автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины

п Г с ли ПАШКОВ Валентин Кузьмич

г I 6 ОД 2 7 ОКТ 1998

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ ПРИ ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ

05.21.05 - Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ПАШКОВ Валентин Кузьмич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ ПРИ ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ

05.21.05 - Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена на кафедре станков и инструментов Уральской Государственной лесотехнической академии.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Соловьев В.В.

- доктор технических наук, профессор

Ясинский B.C.

- доктор технических наук, профессор

Вальщиков Н.М.

Ведущая организация - Государственное унитарное предприятие

"Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины" ГУЛ "УрапНИИПДрев"

Защита состоится "24" ноября 1998 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д063.50.01 в Санкт-Петербургской Государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова (194021, г. Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке академии. Автореферат разослан "14 " октября 1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Анисимов Г.М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение производительности труда, эффективное использование основных производственных фондов в лесном комплексе определяется внедрением современных видов оборудования и интенсификацией работы серийного. Системы машин, разработанные отраслевым НИИ (ЦНИИМод, УкрНИИмод, ВПКТИМ, НИЛтара) предусматривают на операциях механической обработки древесины пилением большой удельный вес круглопильных станков для продольной и поперечной распиловки, в том числе многопильных с "плавающими" пилами и линий с встроенными круг-лопильными узлами резания. Интенсификация пиления древесины круглыми пилами вкшочает, в общем случае, решение следующих вопросов: достижение максимально возможной производительности процесса; снижение отклонений формы, размеров, взаимного расположения поверхностей заготовки от проектных; сокращение расхода древесины на пропил; снижение шероховатости пиленых поверхностей и технического брака; повышение стойкости и ресурса работы инструмента. Решение этих вопросов достигается на основе обеспечения работоспособного состояния тот.

Имеющийся научный и практический материал по этой проблеме не может быть эффективно использован и считаться достаточном в силу того, что она решалась без учета теплофизических условий процесса резания. Вместе с тем нагрев инструмента один из обобщающих критериев процесса пиления, на который оказывает влияние любое изменение условий резания. Каждый типоразмер пилы имеет свое предельное значение мощности на резание. Изменение этого показателя достигается изменением, стабилизацией или управлением теплофизическими параметрами инструмента и охлаждающей среды, размеров распиливаемого материала и режимов работы. Нагрев инструмента объективно сопровождает процесс пиления. При придельных его значениях наблюдается потеря диском плоской формы равновесия и нарушение распиловочного процесса.

Обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания является актуальной научно-технической проблемой и требует проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, обобщение результатов известных исследований, исключающих или снижающих негативные последствия нагрева пил, его влияния на их колебания и устойчивость, режимы резания.

Цель работы - обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания.

Научпая новнзпа работы. Впервые разработаны научные основы и методика расчетов режимов пиления по устойчивости круглых пил. Методика исследования колебаний пил с узловыми диаметрами на произвольных частотах вращения. Аналитические зависимости и номограммы для расчета температурных полей, температурных перепадов, критических и рабочих частот вращения круглых пил и режимов пиления при охлаждении диска

различными средами. Установленные по разработанной методике, коэффициенты теплоотдачи диска пилы для условий охлаждения различными средами и зависимости нагрева дисков пил при резании от теплопроводности материала лезвия и времени холостого хода инструмента в рабочем цикле.

Научно-обоснованные рекомендации по конструкциям и параметрам устройств для стабилизации теплофизических условий пиления и повышению изгибной жесткости дисков пил, автоматическому управлению режимами пиления по допустимому температурному перепаду. Теория расчета и конструкции разновидностей круглых пил дисковых с пластинками из твердого сплава, круглых секторных термоустойчивых и круглых чисторежущих, защищенных авторскими свидетельствами. Разработан и предложен для исследований в области теплофизики резания круглыми пилами бесконтактный инфракрасный радиометр.

Практическая значимость работы. Результаты исследований вошли в нормативные материалы, утвержденные Минлеспромом СССР:

- руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами;

- режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых в лесопилении;

- режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых при производстве деревянной ящичной тары.

Конструкции и рекомендации по эксплуатации технологических приспособлений к круглопильным станкам - направляюще-охлаждающих, электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств для дисков круглых пил. Устройства прошли лабораторные и производственные исследования, защищены авторскими свидетельствами. Разработано автоматическое управляющее устройство режимами пиления в круглопильных станках для продольной распиловки по устойчивости пил.

Типаж, линейные и угловые параметры новых разновидностей круглы) пил: термоустойчивых дисковых с пластинками из твердого сплава и круг лых секторных, круглых чисторежущих пил. Практическую ценность имею' аналитические зависимости и номограммы для расчета температурных пере падов, критических и рабочих частот вращения дисков пил при разработк режимов нового и действующего круглопильного оборудования.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывалис и обсуждались на научно-технических конференциях по итогам научне исследовательских работ СПб ЛТА (1970, 1976, 1978 гг.), МГУЛ (1983, 198' 1985 гг.), УГЛТА (1987, 1989 гг.), научно-технических конференциях "Сс временный дереворежущий инструмент и его роль в повышении эффекта! ности производства мебельной промышленности" в г.Риге (1982 г.), "Науин технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности" в г.Кие! (1978 г.), "Прогрессивные процессы механической обработки неметаллич» ских материалов" в г.Алуште (1990 г.), "Дереворежущий инструмент и об/

рудование для его подготовки" в г.Красноярске (1991 г.), "3 научно-практической конференции по внедрению достижений науки и техники в народное хозяйство" в г.Екатеринбурге (1976 г.), "Конференции работников предприятий Минлеспрома и ВУЗов" в г.Химки (1978 г.); всесоюзных семинарах инструментальщиков в г.Москве (1976 г.), г.Кастополе (1980 г.), г.Риге (1982 г.); ученых советах ЦНИЙМОД, СвердНИИПДрев (1975-1988 г.г.).

По материалам диссертации опубликовано 105 печатных работ, включая учебник, 4 брошюры, 30 авторских свидетельств на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 разделов, заключения, списка литературы и 6 приложений. Общий объем работы 327 е., включая 276 страниц текста,69 рисунков, 16 таблиц, 51 страницу приложений. Список литературы включает 216 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены ее цель и задачи, положения, выносимые на защиту. Показаны реализация результатов исследований и экономический эффект от внедрения разработанных материалов.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В разделе рассмотрены общие вопросы обеспечения работоспособности круглых пил при пилении древесины, проверен анализ работы по исследованию процессов продольной и поперечной распиловки древесины; колебаний, нагреву и устойчивости круглых пил; теплофизических факторов в теплообменных процессах дисков пил при резании, связанных с обеспечением работоспособности; сформулирована программа исследований по теме диссертации.

Работоспособное состояние режущего инструмента характеризуется состоянием, при котором он способен выполнять обработку резанием при установленных в научно- технической документации условиях с установленными требованиями. При этом состояние шгетрумента характеризуют конструкцией и совокупностью значений его параметров, материалом, линейными и геометрическими размерами корпуса зуба и лезвий в данный момент. К условиям обработки относятся: обрабатываемый материал, станок, режим резания, обслуживание, восстановление и ремонт. К требованиям обработки относятся: допуски размеров и формы, шероховатость, производительность и др. Нарушением работоспособного состояния режущего инструмента может быть отклонение от установленных значений хотя бы одного из параметров инструмента, условий и требований обработки.

Рассмотрение факторов, с которыми связано обеспечение работоспособного состояния пил показывает, что они изучены в разной степени. По влиянию одних факторов на работоспособность пил проведены глубокие исследования, а рекомендации доведены до нормативных документов, другие исследованы частично и требуют в той или иной степени дополнительных исследований по ка-

чественной и количественной оценкам их вклада в обеспечение работоспособности пил. Наиболее фундаментальные исследования проведены по микрогеометрии лезвия, его износу и. затуплению; форме, размерам и геометрии зуба, технологии изготовления и подготовки инструмента, требованиям к оборудованию и некоторые другие. Результаты этих исследований изложены в работах Ф.ММанжоса, АЛ.Бершадского, С.А.Воскресенского, А.Э.Грубе, Е.Г.Ивановского, М.А.Дешевого, В.Н.Санева, В.В.Амалицкого, В.ИЛюбченко, ЮМ.Ста-хиева, Н.КЯкушта, К.И.Демьяновского, АЛ.Соловьева, ШСЗима, ПЛЕси-пова, В.И.Микулинского, Н.В.Лившица, И.Н.Биланина и других работах зарубежных ученых Э.Кивимаа, Б.Тунела, М.Маккензи.

На временном отрезке наработки до отказа режущего инструмента (периода стойкости) важно сохранить его работоспособность для завершения обработки (свойство безотказности). Это сохранение работоспособности может быть достигнуто управлением надежностью, которое включает действия, направленные на изменение тешюфизических параметров и условий резания. При пилении круглыми пилами управление достигается искусственным регулированием температурного перепада, изменением скоростей резания и подачи и др.

Наиболее полно влияние нагрева на обеспечения работоспособного состояния инструмента на уровне требований к лезвию решено в работах А.Э.Грубе, А.В.Моисеева, Р.А.Лейхтлинга, Л.В.Двоскина и др.

Вопросы нагрева и влияние его на устойчивость дисков пил освещены в работах М.А.Дешевого, А.Э.Грубе, В.И.Санева, Г.С.Гуркина, Г.А.Жодзиш-ского, Г.И.Юзефовича, Ю.М.Стахиева, М.М.Твердыниной, И.А.Грачева, Н.А.Грубе, В.Г.Бодалева, А,С.Красикова и других зарубежных ученых -Л.Глиера, Г.СЛСалицина, Е.Барца, С.Д.Моута, ГЛалича и др.

С проблемой колебаний круглых пил связано одно из свойств их надежности - долговечность. Она рассмотрена и исследована в работах В.В.Соловьева, А.ЭГрубе, В.И.Санева, Ю.М.Стахиева, О.И.Бачина, А.М.Моргачева, Л.В.Санке-вич и др. По данньм этих работ установлено, что оценка предельного состояния основывается па принципе бездефектной сгруюуры материала, что практикой эксплуатации не подтверждается.

Анализ результатов ранее выполненных работ показывает, что отдельные вопросы требуют дальнейших исследований и обобщения. Это относится к качеству материала пилы с позиций увеличения их ресурса, влиянию теп-лофизических свойств материала лезвия на нагрев диска пилы; колебаниям у. нагреву пил, их влиянию на устойчивость плоской формы равновесия диска; влиянию конструкций технологических приспособлений на жесткость, нагрев и охлаждение дисков; назначению режимов резания по устойчивое™ пил и автоматизации их управлением; разработке и исследованию новых ввдо] дереворежущих пил, не чувствительных к наличию температурного перепада и др

На основании поставленной цели, работы, степени'изученности аспек тов рассматриваемой проблемы в программу исследований включены еле дующие направления и вопросы:

1. Экспериментальные исследования качества материалов круглых пил для сравнительной оценки свойств инструментальных сталей.

2. Теоретические и экспериментальные исследования колебаний и устойчивости круглых пил для уточнения природы колебаний, разработку методов оценки частотных параметров пил при вращении.

3. Теоретические исследования температурных полей дисков круглых пил с охлаждением на спокойном воздухе, водой и водо-воздушной средой.

4. Экспериментальные исследования температурных полей и устойчивости дисков круглых пил с оценкой коэффициентов теплоотдачи охлаждаемых дисков пил. Влияние на температурный перепад конструкторско-технологических параметров и времени холостой работы пил.

5. Разработка и исследование способов и средств обеспечения работоспособности пил: направляюще-охлаждающих аппаратов для пил разных конструкций и электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств.

Исследование антифрикционных материалов, коэффициентов трения и температурных полей в дисках пил от контакта с направляющими.

