (4.33),(4.34) в (4.12), получим соотношение связывающее V(r), А(т).

+ — tx

То + ТА2 +

kW

АгУ + Вг

; (IV - (3Tn + Cd)v - Cd) = 0

(4.35)

(АУ + В,)У

Подставив (4.31) в (4.18) имеем ¿А/<1т= иА-(1У-(ЗТ„+ С,£)У)/((А,У+В,) +£). (4.36) Решая систему уравнений (4.35),(4.36) численно определяем У(т), А(г),и

далее время пиления Трез= тполн- тнач. Случай 3 {и2=игтах)

Для такой ситуации справедливы 9 соотношений (4.5;4.6;4.9;4.12;4.14; 4.18), относительно девяти неизвестных Тс, Р, Д Рд, Ыо, Ри . К А, решая которые получим

Av

, (4.37) F. = -[ — -ЗГя -(АУ + В,раих-С>, (4.38) 1\У /

N о =

ко

e{v у

-(А,У + В,раш-С,

(4.39)

i 1 г

N = -

W

'lJw

-ЪТп

-(A,V + B,yja«x-C, \ + (AiV + B^jUzw + Ci, (4.40)

-ЪТп\-(АУ + в№вш-Сх + (AzV + B-ifJziux+Czt, (4.41)

l\y

TH=T0+TA2+k'(W/V),

Tc=T0+tA2-k" (W/V). (4.42]

У

Подставив (4.41),(4.42) в (4.12), получим соотношение, связывающее функции У(г), Л(т).

/<Р,Д) = — Го + ГДЧ

' К ' £\ V у

+ -| Го + ГДЧ-М V

1{\(\У

(4.43)

к\1\У ) )

Подставив и,тах в (4.18) имеем ¿А/йг= С/4- (УИгтах)Л (4.44)

Решая систему уравнений (4.42),(4.43) численно определяем У(г), А(т), и далее время пиления пачки лесоматериалов трез=т„олн.

На практике желательно, чтобы процесс раскряжевки хлыстов ГПЦ происходил по некоторой наперед заданной схеме. Число таких схем неограничено. Выбор конкретной осуществляется проектировщиком исходя из его представления о рациональности проведения процесса при выбранных условиях. Наиболее естественными являются три схемы:

а) раскряжевка с заданной стрелой провисания; в этом случае скорость движения пропила совпадает со скоростью надвигания;

б) раскряжевка со снятием стружки заданной толщины; в этом случае обеспечивается достаточная простота анализа при оценке затупления резцов;

в) раскряжевка с заданной стрелой провисания ГПЦ и толщиной стружки

Для того, чтобы реализовать любую из схем, нужно специальным

образом задать исходные функции из (4.29). Так как по условию закон надвигания задан, то из свободных функций в (4.29) остается только мощность "Л^т). Поэтому в общем виде можно сформулировать задачу управления так.

Заданы: €, Т0, Т, Аь Ви С,. А2, В2, С2, -(¡, €2, к\ К, (, иА(т). (4.45)

Требуется: найти законы изменения мощности 1У(х) = 1¥(11а_(х)) ведущего шкива, при которых реализуется каждая из трех схем процесса раскряжевки.

При решении первой схемы потребуем, чтобы стрела провисания была постоянной А(х)=Азад, (Азад>Анач). (4.46)

Тогда система уравнений (4.3;4.4;4.9;4.12;4.18). будет полной относительно

функций Т1Ь Тс, Р, ио N. Рш IV, V. Найдем функции (4.47):

Тн=Т0+ ТА2+к'(-СР+ 3 Тц), Тс=Т0, + ТА2-к±({Р+ЗТп),

Р, М, определяются из(4.3),(4.4).

_ ГФ.СЛ -Фг у _ 1Ф1]а

Фу

где Ф, = е\А1-АА

ф, = е

к''

(4.47)

(4.48)

(4.49)

(4.50)

Вг-5|Д

\

Фг = & Сг-{еС1-ЗТП)А

ЦТ =

АМл + B^

и» ь))

/Ф|С/,-Ф

-А

1_1](Го + ^). (4.51)

Фэ

+ С, £ + ЗГл

/Фз[Л

/Ф^ - Фг

(4.52)

Алгоритм управления мощностью IV. Обозначим предварительно Тза() -время, при котором стрела провисания принимает заданное значение Аза<), а ^¿задается произвольно при условии тзад>тнач. Итак:

1) величина стрелы провисания ГПЦ за время от 0 до тнач изменится от О до Анач независимо от закона изменения мощности;

2) за время от тнач до тза$ следует изменить значения мощности от }У(тнач) до IV(тзад), которое подсчитываем по формуле (4.52), по любому закону при этом А изменится от Анач до Азац.

3) начиная со времени тза^, закон изменения мощности определяется формулой (4.52).

Естественным ограничением применимости приведенного алгоритма является требование учитывать (4.31) или (4.50).

0 < СЛ = -Г—— < 1]г т« . (4.53)

(А,у+в,)еу

По существу, эти неравенства накладывают ограничения на характер взаимного изменения независимых функций П^ и IV.

Рассмотрим процесс раскряжевки пакета со снятием стружки заданной толщины иг=и~зад=сопз^ (0< и23ад<и:тах). (4.54)

Гогда система уравнений (4.3;4.4;4.9;4.12;4.18) будет полной относительно функций Тн, Тс, N. Р„ А, IV, V. (4.55)

Определим их воспользовавшись соотношениями (4.48 - 4.52). 1. Подставим выражения для Г, М' из (4.3),(4.4) в (4.48;4.49;4.12) и разрешим полученное равенство относительно функции V

Ф{ Д) = -

>-Л 1\) (Г» + ГАг)-М К1г

{ !■) \ -Аг У

(4.56)

2. Подставив (4.56) в (4.19), получим дифференциальное уравнение тюсительно функции Д(т)

с1А/с1т=игФ/А)Л, где т>тзад>тняч, (4.57)

фи начальном условии А( гзад) = Азад. (4.58)

В равенстве (4.58) значение Азад выбирается из условия

Тзад

Лнач < Азад <, ]11а<12 . (4.59;

О

В отличие от предыдущей задачи в данной, кроме времени (пр] котором обеспечивается выход на заданный режим съема стружки), приходите: задать еще одно дополнительное значение Аза<}. Такая "несимметрия" методологии решения двух задач объясняется тем, что первая задача - н дифференциальная, а вторая - дифференциальная, и поэтому возникав формальная потребность постановки дополнительного условия. Решение задач: (4.58;4.59) производится численными методами.

3. После того, как А(т) определено, задача решена и теперь, п найденному Л(т), учитывая (4.7,4.3 и 4.56), из (4.14) находим искомый зако; изменения мощности

уу=((а]фа(а)+в]и2+с])*+зтп)(ф4(а)/иг). (4.6С

На основании приведенного решения формулируется алгорит! управления мощностью для снятия стружки заданной толщины.

1) при 0<т<тнач происходит выход на режим резания независимо о закона изменения мощности IV(т)\

2) в промежуток времени тнач<т<тзад следует по любому закон изменить мощность от значения IV(тнач) до значения 1¥(тза$,), которо подсчитывается по формуле (4.60) при г= тзад, А=Азас);

3) начиная с момента времени т=тзад-> то есть ПРИ Т—Ъад мощност должна меняться по закону (4.60).

Рассмотрим процесс раскряжевка пачки при постоянной стрел провисания ГПЦ и постоянной толщине снимаемой стружки

Потребуем, чтобы при т>гзад, выполнялось равенство тзад, и2=и2зад, где тзад> тнач, (4.61

Тзад

Анач < Дзад < \Uac1Z , где 0<игзад<ишах (4.62

о

Тогда из первого равенства (4.61) заключаем, что скорость подачи пильног агрегата должна быть постоянной

Фй]2задФ2

игзад =-= СОП31 (4 6"

и далее из (4.46,4.3,4.4,4.48,4.52) заключаем, что К/7,//, Тс, Ж=сопб1. (4.64 Следовательно, согласно (4.63,4.64), для того, чтобы раскряжевка пачк происходила с соблюдением требований (4.61), необходимо, чтобы 1}А и 1 пильного агрегата были постоянными и связанными соотношением (4.52).

Далее в диссертации рассмотрены процессы раскряжевки пачки при постоянной скорости надвигания, постоянной мощности, заданной силе надвигания и их совместном влиянии. Для каждого случая приведен алгоритм управления мощностью.

Полученные выше решения остаются справедливыми до тех пор, пока не нарушаются критерии работоспособности пильного агрегата, определяемые двумя факторами: прочностью несущего элемента ГПЦ и отсутствием буксования ГПЦ на ведущем шкиве. Поскольку характер работы агрегата в режиме холостого хода отличается от работы в рабочем режиме, то в диссертации рассмотрены эти режимы отдельно, а затем для каждого из них сформулированы критерии работоспособности агрегата.

При холостом ходе пильный агрегат работает как передача с гибкой связью между одним ведущим и тремя ведомыми шкивами, при условии постоянства межосевых расстояний.

Рассмотрим вариант, когда ведущим является шкив - № 1 ( или № 3). На холостом ходу передаваемая окружная сила равна Тп- Тс-3Тп отсюда Гя= ТС+ЗТП. (4.64)

Со стороны набегания на каждом шкиве будет дуга сцепления ГПЦ относительно шкива, а со стороны сбегания - дуга скольжения. Обозначим дуги скольжения соответственно <р/, (р2, <р3, (Р4.

В пределах дуг скольжения на шкивах 1-4 для силы натяжения несущего элемента ГПЦ имеем, соответственно, соотношения Т=(ТС+3Тц-Цсо)еьр+(/&>, 0<<P<<PJ-, Т=(Тс-цса)ер+ц(о, 0<(р<<р2\ Т=(Тс+Тп-до))ек9+дсо, 0<(р<(р3\ Т=(Гс^2Т^(о)екч,+цо>, 0<ср<(р4\ (4.65) Замыкает систему соотношений для рассматриваемой передачи условие постоянства межосевых расстояний

ТоЬ = . (4.66)

Соотношения (4.64),(4.65),(4.66) образуют полную систему уравнений относительно неизвестных (р1, ср2, (р3, (р4, Тц, Тс-

В результате преобразований выражений (4.65) получим

= »Ц. е- - ^ = (4.67)

(е -1) 3 в4"+ 2 2е +1

причем (р1=(р2+<р1^~(р4■

Тс(Ь-2<р,!1)=Т(}1-Тп(1+Ь2+((б/к)+тс- <р3-2 (р4-3 <р!)Я)-2Яд охр,, (4.68) Соотношения (4.67) и (4.68) образуют систему двух уравнений относительно неизвестных и 7с, решив ее, находим:

1 „ т

/

со~~Т

Ч Я^

Ь + ¿2 + 1 — + л-д)у-2(р>~3(р\

¡С

д | 3(1-2^)' е**" -1

(4.69)

е -1 Ц и / е*-1)

Учитывая (4.69), из (4.70) получаем

Зе*" „ „ Тп(^т т (6 ' 0 V б^/г\М7П

7я=—-Тп+асо-Тч--

е* -1 I

При известной скорости К равенство (4.71) является уравнением относительно неизвестного угла скольжения (¡9; на ведущем шкиве. После определения из (4.67),(4.70) и (4.71) находим углы <р2, <рз, (рь и силы Тн, Тс.

Если ведущим является шкив № 2 (или № 4), расчеты производятся аналогично.

В отличие от передачи с постоянным межосевым расстоянием, рассмотренной ранее, для которой силы натяжения Тн и Тс в набегающей и сбегающей ветвях, относительно ведущего шкива, определяются только после определения углов скольжения <р], (р2, <Рз, Щ. на шкивах (и в первую очередь, на ведущем), для передачи с натяжным устройством эти силы определяются отдельно, независимо от значения угла скольжения. Таким образом, можно считать, что силы Тн, Тс в формуле Эйлера для ведущего шкива известны

Т^с^СГ^ф^1. (4.72)

Отсюда непосредственно находим значение угла (р[.

