автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Режимы резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала инструмента

005016503

На правах рукописи

Щепочкин Сергей Владимирович

РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В КРУГЛОПИЛЬНЫХ СТАНКАХ ПО ТЕПЛОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование

деревопереработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 МАЙ 2012

Екатеринбург - 2012

005016503

Работа выполнена на кафедре станков и инструментов Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский государственный лесотехнический университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пашков Валентин Кузьмич

Официальные оппоненты: Комиссаров Анатолий Петрович

доктор технических наук, профессор кафедры графики и деталей машин ФГБОУ ВПО «Уральская государственная сельскохозяйственная академия»

Ганапольский Сергей Григорьевич кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой машин и технологии деревообработки ФГБОУ ВПО «Вятский государственный технический университет»

Ведущая организация: ОАО «Уральский научно-исследовательский

институт переработки древесины» (г. Екатеринбург)

Защита диссертации состоится «18» мая 2012 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.02 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100 г. Екатеринбург, Сибирский тракт 37, ауд. 401

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет».

Автореферат разослан «16» апреля 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Н.В. Куцубина

Общая характеристика работы

Актуальность работы. ЦНИИМОДом и УГЛТУ были разработаны в 1988 г. руководящие технические материалы (РТМ) по определению режимов пиления древесины круглыми пилами. РТМ устанавливают порядок расчета режимов продольного и поперечного пиления древесины круглыми пилами. Допустимая скорость подачи ограничивается работоспособностью междузубовых впадин, шероховатостью пропила, мощностью механизма резания и динамической устойчивостью пилы. Вместе с тем в РТМ не учтен ещё один важный параметр процесса резания - температура зуба пилы (температура резания), которая является ещё одним ограничивающим фактором при расчете режимов резания. Установлено, что в процессе резания инструмент нагревается до температур, превышающих предел теплостойкости материала лезвия и могут привести к резкому снижению его твердости, прочности и, в конечном счёте к термомеханическому разрушению или термоабразивному износу. Стойкость лезвия зуба снижается, происходит так называемая тепловая посадка и отказ в работе пилы.

Это ограничение по допустимой температуре лезвия пилы в РТМ в своё время не было включено по целому ряду объективных обстоятельств. Отсутствовали сведения теоретического и экспериментального характера: по зависимости температуры лезвия от мощности резания, температурным полям зуба и характеру кривых распределения температуры зуба по его высоте; конвективной теплоотдаче зуба от нагрева и коэффициентам теплоотдачи от условий резания. По тепловому балансу в зоне резания, источникам и стокам тепла через стружку и заготовку также отсутствовали сведения, необходимые для расчетов режимов резания по параметру допустимого нагрева лезвия зуба.

Перечисленные обстоятельства явились основанием для проведения исследований по описанию основных закономерностей теплообмена режущей части пилы, разработке на их основе рекомендаций по зонам лезвий с наибольшими температурами, по ограничению режима по теплостойкости материала лезвия, законам изменения температуры и характера тепловых потоков, по управлению тепловыми явлениями, методике расчета режимов резания с ограничением по тепловой стойкости режущего инструмента.

Цель работы. Разработка метода расчета режимов резания древесины в круг-лопильных станках на основе температурной устойчивости инструмента.

Задачи работы:

1. Изучение теплового баланса в зоне резания круглыми пилами.

2. Исследования (теоретические и экспериментальные) закономерностей распределения температуры по высоте зуба пилы в зависимости от тепловой мощности резания.

3. Количественная оценка источников теплоты и стоков теплового баланса.

4. Экспериментальные исследования тепловых потоков, отводимых в стружку и

заготовку при пилении.

5. Экспериментальные исследования коэффициентов теплоотдачи зубьев пил в зависимости от мощности теплового источника, скорости обтекаемого воздуха и толщины зуба.

6. Разработка режимов пиления древесины в круглопильных станках по тепловой устойчивости материала лезвий зубьев пил.

7. Разработка измерительных комплексов для измерения температур, мощности и др. параметров при экспериментальных исследованиях.

Объект исследования. Процесс распиловки древесины на круглопильных станках.

Предмет исследования. Тепловые явления, происходящие на режущей части круглых пил при распиловке древесины.

Научная новизна работы:

1. Режимы резания древесины в круглопильных станках по тепловой устойчивости материала лезвий инструмента.