6. Разработка конструкций и исследование новых видов круглых пил чис-торежущих, термоустойчивых секторных и пил, оснащенных пластинками из твердого сплава с компенсаторами.

7. Разработка режимов пилепия по устойчивости пил с задачей учета в режимах свойств материала диска, его геометрических параметров, частоты вращения, свойств охлаждающих сред, с которыми диск вступает в теплообмен, а также физических свойств дерева, условий процесса резания, конструкции станка.

Разработка системы автоматического регулирования режима резания из условий устойчивости пилы.

8. Производственные испытания и внедрение результатов исследований в форме нормативных документов, опытных образцов инструментов, информационных технологий и пр.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ КРУГЛЫХ ПИЛ

В разделе приведены результаты исследований пластических свойств, усталостной прочности и трещеностойкости инструментальных сталей методом акустической эмиссии и влияние теплопроводности материалов лезвия на нагрев дисков пил при резании.

Анализ эксплуатационных свойств дереворежущего инструмента, опирающийся на макроскопические характеристики и оценки усталостной стойкости по ГОСТ 2860-65, зачастую не позволяет придти к однозначным выводам.

Сложный характер контактного нагружения инструментального материала требует привлечения дополнительных методов, основанных на физических явлениях, отражающих возникновение дефектов и развитие микропластической деформации в поверхностных слоях.

В разделе для оценки работоспособности инструмента использован метод акустической эмиссий (АЭ), наблюдаемой в звуковом и ультразвуковом диапа-

зоне частот при пластической деформации металла. Параметры АЭ (скорость счета N, суммарное число импульсов N, амплитуда сигнала А) отражают энергетику и кинетические особенности зарождения и развития дефектов.

Пластические свойства инструментальных сталей изучали в зависимости от химического состава и условий нагружения для следующих марок 9ХФМ, 8Н1А, 8Н2А, 7Н2МФА и UNB15N20 (Швеция), усталостной прочности и трещиностойкости для сталей 9ХФМ и UNB15N20,

Определялось число циклов нагружения до разрушения образцов, которое составило для стали 9ХФМ - 4107, a UNB15N20 - 8,6'107 циклов, затем образцы с различным циклом нагружений 102...105 подверглись одноосному растяжению с регистрацией активности N2 и числа импульсов A3(N£).

Установлено, что АЭ при развитии усталостных трещин обусловлена пластической деформацией материала

N^<p(n)o>" (1)

где (р(п) - функция числа циклов, а т - константа, характеризующая материал.

Если отсчет циклов нагружения вести от момента, когда трещина имела начальную длину lo, суммарное число импульсов АЭ в процессе перегрузки составит

АГ-. =Ах2

И

(2)

где отах - постоянное максимальное напряжение; <т„, - напряжение перегрузки, С и А- константы материала.

График функции (2) имеет наклон к оси п, возрастающий с ростом п. Если входящие в (2) параметры известны, то, имея значения суммарного числа импульсов АЭ при перегрузке, можно определить наработку в циклах и остаточный ресурс.

Результаты экспериментов по регистрации АЭ образцов представлены на рис.1. Их анализ показывает, что наибольшей АЭ активностью, а следовательно и лучшими пластическими свойствами, обладают стали марок ШВ15Ы20 (Швеция) и 7ХН2МФА, а наименьшей АЭ активностью обладает сталь, идущая в настоящее время на изготовление пил - 9ХФМ.

Рис.1. Зависимость активности АЭ (N1)) нагрузки Р от времени деформации образцов из инструментальных сталей: 1 - ШВ15№0; 2 - 7Н2МФА; 3 - 8Н1А; 4 - 8Н2А; 5 - 9ХФМ.

Если для образцов пил из стали 7ХН2МФА энергия нагружения трансформируется в энергию пластической деформации, даже на стадии близкой к аварийному разрушению, то образцы из пил стали 9ХФМ обнаруживают низкую АЭ активность во всех случаях, что является показателем высокой степени упрочнения материала пил уже при их изготовлении в заводских условиях.

При проведении усталостных испытаний было установлено, что предел выносливости стали 9ХФМ с вероятностью 50% при базовом числе циклов нагружений Ы=510б равен 0.1= 400 мПа. Его можно повысить за счет применения сталей легированных никелем в пределах 1,6 - 2,0%; хромом 0,150,25% и имеющих в своем составе вредных примесей в виде серы и фосфора не выше 0,007%.

Влияние теплопроводности материала лезвий зубьев на нагрев пил проведено с использованием двух типов твердых сплавов ВК и ТК, коэффициенты теплопроводности которых составляют 0,14 и 0,07 кал (см'с'°С). Для исследования были изготовлены пилы отличающиеся только материалом лезвия. В идентичных условиях распиловки были измерены мощность на резание, ширина пропила толщина и шероховатость выпиливаемых заготовок, температурный перепад. Результаты измерений отличаются только по параметру температурного перепада. Он составил для сплавов ВК - 14,5°С, ТК -10°С. Применение материалов лезвия с низкими коэффициентами теплопроводности позволяет эффективно снижать температурный перепад.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ И УСТОЙЧИВОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ.

В разделе теоретически исследованы наиболее опасные несимметричные колебания дисков пил с узловыми диаметрами, экспериментально их колебания смоделированы на стенде, приведены методики определения параметров колебаний на одном, двух, трех произвольных числах оборотов. Для пил диаметром 800...1600 мм теоретически определены частоты собственных колебаний и напряжения в диске для вальцованных и невальцованных пил, критические и рабочие частоты вращения.

Форму равновесия нагруженной конструкции называют устойчивой, если малым возмущающим воздействиям соответствуют малые отклонения от этой формы. Для пил такой формой является плоская форма равновесия. Резонансные колебания - одна из причин потери пилами плоской формы равновесия. Для наиболее опасных несимметричных колебаний с узловыми диаметрами форму деформированного в окружном направлении диска описывают функцией вида

где г - радиус диска пилы; <р - угол, отсчитываемый от некоторого начального положения; / - время; /(г) - функция, определяющая форму колебаний

диска по радиусу; А - число узловых диаметров; р - круговая частота собственных колебаний диска в статике.

Колебания в форме (3) представляют собой наложение двух цепей волн

Х-Яг)ИтЛ(<р+?-1) и (4)

2. Л 2 А

перемещающихся по диску с угловыми скоростями соответственно +р/Х и -р/Х . Эти волны на невращающемся диске по отдельности обнаружить нельзя.

Скорости "вперед" и "назад" бегущих цепей волн соответственно равны

Р! =А)+ Хсо, р2 = рд-Хсо, (5)

где Ра - круговая частота собственных колебаний диска в динамике; а - скорость вращения диска, рад/сек.

Переходя к частоте в циклах и скорости волн в оборотах в секунду, соответственно получим

Г (6)

где V,) - собственная частота вращающегося диска; я - число оборотов диска.

Явление резонанса при кинематическом возбуждении имеет место в том случае, когда собственная частота вращающегося диска кратна скорости вращения = Кп или когда величина щ либо »2 равна относительной скорости волн при собственных колебаниях диска у/Я.

Подставляя значения уй , п2 во вторую систему уравнений (6) найдем

п" К=0,1,2... (7)

" л+к к '

К=1,2...(Х-1) (8)

В формулах (7) и (8) К - число кратности числа оборотов диска собственной частоте колебаний вращающегося диска. Наиболее опасны критические числа оборотов при К = 0.

(9)

при которых имеют место резонансные колебания с неподвижной в пространстве цепью назад бегущих волн.

Для расчета резонансных чисел оборотов удобнее пользоваться частотой диска в статике чст , которая связана с величиной выражением

, (Ю)

где В - коэффициент, зависящий от размеров диска и формы колебаний.

Заменяя в формуле (10) величину п последовательно значениями ««?» п1с > > а у<> соответствующими выражениями из формул (7), (8), (9), получим

Уст * Уст Уст

При известных величинах , уст, п из формулы (10) находим

В = , т . (12)

п

Значения параметров п^ ,В, , уст определяются экспериментально или расчетным путем.

В известных методах число узловых диаметров X определяется по сдвигу фаз между кривыми. Нами предлагается X определять по формуле, полученной при совместном решении любой пары уравнений (6),

Применение этой формулы, имеющей строгое математическое обоснование, значительно упрощает обработку осциллограмм и повышает точность расчетов. Кроме того, при таком способе определения величины X упрощается экспериментальная установка, поскольку отпадает необходимость использования второго датчика. Величины В, пкр, \'ст можно получить без самостоятельного определения статической частоты. Для этого необходимо записать процесс резонансных колебаний с узловыми диаметрами при двух различных числах оборотов и п2. Тогда коэффициент динамичности В определяют, решая систему двух уравнений

"¿i =v¿ +Bní

(14)

из которых значение В равно

V.

В = (15)

а статическая частота

V-(20) Величины В, vcmt nKV, могут быть определены по частоте лишь одной из бегущих волн. Для этого достаточно записать процесс колебаний с узловыми диаметрами при трех различных произвольных числах оборотов Пь п2 и п3.

При экспериментальных исследованиях резонансные колебания возбуждались двумя неподвижными электромагнитными вибраторами и решетри-

ровались двумя индуктивными датчиками, установленными с центральным углом 30°.

На рис.2 приведены Типовые осциллограммы колебаний для дисков пил 500 х 2,2 х 50 х 48 - 1 (рис 2 а, б) и 400 х 1,8 х 50 х 60 -1 (рис.2 в...и)

' " ' ...... щ

ч-

дате

т, тг

ж

шшщ

вшва

яд?

Рис.2. Типовые осциллограммы колебаний пил: а) А=2; б) 1-6\ в) топография пилы; г) Х-0\ д)Х=1\ е) Л =2; ж) Я=5; з) Х=4\ и) 1=5\

(1 - отметка времени; 2 - отметка оборотов; 3 и 4 - колебания диска, записанные датчиками 1 и 2)

Параметры колебаний пил расшифруем на примере осциллограмм, приведенных на рис.2,а,б. На четырех оборотах пилы (рис.2,а) размещается 51 отметка времени, следовательно, пила вращается со скоростью п = 500*4/51 = 39.2 с"1 (500 Гц отметка времени V,). В интервале же семи оборотов укладывается 4 волны с низкой частотой и 32 волны с высокой частотой, тогда V] =39.2*4/7=22.4 Гц; у2 =39.2*32/7=179.2 Гц.

Цепь волн с низкой частотой достигает датчик 2 раньше, чем датчик 1. Это говорит о том, что зарегистрирована назад бегущая цепь волн. При перемещении цепи волн с низкой частотой по диску на угол 30° максимальная амплитуда одной цепи волн, записанной датчиком 2, смещается относитель-

но своего положения в записи датчика 1 на 1/6 часть периода волны. Следовательно, центральный угол между соседними максимальными амплитудами равен 30x6 = 180°, а диск совершает колебания с двумя узловыми диаметрами (к= 2). Собственную частоту вращающегося диска определяют по формулам (6) vd = 179,2 - 2 39,2 = 100,8 Гц; vd = 22,4 + 2 39,2 = 100,8 Гц.

Число узловых диаметров для диска при известных v1 и v2 можно рассчитать по формуле (13) X ~(179.2-22.4)/2*39.2=2. Коэффициент динамичности В по формуле (12) составит Зх.2 = (Ю0,82-82,52)/39,22 = 2,19.

Аналогично расшифровываются колебания на осциллограмме, приве-дешгой на рис.2,б. В этом случае диск пилы вращается с и = 40.5 с"1 параметры колебаний v, = 697.7 Гц, v2 =189,2 Гц, vd = 432,4 Гц, л = 6; В = 7.

Для колебаний по зонтичной форме и с одним узловым диаметром отсутствуют критические скорости вращения. Для работающих дисков при колебаниях с двумя узловыми диаметрами и выше существуют критические частоты вращения, бесконечное число нижних и ( Я - 2) верхних резонансных частот вращения.