1, Тн~аа> = --2-.- (4.73)

к Тс

На основе полученных выше решений найдем предельное значение параметров пильного агрегата, где это возможно, и сформулируем критерии работоспособности. При холостом ходе Ж==ЗТцУ. (4.74)

Учитывая С0~У2/Я и (4.74), находим связь между скоростью резания ГПЦ, мощностью и углом

у = ^(То-Тф(<р,))> WxXcЦ = m^{T<>-Tпf((p^))■ <4-75)

где /1(<р1)=1/ЦЬ+12+(б/к+я-<р3-2(ргЗ(р1)Е+3(Ь-2(р1К)/(екр'-1));

/2(<р1)=1/Ц21-Ьг(6/к+ж-(рг2<р4-3<р1)К-6(Р1Ы(ек'Р1-1)). (4.76)

Мощность, при которой наступает пробуксовка, при предположении, что несущий элемент ГПЦ не порвался, определяется из (4.75) при (р1—л/2

V = (Го - Тп/х{л!2))' ¡Уххсц = ЗГ^-(Го-Гя/.(;г/2)) ■ (4-77)

При этом должно быть, и это естественно То>Тц[1(п/2). (4.78)

Максимальное значение То, Г# определяется при тт/2~/2(л/2),0<ср1 <К'2 (4.79)

Если цепь порвется до начала пробуксовки, то должно быть

Т0+Тп[2(л/2) = сгПРз, (4.80)

где <7цр - предел прочности несущего элемента ГПЦ.

Итак, для работоспособности пильного агрегата ГПЦ при холостом ходе параметры Тд, Тп, IV должны удовлетворять ограничениям:

IV < ЗТп^Щп^Га/^/г)} То>Шл/2). Т0«УПр5-Т[/2(я/2). (4.81)

Нарушение первого неравенства при соблюдении остальных означает пробуксовку на холостом ходу. Нарушение второго неравенства при выполнении третьего означает, что предварительное натяжение мало настолько, что на ведущем шкиве возможна полная пробуксовка за счет сил сопротивления не ведущих шкивов. Нарушение третьего неравенства, при соблюдении двух первых, означает разрыв несущего элемента ГПЦ до наступления буксования. Геометрическое изображение области, определяемой условиями (4.81) изображено на рис.13.

Ы

Рис. 13. Область допустимых по работоспособности параметров Т0, 7//, IV в случае холостого хода ГПЦ

Три рабочем режиме имеем ограничения по условию буксования и прочности

<Р1(иА, Ри)<п/2,

Т^и^Р^стпря. (4.76)

-1ли, учитывая (4.73), имеем окончательно:

1 . Тн-асо ^к — 1п--—< —,

к Тс-до)' 2 (4.77)

Тн < (ТпгХ.

1так, ограничения на холостому ходу - (4.81), а на рабочем - (4.77).

5. Теоретические основы процесса валки деревьев машинами снабженными ГПЦ.

Процесс валки дерева гибкими пильными цепями (ГПЦ) отличается от традиционных способов спиливания растущего дерева тем, что для ГПЦ нет необходимости в применении дополнительных и дорогостоящих валочных приспособлений, типа: гидроклин, гидродомкрат, рычаг, манипулятор.

В литературе рассмотрен вопрос падения дерева. Большинство авторов считают все части дерева абсолютно жесткими, поэтому допускают, что оно имеет всего одну степень свободы, и падает в одной плоскости. В некоторых случаях подобное допущение возможно, однако в большинстве вариантов падающее дерево совершает более сложное движение в пространстве, с некоторым вращением и отклонением фактической плоскости падения от геометрической. Особенно ярко это выражено при валке леса ГПЦ.

Для прямостоящих деревьев причиной падения является выход проекции центра тяжести за контур пня вследствии наклона ствола при изгибе недопила.

Для решения задачи о падении дерева в трехмерном пространстве сделаем следующие предположения:

1. Дерево является осесимметричным абсолютно жестким телом;

2. При падении дерево имеет с пнем единственную и неподвижную точку контакта, положение которой со временем не изменяется;

3. Ось симметрии дерева проходит через точку контакта, положение которой в пределах области среза пня безразлично;

4. Процесс падения начинается в момент разрушения недопила, при этом ось дерева имеет наклон ©о, скорость ©о, обусловленную скоростью изгиба недопила, и скорость прецессии Ч* о, вызванную действием ГПЦ на ствол в момент разрушения недопила.

5. На дерево действуют только сила тяжести и силы реакции со стороны пня в точке опоры. Отсутствуют валочные устройства и приспособления, а следовательно их усилия.

При сделанных предположениях задача о процессе падения дерева при пилении ГПЦ сводится к задаче о движении абсолютно твердого тела, имеющего неподвижную точку в варианте Лагранжа-Пуассона.

В этом случае имеем шесть уравнений относительно шести функций А(арМ()+(В-А)дг^та$т©зт(р А(арЩ+(А-В)рг=^та5т©со5<р (5.1)

/ / ' I , I

где р=Ч/зт€Ып^Н-0соз<р; д = ш(Эсодср+0с о $(р; г=(р- Ч'созО, а -расстояние от оси пропила до центра тяжести дерева; Ч* - угол прецессии; <р -угол собственного вращения; 0- угол нутации и начальные условия:

^(вг^О, V'orVol

<Р(@)~0, (p'{0)=O;t (5.2)

<%)=<% @(0)=® о. А, В - моменты инерции дерева относительно осей Ох и Оу соответственно. Из системы (5.1) находим три первых интеграла А (Р2 -+qz) =-2gmacos 0+ C¡

A (Psin cp+qcos (p)s\n 0+ Brcos 0= С¡, (5.3)

r=Q

C¡, C2, C¡ - произвольные постоянные.

Подставив в (5.3) выражения для р, q, г из (5.1) получим систему сительно углов (р, 0.

A(<p'2sin2©+ 02)+2gmacas 0= С ¡ А ¥ 'sin2 0+BC2cos0=C2 (5.4)

¥cos0+(p=C3.

t

Подставив KF из второго уравнения (5.4) в первое, получим уравнение :ительно 0

02=(Cr2mgacos0)/A-(C2-BC3cos0)2/A2sin в. (5.5) Поскольку из (5.4) и (5.5) имеем:

А((р o2sm20o+ 002) +2gmacos 0О=С] А Ч?'osin20o+BY'ocos20О-С2 (5.6)

4J 0CosG0=C3, шнение (5.5) можно записать в виде

0' =/,(©)=sin2 0О +0д 3^~(cos0o -eos©)- (5-7)

sin2 0О + — cose0(cos©0 - COS0)

sin2 01 u " А Разделяя в (5.7) переменные, получим: d0/f¡(0)=dt, и поскольку =0, находим

«•/(0)

Зторое и третье уравнения системы (5.4), учитывая (5.6) запишем в виде: ~;=f2(0)=(sin2 0О+(B/A)cos0o(cos0o-cos0))( Vi/sin2 0)>; '=//<9) = lP(jCos 0o-(sin2 0o+(B/A)cos 0o(cos 0rcos 0))(Wsin2 &)= (5.9) = 4}ocos0o-f2(0)cos0.

Поскольку

ж а® ж а® л

сР¥ с!Э _с№ в

ж "¿ел"а®

с!(р _ с1(р с1® с1(р

Л с1® Ж ¿0

то учитывая (5.7), запишем уравнения (5.9) в виде

ав /(©)' ¿о /(©)'

Отсюда, разделяя переменные и используя начальные услов

При 0= л/2, когда дерево легло на грунт, находим время падения

а из первого выражения формулы (5.18) находим угол отклонения с направления надвигания

6. Конструкторская проработка ГПЦ.

Анализ имеющегося материала позволил наметить перспе модификации ГПЦ и ее элементов и рекомендовать их к использо лесозаготовительной промышленности. В таблице отражены с конструктивные, геометрические и силовые параметры перспективны ГПЦ. Выбор несущего элемента (каната, болта, крюка), произво; максимальному разрывному усилию, зависящему от монтажного н; передачи, максимальному усилию резания, усилиям в набегающей и сб ветвях пильного органа, методика расчета которых представлена в глаг шестой главе показаны также способы соединения концов каната и удержания резцов на носителе.

7. Рекомендации по практическому применению ГПЦ.

Как отмечалось в начале работы, машины цикличного неконкурентноспособны в сравнении с машинами непрерывного Расчетная производительность широкозахватной валочной машины 1000 куб.м./см, что в 6-10 раз выше производительности ныне дейс лесовалочных машин. Расчетная производительность группораскряя агрегата достигает 700-100 куб.м./см., что в 4-6 раз выше производи существующих раскряжевочных машин.

Щв^ЩОУ^о, (р(0о)=(р(О)=О находим

Перспективные конструкции резцов

Таблица 5

Параметры Наименование резца

резца Резец втулочного типа

Резец чашечного типа

с круговой режущей с круговой режущей

кромкой (рис. 3, а; 34) кромкой (рис. 3, б;)

диаметр лезвия,

Ол, мм; 17,5; 24; 30; 40; 50; 60 17,5; 24; 30; 40; 50; 60

Диаметр ограничителя, -

Оо, мм; 15,5; 22; 25; 30; 40; 50 15,5; 22; 25; 30; 40; 50

Длина резца, Ьз ,мм; 30; 40; 50; 60; 80; 100 30; 40; 50; 60; 80; 100

Длина режущей

головки, Гл, мм; 6; 8; 12; 14; 16; 20 6; 8; 12; 14; 16; 20

Радиус ограничителя,

г0, мм 4; 5; 7; 9; 10; 12 4; 5; 7; 9; 10; 12

Радиус сопряжения

ограничителя и 2; 3; 4; 5; 6; 7 2; 3; 4; 5; 6; 7

державки, Гг, мм

Радиус межзубовой

впадины, г,, мм 4; 5; 6; 8; 10; 12 4; 5; 6; 8; 10; 12

Диаметр державки,

Бь мм 8; 10; 12; 16; 20; 24 8; 10; 12; 16; 20; 24

Диаметр несущего

элемента, <1к, мм 6; 7; 8; 10; 12; 14 6; 7; 8; 10; 12; 14

Угол резания, 5, град 42 - 52° 42 - 52°

Угол заострения, р, 35 - 45° 7-10°

град 35 - 45° 7-10°

Задний угол, а, град

Зазор между Ол и Бо, Бл-Бо Ол-Бо

Ьо, мм 2 2

Толщина стенки Б, - <1к О, - <1к

державки, С, мм 2 2

Высота межзубовой Ил-а, Ш-(1,

впадины, Ь, мм 2 о

Оптимальная подача

на зуб, Шопт, мм (0, 06 - 0,1 )Ол (0,06- 0,1 )Ш

Максимальн. подача

на зуб, игмах, мм 0,12Бл 0,3 Ол

Минимальная удельная

работа резания сосны

острыми резцами, ктт, мДж/м3

9,6 8,9

Минимальная удельная

работа резания сосны

тупыми резцами, клтпп, мДж/м3

12,1 10,2

Выводы.

1. Из всех механических режущих устройств ни один в полной мере не удовлетворяет условиям беззажимности при пилении. Потери производительности от зажимов пил в пропиле составляют до 12% при перерезании древесины круглыми и цепными пилами. Решение проблемы беззажимности при помощи дополнительных приспособлений типа гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, манипулятор не привело к желаемому результату. Сравнительная оценка различных режущих органов для поперечной распиловки круглых лесоматериалов по конструктивным, технологическим и эксплуатационным показателям выявила, что наилучший оценочный показатель имеют гибкие пильные цепи (ГПЦ). Разработана ГПЦ представляющая собой гибкую нить, с закрепленными на ней в определенном порядке чашечными или втулочными кольцевыми резцами.

2. ГПЦ беззажимна. Это свойство обеспечено тем, что она не имеет пассивных частей, выходящих за пределы кольцевой режущей кромки. Теоретические и ранее проведенные экспериментальные исследования показали, что энергозатраты при сближении стенок пропила возрастают не более чем на 4% от мощности потребляемой при перерезании одиночного ствола и не более чем на 20% при перерезании пакета круглых стволов, Вследствие беззажимности на валочных машинах нет необходимости устанавливать дополнительные и дорогостоящие приспособления, предназначенные для снижения зажимов (гидроклин, гидродомкра'т, валочныь рычаг, манипулятор), а на раскряжевочных и группораскряжевочных агрегатах устанавливать пильные шины. Работа ГПЦ без пильной шины удешевляет конструкцию пильного механизма. Вследствие отсутствия трения пильно? цепи о шину, возрастает скорость резания до 30 - 50 м/с, что ведет к рост) производительности труда, улучшается качество распиливаемой поверхности уменьшается износ резцов.

3. Вследствие концентричности, резцы ГПЦ прочнее всех известны> резцов механических пил. Более высокая прочность кольцевых резцо! позволяет применять для них меньшие углы заточки резца: для ПЦУ-30Б ■ 50° , ГПЦ - 35° , что ведет к снижению энергозатрат, и, хотя длина контакт; режущей кромки с древесиной у кольцевых резцов больше в 1,5 раза, а такж( больше упругое восстановление волокон древесины в 2 раза, общи< энергозатраты для кольцевых резцов ниже чем для Г - образных I пластинчатых резцов из-за уменьшенного угла заточки резца, значительн< более высоких величины подачи на резец и скорости резания, большего шага резцов. Лезвие любого резца быстрее изнашивается при срезании тонко!

