автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование профиля и геометрических параметров универсальных резцов пильных цепей

О 9 и

МИНИСТЕРСТВО ЛЕСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности — ВНПОлеспром —

На правах рукописи УДК 630*362

ГЕРМАН Сергей Александрович

ОБОСНОВАНИЕ ПРОФИЛЯ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ РЕЗЦОВ ПИЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

05.21.01 «Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Химки 1990

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Краевого Знамени научно-иоследовагельонои в проекгио-конотруктороком институте механизации и энергетики лес но Я промышленности (ЦНШЭ).

ч

Научный руководитель -кандидат технических наук,

старший научный оотрудннк С. В. Дмитриев

Официальные оппоненты -доктор технических наук,

профессор Д. К. Воевода -кандидат технических иаув, доцент А. Н. Заикив

Ведущая организация -Скопинокий завод отроительнс-

отделочных машин "COU"« -

Защита диссертации соотоитояg.25> декабря 1990 г.

в«;10>чаосв на заседании .специализированного совета К.093.01.01. ЦНИШЭ по адреоу: г.Хники Чоаковокой обл., ул. Моокозская, 21, аудитория 245.

Автореферат разослан « * ноября 1990г.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, направлять по адресу: I4I400, г. Хиыкв Московской обл., ул. Иоокозокая, 21, ЦНШЫЭ, специализированный совет.

С диссертацией иохно ознакомиться в бнбдиотеке ЦНИШЭ.

Учений секретарь специализированного совета, „ .

кандидат технических ваук С. в. Дмитриев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ!»

.Выполняя речения ШН съезда КПСС лесозаготовительная проыда-leuaooTb должна ) III пятилетке повысить производительность труда на 14-16% в увеличить объем заготовки древесины маиинаии на 25-30% при общем увеличения их нерка. Для решения этой задачи необходимы высокопроизводительные и надежные лесозаготовительные иаиины, оо-вацвшшо работоспособным технологический оборудованной и рабочий и органаыи, к которым относится реяуцецэпноэ устройство (РЦУ).

. В целях создания работоспособной и долговечной пильной цепи ° в решения восрооов унификации для различных типов лесозаготовительных машин необходимо обеспечить требуемые условия как по критериям режущих овойотв, так а по износостойкооти режущей чаоти зуба. Поэтому усоверпенотвование конструкции универсальных резцов в создз г. нпе на этой основе усовервенотвоваиноЯ унифицированной пильной цели являетоя актуальной задачей.

Цепь работа. Разработка иетодпчаоиих оояов рационального конструирования универсальных резцов пильных цепей и создание более оовероенной яонотрукции пильной цепи, удовлетворявшей требованиям унификация отечеотзенных реауцецепныг устройств лесозаготовительных uanun.

Научная новизна.Проведено теоретическое обоснование рационального профиля универсального рэзцз пильяой цепи. Получены новые теоретические завяскаосза, отражайте нагрухенность участков актив-вой ревущей кройки резца в условиях сложного резания.

В результате проведанных экспериментов разработаны иатеиати-чеокие иоделя. процесса резания древесины универсальными резцами пильной цепи,определена степень влияния основных геометрических параметров и ах взаимодействий нз силовые характеристики процесса резанан. Исследованы кинеыагияа няления универсальными цепяыи и процесс стружнообрэзовэния как фактор режима работа режущего цепного уотройства о-зеерныа нэдвигакиеа.

В целях обеспечения прочности п стойкости обосновано направление волоков проката заготовки при технологической операции вырубки п гибки рекомендуемого профиля режущего звена пильной цепа.

Практическая ценность работы. Разработаны методические основы рациовзльного конструирования универсальных резцов пильных цепей,

определены оптимальные геометрические параметры резцов.

Разработана я внедрена в серийное производство на SM3 ЦШШЭ л Скопинском заводе строктельно-отделочных мадшн усовершенствованная конструкция универсальной пильной цепи ПЦГ-1.