2. Графоаналитический метод определения температуры резания в зависимости от тепловой мощности резания.

3. Методика расчета температур по высоте зуба с применением программного пакета Mathematica v. 4.2.

4. Значения коэффициентов теплоотдачи режущей части круглых пил.

5. Тепловой баланс источников и стоков тепла в процессах резания древесины круглыми пилами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Режимы резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала лезвий инструмента.

2. Математические модели тепловых полей зубьев пил.

3. Графоаналитический метод расчета температуры по высоте зуба.

4. Значения коэффициентов теплоотдачи режущей части круглых пил в зависимости от факторов - скорости воздушных потоков, толщины зуба, мощности теплового источника.

5. Расходная часть теплового баланса - количество теплоты, отводимой в стружку, заготовку и инструмент.

6. Математические модели температуры стружки, доли мощности резания, идущей на нагрев стружки в зависимости от технологических факторов - скорости подачи и высоты пропила.

Практическая значимость работы. Все результаты работы, имеющие научную новизну, имеют и практическую ценность. Результаты работ дополняют «Руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами» (1988 г.) методическими рекомендациями по расчету режимов резания древесины по теплостойкости материала инструмента. Методические рекомендации предназначены для практического применения при разработке технологических режимов производства в лесопильной, деревообрабатывающей, мебельной промышленности, а также при решении вопросов оптимизации режимов резания, параметров станков и инструментов на предприятиях, в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях.

Результаты исследований использованы в учебном процессе при изучении специальных дисциплин «Оборудование отрасли», «Резание древесины и древесных материалов», «Дереворежущие инструменты» специальности 250403 «Технология деревообработки», 250300 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств и 151000 «Технологические машины и оборудование» УГЛТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов Уральского государственного лесотехнического университета в 2003 - 2006 гг.; Международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века» (УГЛТУ) в 2006, 2007, 2011 гг.; Международной научно-технической конферен-

ции: «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» (УГЛТУ) в 2005 г.; Международной научно-технической интернет-конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (БГИТА, г. Брянск) в 2005 - 2006 гг.; Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы -проблемы и решения» (СибГТУ, г. Красноярск) в 2006 г.

Реализация работы. Результаты работы включены в «Методические рекомендации по расчету режимов резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала инструмента», которые утверждены генеральным директором ОАО «Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины».

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объём и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и приложений. Основное содержание работы изложено на 185 страницах машинописного текста, содержит 55 иллюстраций, 30 таблиц, 102 наименования использованных источников.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена её цель, сформулированы положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

1. Состояние вопроса. Рассмотрено состояние проблемы, осуществлен обзор публикаций и оценка состояния вопроса нагрева круглых плоских пил при пилении древесины, сформулированы задачи исследований. Наиболее полно влияние нагрева на работоспособное состояние инструмента на уровне требований к лезвию решено в работах А.Э. Грубе, A.B. Моисеева, P.A. Лейхтлинга, Л.В. Двоскина и др.

Вопросы нагрева и влияние его на устойчивость дисков пил освещены в работах M .А. Дешевого, А.Э. Грубе, В.И. Санева, Г.С. Гуркина, Г.А. Жодзишского, Г.И. Юзефовича, Ю.М. Стахиева, М.М. Твердыниной, И. А. Грачева, В.К. Пашкова, В.Г. Бодалева, A.C. Красикова и др.; зарубежных ученых - Л. Глиера, Г.С. Калинина, Е. Барца, С.Д. Моута, Г. Палича и др. Вместе с тем анализ результатов выполненных работ показывает, что отдельные вопросы требуют обобщения и дальнейших исследований. Это касается оценки тепловых потоков в зубе и диске пилы, оценка которых проведена раздельно. Это позволило бы оценивать ожидаемые температуры нагрева лезвия по тепловому потоку диска пилы или температуре его периферии, для которой установлены математические зависимости от основных условий резания, используя температуру лезвия, как ограничение режима резания. Для получения общей картины тепловых потоков от лезвия зуба по радиусу пилы, включая тело зуба и диск, необходимы дополнительные теоретические и экспериментальные исследования со специальной целью оценки ожидаемых максимальных температур на лезвии и окружности впадины зубьев от мощности на резание.