Для исследуемого диска 500x2,2x50x48 с числом узловых диаметров критические частоты лежат в диапазоне 59-77,8 с"1. Для отстройки диска от критических частот вращения, необходимо порядка 32,48 с"1, в то время как вся область критических частот занимает 18,8 о'1. Для диска 400x18x50x60 эти значения соответственно равны 49,71 с'1 и 31,1 с'1. Работа диска в области критических частот вращения невозможна.

Расчеты напряжений в плоскости пильного диска от вальцевания выполнены как частный случай решения задачи Ляме. Для определения максимального давления, при котором диск еще остается плоским, найдено критическое давление Ркр. С учетом Ркр, максимальные напряжения в диске пилы, сохраняющем плоскую форму, определяются по формулам:

' О7)

где а', а', а", а"- радиальные и тангентальные напряжения соответственно для центральной и периферийной зоны пилы, разделенных следом от вальцевания; г„ - радиус следа вальцевания; г0 - радиус отверстия; г - текущий радиус.

Критическое давление определялись расчетом при различных радиусах вальцевания. Показано, что при вальцевании в зоне ге„> 0,4гт оно может определятся по формуле:

("О

где Кв - числовой коэффициент, величина которого зависит от отношения г(/гв\ О а - цилиндрическая жесткость, кгссм.

При определении частот собственных колебаний дисков пил принято, что на внутреннем контуре, совпадающем с внешней окружностью зажимных фланцев (г =гф), диск пилы жестко заделан, пила диаметром £> заменяется на диск без зубьев с условно принятым диаметром Бу = Б - Ь, где к - высота зуба пилы, мм. Частоты собственных колебаний дисков пил без начальных напряжений для форм колебаний с А > 2 определятся по формуле

И

Е-к

гО-л2)

1------, (19)

где § - ускорение силы тяжести, см/сек2; у - удельный вес материала пилы, кг/см2; ру=Ау/с1ф - отношение диаметра условно принятого диска к диаметру зажимных фланцев; х(р) - функция прогиба диска пилы по радиусу; Е - модуль упругости материала пилы, кг/см&; р - коэффициент Пуассона.

Частоты собственных колебаний диска пилы после вальцевания определяются по формуле

(Р)Ф

£ [ряХШ? £[ ]{а-г +сК)(Х\р)?р-<1р+т2 +с -!-1-:-!--- (20)

К» Уу

Ах28\Х2(ср)с1(р 4я2уг1\рХ\р)с1р

I > I

где реп = с1„/с1ф - отношение диаметра пилы, замеренного по впадинам зубьев, к диаметру зажимных фланцев.

По значениям частот собственных колебаний дисков определенны критические числа оборотов и экспериментально динамический коэффициент В. Для р = Ъ-6В равен: 2,24 для А = 2; 3,70 для А = 3 и 5,58 для А = 4. По расчетным данным построена номограмма для определения частот собственных колебаний и критических чисел оборотов пил диаметром 800... 1600 мм.

Проведенные теоретические исследования позволили также установить, что форма колебаний при минимальном критическом числе оборотов И"*" зависит не только от величины р, но и от напряженного состояния пильного диска. Например, при отсутствии напряжений в пильном диске (а-0) й*"" для Х=2 имеет место прир > 3,3 и для X = 3 при р И ЗД В случае, когда напряжения в диске пилы в результате вальцевания достигли своего критического значения (а = <7,?), И™" для А = 2 имеет место при р > 4,25 и для А = 3 при р _ 425.

Опытами установлено, что вальцевание приводит к возрастанию частот собственных колебаний для А = 2- 4 и значительно для А = 2. В случае отсутствия в пильном диске напряжений (а - 0) частоты возрастают на 49,37 и 24% соответственно для форм колебаний с числом узловых диаметров А = 2,3 и 4 (В - 900 мм, 5=4,0 мм). В случае оценки напряженного состояния диска пилы

по частотам уся оптимальный режим вальцевания определяется зависимостью:

(21)

При вальцевании по отимальному режиму, определяемому зависимостью (21), критические числа оборотов пил для форм колебаний с X = 2-4 повышаются соответственно на 20,14 и 11%.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ДИСКОВ КРУГЛЫХ ПИЛ

В разделе проведено аналитическое описание температурных полей дисков пил от точечного источника тепла и осесимметричном нагреве диска. Полученные аналитические зависимости представлены в виде номограмм для расчета температурных полей и перепадов, критических температурных перепадов и частот вращения круглых пил.

Уравнение теплопроводности вращающегося кольцевого диска, по внешнему ободу которого скользит точечный источник тепла имеет вид

дг г дг г дф ЬХ X А д1 4 '

где <р,г - полярные координаты; I - время; Я, г - внутренний и внешний радиусы диска; Ь - толщина диска; - коэффициент теплопроводности; а - коэффициент теплообмена; И - коэффициент температуропроводности; <2((р, г, I) - теплота, выделяющаяся в единицу времени в единице объема диска; Т(г,<р,0 - температура произвольной точки диска; Т„ - температура окружающей среды.

После преобразовать и введения безразмерной температуры т окончательно получим

Т = 4Л (Д, +2Х ЛJm (Мп +га), (23)

К л

где Л, - функция Бесселя первого рода порядка т,а>- угловая скорость диска.

Полученный результат можно интерпретировать следующим образом. В точке с полярными координатами (11,0) находится неподвижный точечный источник тепла. В координатной плоскости устанавливается стационарное температурное поле, удовлетворяющее граничным условиям. Температура в произвольной точке вращающегося диска совершает гармонические колебания, принимая периодически значение т, однозначно определяемое координатами местоположения соответствующей точки диска. Наибольшая амплитуда колебаний возникает у периферийных точек, температура которых изменяется в пределах от г(11,0) до г (Я,ж) (наибольшее и наименьшее значения

соответственно). С уменьшением г уменьшается амплитуда колебаний, и в точках с г = г0 температура постоянна и равна г0. В случае неподвижного диска (со = 0) имеем

= ЛЛ(А +22 4Л (Рт ^)с°зт<1>й.

Л К

(24)

Зависимость температуры от <р0 и изотермы в неподвижном диске показаны на рис.3. _

щз V V V

а)

б)

Рис.3. Температурное поле неподвижного диска от точечного

источника тепла: а - зависимость температуры от угловой координаты; б - схема изотерм (г - безразмерная температура)

В случае очень быстрого вращения диска о) из формулы (23) получаем

Л

(25)

Температурное поле в этом случае является осесимметричным, так как на периферии диска устанавливается постоянная температура (источник тепла находится одновременно во всех точках внешнего обода диска). Изотермы имеют вид концентрических окружностей.

Для плоской осесимметричной задачи дифференциальное уравнение теплопроводности, описывающее распределение температуры по радиусу диска при теплообмене с окружающим воздухом, имеет вид

2а „ „

(26)

дЭ_+ 1 дЭ_ дг г дг ЬЛТ

-5 = 0

где V - температурный напор, превышение температуры пильного диска над температурой окружающей среды, °С.

Коэффициент теплоотдачи зависит от радиуса диска и находится из критериального уравнения вида

N11 = С Яе" (27)

где Ш = агХ~!- критерий Нуееельта; Х{- коэффициент теплопроводности воздуха при температуре окружающей среды, Вт/(м2 °С); С - коэффициент, зависящий от вида и параметров охлаждающей среды и условий подачи ее на диск; Ке = бж2у~/ - критерий Рейнольдса; V/- коэффициент кинематической вязкости воздуха при температуре окружающей среды, м2/с; п - показатель степени при критерии Яе, зависящий от вида охлаждающей среды и условий охлаждения.

Из выражения (27) находится а

а = СД/«>/г2"4 (28)

Уравнение (26) после подстановки значения а, полученного из уравнения (28), и преобразований получает вид дифференциального уравнения Бесселя нулевого порядка:

х2£+х%-х2£) = 0 (29)

Решение этого уравнения имеет вид

5(х) = СЛ(*) + С,Х0(*) (30)

где &(х) - температурный напор на радиусе; С; и С; - постоянные коэффициенты; Уо(х) и Ко(х) - функции Бесселя, соответственно, первого и второго рода нулевого порядка аргумента (х).

Используя граничное условие первого и второго рода, после преобразований получим температурный напор на радиусе междузубовых впадал

9Л- -у (31)

^ттЪ^тг, 2[./,(хг1 )K0(xrk) + J0(xн,)Kl(х„)]

где ./,(*„) и К(хг1) - функции Бесселя первого и второго рода первого порядка аргумента (хг1).

Характер изменения температуры по радиусу диска определяется из выражения

I

О . 2п+1 ; _1 „I ^[(З-Гг.ц

= ,с " , (32)

Я. 1

где

1 I 8X,

(33)

Логарифмированием приведем зависимость (32) приводим к виду, удобному для номографирования

^ = (34)

Я, П 4 г,

где

а С и л - коэффициенты, определяемые экспериментально.

Для диска, вращающегося на спокойном воздухе без принудительного охлаждения, при температуре воздуха 20°С, формулы (34) и (35) примут вид

\ё— = £[(—)'■' -1] - 0,65 ■ 1&—; £ = 0Д63®,1Уг1и.' (36)

<Я, П г,

Для диска, охлаждаемого водо-воздушной смесью

= £[(—)0,8 -1] - 0,4 ■ ; £ = 0,6937й;ад5й^5г|0'веТ- (37)

эл п п

где Qжд - количество охлаждающей жидкости на диск, кг/ч.

Для диска, охлаждаемого струей воды

= £[(—)°'65 ^ 1] - 0,325 Л%—\ £ = 0,6937са°'15Ь-<)'3г1о'ве^4. (38)

9п г\ 1

На рис. 4 представлена номограмма для расчета температурных полей дисков пил, охлаждаемых водо-воздушной смесью, представляющая собой графическое решение уравнения (37) после подстановки в него численных значений коэффициентов. Номограмма состоит из двух частей. Сначала по номограмме равноудаленных точек по г, Ь, со, ()Жд определяется параметр Е, затем, используя параметр Е, по сетчатой номограмме определяется температура диска на любом радиусе. В работе также рассчитаны и построены номограммы для расчета температурных полей и температурных перепадов дисков пил, работающих без охлаждения и охлаждаемых низконапорной струей воды.

Для расчета ожидаемых температурных перепадов преобразуем выражение (31) к виду

где Л7 = Эл - температурный перепад. После подстановки значений 1Т. Я/получим

Ш = 9,178(15,06 ■ 10-6 (0.41150)"* АТС* .

Тогда для диска охлаждаемого на спокойном воздухе при п - 0,8, С-0,0287 уравнение (40) примет вид

Ш = 50,441>13й>04й05ДГ (41)

Охлаждаемого водо-воздушной смесью, при С=50,380™", п=0,3, получим

Ш = 190,64Я°-8й)°'15605ДГе£Т. (42)

Охлаждаемого струей воды при С = 189,7 -б^8, п=0.15

Ш = 179ДВв-я©адвЬ°-5ЛГ • е^4. (43)

На рис.5 показана составная сетчато-циркульнаяномограмма для определения температурных перепадов при охлаждении водовоздушной смесью.