Агсробаштя работы.Основные положения диссертации докладывались на научно-техническом совещании а",13 ЦЛШЭ, научно-техническом совете подразделения лесосечных работ ЦШШЗ, на секции ученого совета ВДИИМЭ (IS8B-I989 гг.). Образец пильной цепи 1ЩУ-1 дэшногряро-важй в 1988 г. на ДЩХ СССР к отмочен серебряной медалью.

Публщкашщ. По результатам диссертационной работы ояубллкова-но 3 статьи, получено 3 авторе кос свидетельства.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 147 страница^ машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, выводов а рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 78 наименований. Содержит 45 рио., 14 таблиц я в прилокеняй.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой, главе проведен обзор конструкций универсальных резцов пильных цепей как отечественного, так и зарубежного производства, сделан анализ ранее выполненных работ, определены цели и задачи исследований.

Проблеме, усовершенствования пашшх цепей универсального типа как у нао в стране, так и за рубежом удоляется большое вняшняэ. Одной из вашшх сторон этой проблемы является создание более совершенной конструкции универсального резца пильной цепи.

Проведенный анализ патентной и научно-технической информации по фирмам " Dnnijrк " Remington " Pioneer'- "

Partner " США., " 5Wnjt " н " hnsemi ' Швешя. "Stihi" и "Jjcimir ®РГ и др. позволил выявить общую тенденцию перехода зарубежных фирм на 2зготовлоние специальных профилей универсальных резцов пильных цепей.

Несмотря на значительное количество различных конструкций зубьев шиышх цопой, отсутствуют обоснованные данные по выбору геометрических параметров универсальных резцов, что не позволяе. качественно оценить гот шш иной вариант конструктивного исяоле.

Разработке рациональных конструкций рожущхх элемзятов узгоюр-бальных пилышх цешй посвящены ряд работ отечественных и зарубежных ученых (последние отражены в патентах).

Исследованиям процесса отружтсообразоваягя при пилении цепяш универсального типа посвяцены работы В.А.Успенского, Е.А.Вахацто-го, А.Н.Иовлова, И.И.Бельмача, Г.И.Горячева- Б данных работах имеются рекомендация по параметрам цепей с шагом 15 к 20 т, направленным Ьа улучшение их режуща свойств и устойчивости.

Вопросам повдаенпя износостойкости дереворежущего инструмента Посвящены работы С.А.Воскресенского, В.С.Рыбалю, В.И.Бызова, к.И.Демьяновского, А.В.Моисеева и др.

В результате проведенного обзора установлено, что несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию универсальных пильных цепей, вопросы обоснования геометрических параметров профиля я повышения стойкости изучены недостаточно я касаются, главным образом, ыелхозвенных пильных цепей. Исследованиями крупнозвен-тве цеаей для машиной валки деревьев занимался к.т.н. М.И.Бельмач, который ограничился рекомендациями по их продольной устойчивости л отдельными углошка параметрами.

Дм настоящх исследований поставлоны следующие задачи:

- установить влияние конструктивных особенностей рсяущой части зуба на ее нагрзпошюсть а силовые показатели процесса резания;

- обосновать рациональный профиль и геометрические параметры универсального резца пильной цепи;

- последовать износостойкость алтивной рехущей кромки зуба;

- разработать усовершенствованную конструкцию универсальной пильной цепа дая лесозаготовительных,машин и апробировать се в -условиях эксплуатация.

Вторая глаза посвяцена анализу составлящяг сил резания при взаимодействии универсального резца с древосииой и их влиянию ¡и олоиопты конструкции резца. Рассмотрены вопросы кинематики пиления а профилирования универсальных рездаа юл по Л дашт.

Угловые параметры универсального рэзца а векторы составляют усилия резания рассмотрены в трех основных секущих плоскостях (ряо.1): плоскости !1 - портальной к вектору ¿-.серости подачи, плос-

кости 0, - нормальной к плоскости Ы к проходящей через векторы скоростей даиаешш и подачи, а также плоскости £ - нормальной к вектору скорости дтженшг сопи.

Рио.1. Геометрические параметра универсального резца пильной цепи.