стружки, поскольку резцы ГПЦ срезают значительно большую по толщине стружку, чем пильные цепи, они долговечнее последних.

4. Гипотетические суждения И.А. Тиме, П.А. Афанасьева, М.А.Дешевого о распределении давления по передней грани резца противоречивы и не подтверждены экспериментально. Эпюры давления С.А. Воскресенского получены на основе логических рассуждений. В формулы по определению усилия на лезвие резца входит величина нормального давления, численное значение которого не определено для реальных условий резания, поэтому пользоваться формулами С.А.Воскресенского затруднительно. А.Л.Бершадский отказался от гипотетического представления о форме эпюры. Свою теорию резания он разрабатывал на основании многолетних наблюдений за поведением усилия в зависимости от подачи на резец. Заметив, что зависимость Рр=/(и^ носит слабо выраженный криволинейный характер, он предложил аппроксимировать эту кривую двумя прямыми, отличающимися друг от друга угловыми коэффициентами: первая прямая при 1/2<0,1 мм, вторая при иг >0,1 мм. В соответствии с этой теорией определены основные кинематические соотношения при пилении древесины ГПЦ - скорость резания, скорость надвигания, подача на зуб максимальная и оптимальная, шаг резцов, геометрические параметры резцов. Замеченные на поверхности пропила мшистость и ворсистость объясняются эффектом подмятия волокон древесины лезвием кольцевого резца, формирующего стенки пропила и имеющего радиус больше подачи на зуб. Доказано, что биение ГПЦ больше в плоскости, перпендикулярной направлению резания, чем в плоскости, параллельной стенкам пропила. Объясняется это наличием у грибовидных резцов ГПЦ ограничителя округлой формы, диаметр которого меньше диаметра резца на величину IV2, этот ограничитель не дает резцу колебаться в плоскости резания.

5. Реальная скорость надвигания пильных цепей не более 0,1м/с, в то время как скорость надвигания ГПЦ достигает 1,0 м/с. Такое преимущество позволяет применять ГПЦ на широкозахватных валочных машинах.

6. ГПЦ имеет шесть степеней свободы, поэтому легко вводится и выводится из пропила, деформируемого под действием внешних сил, это обстоятельство наряду с беззажимностью ГПЦ позволяет ваточной машине спиливать деревья заподлицо с землей увеличивая выход деловой древесины на 10% и улучшить экологические и ресурсосберегающие качества.

7. В качестве привода ГПЦ рекомендуется применять шкивы, покрытые резиной, которые по сравнению с металлическими звездочками, применяемыми для привода пильных цепей, имеют определенные преимущества:

- шкивы более просты в изготовлении;

- значительно дешевле металлических звездочек;

- ГПЦ в контакте с резиной работает плавно, безударно, бесшумно; ш с резиновой футеровкой увеличивает срок службы ГПЦ, причем буксова ГПЦ на резиновых шкивах происходит без ущерба футеровки;

- достаточно большой коэффициент сцепления ГПЦ с резине футеровкой шкива позволяет развивать значительные окружные усилия есть тяговая способность ГПЦ и ведущего шкива высока;

- резиновая футеровка работает как амортизатор, поэтому отпа; необходимость в применении специальных амортизирующих устройств;

- система ГПЦ - шкивы хорошо работает при колебатель нагрузках.

8. Расчет тяговых характеристик пильного агрегата с ГПЦ привод! задаче о передаче усилий гибкой связью. Создана математическая мо; взаимодействия ГПЦ и шкивов через упруго-вязкую облицовку. Предаю новый вариант уравнений совместности деформаций ГПЦ и футерован! слоя шкивов, работающего на сдвиг, в виде линейных дифференциаль уравнений первого порядка, с помощью которых получено корректное реше задачи о нагруженности передачи при полном отсутствии проскальзыва гибкой связи относительно шкивов, а также при рождении и разв* проскальзывания до наступления момента пробуксовки. Условие совмести« - в совокупности с уравнениями равновесия нити на поверхности цп образует линейную систему второго порядка, из которой определены ( натяжения, касательные и нормальные усилия. Вид найденных усилий н< экспоненциальный характер. Принципиальное отличие от классичес] решения Эйлера в отсутствии связи между значениями силы натяжения концах дуги упругого контакта с возрастающим касательным усилием на : дуге, по мере убывания нормального давления. Дан анализ развития карт взаимодействия нити и шкива на дуге обхвата в зависимости от моме вызванного внешними силами (например, силой резания). Пока: расположение и развитие во времени зон скольжения и сцепления на о( шкивах. Показано, на каком из шкивов начинается пробуксовка. Доказг что на ведущем шкиве скольжение начинается всегда в точке сбегания нит шкива, а на ведомом шкиве может начинаться как в точке сбегания, так точке набегания, а также одновременно от обеих точек. Доказано, что ) (дуги) зон скольжения на шкивах различны по величине.

9. Разработана теория групповой распиловки древесины гибкими нитями, горая отражает принципиальное отличие процесса пиления гибкой нитью от тения традиционными способами выражающееся в различии скоростей 1жения пропила и надвигания пильного органа. Сформулированы системы шнений взаимодействия ГПЦ со шкивами агрегата, имеющими упругое срытие, и ее движения в зоне пропила. На основе найденных решений дано гсание развития и смены типов взаимодействий цепь - ведущий шкив, фяженного состояния цепи, скорости продвижения пропила в течение всего >цесса пиления в зависимости от тяговых параметров агрегата, ¡актеристик материала и объема распиливаемого объекта. Получены условия [ранения работоспособ-ности агрегата при всех режимах эксплуатации;

10. Процесс валки дерева ГПЦ отличается от традиционных способов шивания растущего дерева тем, что падающее дерево совершает более >жное движение в пространстве, с некоторым вращением и отклонением стической плоскости падения от геометрической. Создана теория падения ева при валке в трехмерном пространстве в результате чего определены мя падения дерева,угол отклонения ствола от направления надвигания, угол щения дерева от действия силы резания ГПЦ.

11. ГПЦ с резцами кольцевой формы целесообразны в качестве пильных анов группораскряжевочных установок, машин для раскряжевки пномерной древесины, широкозахватных валочных машин.

12. Предложены различные модификации резцов для ГПЦ, методика чета основных конструктивных параметров ГПЦ, рекомендованы различные ианты крепления концов несущего элемента ГПЦ.

13. Рациональной схемой системы ГПЦ - шкивы для группораскря-ючных установок является схема с четырьмя шкивами, для зокозахватной валочной машины с тремя шкивами. Не рекомендуется зать деревья с наклоном более пяти градусов в сторону машины. Не омендуется производить валку леса при ветре более 8.5 м/с в горных лесах и ее 11 м/с в равнинной местности.

14. Расчетная производительность широкозахватной валочной машины, ользующей в качестве режущего органа ГПЦ, достигает 700 м.куб./см, что в 8 раз выше производительности ныне действующих лесовалочных машин, четная производительность группораскряжевочной установки использу-ей в качестве режущего органа ГПЦ, достигает 800 м.куб./см, что в 3 - 7 раз 1е производительности существующих группораскряжевочных установок.

15. Расчетная экономическая эффективность составляет не менее 21% от шх затрат, связанных с валкой и поперечной распиловкой.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I..Козинов Г.Л. Развитие теории передач с. гибкой связью и ее приложение к расчету тяговых свойств пильного агрегата с ГПЦ// Монография. — Красноярск.: Краснояр.гос.технологич.академия. 1996. -96 с.

2. Козинов Г.Л. Теория и расчет параметров движения пропила и силовых характеристик процесса раскряжевки пакета хлыстов ГТШ// Монография. -Красноярск.: Краснояр.гос.технологич.академия. 1997. - 56 с. 3..Козинов Г.Л. Технологи и оборудование лесопромышленного производства. Резание древесины гибкими нитями// Учебное пособие. Сибирский гос. технология. Университет. Красноярск.: 1998. - 100 с.

4.Козинов Г.Л. К вопросу о типе режущего органа для распиловки круглых лесоматериалов пачками. - М.: Деп. в ВИНИТИ. 1981. № 9.

5.Козинов Г.Л. Определение оптимальной мощности установок для групповой распиловки круглых лесоматериалов. - М.: Деп. в ВИНИТИ. 1981. № 9.

6.Козинов Г.Л. Экспериментальная установка для исследования процесса поперечной распиловки лесоматериалов гибкими пильными цепями// Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса/ Межвуз. сб. науч.тр. ЛТА.-Л.: 1982.-Вып.11.

7 .А.с.918049.СССР .Режущий орган/ Козинов ГЛ.,Буренин И.Д. Бюл.№13. 1982.

8. Козинов Г.Л. Экспериментальные исследования гибких пильных цепей для беззажимной раскряжевки пачек хлыстов// Тез. докл. краевого межвузовского кафедрального совещания,- Красноярск.: СТИ. 1983.-С. 58-61. *

9.Козинов Г.Л. Гибкие беззажимные пильные цепи для лесной промышленности// Тез. докл. краевой научно-технической конференции. - Красноярск.: СТИ. - 1984.-С.18.

10. Козинов Г.Л, Зависимость подачи на зуб от типа режущего органа// Тез. докл.краевой научно-технической конференции.-Красноярск. :СТИ,-1985.- С.22.

II. Козинов Г.Л., Рябухин П.Б. Раскряжевка хлыстов гибкими пильными цепями с надвиганием режущего органа сбоку// Тез. докл. краевой научно-технической конференции.-Красноярск.:СТИ,- 1985. - С.20-21.

12. Козинов Г.Л. Новое в системе машин ЗНС//С6.СТИ. 1986.-С.58.

13.Козинов Г.Л.Пильные цепи на валке леса//Лесн.пром.-сть.-1990.-№ 5.-С. 20.

14. Козинов Г.Л. Работоспособность гибких пильных цепей в условиях зажима при групповой раскряжевке хлыстов//Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса/ Межвуз.сб.научн.тр.ЛТА.-С.-П.: 1993.-С.11-14.

15. Козинов Г.Л. Определение энергосиловых параметров при резании лесоматериалов гибкими пильными цепями//Лесосечные, лесоскладские работы

г транспорт; леса// Межвуз.сб.научн.тр.ЛТА.-С.-П.:1993.-С.7-11.

6. Козинов Г.Л. Качество перерезаемой поверхности при поперечной 1аспиловке древесины гибкими пильными цепями с резцами кольцевой )ормы// Проблемы химико-лесного комплекса/ Сб. научн. тр. Всесоюзной [аучно-пракгической конференции.-Красноярск.: 1993.-С.11-15.

7. Козинов Г.Л. Определение энергосиловых параметров при резании ес9материзлов гибкими пильными цепями в условиях зажима пильного органа

пропиле// Проблемы химико-лесного комплекса/ Сб. научн. тр. Всесоюзной аучно-практической конференции.-Красноярск.: 1993.-С.27-30.

8. Козинов Г.Л. Широкозахватная валочная машина// Проблемы химико-есного комплекса/ Сб. научн. тр. Всесоюзной научно-практической онференции.-Красноярск.-1993.-С.61 -63.

9. Козинов Г.Л.,Старостин Г.И. Работа гибкой связи на шкивах с упругим окрытием// Проблемы техники и технологии XXI века/ Тез. Докл. науч.-гхнич. конф. с междунар. участием.-Красноярск.:КГТУ.- 1994.-С. 139.

0.Козинов Г.Л.,Старостин Г.И. Теоретическое описание работы агрегата с гиб-ой пильной цепью// Проблемы обеспечения качества изделий в машиностро-4ии/ Первая междунар. науч. технич. конф.-Красноярск.: КГТУ.-1994.-С.156.

1. Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Передача усилия гибкой связью без роскальзывания на футерованных шкивах. Красноярск.:КГТУ.1995.-4с.-Деп.в ИНИТИ 23.06.95, № 1856.

I. Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Оценка корректности расчетных схем в ^временной теории передач гибкой связью. Красноярск.КГТУ.1995.-4с.-Деп.в ИНИТИ 23.06.95, № 1857.

5. Козинов Г.Л. В защиту теории резания А.Л. Бершадского// Межвуз.сб. 1учн.тр.- Красноярск.: КГТА.- 1995.- С. 183-187.

1. Козинов Г.Л. Работоспособность гибких пильных цепей с резцами >льцевой формы по емкости межзубовых впадин// Межвузхб.научн.тр.КГТА.-расноярск.: 1995.- С.188-189

>.КозиновГ.Л.Определение энергосиловых параметров при резании древесины [бкими цепями// Межвуз.сб.научн.тр.КГТА.- Красноярск.: 1995,- С.237- 246. >. Козинов Г.Л. Определение функций координаты пропила при раскряжевке и лке// Межвуз.сб.научн.тр.КГТА.- Красноярск.: 1995.- С.247-252. '.Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Возникновение скольжения на футерованных кивах в передаче с гибкой связью// Изв. Вузов/ Проблемы машиностроения и [дежности машин.М.:1997.- № 3.- С. 27-31.