Рис.4. Номограмма для расчета температурных полей дисков пил, охлаждаемых водо-воздушной смесыо

Рис.5. Номограмма для расчета температурных перепадов в дисках пил при резании с охлаждением водо-воздушной смесью

Теоретические исследования показали, что характер распределения температуры по радиусу близок к экспоненциальному, не зависит от степени его нагрева и температуры окружающего воздуха; температурный перепад по радиусу диска уменьшается при увеличении его диаметра, толщины, скорости вращения, расхода охлаждающей жидкости и снижении доли тепла, поступающего на диск, и мощности резания; темп изменения температуры по радиусу диска увеличивается с увеличением скорости вращения, радиуса и расхода охлаждающей жидкости и с уменьшением толщины диска. При охлаждении пил водо-воздушной смесью в диск без зубьев поступает лишь 35% тепла, поступающего туда без охлаждения, а при струйном охлаждении водой - 26%. Это связано с увеличением коэффициента теплоотдачи на зубьях. На основе анализа соотношений, описывающих неустойчивость пил и проведения расчетов, дополняющих расчеты ЦНИИМОДа, нами разработана номограмма (рис. 6), которая определяет положение динамического (V = Хп) и статического (у=0) участков трех ближайших (Я =2, 3, 4) областей неустойчивости пил различных типоразмеров в широком диапазоне изменения температурного перепада, скоростей вращения и относительного радиуса зажимных фланцев рф.

ииншшиишишшппипи шшишашншншшшшш

Й Г % 5;. Г* ге, Г, 1?. Г, ^ « С Г. Г

~Ш1ШШИШ1Ш11ШИШ11ШИл.

ГЦ» -

ом ^

ПК ] ГП9 ^ 1СОО -

* -т ы* зм ш ж ♦ 2м Х.з

г * е г 10 п п

Ям

Рис.6. Номограмма для определения критических скоростей вращения и температурных перепадов

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ И УСТОЙЧИВОСТИ ДИСКОВ КРУГЛЫХ ПИЛ

В разделе экспериментально изучено влияние размеров пил, скорости резания и нагрева диска на характер температурных полей; влияние нагрева на температурные напряжения и частоту собственных колебаний пил; определены коэффициенты теплоотдачи для различных сред охлаждения и коэффициенты, учитывающие долю холостого хода в цикле, при расчетах ожидаемых температурных перепадов.

Полученные данные подтверждают результаты теоретического исследования температурных полей и позволяют уточнить существующие представления об устойчивости круглых пил. По данным опытов, характер распределения температурных напряжений по радиусу пил зависит от скорости их вращения, причем с увеличением скорости при одинаковом перепаде температуры увеличиваются как абсолютные значения напряжений, так и их градиент в периферийной зоне пильного диска. Такое изменение напряженного состояния при увеличении скорости объясняется ростом градиента температуры и должно учитываться при расчете диска на устойчивость.

Потеря устойчивости плоской формы равновесия пил не происходит скачкообразно при достижении критического перепада температуры, а является следствием непрерывного углубления и перераспределение их начальной неплоскостности в процессе увеличения перепада. В области малых деформаций диска характер частотно-температурной зависимости неподготовленных пил соответствует расчетной ЦНИИМОДа, а с ростом перепада температуры становится более пологим.

У вальцованных пил характер температурно-частотной зависимости не соответствует принятым в настоящее время расчетным соотношениям и может быть учтен введением в них показателя степени при перепаде температуры, равного 1,2. Влияние радиуса окружности вальцевания в диапазоне его изменения от 0,67Я, до 0,87?; на температурный коэффициент частотной зависимости на превышает 7%. Влияние диаметра пил и формы их колебаний на температурный коэффициент частотной зависимости в целом соответствует расчетным данным ЦНИИМОДа. Увеличение скорости вращения вызывает увеличение температурного коэффициента.

Измерение коэффициентов теплоотдачи проводилось по методике, разработанной на основе предложенной Г.М. Кондратьевым теории регулярного теплового режима на модели. Результаты исследований обрабатывались в критериальном виде. За определяющую температуру при расчете критериев Нуссельта Ыи и Рейнольдса Яе принималась температура окружающей среды.

При охлаждении на спокойном воздухе и струей воздуха исследовалось влияние на коэффициент теплоотдачи скорости вращения пильного диска со и температурного напора^. Критерий Яе, характеризующий скорость вращения диска, изменялся с 1,4'105 до 14,4103. Относительный температурный напор 3/Т изменялся с 0,0136 до 0,2713, где Т- абсолютная температура охлаждающей среды, °К.

При охлаждении диска низконапорной струей жидкости изучалось влияние со, 9, расхода жидкости и относительного расстояния от сопла до - поверхности диска 1/(1. Было проведено два полных факторных эксперимента. В одном из них расход жидкости изменялся за счет изменения давления воды при неизменном диаметре сопла й= 0,8 мм, а в другом за счет изменения диаметра сопла при неизменном давлении воды Р - 60 кПа. Изучаемые факторы изменялись в следующих пределах: Яе =3,8'105...14,3'Ю5; ^ /Г =0,0222-0,1710; Ш = 5...100; джд = 17,5...55,5 кг/ч.

При охлаждении диска струей водо-воздушной смеси изучалось влияние со, Э, и сI с/ и концентрации водо-воздушной смеси X = Изучаемые факторы изменялись в следующих пределах: Яе =3,0410 ...14,3'Ю5; &1Т = 0,0222...0,1710; Х= 0,25...4; 1/У = 5...100; с1= 1,05.-2,1 мм.

В результате проведенных исследований получены следующие зависимости в критериальном виде для точек диска, в которые направлена струя охлаждающей среды.

При охлаждении диска на спокойном воздухе

Лги = 0.0733Ые°8(.9/Г)(Ш. (44)

При охлаждении диска струей воздуха с расходом (¿е = 8,0 кг/ч через сопло диаметров <! ■= 2,1 мм с расстояния Ь = 10,5 мм

Ш = 5,52 • Ле0,5 (5 / Т)023 (45)

При охлаждении низконапорной струей воды с регулированием расхода жидкости за счет изменения давления при постоянном диаметре сопла с/ = 0,8 мм

Л^ = 738-Ке°'2,(5/П°'3,б^\ (46)

а при регулировании расхода воды за счет изменения диаметра сопла при постоянном давлении Р — 60 кПа

Лгк = 1410-Кео"(5/7,)°-3'е^! (47)

При охлаждении струей воды коэффициент теплоотдачи не зависит от расстояния между срезом сопла и охлаждаемой поверхностью. При охлаждении диска струей водо-воздушной смеси

№ = 550 ■ 11е0'3(б1 /Т)'-У,Х02'(ХЫ) 008 V37. (48)

Выразив концентрацию водо-воздушной смеси по формуле (48) через джд и с?, получим

= 421,7 ■ Яе0 3 / Г)0'35 (49)

При одинаковом расходе жидкости увеличение диаметра сопла приводит к уменьшению коэффициента теплоотдачи. Однако сопла маленького диаметра могут засоряться. Для охлаждения дисков водо-воздушной смесью можно рекомендовать диаметр сопел 1,0±0,2мм. Расстояние от среза сопла до поверхности диска следует устанавливать минимальное.

При одинаковых расходах жидкости эффективнее охлаждение водо-воздушной смесью по сравнению с низконапорпой струей воды. Коэффициенты теплоотдачи при охлаждении водой и водо-воздушной смесью в 5-15 раз превосходят коэффициенты теплоотдачи дисков, охлаждаемых на спокойном воздухе. Охлаждение вращающихся дисков направлешюй струей воздуха малоэффективно.

Охлаждение диска через два сопла, направленных на периферийную и центральную зоны, позволяет одновременно выровнять коэффициенты теплоотдачи по радиусу диска и сохранить высокий коэффициент теплоотдачи на периферии. При этом коэффициенты теплоотдачи на любом радиусе могут вычисляться по приведенным выше формулам. Вращение диска в пропиле не оказывает- влияния на коэффициенты теплоотдачи как при охлаждении, так и без охлаждения.

При исследовании влияния холостого хода инструмента в цикле на температурные перепады установлено, что в аналитические выражения для расчета его фактических значений и эквивалентной мощности на резание необходимо вводить в качестве сомножителя коэффициент /?„х, = /у^ ((р и ц -

время соответственно работы инструмента и цикла). Для непрерывного процесса резания

6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ И И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ

В разделе приведены результаты исследований эффективности направляюще-охлаждающих устройств и электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств от их конструктивных параметров и технологических факторов. Исследованы антифрикционные материалы направляющих по параметрам их износа и нагрева пил от трения. Предложен новый класс направляющих - мембранных и результаты их исследований.

Изучалось влияние на тепловые поля скорости вращения пильного диска, £0= 120...280 рад/с; расхода жидкости, @ж,)= 1,35—13 кг/ч при охлаждении водо-воздушной смесью и ()жд = 11,7...100 кг/ч при охлаждении струей воды; угла атаки, а = 45...1350; температурного перепада на окружности впадин зубьев, АТЮ = 34...950; давления воздуха в системе, Р = 175...400 кПа; местоположения сопла по радиусу, / = (-4)...(+13)мм; подачи водо-воздушной смеси на одну или обе боковые поверхности диска пилы; наличия пропила.

Эффективность охлаждения оценивалась по характеру распределения температуры по радиусу пилы и темпу охлаждения. На рис. 7 представлены тепловые поля дисков пил при охлаждении различными средами.

Проведенные исследования показали, что охлаждение периферии пильного диска водой и водо-воздушной смесью являются эффективными способами, позволяющими снизить температурный перепад в 4-16 раз по сравнению с диском, вращающемся на спокойном воздухе.

С увеличением расхода жидкости температурный перепад уменьшается, а темп охлаждения увеличивается. Охлаждение пил водой ведет к большому расходу воды. В подавляющем большинстве реальных случаев достаточно охлаждения водо-воздушной смесью с расходом 5-10 кг/ч на одну пилу, позволяющего снизить температурный перепад в 5-6 раз.

Увеличение давления воздуха в системе при охлаждении водо-воздушной смесью приводит к незначительному уменьшению температурного перепада.

Для вращающегося диска, уменьшение динамического угла атаки охлаждающей струи приводит к снижению температурного перепада. Динамический угол атаки следует устанавливать 45-90°. Оптимальным местоположением сопла, при охлаждении водо-воздушной смесью и водой, является его размещение на расстоянии 2-3 мм от окружности впадин зубьев в сторону центра пилы. Двухсторонняя подача охлаждающей среды на диск эффективнее односторонней. Наличие пропила не влияет на тепловое поле вращающегося пильного диска.

-

- Ваба- Апйущна* смсс*

О !3 а

——— йтюжйскис /зйШ Оя - 26,^ —— ВШ'1о13цш*ой смен* йя-Ы<п/*

—---А'л споиайна* ШЭу**

1Г,1/С Ю'Т

10 Ч }! М (,м

Рис.7. Влияние скорости вращения и вида охлаждающей среды: а - на температурное поле на спокойном воздухе (линия пунктиром - охлаждение струей воздуха); б - на температурное поле при охлаждении водой и водо-воздушной смесью; в - на темп охлаждения

Я» 3№ 1Я

На рис. 8 представлены температурные поля пильного диска при трении о направляющие, иллюстрирующие влияние смазывающего эффекта. Охлаждение и смазка трущейся поверхности водо-воздушной смесью позволяет в 20-30 раз снизить температурный перепад по радиусу. При удельных давлениях до 0,3 МПа температурный перепад практически полностью ликвидируется. Охлаждение без смазки снижает температурный перепад ишь в два раза. Следовательно, эффект смазки играет определяющую роль в снижении температуры в зоне трения. Увеличение силы прижима направляющей к пиле пропорционально увеличивает температурный перепад по радиусу диска.

Рис. 8. Влияние на температурное поле диска пилы смазывающего эффекта охлаждающей среды (со = 200 с"1; /с = 15 мм, материал направляющей - текстолит; охлаждение водо-воздушная

При трении с охлаждением и смазкой водо-воздушной смесью, значительно уменьшается износ направляющих по сравнению с сухим трением. Так, например, при удельном давлении 0,1 МПа и сухом трении наилучшие показатели имели береза пропитанная маслом и береза пропитанная низкомолекулярным полиэтиленом, которые имели скорость износа соответственно 21 и 33 мкм/ч, а при наличии смазки у фторопласта и текстолита скорость износа была меньше 1 мкм/ч и не была зафиксирована используемыми средствами измерения в течение 2,5 часов износа. При удельном давлении 0,5 МПа и наличие смазки водо-воздушной смесью, скорость износа для фторопласта составила 14 мкм/ч.