Температурный перепад может быть использован для решения обратной задачи - определения температуры на поверхности контакта инструмента (зуб) - заготовка, а температура лезвия в качестве ограничения параметров режима резания по условию теплостойкости материала инструмента. Анализ состояния вопроса позволил сформулировать цель и задачи исследований, приведенные в общей характеристике работы.

2. Теоретические исследования температурных полей зубьев пил

Установлено, что тепло при резании в диск поступает через зубья осесиммет-

рично. При известной температуре на окружности междузубовых впадин, последняя

нарастает по направлению к вершине зуба пропорционально длине хорды концентрической окружности на участке впадины. Графоаналитическое построение изменения относительной температуры зуба Ъ по его высоте показало, что её изменение на режущей кромке составляет

г = 5,/&,, (1)

где - температура зуба пилы на окружности первой изотермы - на режущей кромке лезвия; - температура зуба на ¡'-ой изотерме, т.е. .9,. = .9, ¡2 .

Температура на лезвии примерно в 20 раз выше, чем температура на окружности впадин зубьев &т, т.е. 9Х = 209т.

Эта задача решена нами теоретически. Для установления закона распределения температуры по высоте зуба пилы составлено дифференциальное уравнение теплопроводности на основе теплового баланса элементарного кольцевого слоя абсолютно острого лезвия (рисунок 1).

На рисунке 1 показано: — - градиент с!х

температуры зуба по высоте; и Я2 -количество подводимого и отводимого тепла к элементарному участку путем теплопроводности по высоте зуба соответственно, Вт; ¿я - количество тепла, отводимого путем конвективного теплообмена от элементарного участка через переднюю, заднюю и боковые грани, Вт; ¡3 - угол заострения зуба, град; Ь - высота зуба, м; Ь - толщина зуба, м; Я - радиус пилы, м; Я» - радиус окружности впадин зубьев, м; хо -

г) ]—-=--».и- -■ ■ расстояние от начала координат (точка

п) до центра дуги аб (точка о). На схеме на профиль абсолютно острого лезвия наложен профиль физического лезвия с радиусом затупления р, м, режущей кромкой в форме дуги аб с центром о.

Поскольку в установившемся режиме резания теплосодержание элементарного участка остается постоянным, тепловой поток рассеиваемый конвективным путём боковыми поверхностями и поверхностями передней и задней грани этого участка определяется разницей тепловых потоков я, и проходящих через внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности путем теплопроводности «Зц = я, - По закону Фурье и закону Ньютона-Рихмана дифференциальное уравнение теплопроводности примет вид

сЬс2 хек ЛЬ { хжР) где X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С);

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 °С);

Для решения уравнения (2) необходимо ввести новые обозначения:

1 4

1 г 1 ,

<

К

Рисунок 1 - Схема тепловых потоков элементарного участка зуба пилы

2 а

= т2: тх = г:

1806

1 т

Л Л — = т — с1х (к

ЛЬ "" ' 'яр х

с учетом которых уравнение (2) можно записать в виде с1~1

—- = >п~— <Ь.~ йг~

I Л (. V

, I----1 + —

с}г~ г (1г \ г

= 0.

Решение дифференциального уравнения с применением программного пакета МаЛстаПса у.4.2 с учетом значений постоянных коэффициентов С, и С2, определяемых из граничных условий первого рода составит

е~"*Ц{ 0,5(1 + у); 1; 2 тх)

1 = 1«

*ь%и

(4)

0,5(1 + V); 1;

2 тр

щ

где

Д1

»о

е - основание натурального логарифма, е - 2,718; [/(0,5(1 + у): 1; 2г) - конфлюэнтная (вырожденная) гипергеометрическая функция

первого рода, порядка (1+у), аргумента 2?.;

Значение конфлюэнтной (вырожденной) гипергеометрической функции определяются по математическому справочнику специальных функций.

По результатам расчета построен график распределения температуры по высоте зуба (рисунок 2). Как видно из формулы (4), характер распределения температуры не зависит от абсолютного значения температуры на лезвии зуба, поэтому на графике (рисунок 2) по оси ординат приведено значение относительной температуры.