I. Козинов Г.Л. Валка леса гибкими пильными цепями// Межвуз.сб.научн.тр. 46ГТУ/ Лесоэксплуатация-Красноярск.: 1998.-C.il.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 064.06 или прислать ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с завереннь подписями по адресу: 394613, Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронеже государственная лесотехническая академия.

Козинов Георгий Леонидович

. БЕЗЗАЖИМНАЯ РАСПИЛОВКА ДРЕВЕСИНЫ ГИБКИМИ НИТЯМИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 12.05.99. Сдано в производство 15.05.99. Формат 60x84 1/16. Усл.печ.2,0. Уч.-изд.л.2,0. Тираж 100 экз. Изд. № 65. Заказ605 Лицензия, ЛР № 020346.20.01.1997г. Редакционно издательский отдел СибГТУ 660049, г.Красноярск, пр.Мира, 82, тип. СибГТУ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ РАБОТ ПО БЕЗЗАЖИМНОЙ РАСПИЛОВКЕ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ проведенных исследований по вопросам беззажимной распиловки круглых лесоматериалов.

1.1.1. Валка леса.

1.1.2. Поштучная раскряжевка и разделка круглого леса.

1.1.3. Распиловка леса на триммерных и слешерных установках.

1.1.4. Распиловка пакетов хлыСтов и долготья.

1.1.5. Перспективные виды бесстружечного деления древесины.

1.2. Обзор проведенных исследований по вопросам создания и использования в лесной отрасли режущих инструментов с кольцевой режущей кромкой.

1.2.1. Из истории применения ГПЦ.

1.2.2. Анализ работ по применению режущих органов с кольцевой режущей кромкой.

1.3. Обзор работ по резанию древесины.

1.3.1. Различие и сходство теорий резания древесины.

1.3.2. Влияние факторов на процесс резания древесины.

1.3.3. Влияние подачи на резец.

1.3.4. Форма и угловые параметры резцов.

1.3.5. Ширина пропила, длина пропила.

1.3.6. Шаг постановки зубьев.

1.3.7. Затупление резца.

1.3.8. Скорость резания и надвигания.

1.3.9. Влажность распиливаемого материала.

1.3.10. Порода древесины.

1.3.11. Угол перерезания волокон древесины.

1.3.12. Физико-механические свойства резца и древесины.

1.4. Обзор по теории передач с гибкой связью.

1.4.1. История вопроса.

1.4.2. Оценка корректности расчетных схем в современной теории передач с гибкой связью.

1.5. Выводы, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ПРИ

ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ ГПЦ.

2.1. Виды резания.

2.2. Геометрические параметры ГПЦ.

2.3. Определение энергосиловых параметров при резании древесины гибкими пильными цепями.

2.3.1. Удельное сопротивление резанию.

2.3.2. Расчет площади стружки при работе ГПЦ.

2.3.3. Длина дна пропила.

2.3.4. Шаг резцов.

2.3.5. Определение функций координаты пропила.

2.3.5.1 Определение центра тяжести недопила.

2.3.5.2. Определение центра тяжести пропила.

2.3.5.3. Момент изгиба недопила при раскряжевке хлыста.

2.3.5.4. Момент изгиба недопила при валке.

2.3.5.5. Момент инерции поперечного сечения недопила.

2.3.6. Усилие и мощность резания.

2.4. Работоспособность ГПЦ с резцами кольцевой формы по емкости межзубовых впадин.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ И

Одной из важнейших и трудоемких операций лесозаготовительной промышленности является поперечная распиловка круглых лесоматериалов, производимая чаще всего в момент валки деревьев и раскряжевки хлыстов на сортименты. Известно, что валка леса занимает до 30% трудозатрат от всех операций, производимых в лесу, а раскряжевка хлыстов до 35% трудозатрат нижнего склада.

В нашей стране и за рубежом накоплен большой научный и практический опыт по валке и раскряжевке круглого леса. Сюда можно отнести работы, выполненные А.П. Полищуком, Г.К. Виногоровым, K.M. Воронициным, В.Г. Ко-чегаровым, С.Ф. Орловым, Г.К. Ступневым, В.Н. Меньшиковым, Ю.В. Шелгу-новым, З.С. Цофиным, Г.К. Вильке, Д.К. Воеводой, Б.Г. Залегаллером, П.В. Ласточкиным, Ф.Е. Захаренковым, B.C. Петровским, Г.М. Васильевым, А.К. Редькиным, С.И. Рахмановым и другими.

Благодаря их вкладу в развитие лесной отрасли, в лесу успешно работают бензиномоторные пилы, валочные и валочно-пакетирующие машины, а на нижних складах - установки для поштучной раскряжевки хлыстов, а также триммерные, слешерные и группораскряжевочные агрегаты. Режущим инструментом вышеперечисленных машин и механизмов являются пильные цепи и круглые пилы.

Цепные режущие устройства нашли наибольшее применение в качестве режущих устройств машин для валки леса. Режущими органами такого типа заготавливается до 95 % древесины. Такое широкое применение их в лесу обусловлено сравнительно небольшими размерами, простотой конструкции, возможностью перерезать дерево большого диаметра, малым числом обслуживающего персонала, легкостью заточки, небольшой стоимостью.

Несмотря на их практические достоинства, возникла необходимость в совершенстве, вызванная существенным недостатком - пильные цепи и круглые пилы зажимаются в пропиле, что ведет к потере 10-12% производительности. Решить эту проблему пытаются двумя путями.

Первый сводится к внедрению дополнительных и дорогостоящих устройств и приспособлений, уменьшающих зажим пильного органа в пропиле. Это - гидроклин; гидродомкрат; валочный рычаг; манипулятор в роли подъемника спиливаемого дерева; уменьшенная ширина пильной шины, или отсутствие ее; покрытие поверхности пил антифрикционными материалами и другие. Практика показала, ни один из них в полной мере не решил проблему безза-жимности. Кроме того, предварительный натяг дерева манипулятором вверх приводил к деформации ствола, отщепам, вырыванию его с корневой системой, поломке манипулятора. Валочные приспособления деформируют нижнюю, наиболее ценную часть ствола, в которой возникают микротрещины значительной длины. Для избежания этих явлений оператор валочной машины вынужден оставлять большие пни, в которых теряется до 10% деловой древесины. Многие ученые отмечают низкую производительность существующих пильных цепей, трудоемкость их изготовления, восприимчивость к ударным нагрузкам.

Второй путь, приверженцем которого является и автор данной работы, заключается в теоретической и конструкторской разработке нового - беззажимного режущего органа механического типа, самообеспечивающего своей конструкцией распиливание дерева без зажима.

Целью диссертации являются: разработка научных основ создания нового типа механического режущего органа, названного нами гибкой пильной цепью (ГПЦ), и его рационального использования для валки и раскряжевки в лесной отрасли; доказательство работоспособности ГПЦ в условиях валки, раскряжевки; разработка методики расчета и проектирования основных параметров ГПЦ для беззажимной валки и раскряжевки; повышение производительности и степени технического совершенства режущих органов валочных машин и пильных аппаратов раскряжевочных и группораскряжевочных агрегатов, основанных на методе резания древесины поперек волокон; максимальное снижение усилий, возникающих при взаимодействии режущих элементов с древесиной; улучшение надежности, долговечности и ремонтопригодности режущего органа и его привода; снижение, а по возможности полное устранение зажима пильного органа в пропиле; осуществление валки леса заподлицо с землей.

Достижение этих целей связано с разработкой комплекса математических моделей и расчетных методов, лежащих в основе методологии технико-экономического анализа процесса валки, раскряжевки на всех стадиях его развития и применения, позволяющего выявить и реализовать значительные резервы повышения эффективности работы валочных машин и раскряжевочных механизмов с точки зрения энергосбережения, улучшения условий труда и экологии, а также увеличения производительности, технических, эксплуатационных и экономических показателей.

Новизна работы состоит в следующем:

- разработана принципиально новая конструкция гибкой пильной цепи (ГПЦ), представляющая собой канат или иной гибкий орган с закрепленными на нем в строго геометрическом порядке резцами, чаще всего кольцевого типа, отличающаяся беззажимностью, обеспеченной тем, что она не имеет пассивных частей, выходящих за пределы кольцевой режущей кромки, при резании древесины, высокими скоростями резания и подачи, обеспеченными отсутствием пильной шины и следовательно трения ГПЦ об нее, и значительно более высокими подачами на резец чем у пильных цепей и круглых пил, отсутствием дополнительных приспособлений, предназначенных для снижения зажимов типа гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, манипулятор и позволяющая повысить производительность труда на 19-21% за счет ликвидации зажима и уменьшения высоты оставляемых пней, рекомендуемая к применению в широкозахватных валочных машинах способных работать в холмистой местности и на переувлажненных грунтах, а также группораскряжевочных агрегатах;

- получила дальнейшее развитие теория резания древесины на основе разработанной математической модели беззажимной распиловки древесины гибкими нитями, при этом выявлены наиболее рациональные параметры ГПЦ, критерий работоспособности кольцевого зуба ГПЦ по емкости межзубовых впадин опилками, качественные и энергосиловые показатели пиления;

- создана математическая модель механизма взаимодействия ГПЦ и шкивов через упругую облицовку в основе которой новый вариант уравнений совместности деформаций ГПЦ и футерованного слоя шкивов, работающего на сдвиг, в виде линейных дифференциальных уравнений первого порядка, с помощью которых получено корректное решение задачи о нагруженности передачи при полном отсутствии проскальзывания гибкой связи относительно шкивов, а также при возникновении и развитии проскальзывания до наступления момента пробуксовки. Принципиально новым является тот факт, что на ведущем шкиве скольжение наступает только в точке сбегания, а на ведомом -в точке сбегания, набегания или одновременно на обоих концах дуги обхвата, а дуги скольжения на различных шкивах не равны по величине и касательное усилие в точке набегания нити на обрезиненный шкив не может равняться нулю, как это заложено в ведущих учебниках по теории передач гибкой связью. Предложенная модель позволила найти все силы и напряжения, действующие в системе ГПЦ - шкивы, а также характер образования и развития зон скольжения и сцепления на каждом шкиве;

- разработана теория групповой распиловки древесины гибкими нитями, которая отражает принципиальное отличие процесса пиления гибкой нитью от пиления традиционными способами выражающееся в различии скоростей движения пропила и надвигания пильного органа. Сформулированы системы уравнений взаимодействия ГПЦ со шкивами агрегата, имеющими упругое покрытие, и ее движения в зоне пропила. На основе найденных решений дано описание развития и смены типов взаимодействий "ГПЦ - ведущий шкив", напряженного состояния цепи, скорости продвижения пропила в течение всего процесса пиления в зависимости от тяговых параметров агрегата, характеристик материала и объема распиливаемого объекта. Получены условия сохранения работоспособности агрегата при всех режимах эксплуатации. Созданы алгоритмы управления процессом резания при постоянных скорости надвигания, мощности и силе надвигания;

- создана теория падения дерева при валке в трехмерном пространстве в результате чего определены время падения дерева, угол отклонения фактической плоскости падения от геометрической, угол вращения дерева от действия силы резания ГПЦ;

- предложены различные модификации резцов для ГПЦ и способы их заточки, методика расчета основных конструктивных и силовых параметров ГПЦ, рекомендованы различные варианты крепления резцов на ГПЦ и концов несущего элемента гибкой пильной цепи, рассмотрены варианты монтажа ГПЦ на широкозахватных валочных машинах и группораскряжевочных агрегатах.

Практическая ценность работы. В методическом плане разработанные теоретические положения, предложенные методы, алгоритмы и программы расчета предназначены для решения многочисленных вопросов, связанных с анализом вновь разрабатываемых конструкций валочных машин, раскряжевочных и группораскряжевочных машин и механизмов, обоснование основных параметров ГПЦ и выбора рациональных режимов его работы в процессе эксплуатации, что будет способствовать повышению общего уровня проектно-конструкторских работ. Предложенные методы и расчеты делают более быстрым и надежным поиск вариантов улучшения экономических и технико -эксплуатационных характеристик валочных и раскряжевочных машин, повышения уровня их использования на валке и раскряжевке древесины.

Разработанные в диссертации расчетные методы и алгоритмы нужны для решения научно-технических задач в ведущих лесных учебных заведениях, конструкторскйх бюро и отраслевых НИИ, а также в областях промышленности использующих передачи гибкой связью.