В качестве материалов направляющих, с учетом нагрева пильных дисков и износа направляющих, можно рекомендовать применение фторопласта и текстолита при охлаждении водо-воздушной смесью или водой и березы пропитанной маслом и березы пропитанной низкомолекулярным полиэтиленом при работе без охлаждения.

Для исключения зазора между пилой и вкладышами направляющих предложены мембранные направляющие. В качестве антифрикционного вкладыша применена резина. Направляющие прошли лабораторные исследования по влиянию усилия прижима и давления на температурное поле пилы и коэффициенты трения мембраны по диску. Исследования показали, что направляющие с вкладышами, выполненные в виде мембран обладают высокими технико-экономическими параметрами - максимальная температура пилы от трения в зоне контакта не превышает 3-9° при давлении до 2 МПа и усилии прижима до 90 Н. Значеше коэффициента трения составляет 0,06, а расход жидкости на смазку и охлаждение может быть доведен до 0,1 л/мин. По этим параметрам мембранные направляющие превосходят известные.

Для уменьшения амплитуды колебаний пил предложено и исследовано демпфирующие устройство нового типа, работающее по принципу активного взаимодействия с пильным диском. Устройство включает датчик поперечного отклонения диска, подключенный ко входу усилителя, и электромагнит, подключенный к выходу усилителя. Датчик и электромагнит размещены на одной оси с разных сторон пилы. Демпфирование осуществляется следующим образом. Возбуждаемые при пилении вынужденные колебания пилы преобразуются датчиком в электрический сигнал, который усиливается уси-

лТЛ

лителем и подается на электромагнит. Электромагнит возбуждает в пиле колебания той же формы, что и первичные, но сдвинутые по фазе на 180°. Сложение двух идентичных противофазных колебаний приводит пилу в состоя-1ше покоя независимо от частоты, формы и причины возникновения первичных колебаний во всем диапазоне чисел оборотов. Проведенные аналитические и экспериментальные исследования показывают, что совокупность особенностей, присущих рассматриваемому устройству, определяет его высокую экономичность и эффективность и даже при использовании стандартного усилителя позволяет уменьшить размах колебаний пил в статике в 8-12 раз, в динамике в 2-3 раза.

Для повышения изгибной жесткости пил предложены и исследованы электромагнитные направляющие. Результаты экспериментов показывают, что применение электромагнитных направляющих позволяет уменьшить амплитудное отклонение пилы в 3.5...5 раз.

7. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ВИДОВ КРУГЛЫХ ПИЛ.

В разделе приведены материалы исследований новых видов пил - термостойких дисковых дереворежущих с пластинками из твердых сплавов и круглых секторных, пил круглых чисторежущих.

Исследованиями установлено, что рациональное положение следа вальцевания соответствует той области диска, в которой градиент температуры по радиусу пилы равен нулю, а температура не превышает 2% от температуры на окружности впадин зубьев. Это положите следа зависит только от толщины и скорости резания пилы и определяет длину компенсатора I. Для скорости резания , принятой в круглопильных станках согласно ГОСТ 980-80 50 м/с длина компенсатора составит

1 = с-Ъ*П"°, (50)

где I) - диаметр пилы; с, аь, ац - числовые коэффициенты равные соответственно 18; 0,51;-0,56.

Конструкция компенсатора дополнительно позволяет исключить высокочастотную составляющую поперечных колебаний и частично, повысить жесткость диска.

Пилы круглые чисторежущие отличаются от известных высокой геометрической точностью. Отклонение боковых режущих кромок зубьев от прилегающей плоскости на превышает 0,05 мм, радиальное биение величин зубьев - 0,04 мм. Это достигается использованием специальной технологии для изготовления дисков пил и приспособления для его шлифования и заточки зубьев, защищенных авторским свидетельством. Шероховатость поверхности пропила при применении чисторежущих пил не превышает 20-30 мкм. Даны рекомендации по размерам диска и геометрии зубьев.

Разработаны конструкции и исследованы в лабораторных и производственных условиях пилы круглые секторные, отличающие от известных наличием связей на периферии смежных секторов, повышенной жесткостью, термоустойчивостью, низким уровнем, шума и более высокой точностью полотна пилы. Разработана методика определения параметров секторных пил и частоты их вращения по резонансным диаграммам и установлены необходи-

мые для этого эмпирические зависимости. Из условий устойчивости работы секторных следует придерживаться следующих требований: диаметр пилы не должен превышать четырех длин секторов, а диаметр фланцев - половины диаметра шшы. Конструкции пил защищены авторскими свидетельствами.

8. РЕЖИМЫ ПИЛЕНИЯ В КРУГЛОПИЛЬНЫХ СТАНКАХ ПО УСТОЙЧИВОСТИ ПИЛ

Принято режимы пилепия на круглопильных станках назначать по максимальной производительности (скорости подачи). При назначении режима принимают во внимание основные технические ограничения, относящиеся к материалу - допустимая шероховатость; к станку - установленная мощность электродвигателя главного привода; к инструменту - емкость впадины зуба и динамическую устойчивость. Это тот минимум, который нецелесообразно сокращать.

Ограничения при расчете режимов пиления можно свести к учету мощности главного привода и динамической устойчивости инструмента. При этом последний вид технического ограничения является основным. Динамическая устойчивость пил определяется наличием температурного перепада по радиусу диска - фактора, который объективно сопровождает процесс распиловки круглыми пилами и которого мы не можем исключить. Работы, выполненные в УЛТИ, ЦНИИМОД, ЛТА и др. позволили получить обобщающие зависимости связи допустимой мощности на резание из условия динамической устойчивости для конкретного типоразмера пилы и условий процесса резания, включающих более 12 определяющих технологических факторов.

В общем виде связь мощности на резание и температурного перепада можно записать системой выражений

В к-ы

Д7Г* ¿0.85ДГ.7

> (51)

Тогда допустимая мощность на резание для определенного типоразмера пил может быть записана в виде

^£0,85Ф (^,уА,«,с„/"(с,Я),Вд,1))(52)

"Аи

Минимально допустимый температурный перепад по динамической устойчивости пил определяется по формуле

л у** _ К2Ну\ - и2(Я2 -Вх)

* ~ 82,2,0^ ' (53) К

С учетом зависимостей (41, 42, 43 и 53) выражение (51) для допустимой мощности на резание примет следующий вид: при пилении без охлаждения

_ х^-иЧя'-Дд) .

82 2 '12,3-10^' (54)

(0,5£>)2

при пилешш с охлаждением пилы водо-воздушной смесыо

(0,5£>)2

при пилешш с охлаждением пилы водой

. К2ну\-п2(Я2 -В,) Д0'65 ./!0'0755°-5б°-24

Л'д = 0,85-

82,2.105

1,85-104/?отА ' (56)

(0,51>)2

Из выражений (54, 55, 56) видно, что ресурс пилы по ее динамической устойчивости может быть увеличен за счет размеров диска (Б, О), снижения доли мощности, расходуемой на нагрев (К„) и охлаждения инструмента (0.жь)- С позиции требований экономики формирования пропила увеличение ресурса пилы наиболее эффективно достигается охлаждением диска пилы.

Максимально допустимая частота вращения пилы определяется из вы-ражеши

,С7<0,85<" (57)

Критическая частота вращения пилы, мин1 вычисляется по формуле

Максимальная скорость подачи по динамической устойчивости пил определяется по аналитическим зависимостям скорости подачи по установленной мощности привода механизма резания. Тогда известное выражение скорости подачи по установленной мощности привода механизма резания, в силу связи температурного перепада с мощностью резания в зависимости от среды охлаждения, будет иметь вид: при тоЛцине стружки а > 0,1 мм

б-1047лД7Г" ап\т

^ /}та„аьа„Н (59)

* К-Ь + а-гН

при && <0,1 мм.

бЛО'тАТГ1 (а -О.Щр^гп

V - Д*Аа»а»Я 10 (60>

* К„-Ь + атН

Значения входящих в формулы (59, 60) величин определяются: минимально допустимого температурного перепада по динамической устойчивости пил Дпо формуле (53) или по номограмме (рис.6); остальные параметры принимаются с учетом рекомендаций РТМ.

Для оптимизации режимов пиления древесины по динамической устойчивости было разработано автоматическое управляющее устройство, изготовлено применительно к прирезному станку и проверено в производственных условиях. Критерием оптимальности являлась предельно допустимая мощность на резание для данного типоразмера пилы, которое автоматически поддерживалось на одном уровне за счет изменения скорости подачи. Использование устройства позволило повысить производительность станка в 1,2 раза.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

В разделе приведены расчеты экономической эффективности от внедрения результатов исследований, ОКР и НИР по основным направлениям темы диссертации.

Эффективность от внедрения направляюще-охлаждающих устройств в многопильных круглопильных станках достигается за счет снижения шири-ры пропила от применения более тонких пил и уменьшения величины уши-рения зубьев, повышения точности выпиливаемых досок и уменьшения их шероховатости, увеличения кусковых отходов для переработки на технологическую щепу. Получено увеличение полезного выхода пиломатериалов на 2%, а количество технологической щепы на 1,6%. Расчетный экономический эффект от внедрения устройства на одном станке составит 55 тыс. руб. Фактический экономический эффект, подтвержденный Тавдинским ЛРК составил 79,8 тыс. руб.

Технико-экономический эффект от внедрения новых режимов пиления, приведенных в утвержденном РТМ достигается за счет сокращения времени и трудозатрат на проектирование новых круглопильных станков, устранение принципиальных ошибок при проектировании, повышение качества станков; повышения производительности и качества обработки за счет оптимизации режимов пиления; снижение технического брака, вызванного недостатками в работе пильного узла; уменьшения аварийного расхода круглых пил и вне' плановых простоев круглопильных станков.

Суммарный годовой экономический эффект на предприятиях Минлес-прома от внедрения режимов оценивается суммой в 740 тыс. руб.

Экономическая эффективность от внедрения новых видов пил достигается за счет увеличения эффективного фонда времени работы инструмента, снижения ширины пропила и шероховатости, многоинструментальной обработки заготовок на станках с механической подачей. Например, применение чисторежущих пил позволило получить шероховатость при выпиловки ученических линеек не хуже 30 мкм, исключить их перепшифовку, снизить ширину пропила до 2,0 мм, повысить стойкость пил до 30 станкосмен. Под-

твержденный годовой экономический эффект на один многопильный станок на предприятии канцтоваров "Бяржас? (Литва) составил 117 тыс. руб.

Результаты исследований, ОКФи НИР по направлению темы диссертации внедрены на предприятиях 17 бргангоаций ВЛО "Сверддеспром", "Баш-лес", "СвердНИИПДрев", Лобвинском КЛПК, Тюменском СЗ и др. Общий годовой экономический эффект отлвнедрения мероприятий по результатам работы составляет 1497 тыс. рублейв ценах до'01.01.1992 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований по проблеме обеспечения работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания в лабораторных, производственных условиях возможно сделать следующие выводы и рекомендации.

1. Учет теплофизических условий процесса резания позволил эффективно обеспечить работоспособность круглых пил на временном отрезке их периода стойкости исключая потерю плоской формы равновесия за счет стабилизации или регулирования процесса резания по параметрам колебаний и теплообмена дисков, а также режимов пиления.