Горизонтальная составляющая усилия резания определится:

где

£ Ки

1*п

•г горизонтальная составляющая от сшш деформации стружки на передней храни резца, Н;

- горизонтальная составляющая от усилия надрезания на лезвии резца. Н:

- горизонтальная составляющая, действующая на задаш) грань резца, Н.

(+4 ) (4)

Л - 1рРих«*\ + (5)

в* = (fr/+ )

Л=(7)

% = (8)

гдэ - передняя контурный угол резца в плоскости 0.,рсл.;

¿ - угол скоса горизонтально íí релущой крс;.зса на

участкэ поперечного розадшя (в шюс.чссти М),рэд.;

(j, - угол наклона реаущой кромки " с d " (pi!c.I) участка поперечного розалия к направлении волоют дравс-сгзш (з плослостл ;,?), рад.;

иг - подача на одноименный розоц цепи, г.:.:;

£ - радиус наружной поверхности кргаолипейлого участка рзяуцей части резца, га;

Ej - длина участка поперечного резаки универсального резца,

£ - дапша участка поперечного резания, на которую происходит перекрытие разноЕмзшшх резцрв.мм;

. текущее значение площади струзки, дефорыируешй передней гранью, ш^;

- то!^гщай угол наклона радиуса " g" к направлению волоеон дровесшш, рад;

п. - кодячзстш элементарных участков ва профаяе зуба;

й - порядковый вошр участка;

К ХцК - удельные силы дефэрыацал струпа при торцовом, ^ г# продольном х поперечном резания, Ц/ш;

р о ир - удельные селн надрезания при торцовом, продольно« и поперечном резанах, ц/ш;

Р Р иР ~ УЯ2ЛЬН11в силы резания, действующие на задние Ь' грань резца при торцовом, продольном и попер®'

ном резанет, Н/мм.

Вертикальная составляйся усиллл резания определится:

где - удельные силы отжима, действующие на единицу

1 ' длины' активной рохутдеК кроша при поперечном, торцовом и продольной резании, Н/ш;

|^ - коэффициент трения ыевду древесиной и задней гранью универсального резца пильной цепи;

- задние угла на участке торцэво-подеречвого я поперечного резания, рад;

и ¿'д - угли резания на участке торцово-подаречного в поперечного розатая, рад;

■/ц - коэффициент трения скольжения отрухкя по передней грани резца;

- коафЕвдиент, учитывавдий продольную в поперечную дефэрмаюто древосина в тангентальном направлении/

- коэффициент, учитывающий поперочнув деформацию дрепоошш в радиальном направлении.

Боковая состааютцая силы резания, действующая параллельно Оси 02 (рао.1) определится:

Проведенный анализ составляющих усилия резания (формулы 1-Ю) показал, что наибольшее влияние на составляющие усилия резания оказывают: тип профиля режущей части зуба а угол скоса горизонтальной режущей кромки. При рассмэгрешш воздействий составляющих усилия резания яа гранат зуба и активную ролуцуп кромку предпочтешга отдается прямоугольному профилю, который обеспечивает наибольшее снижение горизонтальной составляющей усилия резания (на 157») по сравнению с округленным профилем.

При изучении процесса струякообразования универсальными тш>-ндаи цепями оснащенными тремя различными профилями режущих зубьев (прямоугольный, промежуточным и скругленным) установлено, что самым экономичным является резание прямоугольным профилем зуба, так как в этом случае торцово-поперачное резание максимально приближается К условиям поперечного резания, струхка в поперечном сечении получается прямоугольной форма, срозагшой с боковых стопок прошит за ' один проход резца.

Геометрические размера отруагас зависят на только от профиля универсального резца цепи, но и релит гонения. Из условия кинематики пиления при веерном надвигании РЦУ на древесину пооределена скорость подачи в произвольный коуент вралонп:

и толщина стружки:

"где Мн - момент надвигания на валу ведущей звездочка

режущецегаого устройства, Н.м;

т - величина снижения ограничительного упора,м;

^ - расстояние по касательной от делительной окружности ведущей звездочки до точки шальной пшш в места определения скорости надвигания я толщины струхки, м;

Е4 - модуль упругости древесины в тенгонтальном направлении, Ша;

^ - вертикальная составлявдая усилия розалия ( /у ), сила затягивания ш отжима, Н;

- площадь контакта ограничительного упора зуба о ' древесиной,

м*;

1ц - скорость движения цепи, ч/с;

¿0 - шаг цепи по одноименнш зубьям, м.