Создание экспериментальных образцов ГПЦ, разработанных и испытанных под руководством и при участии автора, открывает реальную перспективу освоения в кратчайшие сроки серийного производства валочных и раскряжевочных машин, снабженных ГПЦ, внедрение которых будет означать переход на качественно новый уровень развития лесозаготовок и работ на нижних складах лесных предприятий, обеспечивающий значительное увеличение производительности труда, улучшение технико-экономических, экологических и ресурсосберегающих качеств.

По результатам диссертационного исследования на защиту выносятся следующие положения:

- валка леса ГПЦ с резцами кольцевой формы возможна без дополнительных и дорогостоящих приспособлений типа - гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, манипулятор и может быть эффективна при соблюдении рациональных параметров ГПЦ; предложенная конструкция пригодна также для группораскряжевочных агрегатов;

- в качестве привода ГПЦ рекомендуется применять обрезиненные шкивы, которые просты в изготовлении, дешевы, способны передавать большие окружные усилия, бесшумны, уменьшают воздействие динамических эффектов при пилении;

- ГПЦ с резцами кольцевой формы беззажимна, что повысит производительность труда на 12% и позволит срезать дерево заподлицо с землей увеличивая выход деловой древесины на 10%. Последнее обстоятельство позволит улучшить экологические и ресурсосберегающие качества;

- ГПЦ работают без направляющей шины, что удешевляет конструкцию пильного механизма в целом и избавляет от вредного воздействия трения цепи о шину, вследствие чего уменьшается износ ГПЦ и увеличивается скорость резания до 50 м/с;

- для ГПЦ практически нет ограничений по заполнению межзубных впадин стружками, что позволяет распилить бревно любого диаметра со скоростями подачи до 1 м/с;

- методики расчета: беззажимного резания древесины ГПЦ; привода передач с гибкой связью; взаимодействия ГПЦ и шкивов; определения и развития во времени зон скольжения и сцепления на каждом из шкивов позволяющие определить тяговые возможности передачи; времени падения и угла отклонения дерева при валке ГПЦ; развития и смены типов взаимодействия системы ГПЦ - шкивы, напряженного состояния цепи, скорости продвижения пропила в течениие всего процесса пиления в зависимости от тяговых параметров агрегата, характеристик материала и объема распиливаемого объекта.

В результате теоретических и ранее проведенных экспериментальных исследований предложены выводы и рекомендации по практическому при мене-нию ГПЦ для валочных машин и группораскряжевочных установок.

Приведенные экономические расчеты подтверждают целесообразность разработки и внедрения ГПЦ для валочных машин и группораскряжевочных агрегатов.

выводы

1. Из всех механических режущих устройств ни один в полной мере не удовлетворяет условиям беззажимности при пилении. Потери производительности от зажимов пил в пропиле составляют до 12% при перерезании древесины круглыми и цепными пилами. Решение проблемы беззажимности при помощи дополнительных приспособлений типа гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, манипулятор не привело к желаемому результату. Сравнительная оценка различных режущих органов для поперечной распиловки круглых лесоматериалов по конструктивным, технологическим и эксплуатационным показателям выявила, что наилучший оценочный показатель имеют гибкие пильные цепи (ГПЦ). Разработана ГПЦ представляющая собой гибкую нить, с закрепленными на ней в определенном порядке чашечными или втулочными кольцевыми резцами.

2. ГПЦ беззажимна. Это свойство обеспечено тем, что она не имеет пассивных частей, выходящих за пределы кольцевой режущей кромки. Теоретические и ранее проведенные экспериментальные исследования показали, что энергозатраты при сближении стенок пропила возрастают не более чем на 4% от мощности потребляемой при перерезании одиночного ствола и не более чем на 20% при перерезании пакета круглых стволов. Вследствие беззажимности на валочных машинах нет необходимости устанавливать дополнительные и дорогостоящие приспособления, предназначенные для снижения зажимов (гидроклин, гидродомкрат, валочный рычаг, манипулятор), а на раскряжевочных и группораскряжевочных агрегатах, устанавливать пильные шины. Работа ГПЦ без пильной шины удешевляет конструкцию пильного механизма. Вследствие отсутствия трения пильной цепи о шину, возрастает скорость резания до 30 - 50 м/с, что ведет к росту производительнрсти труда, улучшается качество распиливаемой поверхности, уменьшается износ резцов.

3. Вследствие концентричности, резцы ГПЦ прочнее всех известных резцов механических пил. Более высокая прочность кольцевых резцов позволяет применять для них меньшие углы заточки резца: для ПЦУ-ЗОБ -50° , ГПЦ - 35° , что ведет к снижению энергозатрат, и, хотя длина контакта режущей кромки с древесиной у кольцевых резцов больше в 1,5 раза, а также больше упругое восстановление волокон древесины в 2 раза, общие энергозатраты для кольцевых резцов ниже чем для Г - образных и пластинчатых резцов из-за уменьшенного угла заточки резца, значительно значительно более высоких величины подачи на резец и скорости резания, большего шага резцов. Лезвие любого резца быстрее изнашивается при срезании тонкой стружки, поскольку резцы ГПЦ срезают значительно большую по толщине стружку, чем пильные цепи, они долговечнее последних.

4. Гипотетические суждения И.А. Тиме, П.А. Афанасьева, М.А.Дешевого о распределении давления по передней грани резца противоречивы и не подтверждены экспериментально. Эпюры давления С.А. Воскресенского получены на основе логических рассуждений. В формулы по определению усилия на лезвие резца входит величина нормального давления, численное значение которого не определено для реальных условий резания, поэтому пользоваться формулами С.А.Воскресенского затруднительно. А.Л.Бершадский отказался от гипотетического представления о форме эпюры. Свою теорию резания он разрабатывал на основании многолетних наблюдений за поведением усилия в зависимости от подачи на резец. Заметив, что зависимость Рр=£(и2) носит слабо выраженный криволинейный характер, он предложил аппроксимировать эту кривую двумя прямыми, отличающимися друг от друга угловыми коэффициентами: первая прямая при 112<0,1 мм, вторая при и2 >0,1 мм. В соответствии с этой теорией определены основные кинематические соотношения при пилении древесины ГПЦ - скорость резания, скорость надвигания, подача на зуб максимальная и оптимальная, шаг резцов, геометрические параметры резцов. Замеченные на поверхности пропила мшистость и ворсистость обьясняются эффектом подмятая волокон древесины лезвием кольцевого резца, формирующего стенки пропила и имеющего радиус больше подачи на зуб. Доказано, что биение ГПЦ больше в плоскости, перпендикулярной направлению резания, чем в плоскости, параллельной стенкам пропила. Объясняется это наличием у грибовидных резцов ГПЦ ограничителя округлой формы, диаметр которого меньше диаметра резца на величину 21]2, этот ограничитель не дает резцу колебаться в плоскости резания.

5. Реальная скорость надвигания пильных цепей не более 0,1м/с, в то время как скорость надвигания ГПЦ достигает 1,0 м/с. Такое преимущество позволяет применять ГПЦ на широкозахватных валочных машинах.

6. ГПЦ имеет шесть степеней свободы, поэтому легко вводится и выводится из пропила, деформируемого под действием внешних сил, это обстоятельство наряду с беззажимностью ГПЦ позволяет валочной машине спиливать деревья заподлицо с землей увеличивая выход деловой древесины на 10% и улучшить экологические и ресурсосберегающие качества.

7. В качестве привода ГПЦ рекомендуется применять шкивы, облицованные резиновой футеровкой, которые по сравнению с металлическими звездочками, применяемыми для привода пильных цепей, имеют определенные преимущества:

- шкивы более просты в изготовлении;

- значительно дешевле металлических звездочек;

- ГПЦ в контакте с резиной работает плавно, безударно, бесшумно; шкив с резиновой футеровкой увеличивает срок службы ГПЦ, причем буксование ГПЦ на резиновых шкивах происходит без ущерба футеровки;

- достаточно большой коэффициент сцепления ГПЦ с резиновой футеровкой шкива позволяет развивать значительные окружные усилия, то есть тяговая способность ГПЦ и ведущего шкива высока;

- резиновая футеровка работает как амортизатор, поэтому отпадает необходимость в применении специальных амортизирующих устройств;

- система ГПЦ - шкивы хорошо работает при колебательных нагрузках.

8. Расчет тяговых характеристик пильного агрегата с ГПЦ приводит к задаче о передаче усилий гибкой связью. Создана математическая модель взаимодействия ГПЦ и шкивов через упруго-вязкую облицовку. Предложен новый вариант уравнений совместности деформаций ГПЦ и футерованного слоя шкивов, работающих на сдвиг, в виде линейного дифференциального уравнения первого порядка, с помощью которых получено корректное решение задачи о нагруженности передачи при полном отсутствии проскальзывании гибкой связи относительно шкивов, а также при рождении и развитии проскальзывания до наступления момента пробуксовки. Условие совместности - в совокупности с уравнениями равновесия нити на поверхности шкива образует линейную систему второго порядка, из которой определены сила натяжения, касательные и нормальные усилия. Вид найденных усилий носит экспоненциальный характер. Принципиальное отличие от классического решения Эйлера в отсутствии связи между значениями силы натяжения на концах дуги упругого контакта с возрастающим касательным усилием на этой дуге, по мере убывания нормального давления. Дан анализ развития картины взаимодействия нити и шкива на дуге обхвата в зависимости от момента, вызванного внешними силами (например, силой резания). Показано расположение и развитие во времени зон скольжения и сцепления на обоих шкивах. Показано, на каком из шкивов начинается пробуксовка. Доказано, что на ведущем шкиве скольжение начинается всегда в точке сбегания нити со шкива, а на ведомом шкиве может начинаться как в точке сбегания, так и в точке набегания, а также одновременно от обеих точек. Доказано, что углы (дуги) зон скольжения на шкивах различны по величине.

9. Разработана теория групповой распиловки древесины гибкими нитями, которая отражает принципиальное отличие процесса пиления гибкой нитью от пиления традиционными способами выражающееся в различии скоростей движения пропила и надвигания пильного органа. Сформулированы системы уравнений взаимодействия ГПЦ со шкивами агрегата, имеющими упругое покрытие, и ее движения в зоне пропила. На основе найденных решений дано описание развития и смены типов взаимодействий цепь - ведущий шкив, напряженного состояния цепи, скорости продвижения пропила в течение всего процесса пиления в зависимости от тяговых параметров агрегата, характеристик материала и объема распиливаемого объекта. Получены условия сохранения работоспособ-ности агрегата при всех режимах эксплуатации;

10. Процесс валки дерева ГПЦ отличается от традиционных способов спиливания растущего дерева тем, что падающее дерево совершает более сложное движение в пространстве, с некоторым вращением и отклонением фактической плоскости падения от геометрической. Создана теория падения дерева при валке в трехмерном пространстве в результате чего определены время падения дерева, угол отклонения ствола от направления надвигания, угол вращения дерева от действия силы резания ГПЦ.

-29211. ГПЦ с резцами кольцевой формы целесообразны в качестве пильных органов группораскряжевочных установок, машин для раскряжевки крупномерной древесины, широкозахватных валочных машин.

12. Предложены различные модификации резцов для ГПЦ, методика расчета основных конструктивных параметров ГПЦ, рекомендованы различные варианты крепления концов несущего элемента ГПЦ.

13. Рациональной схемой системы ГПЦ - шкивы для группораскряжевочных установок является схема с четырьмя шкивами, для широкозахватной валочной машины с тремя шкивами. Не рекомендуется срезать деревья с наклоном более пяти градусов в сторону машины. Не рекомендуется производить валку леса при ветре более 8.5 м/с в горных лесах и более 11 м/с в равнинной местности.

14. Расчетная производительность широкозахватной валочной машины, использующей в качестве режущего органа ГПЦ, достигает 700 м.куб./см, что в 4-8 раз выше производительности ныне действующих лесовалочных машин. Расчетная производительность группораскряжевочной установки использующей в качестве режущего органа ГПЦ, достигает 800 м.куб./см, что в 3 - 7 раз выше производительности существующих группораскряжевочных установок.

15. Расчетная экономическая эффективность составляет не менее 21% от общих затрат, связанных с валкой и поперечной распиловкой.

1. Буренин И.Д. К вопросу о типах, конструкциях и применении тросовых пил для лесной промышленности// Сборник материалов к юбилейной конференции по итогам научно-исследовательских работ СТИ. Красноярск.: СТИ. 1967. - с. 64-68.

2. СтупневГ.К. Пути совершенствования лесозаготовительного процесса. М.: Лесная промышленность. 1971. 197 с.

3. Американская техника и промышленность//Сборник рекламных материалов. Выпуск V. М.: Внешторгреклама. 1979. 228 с.

4. Неверов Ю.Н. Исследования процесса срезания деревьев дисковой фрезой при непрерывном движении машины. .Дис. . канд.техн.наук. М.: ЦНИИМЭ. 1988. 200 с.