2. Аналитические зависимости и номограммы дляфасчета температурных полей и перепадов, критических температурных1 перепадов и частот вращения пил при охлаждении различными средагЙТ*"могут быть использованы для анализа режимов пиления по условию обеспечёйия работоспособности инструмента, выбору его конструкции и размеров.1 г'

3. Аналитические зависимости расчета предельно-допустимых скоростей подачи в круглопильных станках по условию®полного использования допустимой мощности на резание для данного типоразмера пилы являются оценкой степени интенсификации режима пиления п^научноГь б^зой при разработке систем автоматического регулирования (С/<гР) режимов по устойчивости круглых гаи. '

Автоматическое управляющее устройство (А^У)^'котором САР реализована на Тюменском СЗ на экспериментальном й'пптке ЦДК-5М позволили в сравнимых условиях увеличить производительМйсть станка в 1,2 раза и улучшить использование мощности электродвигателя главного привода.

4. Наивысшей АЭ активностью и, следовательно, лучшими пластическими свойствами обладают стали 7Н2МФА и ЦМШШО (Швеция). Современным задачам улучшения эксплуатационных свойств пил удовлетворяет лишь сталь марки 7Н2МФА, остальные не имеют какого-либо заметного преимущества по своим пластическим свойствам перед сталью 9ХФМ.

5. Круглые пилы имеют бесчисленное количество степеней свободы и, следовательно, форм и частот собственных колебаний. Наиболее опасными являются веерные колебания с узловыми диаметрами на критических числах оборотов Пщ, = (X =2...4), при которых цепь назад бегущих волн неподвижна в пространстве.

6. Для колебаний пил по зонтич1$й форме и с одним узловым диаметром отсутствуют критические скоросТй^вращения, а для колебаний с любым числом узловых диаметров - (/-1)-е верхние резонансные числа оборотов. Для работающих дисков при колебаниях с двумя и более узловыми диамет-

рами существуют критические числа оборотов, бесконечное число нижних и (1-2) верхних резонансных чисел оборотов. Работа в области критических чисел оборотов невозможна.

7. Форма колебаний на минимальном критическом числе оборотов зависит от напряженного состояния и от отношения диаметра пилы к диаметру зажимных фланцев. С увеличением диаметра фланцев частоты собственных колебаний и критические числа оборотов возрастают для всех форм колебаний.

8. На устойчивость круглых пил оказывают влияние их геометрические размеры, условия закрепления и те факторы, от которых зависят постоянные и периодические составляющие их напряженного состояния (технология изготовления, характер и степень подготовки, центробежные силы инерции, силы резания, неравномерный нагрев и некоторые др.). Центральное место среди упомянутых факторов занимает фактор неравномерного нагрева пил.

9. Нагрев круглых пил в процессе распиловки обусловлен главным образом трением упруго деформированных волокон древесины по задней и боковым граням зуба, трением стружки по передней грани зуба, о стенки и дно пропила, а также упругой и пластической деформацией древесины, включая вторичную деформацию стружки. Трение боковых поверхностей пильного диска о стенки пропила и стружку, по данным исследования, не играет существенной роли в общем балансе тепловыделений в зоне резания.

10. Изменение степени нагрева пил, их диаметра и температуры окружающей среды не оказывает влияния на характер распределения температуры по радиусу пильного диска. Характер распределения температуры зависит от коэффициента теплопроводности материала пилы, ее толщины, скорости вращения и близок к экспоненциальному.

11. Напряжения, возникающие в диске в результате нагрева, по величине, доминируют в общей картине его напряженного состояния, являются в общем случае периодическими и оказывают на его устойчивость решающее влияние. Будучи отрицательными в периферийной зоне пильного диска, температурные напряжения снижают его поперечную жесткость и частоты собственных колебаний высших форм. Последствия нагрева пил в процессе распиловки проявляются в увеличении шероховатости пиленых поверхностей и в снижении точности форм и размеров выпиливаемых деталей.

12. Напряженное состояние и характер частотно-температурной зависимости неподготовленных пил определяются характером их температурного поля. При одинаковой степени нагрева температурное поле пил будет с точки зрения их устойчивости более благоприятным при меньшей скорости вращения, большей толщине и большей теплопроводности пильного диска. Характер частотно-температурной зависимости подготовленных пил определяется полем результирующих напряжений.

13. Потеря устойчивости плоской формы равновесия не происходит скачкообразно при достижении определенной степени нагрева, а является следствием непрерывного углубления и перераспределения начальной неплоскостности дисков пил в процессе увеличения нагрева. С этих позиций применение пил, обладающих повышенной плоскостностью, является особенно важным.

14. Одним из эффективных направлений повышения устойчивости пил является улучшение их тепло физических характеристик. Повышение теплопроводности дисков пил и оснащение их зубьев твердыми сплавами (особенно сплавами с низкой теплопроводностью) обеспечивают значительное уменьшение нагрева пил и повышение их устойчивости.

Снижение коэффициентов теплопроводности материала лезвий вдвое позволяет уменьшить температурный перепад в 1,5 раза.

15. Условием эффективного обеспечения работоспособности пил стандартных толщин и конструкций в круглопильных станках является применение направляюще-охлаждающих и электромагнитных направляюще-демпфиру-ющих устройств для дисков пил. Рекомендуется в устройствах охлаждения конструктивно совмещать функции направления и охлаждения.

16. В подавляющем большинстве тяжелых режимов пиления, имеющих место в практике, необходимо и достаточно охлаждение пил водо-воздушной смесью с расходом жидкости 3...10 кг/ч на один диск и расходом воздуха в 2...4 раза меньшем, чем жидкости. При этом температурный перепад по радиусу диска снижается в 56 раз от резания, а от трения о направляющие и распиливаемый материал в 20...30 раз.

17. Охлаждать следует обе боковые поверхности пильного диска двумя парами сопел - одно направляется в точку диска на расстоянии 2...5 мм от междузубовой впадины в направлении к центру пилы, а второе - на среднюю зону диска. Сопла следует располагать на расстоянии 3...15 мм от поверхности пильного диска за направляющими по ходу вращения диска перпендикулярно поверхности или разворачивая в тангентальном направлении по ходу вращения диска на угол до 45°. Оптимальный диаметр сопла при охлаждении водо-воздушной смесью 1,0+0,2 мм.

18. В качестве антифрикционных материалов направляющих, при охлаждении водо-воздушной смесью или водой, рекомендуется применять фторопласт, текстолит, резину.

19. Вращение диска в узком пропиле не оказывает влияния на его коэффициенты теплоотдачи и температурные поля как с случае работы на спокойном воздухе, так и с охлаждением.

20. Предложения по конструкции и размерам температурных прорезей рекомендуются для использования заводами-изготовителями пил по ГОСТ 9769-79.

21. Конструкции чисторежущих твердосплавных пил позволяют производить распиловку заготовок с шероховатостью до 20...30 мкм при ширине пропила не выше 2,0...2,2 мм. Технология и техническая оснастка для изготовления пил защищена авторскими свидетельствами.

Пилы позволяют механизировать и осуществить многоинструментальную обработку при выпиловке ученических деревянных линеек. Пилы и технология изготовления линеек внедрены на предприятии канцтоваров "Бяр-жас" (Литва).

22. Круглые секторные пилы с зубьями, оснащенными пластинками из твердых сплавов, позволяют на одно-, многопильных станках для распиловки бруса на тару и пиломатериалы, карандашную дощечку получить устойчиво шероховатость не выше 315 мкм, а ширину пропила - 2,0-2,5 мм. Конструкции пил термоустойчивы и защищены авторскими свидетельствами.

По результатам исследований разработан типаж и научно обоснованные рекомендации по расчету размеров, параметров колебаний и рабочих частот вращения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков В.К. К вопросу о температурном поле дисковых пил для продольной распиловки древесины //Лесной журнал. - 1966, - №3 - с.92-104.

2. Грубе А.Э., Санев В .И., Пашков В.К. Повышение качества распиловки древесины на основе ликвидации температурных напряжений в дисковых пилах. Л.: ДНТО, 1967, - 67с.

3. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков BJC. Характер изменения температуры по радиусу дисковых пил и влияние температурного перепада на их поперечные колебания //Лесной журнал. - 1967, №4. - с.60-66.

4.*Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков BJC. Повышение качества распиловки путем охлаждения дисковых пил водо-воздушной смесью //Деревообрабатывающая промышленность. -1967.-№3,0.5-8.

5. Грубе А-Э., Санев В.И., Пашков В.К Автоматическое регулирование температурных напряже-ний в дисковых пилах //Деревообрабатывающая промышленность. -1967, - №8. с 4-6.

6. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков В.К. О поперечных колебаниях дисковых пил для продольной распиловки древесины. //Лесной журнал. -1968, - №1. - с.79-83.

7. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков В.К. Характер изменения температуры по радиусу дисковых пил и влияние температурного перепада на их поперечные колебания //Лесной журнал, -1969, №4.

8. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков В.К. О демпфировании поперечных колебаний дисковых шш //Лесная промышленность. - 1969, - №2, - с. 18-20.

9. Грубе А.Э., Санев В.И., Пашков В.К. О поперечной жесткости дисковых пил в покое и при вращении //Лесной журнал. -1970, №3. - с.64-69.

10. Кучеров И.К., Пашков В.К. Ставки инструменты лесопилыю-деревообрабатывающего производства. М.: Лесная промышленность, 1970. - 559 с.

11. Пашков В.К., Бодалев ВТ. Номограмма для выбора режимов работы дисковыми пилами //Лесной журнал, 1971. - №1. - с.57-60.

12. Пашков В.К., Абельский Б.Ш. О температурном поле вращающихся гибких дисков. //Инженерно-физический журнал. -1971, - №2.

13. Пашков В.К., Бодалев В.Г. Определение оптимальной области вальцевания дисковых пил//Лесная промышленность. -1971. -№12, - с. 13.

14. Пашков В.К., Бодалев В.Г. Исследование нагрева дисковых пил, оснащенных пластинками из твердого сплава //Труды УЛТИ, Свердловск, 1972, - вып.26.- с.176-180.

15. Пашков В.К., Бодалев В.Г, Туриков Э.М., Шевченко А.И. Об экспериментальных методах определения критических оборотов тонких дисков //Лесной журнал, 1973, №6. -с.63-68.

16. Пашков В.К., Бодалев В.Г. Влияние нагрева на устойчивость круглых пил //Лесной журнал, 1974, - №2. - с.70-75.

17 Пашков В.К., Бодалев В.Г. Расчет мощности резания при пилении дисковыми пилами. -Вопросы резания, надежпости и долговечности дереворежущих инструментов и машин. Межвуз. сб. научн. тр. Вып.1. Л., РИО ЛТА, 1974, с.64-68.

18. Пашков В.К., Кучеров И.К. и др. Напайка и заточка твердосплавного инструмента. -М.: Лесная промышленность., 1975. -112с.

19. Пашков В.К., Красиков A.C.K выбору параметров устройств для охлаждения пил //Лесной журнал - 1976, №6, с.106-109.

20. Пашков В.К., Бодалев В.Г. Электромагнитный демпфер колебаний пил //Вопросы резания, надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин. - Л.: ЛТА, 1976. Вып.11-с.118-122.

21. Пашков В.К., Денисламов В.Д. Управляемые электромагнитные направляющие //Лесной журнал. - 1977, - №4. - с.155-157.

22. Пашков В.К., Красиков A.C. К вопросу эффективности охлаждения дисков пил различными средами. - Вопросы резания надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин. Вып.5. Межвуз. сб. научн. тр. Л., ЛТА, 1978, с.41-46.

23. Пашков В.К., Красиков A.C. Конструирование направляюще-охлаждающих устройств

для круглых пил //Межвуз. сб. JITA. -1980. - №5: Вопросы развитая, надежности и долговечности дереворежущего инструмента. - с.28-35.

24. Пашков В.К Особенности эксплуатации пил больших размеров //Современный дереворежущий инструмент и его роль в повышении эффективности производства мебельной промышлешгости. - М.: ВНИПИЭИ леспром, 1982. - с.18-20

25. Туриков Э.М., Шевченко А.И., Пашков В.К. Экспериментальные исследования колебаний плоских круглых пил //Лесной журнал, 1983, - №1. с.98-105.