Установленная аналитическая зависимость температуры (4) по высоте зуба круглой пилы позволяет оценить влияние конструктивных и технологических параметров X, р, а, (3, Ь в пределах их возможных изменений на характер распределения температуры по высоте зуба режущей части пилы. Результаты расчета показывают, что температура на периферии диска увеличивается (при прочих равных условиях) с увеличением коэффициента теплопроводности X материала лезвия, радиуса затупления лезвия р, толщины зуба Ь и уменьшается с увеличением коэффициента теплоотдачи а. При изменении угла заточки р от 30° до 70° температура на периферии диска остаётся постоянной. С точки зрения снижения температуры лезвия нужно работать с большими значениями Ь, а, X, периферии диска -большими значениями а и меньшими значениями X.

10,

0,9

0.3

0,6

0.5 \\ --1

0,4 0,3 и -г

0,2 0,1

0 Ы5 10 1 5 20 X,

Рисунок 2 - График распределения относительной температуры по высоте зуба: 1 - кривая, построенная по формуле (4); 2 - кривая, построенная графоаналитическим методом: Ъ - температура на расстоянии х от вершины зуба, 1о - температура на контактных поверхностях инструмента при резании при установившемся теплообмене

По установленному закону распределения температуры по высоте зуба, температура ^ резания может быть определена по формуле

лад

где

га7 + Кгар

Р„ - коэффициент, учитывающий периодизацию процесса резания; Ырез - мощность резания, Вт;

(5)

К) - коэффициент доли мощности на резание, идущей на нагрев инструмента;

г - число зубьев пилы;

а2 - среднеинтегральный коэффициент теплоотдачи зуба пилы, Вт/°С;

ар - среднеинтегральный коэффициент теплоотдачи диска, Вт/°С;

К2 - коэффициент, равный отношению температуры на периферии диска к температуре резания, (Кг = 0,025.. .0,1).

3. Теоретические исследования тепловых стоков с режущей части и диска круглой пилы

Для определения теплоты, передающейся в окружающую среду режущей частью (зубьями) пилы Оокр условно зуб пилы разбивается на кольцевые участки радиусом X; и шириной Ах (рисунок 3).

На каждом из них теплоотдача в окружающую среду определяется по закону Ньютона-Рихмана.

0,ЖГ =

(6)

где г - число зубьев пилы; Р! - площадь поверхности теплоотдачи участка, м2; а^, -средний коэффициент теплоотдачи поверхности рассматриваемого участка воздуху, Вт/(м2- °С); Д^, - температурный перепад поверхности рассматриваемого участка относительно температуры окружающей среды, °С; п Рисунок 3 - Схема разбивки зуба по - количество участков, 1, 2 ... п. высоте на участки

Имея достоверную информацию о распределении температуры по высоте зуба, приведенной во второй главе (формула 4), и произведя необходимые математические подстановки и преобразования, получим выражение для определения теплоты, передающейся в окружающую среду режущей частью конвективным теплообменом.

2Дха»

О.з,,^);!;^

/2

0,5(1 + V); 1; 2тх,

Р-

180- Д - агат

( о-втД

I -

180

- + Ь

(7)

Величина в квадратных скобках аг называется среднеинтегральным коэффициентом теплоотдачи зуба пилы. Она численно равна количеству теплоты, передаваемой зубом пилы в окружающую среду при повышении температуры резания на 1°С в установившемся тепловом режиме.

Для значений параметров а^, (3, Ь, Ь, (3, и а, влияющих на величину среднеин-тегрального коэффициента теплоотдачи зуба пилы а2, её аналитическая зависимость из формулы (формула 7) аппроксимирована. Зависимость а2 от высоты зуба И аппроксимирована полиномом 3-ей степени, а влияние остальных параметров аср, (3, Ь, Р1 и а аппроксимировано степенной функцией

аг =10-860-72"^0'!0б;а(0;?зг5Д0 07|5а°'<)755 (о,014А3 -1,82/г +82,7% + 20,05). (8) где Ь - высота зуба в направлении биссектрисы угла заострения (5, мм.