5. Полшцук А.П Валка леса. М.: Лесная промышленность. 1972.- 175 с.

6. A.c. 243812 СССР. Тросовая пила по дереву/ И.Д. Буренин (СССР).-Опубл. 14.05.69. Бюл. № 13.-2 с.2 п.ил.

7. Буренин И.Д. Результаты экспериментального исследования процесса резания древесины специальными резцами// Труды СТИ/ Материалы конференции по аттестации научно исследовательских работ.-Красноярск.: СТИ. 1970. - с.32-36.

8. Буренин И.Д. К вопросу о сохранении работоспособности пильного органа в условиях зажима при машинном спиливании деревьев// Сборник научно-исследовательских работ/ Лесозаготовки и лесотранспорт.-Красноярск.: СТИ. 1972. с. 49-65.

9. А.с.292764 СССР. Режущая цепь/ B.C. Муратов(СССР).- 1969.Бюл.№ 15.

10. Муратов B.C. Исследование и разработка срезающих устройств машин для валки деревьев. Дис.канд.техн.наук.- М.: ЦНИИМЭ.-1969. 213 с.

11. М.Люманов P.A., Муратов B.C. Определение сил резания действующих при спиливании дерева//Труды ЦНИИМЭ.№60.Химки, Моск.обл.:1955.- с.56-57.

12. Буренин И.Д. Экспериментальная установка для исследования процесса пиления древесины резцами нанизанными на несущую гибкую цепь// Труды СТИ.- Красноярск.: 1967.- с. 64-67.

13. A.c. 918049. СССР. Режущий орган/ КозиновГ.Л. Буренин И.Д. 1981. Бюл. № 13.

14. Успенский В.А. Пильные цепи на лесозаготовках. М.: Лесная промышленность, 1967, 75с.

15. Pat. 2.648358. USA. Machine for clearing under ground from land/ Lower F.A.-1953.

16. Pat. 2.696228. USA. Cutting cable for power saws/ Brown R.G. 1954.

17. Ягудин B.H. Исследование некоторых параметров корончатых резцов// Труды ЦНИИМЭ. Т.96. Химки, Моск.обл.: 1969.

18. ОсыкаГ.Д. Некоторые вопросы кинематики и динамики пильных цепей ПЦ-15//Труды ЦНИИМЭ. ВыпХ. Химки, Моск.обл: 1958.

19. Кусакин Н.Ф. Исследования скола деревьев при срезании и повале их без подпила валочными машинами (типа ВТМ-4). Автореферат дис. . канд. техн.наук. М.:МИКОИ. 1972.- 19 с.

20. Федяев Л.Г. Исследование механизированного пропила и повала деревьев. Дис. . канд.техн.наук. Л.:ЛТА.1958. -.219 с.

21. Савицкий Ю.Г. К вопросу исследований устойчивости деревьев при валке// Труды ЦНИИМЭ. Вып. 28. Химки. Моск.обл.: 1961.- с.59-33.

22. Виногоров Г.К., Гугелев С.М., Закревский П.Б., Горбачев H.H. Основные принципы валки деревьев напроход// Труды ЦНИИМЭ. Т.96. Химки, Моск.обл.: 1969.

23. Фурин А. И. Исследование процесса направленного сталкивания деревьев ударно-импульсным способом при срезании их напроход. Автореферат дис. канд.техн.наук. JL: JITA. 1978. 19 с.

24. Козинов Г.Л. Гибкие пильные цепи//Лесная промышленность:М.:1990.-с.21.

25. Козинов Г. Л. Широкозахватная вал очная машина// Сборник научных трудов СТИ. Красноярск.: 1993. с. 61-68.

26. Шнитин O.A., Захаров В.В. О динамике лесосечной машины при срезании дерева напроход// Труды ЦНИИМЭ. Химки, Моск.обл.: 1984. с.80.

27. Гугелев С.М., Закревский П.Б. Определение усилий срезания деревьев напроход V-образным ножом// Труды ЦНИИМЭ. Химки, Моск.обл.: 1984.- с.84.

28. Бай А.Д. К вопросу о валке леса одним вальщиком без помощника и о направленном повале деревьев в крупномерных древостоях// Труды ВНИПИЛесдрев. Вып.7. М.: Гослесбумиздат. 1963.

29. Горшков В.И. К вопросу направленного повала крупномерных деревьев// Труды ВНИПИЛесдрев. Вып. 10. М.: Лесная промышленность. 1964.

30. Гумен B.C., ПолищукА.П. К вопросу исследования сопротивления недопиленной части ствола при направленной валке деревьев// Труды ЦНИИМЭ.№ 85. Химки, Моск.обл.: 1967.

31. Дебердяев А. А. Определение угловой скорости свободно падающего дерева//Изв.вузов/ Лесной журнал. №1. Архангельск.: 1967.

32. Ермольев В.П. Анализ явления расщепа комлевой части деревьев при повале// Изв.вузов/ Лесной журнал. №6. Архангельск.: 1966.

33. Закревский П. Б. Некоторые способы управления падением дерева при срезании напроход// Труды ЦНИИМЭ. Т.96. Химки, Моск.обл.: 1969.

34. Помогаев С.А. К вопросу управляемого повала деревьев// Научные труды ЛТА. № 125. Л.: 1979.

35. Савицкий Ю.Г. К вопросу исследования устойчивости деревьев при валке леса// Труды ЦНИИМЭ.Т.28. Химки, Моск.обл.:1961.

36. Таубер Б. А. Токовищева 3. И. Некоторые вопросы теории валочных устройств со свободным падением деревьев//Сборник работ МЛТИ. Вып.20. М.:1969.

37. Акубардия И. Д. Исследование и разработка технологии направленной валки крупномерных деревьев в горных условиях. Автореферат дис. . канд. техн.наук. М.:1983.- 20с.

38. Матвейко А.П. Технология и машины лесосечных и лесовосстановительных работ. Минск. :Вышейшая школа. 1975. 519 с.

39. Виногоров Г.К. Лесосечные работы М.: Лесная промышленность. 1972.

40. Каневский М. В. и др. Вопросы механизации лесозаготовок в Канаде. ЦНИИТЭИлеспром, М.: 1968.

41. Орлов С.Ф., Кочегоров В.Г. Лесосечные работы без ручного труда. М.: Лесная промышленность. 1973.

42. Тамаркин М. Л. Развитие лесозаготовок за рубежом. ВНИПИЭИЛеспром. М.-.1970.

43. Тимофеев Н.В.,Татаринов В.П.Горбачевский В.А. Лесная промышленность Швеции. М.:1970.

44. Якунин А. Г., Панфилов П. П. Организация лесозаготовок в Финляндии. М.:1971.

45. Щелгунов Ю. В., Кутуков Г. М., Ильин Г. П. Машины и оборудование лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства. М.: Лесная промышленность. 1982. 519 с.

46. Ширнин Ю. А. Моделирование процессов заготовки сортированных деревьев и хлыстов. Красноярск.: КГУ. 1992. 204 с.

47. Дмитриев JI.H., Рудаков С.В., Матюшкин Ю.А. Цепные режущие устройства лесозаготовительных машин. М.: Лесная промышленность. 1982. 136 с.

48. Куосман В.В., Беловзоров Л.Н., Ануфриенко К.А. Исследование процессов пиления древесины цепными режущими аппаратами моторных пил// Труды ЦНИИМЭ. Вып.49. Химки, Моск.обл.:1964. с.3-39.

49. Патент . № 4240203. .США. Johanson Robert М. Гибкая пила. 1978.

50. Патент № 4258673. .США. Fiuqeredo Fernando, Valdes Guillermo, Framil Armfndo. Пильный аппарате гибким режущим органом. 1979.

51. Патент. № 2495535. Франция. Устройство для резки камня. 1982.

52. Патент. № 2553706. Франция. Пильная цепь для распиловки камня. 1982.

53. Патент. № 093225918. ФРГ. Режущая цепь для камнерезной машины. 1984.

54. Патент. № 33320501. ФРГ. Цепная пила для камня и бетона.1984.

55. А.с. № 916336. СССР. Канатная пила. Берберян З.А. 1981.

56. А.с. .№ 933463. СССР. Режущий орган. Бадеря И.С. 1982.

57. А.с. № 1057298. СССР. Канатная пила. Пусисян К.Г., Акопян Р.В.1983.

58. А.с. № 1131665. СССР. Канатная пила. Егиян С.С., Акопян Р.В.1984.

59. А.с. № 1168419.СССР. Алмазно-канатная пила. Акопян Р.В.1984.

60. А.с. № 1168428. СССР. Алмазно-канатная пила. Егиян С.С. 1984.

61. А.с. № 1178611. СССР. Канатная пила. Тер-Азарьев И.А. 1985.

62. Абрамсон Н. Б. Канатная пила МЗС-8 // Строительное и дорожное машиностроение. № 9. М.:1959.

63. Акопов А.А. Экспериментальные исследования механической обработки туфа резанием. .Дис.канд.техн.наук. М.: МИСИ. 1951.-225с.

64. Лейкин М.Г., Гальперин М.И. Механика работы резцов при резании горных пород// Изд. .ВНИИСТГлавгаза СССР. М.: 1961.- с.53.

65. Гальперин М.И., Абезгаус В.Л. Машины для резания камня. М,: 1964.

66. Тиме И.А. Сопротивление материалов и дерева резанию. С-П.: 1870.-125с.

67. Афанасьев П.А. Курс механической технологии дерева. С-П.:1870.

68. Дешевой М.А. Критика статей Бершадского А.Л.// Лесопромышленое дело. №6,10. 1932 №6. 1933.

69. Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Изд-во Кубуч. 1934.

70. Дешевой М. А. Эмпирическая теория резания древесины// Юбилейный сборник АЛТИ. Архангельск. 1940.

71. Золаторев А.Е. Испытания дерева на усилия резания. Отчет НИС.ЛТА.1932.

72. Воскресенский С.А. Метод расчета мощности расчета строгания древесины и усилия подачи. Изд. ВНИТОлес. ЦНИИМОД.1939.

73. Воскресенский С.А. Резание древесины. Гослесбумиздат. 1955.

74. Воскресенский С. А. Теория и расчеты процессов резание древесины. Дис.докт.техн.наук. 1957.

75. Ивановский Е.Г. Резание древесины. М.: Лесная промышленность. 1975.

76. Ивановский Е.Г., Василевская П.В., Лаутнер Э.М. Фрезерование и пиление древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность.1971.-94с.

77. Зворыкин К. А., Работа и усиление, необходимые для отделения металлических стружек. М.:1893.

78. Брике A.A. Механическая технология. 1896.

79. Бершадский А.Л. Теория резания// Лесопромышленное дело. № 1,2,9. 1932.

80. Бершадский А.Л. Резание как технологический процесс// Сборник трудов АЛТИ№1. Архангельск.: 1934.

81. Бершадский А.Л. Процесс строгания в изложении проф. Дешевого М.А.// Механическая обработка дерева. №11. 1934.- с.70-75.

82. Бершадский А. Л., Орлов Д. М. Рабочая книга по деревообработке. Гостехиздат, 1935.

83. Бершадский А. Л. Расчет оптимальных режимов работы деревообрабатывающих станков. Гослестехиздат.1944.

84. Бершадский А. Л. Основные вопросы наивыгоднейшего продольного пиления древесины. Дис. . докт.техн.наук. 1951.

85. Бершадский А. Л. Влияние скорости резания на удельную работу при стружкообразовании//Деревообрабатывающая промышленность.^« 7.1955.

86. Бершадский А.Л. Резание древесины. Гослесбумиздат, 1956.

87. Бершадский А. Л. Справочник по расчету режимов резания древесины. Гослембумиздат, 1962.

88. Бершадский А. Л. Расчет режимов резания древесины. Лесная промышленность, 1967.

89. Бершадский А.Л., ЦветковаН.И. Резание древесины. Минск.: Высшая школа, 1975,-303 с.

90. Каюкова М.В., Конюхов Д.Н. Исследования круглых пил и процесс резания ими//Механическая обработка дерева. 1934, № 11. 1935, №1.

91. Лапин П. И. Основы скоростного пиления на станках с круглыми пилами. Книжное издательство. Архангельск. 1955.

92. Якунин Н.К. Круглые пилы и их эксплуатация. Гослесбумиздат. 1960.

93. Коршунов А.Н. Зависимость удельной работы резания от угла встречи и средней толщины стружки// Сборник научно технической информации ЦИНТИ. № 9. 1961. - с. 46-50.

94. Колчанов Б.Д. О влиянии кинематического угла встречи на силовые характеристики процесса резания при продольном пилении круглыми пилами// Ученые записки Петрозаводского университета. №2. 1963. с. 33-36.