26. Красиков A.C., Пашков В.К. Тепловое поле вращающегося охлаждаемого диска пилы //В кн.: Деревообрабатывающие станки, инструменты и вопросы резания древесины. - Л.: ЛТА, 1984, с.48-51.

27. Пашков В.К., Красиков A.C., Гороховский А.К. Автоматическое регулирование режимов резания на круглогашьных станках для продольной распиловки //Механизация и автоматизация технологических процессов в деревообработке. Л.: ЛДНТП, 1984. - с.19-23.

28. Пашков В.К Пилы шпапорезных станков с пластипками из твердого сплава. - В кн.: Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. - Л.: ЛТА, 1985, с.20-23.

29. Кузнецов Л.Д., Крюк В.И., Пашков В.К. Акустико- эмиссионная диагностика качества материала дереворежущего инструмента //Изд. вузов. Лесной журнал. -1985. № б. - с. 73-77.

30. Кузнецов Л.Д., Крюк В.И., Пашков В.К. Исследование работоспособности ленточных пил методом акустической эмиссии. - В кн.: Станки и инструменты деревообрабатывающих производств - Л.: ЛТА, 1985, с, 60-64.

31. Пашков В.К., Красиков A.C. Номограммы для расчета тепловых полей охлаждаемых дисков ши //- В кн.: Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Л.: ЛТА, 1986, с. 61-65.

32. Пашков В.К., Оборип Л.А. Измерение температуры ши //В кн.: Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Л.: ЛТА, 1986.

33. Пашков В.К., Шевченко А.И. Конструкции и исследование круглых пил. - В сб. научн. тр. МЛТИ: Автоматизация и комплексная механизация процессов деревообработки. Вып.186. -М.: 1986 с.16-20.

34. Пашков В.К. Эффективные способы охлаждения круглых пил водой и водо-воздушной смесью //Применение круглых тонких пил в многошшьных круглопильных станках СБ8М для распиловки бруса: Экспресс-информация: Отечествен, произв. опыт. - М.: ВНИПИЭИ леспром, - 1987. - Механическая обработка древесины, вып.2. - с. 17-20

35. Кузнецов Л.Д., Пашков В.К., Крюк В.И., Швамм Л.Г. Акустико-эмиссионная оценка усталостной прочности дереворежущих пил. //Основные направления научно-технического прогресса в лесном комплексе Коми АССР: Тез. докл. Всесоюзной конф. -Сыктывкар. - 1988. - с. 72-73.

36. Стахиев Ю.М., Пашков В.К. Руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами /Архангельск: ЦНИИМОД, 1988. - 74 с.

37. Шевченко А.И., Пашков В.К. Приспособление для заточки твердосплавных пил по боковым поверхностям зубьев //Деревообрабатывающая нромьшшешюсть. - 1988, - №7. -с.14-15.

38. Пашков В.К. Интенсификация режимов резапия на круглопильных станках для продольной распиловки древесины /Уральская лесотехн. академия. - Екатеринбург, 1989. -Деп. ВНИПИЭИ леспром. 1988, №2319- 16 с.

39. Пашков В.К., Миронов В.Ф. Исследование мембранных направляющих для пил //Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Л.: ЛТА, 1989. - с.30-33.

40. Пашков В.К., Шевченко А.И. Влияние точности расположения режущих кромок зубьев на шероховатость поверхности пропила //Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Л.: ЛТА, 1989. - с.4-7.

41. Пашков В.К., Шевченко А.И. Конструкция и технология изготовления чисторежупщх круглых пил /Уральский лесотехн. ин-т, 1989. - Деп. в ВНИПИЭИ леспром, 1989, N»2545 -лб. - 30с.

42. Пашков В.К., Красиков A.C., Гороховский А.К. Автоматическое регулирование режимов резания на круглопильных станках /Уральский лесотехн. ин-т, 1989. - Деп. в ВНИПИЭИ леспром, 1989, №2544. - лб. - 40с.

43. Пашков В.К., Шевченко А.И. Новые конструкции круглых пил //Деревообрабатывающая промышленность. - 1990, - №10. - с.24.

44. Пашков В.К. Дисковая дереворежущая пила с пластинками из твердого сплава

//Деревообрабатывающая промышленность. - 1993. - №5. - с. 10.

45. А.с.378316 СССР, М.Кл. В27 Б 5/32. Устройство для крепления дисковых пил на валу /В.Г. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - 17 20067/29-33; заявлено 06.12.71, опубликовано 18.04.73, Бюлл. №19

46. Ал. 346042 (СССР), М.Кл. В27д 63/00. Способ повышения динамической устойчивости дисковых пил. /В.И.Санев, В.К. Пашков и другие (СССР). - 1611874/29-33; заявлено

25.01.71, опубликовано 28.07.72, Бюлл. №23

47. A.c. 325174 СССР, М.Кл. В27в 5/00. Устройство для крепления дисковых пил на валу /В.К. Пашков, Э.М. Туриков, ЯЛ Кистер (СССР). - №1622437/29-33; заявлено 01.03.71, опубликовано 07.01.72, Бюлл.№3

48. A.c. 360217 (СССР), М.Кл. В 27в 5/38. Устройство демпфирования колебаний дереворежущих пил /В.Г. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - №1711592/29-33; заявлено 09.11.71; опубликовано 28.11,72, Бюлл. №36.

49. A.c. 490654 СССР, М.Кл. В27в 5/38. Устройство для регулирования напряженного состояния круглых пил / В .Г. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - №1813181/30-15; заявлено

20.07.72, опубликовано 05.11.75, Бюлл.№16

50. A.c. 403551 СССР, М.кл. Б 276 33/08. Пила дисковая /В.Г. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - N»1320966/29-33; Заявлено 06.12.73, Бюлл. №43.

51. A.c. 370031 СССР, М.Кл. В27 В 5/28. Способ автоматического регулирования напряженного состояния дисковой шиш /ВТ. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - 1720965/29-33; заявлено 06.02.73, опубликовано 15.02.73, Бюлл. №11.

52. A.c. 422584 СССР, М.Кл В 28в 5/38. Устройство для демпфирования колебаний дереворежущих пил /В.Г. Бодалев, В.К. Пашков (СССР). - 1786235/29-33; заявлено 22.05.73; опубликовано 05.04.74, Бюлл. №13.

53. A.C. 592592 СССР, М.Кл В 27 В 5/29. Направляющее устройство для дисковых пил /В.К. Пашков, A.C. Красиков и др.(СССР). - №2362567/28-15; заявлено 21.05.76; опубликовано 25.02.78, Бюлл. №6.

54; A.c. 555011 СССР, MJOi. В27 В 5/38, Устройство для демпфирования колебаний дереворежущих пил /В.К.Пашков и В.Д. Денисламов (СССР). - №2337847/15; заявлено 24.03.76; опубликовано 25.04 77, Бюлл .№15.

55. A.c. 1391885 СССР. В27 В 33/12.. Секторная дисковая пила /А.И. Шевченко, BJC. Паш- ков (СССР). 3971805/29-15; заявлено 04.10.85; опубликовано 30.04.88, Бюлл. №16.

56. A.c. 1281411 СССР, кл. 1327 В 5/34. Направляющее устройство для пил /Пашков В.К., Миронов В.Ф. (СССР); Опубликовано 07.01.87. Бюлл. №1

57. A.c. 1524998 СССР, В27 В 5/29. Устройство для выравнивания температурных напряжений в круглых пилах /В.К. Пашков, С.И. Плотников и В.А. Котельников (СССР). -№439700/23-15; заявлено 21.03.88, опубликовано 30.11.89, Бюлл. №44

58. A.c. 1579779 СССР В 27 5/32. Направляющее устройство для пил /В.К. Пашков и В.Ф. Миронов (СССР). - №438225/30-16; заявлено 25.02.88; опубликовано 28.07.90, Бюлл. №27.

59. A.c. 1668136 СССР, MJOi. В 27в 33/08. Пила дисковая /В.К. Пашков (СССР). -№4688987; заявлено 16.06.89; опубликовано 07.08.91 Бюлл. №29.

Просим принять участие в работе диссертационного совета ДО 63.50.01 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Инстшутский пер., 5, Лесотехническая государственная академия, ученый совет.

Лицензия ЛР № 020578 от 04.07.97.

Подписано в печать с оригинал-макета 29.09.98. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 2,0. Печ.л.2,25. Тираж 100 экз. Заказ 224. С 18а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбЛТА 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

Н-'М-г/ж- т2

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Уральская государственная лесотехническая академия

(УГЛТА)

На правах рукописи

ПАШКОВ ВАЛЕНТИН КУЗЬМИЧ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ ПРИ ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ

Специальность 05.21.05 - "Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение"

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Екатеринбург - 1998

Основные условные обозначения

^Г - полярные координаты; I - время;

Й}Г - внутренний и внешний радиусы диска;

Ь - толщина диска;

Я - коээфциент теплопроводности;

у^ - коэффициент теплообмена;

оС - коэффициент температуропроводности;

теплота' выделяющаяся в единицу времени в единице объема диска; Т(г#{)- температура произвольной точки диска; Т0 - температура окружающей среды; (л) - угловая скорость диска; ^ - функция Бесселя первого рода порядка ш; д(у) - дельта-функция;

О - расчетный радиус пилы равный радиусу окружности впадин

зубьев плюс половина высоты зуба, см; ^(с,Я)- безразмерная функция;

/77, - коэффициент для диска пилы из стали равен 2,5 104 см/с; /7?2 - постоянный коэффициент (для стального диска равен

6,85 109, см2/с2); оСл - коэффициент линейного расширения материала пилы (для

стали Ыл = 12 1СГ6 1/°С); Кт - коэффициент, учитывающий долю мощности на резание,

расходуемую на нагрев пилы без зубьев; Мр - мощность на резание, кВт; Л - диаметр пилы, мм; /7 - частота вращения пилы, с-1; I) - ширина пропила;

- количество воды для охлаждения диска пилы, кг; Ки - коэффициент напряженного состояния пилы;

¿/д - статитческая частота собственных колебаний, 1/с;

- температурный коэффициент, 1/(с2-°С);

- динамический коэффициент;

С - отношение радиуса зажимных фланцев к радиусу пилы;

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ..................... И

1.1. Общие вопросы ..................... И

1.2. Анализ работ по исследованию процессов продольной и поперечной распиловки древесины ............ 18

1.3. Анализ работ по исследованию колебаний и устойчивости круглых пил......................26

1.4. Анализ работ по нагреву круглых пил и влиянию нагрева

на их устойчивость. . .................34

1.5. Коэффициенты теплоотдачи и охлаждающие среды-в тепло-обменных процессах нагретых дисков пил..................39

1.6. Программа исследований.................42

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ КРУГЛЫХ

ПИЛ............................44

2.1. Исследование механических свойств инструментальных сталей........................44

* 2.1.1. Экспериментальная установка. Методика исследования ......................46

2.1.2. Результаты экспериментальных исследований ... 52

2.2. Влияние теплопроводности материала лезвий зубьев на нагрев дисков пил...................61

2.3. Выводы по разделу.................. . 63

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ И

УСТОЙЧИВОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ..................65

3.1. Теоретические исследования колебаний и устойчивости круглых пил...... . . .............65

3.2. Экспериментальные исследования колебаний и устойчивости круглых пил..........................72

3.3. Теоретические исследования влияния начальных напряжений на частоту собственных колебаний круглых пил

Ф большого диаметра...................82

3.4. Экспериментальные исследования критических чисел оборотов круглых пил большого диаметра..........89

3.5. Выводы по разделу...................95

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ДИСКОВ КРУГЛЫХ ПИЛ...........................97