Аналогичным способом разработана методика определения конвективного теплообмена диска пилы. Для чего также введено понятие среднеингегрального коэффициента теплоотдачи диска пилы, который численно равен количеству теплоты, расходуемой на нагревание диска пилы на ГС в установившемся тепловом режиме. Для его определения разработана аппроксимирующая зависимость

си = 1,88-10-45'

0,96

у0,426 ^0,471

(9)

отводимого в

4. Экспериментальные исследования количества тепла стружку и заготовку

Для оценки количества тепла, отводимого в стружку поставлен полный факторный эксперимент Г1ФЭ 2К. В качестве переменных факторов в эксперименте были приняты: высота пропила 27 < h < 49 мм и скорость подачи 15 < Vs < 30 м/мин. Постоянные факторы: влажность древесины W = 10 ± 2%, порода - сосна, температура окружающей среды t0Kp = 19,9 °С, геометрические и угловые параметры пил - стальной круглой плоской по ГОСТ 980-80 и дисковой с твердосплавными пластинами по ГОСТ 9769-79, частота вращения пилы - 2940 мин"1.

Цели исследования: температура стружки Sc = у,, °С; температура окружности межзубовых впадин (периферии диска) пилы Зд = у2, °С, мощность на резание Npe3 = Уз, Вт. Блок схема экспериментальной установки приведена на рисунке 4, а результаты экспериментов приведены в таблице 1.

8 3 IP il Рисунок 4 - Схема экспериментальной установки: 1 - пила круглая; 2 - электродвигатель механизма резания; 3 -резистивный делитель; 4 -клещи токовые измерительные модели АТА-2502 (датчик Холла); 5 - цифровой осциллограф многоканальный National Instruments 6008; 6,18 -соединительный кабель; 7,17 -персональный компьютер; 8 -нейтральный провод; 9 - фазные провода; 10 - патрубок; 11 - измеритель температуры CENTER 308; 12 - заслонка; 13 - термопара хромель-алюмелевая; 14 - стружка; 15, 21 - прижимные вальцы; 16 -заготовка; 19 - инфракрасный пирометр Mikron- Ml20 cf; 20 - гусеница механизма подачи

трлцнонюй

Таблица 1 - Результаты экспериментальных исследований _температуры стружки и мощности на резание

№ опыта Натуральные значения факторов Кодированные значения факторов Температура стружки 9с, °С Температура на окружности межзубовых впадин пилы 9Д,°С Мощность на резание, Мр„, ВТ

мм э х2, м/мин X, X,

Пиление круглой плоской пилой по ГОСТ 980-80 с разведенным зубом

1 27 15 -1 -1 38,1 28,5 2250

2 49 15 +1 -1 51,4 31,2 4930

3 27 30 -1 +1 38,1 29,0 3423

4 49 30 +1 +1 _| 48,0 35,9 8032

Пиление дисковой пилой с твердосплавными пластинами по ГОСТ 9769-79

I 27 15 -1 -1 36,4 28,4 1800

2 49 15 +1 -1 47,1 33,5 4443

3 27 30 -1 +1 36,7 32,8 3136

4 49 30 + 1 +1 45,6 33,7 7145

Зависимость температуры стружки от изучаемых факторов Ь и У5 в кодированном виде приведена уравнениями регрессии для пил круглой плоской с разведенным зубом и твердосплавной соответственно

5> = 43,9+5,8х, -0,85х, — 0,85дг,х2; (10)

¿ = 41,45+4,9*, -0.3х2 -0,45х,х2 . (11)

Как видно из уравнений (10) и (11), наибольшее влияние на выходную величину (температуру стружки при пилении) оказывает высота пропила (фактор X]), имеющая наибольшее значение коэффициента. При увеличении высоты пропила (х,) значение температуры стружки увеличивается. При увеличении скорости подачи (фактор х2) температура стружки убывает, значение коэффициента при данном факторе отрицательное. Эффективность полученной регрессионной модели проверена вычислением отношения Fu=s;/s;кm. Регрессионная модель считается эффективной если Рц > (3...5). Фактические значения коэффициента Ри = 16,2 для плоской круглой пилы с разведенным зубом и Ри = 40 - твердосплавной, следовательно регрессионные модели эффективны.