95. Смирнов А. А Влияние основных факторов на процесс резания при продольном пилении круглыми пилами.Дис. . канд.техн.наук. 1939.

96. Смирнов А.А Влияние скорости резания и толщины стружки на удельную работу резания при продольном пилении//Труды АЛТИ. №Х1. 1948.

97. Смирнов А. А. Исследование процесса резания круглыми пилами припоперечном пилении// Труды АЛТИ. № XIII.1949.

98. Давыдова Н. И. Определение наивыгоднейших режимов продольного распиливания сосны.Дис.канд.техн.наук.1958.

99. Кошуняев Б. Н. Чистота поверхности торцов при пилении древесины круглыми пилами// Труды ЦНИИМОД. Вып. 17. Архангельск. 1964.

100. Заксенберг.Исследование деревообделочных станков.Гослестехиздат.1933.

101. Манжос Ф.М. Исследования процесса строгания дерева вращающимися резцами// Станки и инструменты/ Труды ЦНИИМОД. Вып. II. Гослестехиздат. 1934.

102. Манжос Ф.М. Резание древесины. Энциклопедический справочник.Т.9. Изд-во Машиностроение 1949-1950.

103. Манжос Ф. М. Основные вопросы точности механической обработки древесины .Дис. . докт.техн.наук. 1951.

104. Манжос Ф.М. Деревообрабатывающие станки. Гослесбумиздат. 1963.

105. Майер М. Исследование факторов, влияющих на резание круглыми пилами// Лесопромышленое дело/ № 2. 1933.

106. Масленков Ф. Н. Определение коэффициента сопротивления резанию и выявление оптимальных скоростей резания и подач на круглопильном и фуговочных станках// Труды ЦНИИМОД. Архангельск. 1937,193 8,1940.

107. Штенникова H.A. Исследование процесса поперечного пиления круглыми пилами. Дис. . канд.техн.наук.1949.

108. Петруша А. К. Влияние скорости рёзания на процесс резания древесины. Дис. . канд.техн.наук.1953.

109. Дрехслер М. М. Исследование процесса поперечного пиления древесины дисковыми пилами со сложным зубчатым венцом и определение оптимальных параметров дискового пильного аппарата для ручной электросучкорезки. Дис. . канд.техн.наук.1954.

110. Коршунов А. Н. Исследование процесса резания древесины различными режущими инструментами перпендикулярно направлению волокон. Дис. . канд.техн.наук. 1955.

111. Козел М. М. Сила резания в зависимости от скорости резания и динамических углов встречи при фрезеровании древесины сосны. Дис. . канд.техн.наук. 1955.

112. Есипов П. П. Исследование основных элементов профилировки зубьев круглых плоских пил для поперечного пиления// Информационный листок ЦНИИМЭ. № 7.Химки. Моск.обл. 1955.

113. Кондратович Н. Е. Влияние скорости резания на затупление круглых пил при продольном пилении. Дис. . канд. техн. наук. 1955.

114. Голиков В. .И. Некоторые данные о затуплении резцов в связи с изменением величины их угловых параметров// Сборник.трудов факультета МТД. Вып. 1.Свердловск. :УЛТИ. 1956.

115. Кугель И.С. Удельная работа при фрезеровании дуба и березы//Сборник научных трудов БЛТИ. Вып.Х.1957.

116. Кугель И. С. Номографический расчет удельной работы резания при поперечном фрезеровании древесины дуба и березы// Лесоинженерное дело.№ 1.1959.

117. Кугель И.С. Исследование процесса цилиндрического фрезерования древесины дуба и березы// Лесной журнал. 1959.№2.- с. 136-142.

118. Алексеев A.B. Исследование износа и затупления строгальных ножей. Дис. . канд.техн.наук. 1957.

119. Майзенбахер. Улучшение поверхности резания при распиловке// Хольц-Центральблат. № 49/50. 1957. с. 13-20.

120. Буглай Б. М. Исследование и нормализация чистоты поверхности древесины. .Дис. . докт.техн.наук.М.:МЛТИ. 1957.

121. Есипов П. П. Исследование профилировки зубьев круглых пил для поперечного пиления сосновой древесины. Архангельск.: Книжное издательство, 1961.

122. Лившиц Н.В. Исследование геометрических параметров зубьев и режима работы круглых пил большого диаметра для поперечной распиловки леса. Дис. . канд.техн.наук.1962.

123. Полищук А.П., Ануфриенко К. А. Исследование процесса пиления дисковыми пилами с ограничителем врезания// Труды ЦНИИМЭ. № 39. Химки. Моск.обл. 1962.- с.29-43.

124. Кряжев H.A. Фрезерование древесины. М.: Лесная промышленность. 1979.-198 с.

125. Савватеев Ю. Г. Исследование влияния толщины стружки в большом диапозоне на силу элементарного резания древесины лиственницы Дис. . канд.техн.наук. Краноярск.: СТИ.1968.-203с.

126. Фукуи X., Сато Т. Исследование процесса резания древесины// Мокудзай гаккаси. № 2. 1964. с. 62-67.

127. Комаров Г. А. Исследование поперечного фрезерования. Дис. . канд. техн. наук. 1964.

128. Матвейко А. П. Исследование силовых параметров процесса резания древесины круглыми пилами// Труды ЦНИИМЭ. №65. Химки. Моск.обл. 1965.- с.149-165.

129. Назаров В. В. Исследование режимов работы круглопильных станков для распиловки бревен// Труды ЦНИИМЭ.№ 65. Химки. Моск.обл. 1965.-е. 131.

130. Грубе А.Э.,Алексеев A.B. Повышение износостойкости дереворежущего инструмента путем оснащения его твердыми сплавами// Отчет НИС ЛТА. Тема № 1188а. 1965. Тема№ 1372. 1966.

131. Ивановский Е.Г., Федоров E.B. О влиянии скорости движения резца на процесс резания древесины// Материалы научно технической конференции ЛТА факультета МТД. 1967. - с.3-7.

132. Davis Е.М. Machining characteristics of woods studied and compared// Canadian Woodwoker. № 12.1944.-p.24-26;40.

133. Kivimaa E. Die. Schnittkraft in der Holzbearbeitung// Holz als Roh-und Werkstoff. № 3. 1952.- s.94-108.

134. Kivimaa E. Was ist die Abstrumpfung der Holzberbearbeitung Werkstoff// Holz als Roh und Werkstoff. № 3. 1952. - s.425 - 428.

135. Pahlitzsch G. Internationaler Stand der Forschung auf dem Gebiet des Sagens// Holz als Roh und Werkstoff. № 10. 1962. - s.381 - 392.

136. Goodchild R. Relation cutting angle, speed and chip thickness// Woodworking Ind. № 8. 1962.-p.447-449. № 9. 1962.- p. 506-507.

137. Васильев Г.М., Лившиц H.B. К вопросу о параметрах агрегата для раскряжевки хлыстов на сортименты// Лесной журнал.№5. 1959.- с.98-105.

138. Васильев Г.М., Туровский Т.А., Саплин B.C. Раскряжевка хлыстов на стационарных установках. М.: Лесная промышленность. 1971. 158 с.

139. Ларионов А.И. Технология лесозаготовок М.: Лесная промышленность. 1968.- ЗЗб.с.

140. Ашкенази K.M. Механизация лесоразработок. М-Л.: Гослесбумиздат. 1949.- 556 с.

141. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В. Механизация и автоматизация работ на лесных складах. М.: Лесная промышленность. 1973. 407.С.

142. Залегаллер Б.Г. Расчет пильных механизмов раскряжевочных установок. Л.: ЛГУ. 1974. 180 с.

143. Залегаллер Б. Г. Технология работ на лесных складах. М.: Лесная промышленность. 1980. 230 с.

144. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В., Бойков С.П. Технология и оборудование лесных складов. М.: Лесная промышленность. 1984. 348 с.

145. Ильницкий Л.С., Рахманин Г.А. Нижние склады, состояние и тенденция развития. М.: Лесная промышленность. 1983. 158 с.

146. Воевода Д.К., Назаров В.В. Оборудование лесных складов. М.: Лесная промышленность. 1984. 221 с.

147. Захаренков Ф. Е. Оптимизация производственных процессов береговых складов. М.: 1978.- 180 с.

148. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность. 1986. 292 с.

149. Кох П. Процессы механической обработки древесины. М.: Лесная промышленность, 1969, 328 с.

150. Бельмач Д.М. Исследования процесса поперечной распиловки круглых лесоматериалов с консольным закреплением хлыста. Дис. . канд.техн. наук. Л.: ЛТА.1984.- 175 с.

151. Кудряшов Е.В., Разумов Н.Т. Антифрикционное покрытие пил; технология и оборудование//Деревообрабатывающая промышленность. №10.1986.- с26.

152. Хомяков Ф.Ф., Разумов Н.Т., Филиппович A.B., Колмагоров A.A. Опыт покрытия пил антифрикционной полимерной пленкой// Деревообрабатывающая промышленность. № 12.1988.- сЗО.

153. Вячеславов H.A. О теоретических исследованиях условий беззажимного поперечного пиления древесины// Труды. ЦНИИМЭ. Вып 127. Химки. Моск.обл.: 1978.

154. Торопов A.C. Исследования технологического процесса групповой раскряжевки на установках с продольным перемещением хлыста. Дис. . канд.техн.наук. Л.:ЛТА. 1978. 174 с.

155. Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Новый дереворежущий инструмент// Тезисы докладов научно-технической конференции с международным участием/ Сборник трудов КГТУ: "Проблемы техники и технологий XXI века". Красноярск.: 1994. с.71.

156. Козинов Г.Л. Качество перерезаемой поверхности при поперечной распиловке древесины гибкими пильными цепями с резцами кольцевой формы// Сборник научных трудов СТИ. Красноярск. : 1993. с. 11 -15.

157. Клименко Н. Ф. Исследования процесса поперечной распиловки хлыстов и сортиментного долготья на установках с поперечным перемещением леса. Дис. . канд.техн.наук. Л.:ЛТА. 1977.- 190с.

158. Миронов Г. С. Опыт эксплуатации многопильных раскряжевочных установок// Лесоэксплуатация и лесосплав. М.: № 23. 1987. с.7.

159. Лозовой В.А., Миронов Г.С. Влияние упругих характеристик хлыстов на процесс их раскряжевки на слешерной установок// Комплексная механизация лесозаготовок и транспорта. Межвуз. сб. научных трудов. Л.: ЛТА. 1986. 116с.

160. Кондратьев В.И.Оптимизация процесса раскряжевки хлыстов на слешере// Труды СТИ. Красноярск. 1972. с.75-84.

161. Кондратьев В. И. О заклинивании пильных аппаратов при распиловке хлыстов// Труды СТИ. Красноярск. 1969. с.70-72.

162. Кондратьев В.И., Загоруйко Л.Д. Исследования коэффициента трения торца ели по пильному диску// Труды СТИ. Красноярск.: 1972. с. 114-121.

163. Волков Л. Ю. Устойчивость пильной шины при раскряжевке пачек хлыстов// Технология, оборудование и автоматизация нижнескладских работ/ Труды ЦНИИМЭ. Химки. Моск.обл.1977. с.74.

164. Воевода Д. К., Теслюк С. К. К вопросу о раскряжевке хлыстов пачками// Лесной журнал. № 2. Архангельск.: 1976.- с.48-53.

165. Теслюк C.K. Исследования процесса пачковой раскряжевки хлыстов.

166. Дис. . канд.техн.наук.,ЦНИИМЭ. Химки. Моск.обл. 1976. 205с.

167. Теслюк С. К. Исследования причин, вызывающих зажимы пильного аппарата при пачковой раскряжевки хлыстов// Труды ЦНИИМЭ. Вып. 145 Химки.Моск.обл.: 1975. с.54-62.

168. Прилепин В.Я.ДрыльцовВ.Д. К проблеме групповой раскряжевке круглого леса// Перспективная технология и организация лесозаготовительного производства/ Труды ЦНИИМЭ. Химки. .Моск.обл.: 1977. с. 103.

169. Гаврилов П.П. Исследования бесстружечного резания древесины// Лесоэксплуатация и лесосплав. Вып.З. Химки.Моск.обл.: ЦНИИМЭ. 1988.-е. 11.

170. Козинов Г.Л. Разработка и исследование режущего органа для беззажимной распиловки пачек хлыстов. Дис.канд.техн.наук. Л.:ЛТА. 1982.-188 с.

171. Козинов Г.Л.Работоспособность гибких пильных цепей в условиях зажима при групповой раскряжевке хлыстов// Межвуз. сб. научных трудов/ Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса. С-П.:1993. с. 11-14.

172. Козинов Г. Л. Определение энергосиловых параметров при резании лесоматериалов гибкими пильными цепями// Межвуз. сб. научных трудов/ Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса. С-П.:1993/ с.7-11.