4.1. Температурное поле диска от точечного источника тепла 98

4.2. Температурное поле охлаждаемого диска при осесим-

Ф метричном поступлении тепла ..... ......... 102

4. 3. Номограммы для расчета температурных полей охлаждаемых

дисков пил.......................107

4.4. Номограммы для расчета температурных перепадов по радиусу дисков пил при резании.............113

4.5. Определение критических температур нагрева и скорости вращения круглых пил..................121

4.6. Выводы по разделу...................127

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ И УСТОЙЧИВОСТИ ДИСКОВ КРУГЛЫХ ПИЛ................. 129

5.1. Влияние нагрева на устойчивость круглых пил...... 129

5.2. Экспериментальные исследования коэффициентов теплоотдачи охлаждаемых дисков круглых пил......... 144

5.3. Экспериментальные исследования влияния времени холостой работы пил в рабочем цикле на температурный пере-

* пад.......................... 158

5.4. Выводы по разделу................... 166

6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУГЛЫХ ПИЛ ............... 170

6.1. Исследование эффективности направляюще-охлаждающих устройств от их конструктивных параметров и технологических факторов................... 171

6.2. Экспериментальные исследования материалов направляющих

и температурных полей дисков от трения в направляющих. 179

6.3. Экспериментальные исследования мембранных направляющих

для пил........................ 188

6.4. Экспериментальные исследования эффективности электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств ..... 193

6.5. Выводы по разделу...................202

«

7. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ВИДОВ КРУГЛЫХ ПИЛ 206

7.1. Дисковые дереворежущие пилы с пластинками из твердого сплава. . ...................... . 206

7.2. Пилы'круглые чисторежущие с зубьями, оснащенными плас-

• тинками из твердого сплава...............209

7.3. Пилы круглые секторные.................215

7.4. Выводы по разделу ......................................223

8. РЕЖИМЫ ПИЛЕНИЯ В КРУГЛОПИЛЬНЫХ СТАНКАХ ПО УСТОЙЧИВОСТИ ПИЛ 225

8.1. Методика расчета режимов резания по устойчивости круглых пил........................227

8.1.1. Определение рабочей частоты вращения круглых плоских пил..................228

8.1.2. Определение скорости подачи из условия устой- 1 чивости пил..................230

8.2. Автоматическое регулирование режимов резания кругло-пильных станков....................232

8.3. Выводы по разделу...................238

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБО-

• ТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ........................................240

9.1. Эффективность от внедрения направляюще-охлаждающих устройств в многопильных круглопильных станках ... 240

9.2. Экономическая эффективность от внедрения режимов пиления древесины по устойчивости круглых пил. ... 242

9.3. Экономическая эффективность от внедрения новых видов круглых пил.....................244

9.4. Выводы по разделу...................246

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............: . . ........247

Список использованных источников ........ ..........255

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.......................277

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 . ......................284

ПРИЛОЖЕНИЕ 3...................... . 295

« ПРИЛОЖЕНИЕ 4.......................318

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ..... ■..................320

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Внедрение результатов ОКР и НИР . . ..........322

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В условиях роста потребностей в лесобумажной продукции, истощения лесосырьевых ресурсов и ограниченных возможностей инвестирования отрасли научно-технический прогресс в лесном комплексе характеризуется внедрением ресурсосберегающих безотходных технологий, повышением уровня комплексного использования сырья, вовлечением в переработку древесных отходов и низкокачественной древесины. В этих условиях повышение производительности труда, эффективное использование основных производственных фондов, лучшее использование трудовых ресурсов определяются внедрением современных видов оборудования и интенсификацией работы серийного. Системы машин, разработанные отраслевыми НИИ (ЦНИИМОД, УкрНИИМОД, ВПКТИМ, НИЛтара) на период до 2000 года предусмаривают на операциях механической обработки древесины пилением большой "удельный вес круглопильных станков для продольной и поперечной распиловки, в том числе многопильных с плавающими пилами (СБ8М, Ц8Д8, СБ15Т) и линий (ЛАПБ, ФПЛ и др.) с встроенными круглопильными узлами резания.

Наряду с их достоинствами - безинерционностью, большими скоростями резания и производительностью, круглопильные станки имеют ряд технологических недостатков, которые, в основном, прямо или косвенно связаны с режущим инструментом. Наиболее существенный недостаток - это большой расход древесины на пропил. Снижение ширины пропила за счет уменьшения толщины диска пилы приводит к отклонениям формы, размеров, взаимного расположения поверхностей заготовок, увеличению технического брака и шероховатости поверхностей обработки из-за снижения изгибной жесткости диска. Снижение жесткости, при всех равных

условиях, происходит постоянно по мере нарастания температурного перепада, который объективно сопровождает процесс пиления. При предельных его значениях наблюдается потеря диском плоской формы равновесия и нарушение распиловочного процесса. Это приводит к образованию технического брака, снижению эффективного времени работы оборудования, увеличению расхода сырья на кубометр производимой продукции и режущего инструмента.

Интенсификация пиления древесины круглыми пилами может быть достигнута в этом случае на основе обеспечения работоспособного состояния инструмента. Имеющийся в настоящее время большой научный и практический материал по затронутой проблеме не может быть эффективно использован и считаться достаточным в силу ряда обстоятельств. Известные научные исследования в области процессов пиления древесины круглыми пилами в качестве оценочных показателей эффективности процесса использовали энергозатраты на резание (удельная работа резания, удельная сила резания), шероховатость поверхности и работоспособность междузубовой впадины. Необходимая производительность же процесса достигалась за счет линейных размеров инструмента -толщины и диаметра. Не учитывались теплофизические условия процесса пиления. В исследованиях не фиксировался нагрев пил, исключая работы, в которых изучались вопросы износа и затупления лезвий зубьев. Вместе с тем нагрев инструмента один из обобщающих критериев процесса пиления, на который оказывает влияние любое изменение условий резания. Каждый типоразмер пилы имеет свое предельное значение мощности на резание. Изменение этого показателя может достигаться изменением, стабилизацией или управлением теплофизическими парамерами инструмента и охлаждающей среды, распиливаемого материала, режимами работы инструмента.

Решение перечисленных вопросов требует проведения НИОКР по ряду взаимосвязанных направлений: исследованию колебаний и устойчивости пил, влиянию нагрева на устойчивость пил, исследованию нагрева пил от условий резания; математическому описанию физических зависимостей нагрева (температурного перепада) от условий резания, теплофизичесих параметров материала лезвий и диска; охлаждающих сред, условий резания; разработки конструкций и исследованию пил с дисками малочувствительными к нагреву; разработке и исследованию способов и средств по стабилизации и управлению теплофизическими условиями процесса резания и изгибной жесткостью дисков пил; разработке режимов пиления по условию их устойчивости и способов автоматического регулирования режима по этому условию.

Цель и задачи работы. Цель работы - обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины на основе учета теплофизических условий процесса резания.

Задачами работы являются:

- оценка влияния механических и теплофизических параметров материала корпуса и лезвий зубьев пил на показатели усталостной прочности и нагрев инструмента;

- исследование колебаний и температурных полей дисков пил в условиях различных сред охлаждения;

- оценка влияния колебаний и нагрева круглых пил на устойчивость дисков при резании с доведением аналитических зависимостей до практических расчетов критических частот вращения и температурных перепадов дисков пил;

- разработка средств бесконтактного измерения температуры дисков пил при резании;

-разработка и исследование способов и средств для стабилизации теплофизических параметров и повышения изгибной жесткости дисков пил при резании;

- разработка и исследование новых видов круглых пил с дисками малочувствительными к нагреву, обеспечивающих повышение перепада, стойкости и ресурса работы, повышение точности и снижение шероховатости обработки;

- разработка методики расчетов режимов резания по устойчивости пил и системы автоматического управления режимом резания в станках;

- расчеты режимов пиления в круглопильных станках и оформление режимов в форме нормативных документов;

- внедрение результатов работы в промышленность и оценка их экономической эффективности.

Научная новизна работы. Разработана методика расчета режимов пиления по устойчивости круглых пил. Методика исследования колебаний пил с узловыми диаметрами на произвольных числах оборотов. Аналитические зависимости и номограммы для расчета температурных полей, температурных перепадов, критических, рабочих чисел оборотов круглых пил и режимов пиления при охлаждении диска на спокойном воздухе, водой и водо-воздушной смесью. Определены по разработанной методике коэффициенты теплоотдачи диска пилы для условий различных сред охлаждения. Научно-обоснованные рекомендации по конструкциям и параметрам устройств для стабилизации теплофизических условий пиления и повышению изгибной жесткости дисков пил.

Практическая ценность работы. Разработаны нормативные материалы: руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами и режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых в лесо-

пилении и производстве деревянной ящичной тары. Конструкции направляюще-охлаждающих и электромагнитных направляюще-демпфирующих устройств дисков круглых пил. Разработана и исследована система автоматического управления.режимом пиления в кругло-пильных станках для продольной распиловки по устойчивости пил. Предложены, прошедшие лабораторные и производственные исследования, конструкции новых видов круглых пил: твердосплавные с оптимальными температурными компенсаторами, чисторежущие, секторные и пилы шпалорезных и слешерных установок диаметром более 900 мм с зубьями оснащенными твердыми сплавами. Для исследований в области теплофизики резания круглыми пилами предложен бесконтактный инфрарасный радиометр.

Реализация работы. Результаты работы прошли промышленные испытания и внедрены на предприятиях производственных объединений "Свердлеспром", "Китойлес", "Полевсклес", Братском ЛПК, предприятии канцтоваров "Бяржас" (Литва) и др. Методика расчетов режимов резания представлена в нормативных материалах по расчету и выбору режимов пиления круглыми пилами, разработанными совместно с ЦНИИМОД и УралНИИПдрев. Экономическая эффективность достигается за счет снижения шероховатости, ширины пропила, допусков на размер, технического брака, повышения эффективного времени работы оборудования и интенсификации режимов пиления на основе стабилизации теплофизических условий процесса резания и обеспечения работоспособного состояния инструмента.

Научные положения, выносимые на защиту:

- показатели оценки пластичности инструментальных сталей АЭ методом и теплопроводности материала лезвий зуба на температурные перепады по радиусу диска при пилении;

- математические модели определения параметров колебаний пил на произвольных числах оборотов;

- 10а -

- математические модели распределения температуры по радиусу пилы при точечном и осесимметричном поступлении тепла и результаты исследований влияния размеров и частоты вращения диска;

- механизм формирования областей неустойчивости и показатели оценки напряжений в дисках пил от их неравномерного нагрева по радиусу;

- уравнения регрессии для расчетов коэффициентов теплоотдачи дисков пил для условий их охлаждения различными средами;

- математические модели и номограммы для расчета: температурных полей и температурных перепадов дисков пил; критических и рабочих чисел оборотов пил; режимов пиления при охлаждении дисков пил различными средами;

- показатели оценки нагрева дисков пил при резании от мощности резания, охлаждения пил различными средами, материала лезвия, времени холостого хода в рабочем цикле, пропила, наличия направляющих и др.; инфракрасный радиометр для бесконтактного измерения температуры диска пилы при резании;

- конструкции и параметры направляюще-охлаждающих, направляюще-демпфирующих устройств для стабилизации и управления теплофизическими условиями пиления и повышению изгибной жесткости и рекомендации по их проектированию и применению;

- конструкции и параметры термоустойчивых и чисторежущих пил и теория их расчета;

- математические модели оптимизации режимов пиления круглыми пилами по их устойчивости при охлаждении различными средами и автоматическое управляющее устройство для ее реализации;

- технические материалы по расчету режимов пиления древесины круглыми пилами; режимы пиления в лесопильном и тарном производстве.

Годовой экономический эффект от внедрения разработанных мероприятий составил 1 млн.497 тыс.рублей в ценах на 1 января 1992 года.

- 11 -1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Общие вопросы

* Интенсификация проц