При обосновании профиля и параметров режущей части универсального резца необходимо обеспечить:

- оптимальные геометрические параметры активной режущей кромки;

- рациональное распределение работы резания мавду отдельными участками режущей кромки;

- рациональное размещение и отвод стружки из пропила;

- возможность переточек в процесса эксплуатации с сохранением заданных параметров.

Задача профилирования унаверсального резца пильной пани решалась следуицим образом:

а) Определялась походная инструментальная поверхность "И" как поверхность инструмента, касательная к рассматриваемым после довательным иолоаеншш обрабатываемой поверхности "Д".

б) Находилась рекущая кромка универсального розца как линия

- й -

пересечения поверхности "И" и передней плоскости, расположенной под соответствупциш углами " и " £ ".

в) Формировалась задняя поверхность инструмента под углом ск к поверхности обработки.

г) Определялся профиль зуба в секущей плоскости как контур пересечения задней поверхности резца с поперечной плоскостью (рис.2).

В процессе резания происходит продольное передащошю режущего зуба вдоль пропила и вертикальное перемещение его по ьысото про- ^ пила, т.е.поверхность "И" скользит по поверхности "Д", при этом обеспечивается контакт поверхностей "И" и "Д" по кривой АВР , являющейся характеристикой контакта "Е " (рис.2).

Рис.2. Взаимодействие) универсального резца пильной цеди с древесиной.

Поверхность обработки "Д" состоит из двух участков: поверхности "Д" (при формировании стенок пропила и поверхности "Д " (при формировании дна пропила). В общей случав при резании древесины унд-

л

версалышы резцом пивной цепи, имепцим округленный профиль режущей части, между участками "ДЦ и будет образ-овала переходная криволинейная поверхность "АВ".

Исходная инструментальная поверхность определяется из условия контакта:

(13)

__Для двух участков поверхности "Д" должно выполняться условие

= 0 и =_0, т._е. чтобы вектор скорости был перпендикулярен

к обеим нормалям к ¡¡г ( Ь1к и - нормали к поверхности "Д|" и "Дд", а V - скорость движения поверхности "И м относительно "Д1" л "Дз").

Условие контакта инструментальной поверхности "Ии с поверхностями Д| и выполняется, когда вектор скорости направлен по оси у и поверхность "Д" перемещается "сама по себе".

Дня обеспечения равномерной нагружешюсти активной рожущей кромки зуба в процессе поперечного резания древесины и снижения усилия резания необходимо свести к минимуму величину переходной зоны АВ, что достигается заменой контакта по дуге контактом по двум катетам прямоугольного треугольника, построенного на ^ АВ, как на гипотенузе.

Для формирования передней и задней поверхностей резца требуется определить значения углов этих поверхностей. Обоснование данных углов производилось с учетом общих рекомендаций графоаналитической теории резания древесины и на основании ранее проводимых исследований.

Третья глава посвящена разработке методики экспериментальных исследований нагруяенности режупщх элементов пильных цепей.

Методикой экспериментальных исследований предусматривалось: установление влияния конструктивных особенностей режущей части универсального зуба на силовые показатели процесса резания, апробация в производственных условиях оффр-к-тябкости разработанных рекомендаций по усовершенствованию конструкции пильной цопи с йогой 30 мм.

Исследования влияния конструктивных особенностей рехутцей частя

в

8а с пловца показатели процесса резания проводились на стенде резания по плану второго порядка типа В^ (для четырех исследуемых факторов, варьируемых на трех уровнях). Проверка рекомендаций осуществлялась в условиях эксплуатации на пильных цепях, изготовленных по техническим условиям ка цепи пильные универсальные для лесозаготовительных машин.