173. Козинов Г. Л. Определение энергосиловых параметров при резании лесоматериалов гибкими пильными цепями в условиях зажима пильного органа в пропиле//Сборник научных трудов СТИ. Красноярск.: 1993.- с.27-30.

174. Рябухин П. Б. Обоснование параметров установки для групповой раскряжевки хлыстов. Дис. . канд.техн.наук. Л.:ЛТА.1985.- 170 с.

175. ГОСТ 17461-84. Технология лесозаготовительной промышленности. Термины и определения.

176. ГОСТ 12.2.102-89. Машины и оборудование лесозаготовительные и лесосплавные, тракторы лесозаготовительные. Требования безопасности.

177. ГОСТ 17462-84. Продукция лесозаготовительной промышленности. Термины и определения.

178. ГОСТ 23515-79. Установки раскряжевочные с продольной подачей хлыстов. Основные технические требования.

179. ГОСТ 980-80. Пилы круглые плоские для распиловки древесины. Технические условия.

180. ГОСТ 24035-80. Машины валочно пакетирующие. Типы и основные параметры.

181. ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.

182. Белянкин Ф.П., Яценко В.Ф. Прочность и деформированность деревянных стержней при центральном внецентренном сжатии и чистом изгибе. Киев. Изд. АН УССР. 1960.

183. Хухрянский П.Н. Прочность древесины. Гослесбумиздат. 1955.

184. Кузнецов А. И. Внутренние напряжения в древесине. М-Л.: Гослесбумиздат. 1950.

185. Перелыгин Л.М. Древесиноведение.М.:Лесная промышленность. 1969.-315с

186. Правила по охране труда в лесной, деревообрабатывающей промышленности и в лесном хозяйстве. М.: Лесная промышленность. 1987. 290 с.

187. Федорович В.Н. Исследование процесса пиления древесины вдоль волокон ленточными пилами с режущими элементами сложной формы. Дис. . канд.техн.наук. ЦНИИМЭ. Химки . Моск.обл. : 1978 .- 204 с.

188. Брюховецкая Т.М. Исследования напряженно деформационного состояния древесины при ее резании. Красноярск.: СТИ, Дис. . канд.техн. наук. 1975.- 173 с.

189. Борисов М.В. Исследование усилий в обвязках пучков и бревен, на суше. Автореферат дис. . канд.техн.наук. Л.:ЛТА.1966.

190. Вахрушев М.М. Исследование формы сечения и натяжения гибких нитей обвязки пакета круглых лесоматериалов на плоскости// Научные труды. Л.:ЛТА.1969. с.82-94.

191. Володенков Ф.И. Определение усилий в обвязках пучков и бревен// Сборник научных трудов по лесосплаву. 1965 №5. с.64-96.

192. Донской Н.П. Определения натяжения в обвязки пучка, плавающего по спокойной воде и лежащего на суше. Л.:ЛТА.1960.

193. Реутов Ю. М. Расчеты пучков (пакетов) круглых лесоматериалов. М.: Лесная промышленность. 1975. 150 с.

194. Щербаков В.А. Энергетическая теория определения усилий сжатия пучков и натяжений в обвязках пучков бревен на воде// Первоначальный сплав древесины. М.: 1972.

195. Левин М. А. Механизация лесоразработок и транспортирования леса. Вып.2. 1972.- С.96-104.

196. Эйлер Л. Полное собрание сочинений. 1775.

197. Kretz т.: Note suz les transmissions de mouvement a lacal de courroies Annales des leines",1862.

198. Петров H. П. Влияние трения при передаче работы упругим ремнем// Известия СПБ. Технологического института СПБ. 1893.

199. Жуковский Н.Е. Связь между вопросами о движении материальной точки и равновесия гибкой нити. Собрание сочинений Т.1. 1878.

200. Жуковский Н.Е. О скольжении ремня на шкивах. Собрание сочинений.Т.8. ГТТИ. М.-Л.:1936.

201. Boesner, Henzi, Maier, Kammerer. Versuche mit Riemen und Sieltrieben. Z.D.V.D.I. 1912.

202. Добровольский В.А. Ременная передача. M.: Гостехиздат. 1934.

203. Цаплин С.А. Теория расчета гибких нитей. ПВСВ. М. 1937.

204. Огибалов П.М., Рабинович А.П. О силах взаимодействия между тросом и шкивом.// Прикладная математика и механика. Т.3.1939.

205. Бах К. Детали машин Атлас. 1930.

206. Берлов М.И. Детали машин. Руководство по расчету и проектированию деталий машин. Изд. 4-е. М.- Л.: Гостехиздат.1935.- 400 с.

207. Цепляев М.В. Передачи с гибкой связью. Новые методы расчета и новые типы канатных приводов. ОборонГИЗ. 1941.- 74 с.

208. Минаков А.П. Основы механики нити// Труды Московского текстильного института. Т.9. Вып. 1. Гизлегпром. 1941.

209. Минаков А. П. К вопросу о равновесии идеально гибкой нити на шероховатой поверхности. Основы теории наматывния и сматывания нити// Уч. записки МГУ. Вып. 154. Механика Т.1У. 1951.

210. Иосилевич Г.Б. Детали машин. М.: Машиностроение. 1988. 368 с.

211. Иванов Е.А. Ременные передачи. Расчет и эксплуатация. М.: Машгиз. 1948.- 184 с.

212. Уразбаев М.Т. Основы механики весомой деформированной нити. Изд. АН УзССР. Ташкент. 1951. 90 с.

213. Шубин В.П. К вопросу расчета гибких нитей// Известия Томского политехничнского инститеута. Т. 68. Вып 1. 1951.

214. Барташевич Б.А. Основы теории плоского равномерного движения тяжелой гибкой нити по криволинейным направлающим// Труды Тульского механическуго института/ Вып.6. Оборонгиз. 1953. с.30-52.

215. Чуканов В.Ц. Стендовые испытания транспортерной ленты армированной стальными тросами и передачи на нее усилия с ведущего барабана// Расчеты конструирование и испытания горных машин. М:. Углетехиздат. 1955.

216. Чуканов В. И. Сцепление барабана и ленты при их движении// Фрикционный привод гибкого тягового органа. М:.1963.

217. Давыдов Б.JI. Расчет и инструктирование шахтных подъемников. Под ред. Б.Л. Руденко. М.: Углеиздат. 1949. 299 с.

218. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение. 1974.- 655 с.

219. Данилов В.И. Гибкие нити. МЛТИ. 1956.

220. Галаджев P.C., Савенков М.В., Ровеньков Е.Д. Уравнение совместного деформирования участков контура приводного ремня и его использование для силового аналога передачи// Бесступенчато регулируемые передачи. Ярославль.: 1958. Вып 2.

221. Якубовский Ю.В. Об одном случае стабилизации кажущегося покоя нити// Изв.вузов/ Технология текстильной промышленности/ 1960.

222. Якубовский Ю.В., Живов B.C., Коритысский Я.И., Мигунов И.И. Основы механики нити. М: Легкая индустрия. 1973.

223. Якубовский Ю. В. О некоторых особенностях некоторых движений идеальных нитей// Труды московского текстильного института. Т. 19. 1985.

224. Щедров B.C. Основы механики гибкой нити. М.:Машгиз. 1961.-170 с.

225. Беляев В.И. Ременные передачи. Иностранные стандарты и нормали. М.: Норкоммаш. 1938. 236 с.

226. Полухин В.В., Зак И.В. и др. Зависимость натяжения нити от радиуса кривизны огибающего контура// Изв. вузов. 1963. № 6.

227. Firbak Т.С. Mechanics of the belt drive//Jnt. J. Mech. Sei. № 12.- 1970.-c.1053-1063.

228. Качурин B.K. Гибкие нити с малыми стрелками. Гостехтеориздат.1965.

229. Хайлин Г.А. К вопросу о трении гибких тел, зажатых между двумя поверхностями//Изв. вузов. № 9. 1966.

230. Котов М.А., Дяьков В.А. Некоторые вопросы теории приводного барабана ленточного конвейера// Проблемы совершенствования технологии схем и средств рудничного транспорта. М.: Недра. 1967 с.74-79.

231. Светлицкий В. А. Передача с гибкой связью. М.: Машиностроение. 1967.

232. Моссаковский В.И. и др.Исследование взаимодействия конвейерной ленты и упругой футировки барабана// Изв. ДГИ/ Горная механика и горное машностроение. Т.48. М.: Недра. 1967.

233. Вирабов Р.В. О реализации касательной силы в зоне контакта упругих тел при качении. М.: Машиностроение. № 2. 1967. с. 93-106.

234. Вирабов Р.В. Скольжение в плоскоременной передаче.М.¡Машиноведение. №4. 1967.- с.43-51.

235. Вирабов Р. В., Петрова Т. М. Тяговые свойства фрикционных передач с эластичным телом//Вестник машиностроения. .№ 11. М.:1969. 18-22 с.

236. Вирабов Р. В. Тяговые свойства фрикционных передач. М.: Машиностроение. 1982. 262 с.

237. Ласточкин П. В., Бит Ю. А. Канатовелущие шкивы с резиновой облицовкой// Лесоэксплуатация и лесосплав.№27.1967. с.8-10.

238. Рыбин И. С., Боговой В. Г. К расчету канатоведущих шкивов с резиновой облицовкой// Технология и комплексная механизация лесозаготовительных работ.: ХПИ. 1973. с 24-32.

239. Рыбин B.C. Исследование канатных транспортеров для сортировки круглых лесоматериалов. Дис. . канд.техн.наук. Л.: ЛТА.1978. с.25.

240. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высшая школа. 1968. 512 с.

241. Пухов Ю.С. Теоретические и экспериментальные исследования ленточно -канатных конвейеров М:. Недра. 1969. с.86.

242. Солод Г.И. Основы теории передачи тягового усилия трением на длинных длинных контактирующих площадях// Горная механика. М.: МГИ. 1970.-с.232-240.

243. Воробьев И. И. Передачи с гибкой связью в приводных станках. М.: Машиностроение. 1971.

244. Жариков В. С. Исследовния футеровок приводных барабанов ленточных конвейеров угольных шахт. Автореферат дис. . канд.техн.наук.МГИ.1973.

245. Берзон E.H. Решение задачи по теоретической механики. М.: Изд-во МГУ. 1973 . 4. 1. 1974. 4.2.

246. Пронин Б.А. Развитие конструкций ремней, ременной передачи, их исследование, отраженное в учебных курсах//.Сборник статей по деталям машин. Вып 1.М.: 1975.

247. Пронин Б. А. Изменение напряжения в передаче со сложными контурами при напряжении// Вестник машиностроения. № 10. 1979.

248. Пронин Б.А. Некоторые вопросы теории и расчета ременных передач по небольшому напряжению в ремне// Сборник статей по деталям машин. 1983.

249. Белостоцкий Б.Х., Очан М.Ю. Передача окружного усилия растяжимой нитью. М.: Машиноведение. .№ 1. 1997.- с.46-50.

250. Андреев A.B. Передача трением. М.: Машиностроение. 1978.-176 с.

251. Меркин Д.А. Введение в механику гибкой нити. М.: Недра. 1980.- 240 с.

252. Заблонский К.И. Детали машин. Киев.: Высшая школа. 1985. 518 с.

253. Гуревич Ю.Е. Передача окружного усилия плоским ремнем// Изв.вузов/ Проблемы машиностроения и ремонт машин/ № 4. М. 1987. с. 6-12.

254. Гуревич Ю.Е. Нагруженность ременной передачи, работающей без проскальзывания// Изв.вузов/ Проблемы машиностроения и ремонта машин/ № 4. 1988. с. 139-144.

255. A.c. 1110968.СССР. Передача с гибкой связью. Камсков JI.B.1985.

256. A.c. 1805250.СССР. Передача с гибкой связью. Бакст А.Я.1993.

257. А.с.18123375.СССР. Передача с гибкой связью. Лысенко Л.В. 1994.-313

258. Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Работа гибкой связи на шкивах с упругим покрытием// Тезисы докладов научно технической конференции с международным участием/ Проблемы техники и технологии XXI века. Красноярск.: 1994. - с.139.

259. Козинов Г.Л., Старостин Г.И. Теоретическое описание работы агрегата с гибкой пильной цепью// Тезисы докладов на международной научно-технической конференции/ Проблемы обеспечения качества изделий в машиностроении. Красноярск.: 1994. с.56.

260. Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Химки. Моск.обл. 1982.- 406 с.

261. Кусакин Н. Ф., Минаков И. Ф., Носиков А. А. Стальные канаты на лесозаготовках. М.: Лесная промышленность. 1982.- 136 с.

262. Швырев Ф.А., Зотов Г.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущегоинструмента. М.:Лесная промышленность. 1979.- 237 с.-314