В данной главе приведено описание конструкции стенда, его тонзометрическая схема, используемые приборы и оборудование, такие методическая сетка и методика обработки результатов.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований нагрухенности универсальных резцов пильных цепей при резании древесины.

В процессе выполнения экспериментальных исследований резания древесины поперек волокон на стенде установлено влияшэ геоглетричес-ких параметров и профилей резцов на силовые показатели процесса резания. В результате эксперимента получена математическая модель в виде уравнений регрессии второго порядка, описывадаих зависимость трех с оставляющее усилия резания для двух пород древесины (ели к березы) от геометрических параметров и профилей универсального резца пильной цепи.

Уравнения регрессии в натуральных значениях факторов имеют вид;

для породы ель:

Рг = 4167,25+80,064, -109,6Х3 -541.27ХЧ ~1,39Х? +

♦ 0.95X4 +0.63Х* +53(АХ* -0,01Х,Х4 -0,06Х,Х3 +3,06Х,ХЧ + 0,42Х/Г -2,87ХЛ +6,2Х/У (14)

^ = -3727,11-113,32Х|+20,48Х1 +126,04X, -35,07ХЧ + ♦1.85Х? -1.02Х* -0,78Л^ -П.75Х* +а,08Х|Х_1+0,313Х,Х1-2,4Х,ХЧ--0,24Х/з + 7,5Х1Ху * 0,15Х/Ч (15)

Р6 » 59.22-7Х, +18,61Хг +1.35Х. -253.78Х, +0,171^ + 0,18Хг' -0,01Х, +12,35Х„ -0,45Х,ХД+0,01Х(Х} +1,62Х,ХЧ - О.ОЭХ^Х, + 40.01ХЛ +1,99 Х,Ч,

гае Рг - горизонтальная составляющая, действующая на

бяэк зубьев (левый и правый зуб) цепи, н;

|) _ вертикальная составляющая, действующая на блок зубьев цепи, Н;

Р5 - боковая составляющая, действующая на один зуб цепи, Н;

X, - угол скоса горизонтальной режущей кроша "£ ".рад;

Х^- угол наклона участка поперечного резания рад; .

передний контурный угол * р рад.

Хч - конфигурация профиля Г -образной части универсального резца пильной цепи.

Уравнения регрессии в натуральных значениях факторов при резании березы имеют вид:

Рг =508,09+61,43Х, -36.86Д, -15,35Х^+0.45Х, -0,49Х* -С.09Х* + •ЯДбХ,* -136,4** +0,21Х1Х1 -©.45Х.Х, ~?,в5Х,>Ч *0,38ХхХ, -3,5Хд+ +5.65 ' ' - (17)

Р6 = -1631,41-80,14У, +106,78Х4 +Б0,36Х4 -530.09Х, -

-0,71X* -0,25Х* +50.37Х* -0,96Х,ХА -0,01-Х,Х5+4,35Х,Чч -0.95Х.Х ♦ +1,94Хг*, +2,ШД, Цб)

Р6 = 3959,61+26,06Х, -26,95Х1 -99.32Х, -31,05ХЧ -С,29х/ --0,2Х* +0,58Х^+38.73Х* +0,09Х)Хг-0,04И^ +412Х.Х, ♦О.ЗХХ,*,' + +0,674Х^ (19)

Исходя из анализа полученных уравнений рогрессга (14), (17) наибольшее влияние на горизонтальную составляющую усилия резания оказывает профиль универсального резца цепи. При переходе от скрут-лонного профиля к прямоугольноиу горизонтальная составлявшая усилия при резалки блоком зубьев снижается на 28£ при резании ели в на 15% при резании березы.

Вторым по значении фактором, влияющим на горизонтальную составлящую усилия резания, является угол скоса Ь . При увеличение этого угла с 25° до 35° горизонтальная составляющая дня зубьев любого профиля уменьшается на 15-1$ как при резании ели так я березы.

Углы V5 и р (ряс.1) значение которых варьировалось соответственно в пределах 0-10° и 80-90° не оказывают значительного втоптал ш горизонтальную составляющую, однако зависимость имеет нелинейный характер.

Расчеты по уравнениям (15) и (18) показали, что во всех случаях при резании острыми резцами (радиус закрутлэиия лезвия " составляя 12-15 ккм) зуб затягивался в дровесяну (вертикальная составляющая усилил розания имела отрицательные значения). Наибольшее влияние на вертикальную составляющую оказавает форт профиля режущей части зуба. Характер зависимости близок к линейной. При переходе от профиля с обугленной гибкой к прямоугольному вертикаль» нал составляющая усилия затягивания уменьпаотся на 33$ при резании ели и на 45$ при резании березы. У профией зубьев с округленной гибкой вертикальный участок поперечно-торцевого резания оказывает большее воздействие на вертикальную сосгавляшую, чем горизонтальный участок поперечного резания.

Вторым по значению фактором, влияющим на вертикальную составляющую усилия резания является угол ^ . Зависимость носит нелинейный характер. С увеличением угла от 0° до 10° вертикальная составляющая усилия розания возрастает на 17^ при резании ели и на 26% при резании березы.

Углы 6 я у* влияют на вертикальную составляющую усилия резания назначительно - в пределах 5-10$, Зависимость носит нелинейный характер.

Анализ уравнений (16) и (19) показывает, что наибольшее влияние на боковую составляющую усатая резания оказывает угол £ . При изменении угла в диапазоне от 25 до 35° боковая составляющая увеличивается на 63-7155. Профиль режущей части универсального резца_, также оказывает большое влияние на боковую составлянцую усилия резания. Наблюдается рост боковой составляпцей при переходе от скругленного профиля резца до прямоугольного на 85% при резашш елп и на 17? при резашш березы.

Оценка профилей универсального резца пильной цепи с различными геометрически® параметрами режущей части показала, что наилучшие показатели имеет прямоуголышй профиль зуба, ниже показатели у промежуточного профиля и худшо показателя имеет обугленный профиль зуба. ¡5аалуч2лш эффектом при оценке являлся такой, при котором

было достигнуто: минимальное значение горизонтальной составляющей усилия резания, максимальная сила затягивания ревущего зуба в древесину и минимальная боковая составляющая.

На основании данных, полученных в результате проведенных исследований определены оптимальные геометрические параметры резца пильной цопи:

- угол скоса горизонтального участка зуба для всех типов профилей при резании шгкой и твердолиствекной пород древесины

С = 33+2°;

- угол наклона горизонтального участка при резании меткой порода для всех типов профилей у = 6±2°, для твердой древесины

у зуба о прямоугольным профилем ^ = 4 + 2°, у профиля с округленной гибкой У в 8 £ 2°;

- передний контурный угод для профиля с округленной гибкой составил я 60 + 2°, для промежуточного профиля =82+2°,мя прямоугольного - у в 84 ± 8° при резании ыягколиствешюй и твор-долиствокной пород.

Вшшге на горизонтальную составлящую усилия резания , эффекта взошо действия наиболее значимых углов £ к У при рззанш боразы показано »а рно.3-5.

Как видно из риоунков, наиболее благоприятным условием резания о точки зрения минимальной РГ) , является £ равный 35° и

у ршзшй 5° для всех трех типов профилей. Характер изменения ооличинн Рг> от У имеет примерно одинаковую для всех типов профилей нопшайнув зависимость. При с том минимальное значение РГ|, достигается при <р ш 5°.

Угод о коса горизонтального учаотка зуба £ влияет на вэли-чпну Рг по разному. Увеличение угла о 25° до 35° вызывает стш-1Шо Яг,' , у округленного ярофяяя на 22% (рио.З), у промежуточного на 14$2 (рио.4) а у прямоугольного профиля всего лишь на (рас.5). Особенно интенсивное оюионяе величины РГ) , происходит в даапазо-1Ш изменения £ с 30° до 35°.

В результате проводешшх экспериментальных исследований уста-иовлоло М1ШЮ ооиошшх геометрических параметров универсального раоца пильной цепи на оилошо показатели процесса резания, определены оптпаадышо зиачоивя этих параметров.

Рио.З. Поверхность отклика Рг, от £ и ¥ при резшиш борозы округлешшм профилем резца

РзюЛ* Поверхность отклика .Рг, от Е. и ¥ при розании «березы промежуточным профилем резца

- 1В -

й.с.5. Доззрхнэстъ отклика Рг, и ^ и ¥ ,пря

р.-^.-тг соре312 ир&оугольщу профшш резца

;зна разработка усовершенствованной коксгрук-

1СЗ еьльизй «ехгг хля лооозагоговгтельшЕС мавзк и апробация б

аолзого прсе^лл зуоа с кгиокешпи радоусои г но а . зэзи^ехг гсхног.эгиче-оклй трудности, свдзашше с по-цг шгорищотд гсЗа ера изготовлении . При изучении ¡пргггз гознгышвекхя трогзн бхлэ вдавлено, что прочность зуба пра гейта загшжг от утла, навоза ваяоизя проката по отноиекиэ к оси тзрозшгшой. *гад::ги. х резущя гдххаг зуба. В связи о этшл была л^авехгна работа еэ огрцдагзлгв этой г2вгсилости, а такае по крн^

исхяндашимга гоквзака, кто усюзшн шришэстя Смшуяеида» ышедаицющая я «ышеш зубьев в месте гкбга ща аато-юшЕшш) г шшшшЛ еагойтсти бцог? удрасивОувть розш. у

которых роаущая крепка на участке торцово-гошречного резанм орган-тирована под утлом 60-75° к направлении взлзиэя проката стадьпоЗ лонтн. Данная ориентация позволит увакичзть пзносостоЕюсть реяу-ЦоЯ кромки универсального резца но ионе® чей на 10-155 {га сравнению о ориентацией под утло» 45°).

На основании получению: рогоцзддвдг! по настояла Ессхвдэва-ниям в ЩИИМЭ била разработана усоввргнлгтаовашгая упг^пщровая-ная пильная цель ГЩУ-Г, предназначенная; дет су^гстдук-п тнпоз лесозаготовительных иадан.

В конструиот пзиьно! дала ПЦУ-1 изжнэпа геса&тратескзо параметры рехущеЗ части зуба, ориентация: резуззЗ кромки по отношению к направлению волокон проката сталкзэ! лента я увеличена длина рабочей часта резца.

Сильная цепь ЩГ-1 позволила снзззт& уеззия резаи^я на 153, увеличить производительность шиенгя ка. 10-15?, иггзаточлуэ наработку на 10-15? го сравнению о базокп кртштоа цепа ПЦГ-ЗОЗ.

Шхведоштвенная цриеаэчзая кошеетз рзнкгзвдозага к ссрзйю-ыу производству унЕфщкроЕ2шуп пальнуа ЕРШ, ЩГ-1 Д2Я 1ГГ22202 валка деревьев с гщиптировапша ресурсст 7100 и3 заготеаяазэЗ древесины.

Экономический аффект от внедрения их шгзигой валка деревьев универсальной палмгой нет ПЦУ-1 в расчета па I гззтр дика цигз составил:

ПЦУ-1 тип 1 - 3,5 руб. тип и - 90,3 руб.

Серийное производство таяшге пзшйЕ ПЦУ-1 начато в 12£8 году.

1ШШ1 Я Р2КЕШДЩЗЯ

В процессе проведения: псслодованпй изучена вопроса гюпзатруг-рованкя уштсрсалышх резцов пллкдп цопвЗ, установлено ввиннз различаю юЬпструкишша парааэтров увлваргадьнзго резгеа ятяа цепи ка сшивав показателя процесса гсшорачлого резаная дрекэсгзн. дала теоретическое и экспзрзиовтзгьша; ойзеыозашш радаоваяшйб конструкции редущого алешнта, поввзекпш ого Т{дагш1пгв2е2шй прач-дастп и эксплуатационной жзносогтойиаЕЦ.

На основании проделанной работы ысашо сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Получены теоретическао зависимости, отраяахвдо нагрухен-ность участков активной режущей кромки резка в условиях сложного резания древесины, позволявдца определить три соотаслящао усилия розагаш как на отдельных участках активной режущей кромки, так и на всей роаувдэй части розца в зависимости от его гошотрячосюос параметров и профиля.

2. Анализ процесса струакообраэованяя при поперечном палошш древесины универсальными розца\и различного профиля позволил установить, что самым производительным резанием по критерию оптяшль-шй геометрии стружки является прямоугольный профиль резца.

3. Обоснованы оптшальныо размеры активной рояущой кромки универсального резца пильной цеаи по критериям равномерного распределения нагрузки по длине кромки и погашения еа стойкости при резашш. Установлено, что оптимально!! данной активной кромки для цепи с шагом 30 ш является « 14,5 ш ¿0,5 ш.

4. Получены многофакгорада шгатипоскио модели процесса сдсшгаго резания дровесшш к уотаиоадеао, что наименьшее эначэияе трех составляющих усилия рвзаыия (как для ыяшшштаэнной, так и твердолиственвой пород древоепш) мзот место при прямоугольном профиле универсального резца пвяыюй цепи.

Максимальное влияние . Ей горизонтальную составляй?» усилия резашш оказывает профиль Г -образной части универсального розца и угол скоса горизонтальной режущай кро;,221 " £ " я парное взшс.:о-действие переднего контурного угла " у " н профиля Г-образной части резца. _ ^

На вермгальну» и бокоБув сесгавледу» уешия розагаш кгш-больиее влияние оказывает угол скоса горизонтальной рскуцей хрш-ки " £н, а также парное взаимодействуй угла скоса а угла наклона горизонтального уча&тка регц®-.

5. Рекомендуются ййадаюида оотигалышо геомотрнчоские иаргаюх--ры резней части уиюереашгого розца тшьяой цепа:

- угол скоса горазен?алшого участка даш вссх тш>в профилей £ = 33° 1 2° (для мягт а таерд<шо®вошш парод);

- угол наклона горизонтального участка при резании мягких-пород для всех типов профилей У = 6^.2°, твердой дровесинн для прямоугольного профиля У = 4±2°, для промежуточного у =5+2°и для профиля с округленной гибкой у =8+2°;

- передний контурный угол для профиля с округленной гибкой Г= 80±2°, для промежуточного f=82+2°, для прямоугольного

84+2° для мягко и твердодиотвешшх пород.

6. Установлено влияние угла ориентации' режущей кроюси универсального резца пильной цепи по отношэшго к направлению волокон металлопроката. Условиям прочности при технологической гибке заготовки зуба и оптимальной стойкости при эксплуатация будет удовлетворять расположение1 участка режущей кромки под углом 60°-75°к направлении волокон проката. В этом случае при операции гибки не возникает иикротредин, а при эксплуатации износостойкость режущей кромки повышается на 10-15,?.

7. Получений рекомендации легли в основу разработанной пильной цепи 1ЩУ-1, которая гфоила приемочные испытания а рекомендована межведомственной кошссией к серийному производству. По своему техническому уровню пильной цепи присвоена Висаая категория качества.

Основное содержание диссертации опубликовало в следующих работах:

1. Шхарт Т.В.. Герман С.А. Определение пути резания при веерном надвигании рзяущэго цепного устройства. Труды ЦШШЭ, Химки, 1984 г. с.33-37.

2. Герман O.A., Дштриев C.B. Кинематика пиления рекущам цепным устройством валотаых машн (ШШЭ-Хшки, I98Sr. Дгп. во •

' ШШИЗДлеспром Л 2 о.116.

3. Длитряев C.B., Горман С.А. Обоснование профиля резца универсальной пильной цепи. Сб.научных трудов ЦШШЭ, 1987 г. с. 25-30. ■

4. Способ изготовления ревущего звона пильной цепи A.c. III590X (в со-ааторство), Б.И. Л 36, 1984 г.

5. Способ изготовления, режущего инструмента. A.C.IIS4023 (в соавторстве), Б.И. Л 17, 1985г.

6. Редутее звено тданой цепи А.о. 1425086 (в соавторстве), Б.Ji.it 35, 1388 г.