В натуральных значениях факторов температура стружки в зависимости от значений факторов Ь и определяется выражениями при пилении пилой круглой плоской с разведенным зубом и пилой дисковой с твердосплавными пластинами соответственно

Э(. = 17,8+0,75/;+0,28К„. -0,01ЛК„.; (12)

Зг =20,9 + 0,56А + 0,17^.-0,005ЛИ,.. (13)

Количество теплоты кДж/с, отводимой стружкой, определяется по формуле

(2^С^У.Л&с, (14)

где Ср - теплоёмкость сухой древесины сосны, Ср = 2,0 кДж/(кг °С); р — плотность древесины сосны, р = 500 кг/м0; Д ^ - ( 9С - 101ф) - нагрев стружки, °С;

Ус - секундный объём срезаемых стружек, м"7с, определяется по формуле

Ус=У,ЬИт, (15)

где V, - скорость подачи, м/мин; Ъ - ширина пропила, м; к - толщина заготовки, м.

Математическая модель доли мощности резания, идущей на нагрев стружки к в кодированном обозначении факторов описывается выражениями:

для пилы с разведенным зубом у = 0,283 + 0,037х, + 0,024л:2, (16)

для твердосплавной пилы у = 0,277 + 0,028*, + 0,022х2. (17)

Анализируя уравнения (16) и (17), можно сделать вывод о том, что наибольшее влияние на выходную величину (долю мощности резания, идущей на нагрев стружки к) оказывает высота пропила (фактор Х|), имеющая наибольшее значение коэффициента. При увеличении высоты пропила (х,) значение доли мощности резания, идущей на нагрев стружки к, увеличивается. При увеличении скорости подачи (фактор х2) значение выходной величины также увеличивается, значение коэффициентов при обоих факторах положительное.

Регрессионные модели эффективны: для пилы с разведенным зубом Г;и = 7,6, твердосплавной = 66,3, что больше нормативного значения отношения Ри > (3...5).

Зависимость коэффициента к от натуральных значений факторов описывается выражениями:

для пилы с разведенным зубом ^ = 0,084+3,33-10"3Л+3,210"3К,, (18)

для твердосплавной пилы * = 0,115+2,52-10-3й+2,93-10-!К,.. (19)

Мощность, затрачиваемая на нагрев заготовок при пилении, в абсолютном выражении составляет от 22 до 138 Вт в заданном диапазоне варьирования переменных факторов или 1,1 - 1,8 % от всей мощности на резание. С увеличением высоты пропила и скорости подачи количество теплоты, отводимой заготовкой, и доля мощности резания, идущая на нагрев заготовок, увеличиваются.

Таким образом, сток теплоты из зоны резания в стружку q\= Qc = 0,41...2,69 кВт или от 21,2 % до 33,5 от всей мощности на резание. Сток теплоты в инструмент для прогрева лезвия зуба и корпуса инструмента д2 = £?рч + Яд- На прогрев инструмента требуется 1...2 мин, эта часть теплоты имеет постоянное значение в установившемся тепловом режиме д2 Д° 45%. Причем 80 % этой теплоты, поступающей в инструмент отводится через режущую часть, а 20 % - отводится диском. Таким образом, до 36% от теплоты эквивалентно выделяемой в зоне резания отводится режущей частью, и до 9% диском пилы. Сток теплоты в окружающую среду для установившегося теплового режима qi составляет от 20 до 30%.

5. Экспериментальные исследования теплоотдачи зубьев пил Численные значения средних коэффициентов теплоотдачи зубьев пил аср определены экспериментально в зависимости от толщины зуба, скорости охлаждающего воздуха, мощности теплового источника. Исследования ОсР, Вт/(°С м ) проводились на экспериментальной установке (рисунок 5).

Как показано на схеме (рисунок 5) зубья 9 и 10 соприкасаются в вершинных частях, вторичная цепь трансформатора 16 оказывается замкнутой и по ней потечет ток. В месте соприкосновения зубьев электрическое сопротивление цепи максимально, и именно в этом месте происходит местный нагрев. Регулирование напряжения трансформатора, и как следствие температура нагрева, достигается изменением напряжения в его первичной обмотке ЛАТРом 17. Измерение величины электрического тока осуществляется токовыми измерительными клещами 15 модели АТА-2502 (датчик Холла), в которых наводится ЭДС, пропорциональная величине электрического тока, поступающего на зубья пилы. Далее с токовых клещей ЭДС фиксируется вольт-

метром 18. Напряжение определяется также вольтметром 18. Мощность теплового источника определялась как произведение электрического тока и напряжения.

Рисунок 5 - Схема экспериментальной установки по определению среднего коэффициента теплоотдачи зубьев пил: 1, 3 - соединительный кабель; 2 ' - шаговый электродвигатель; 4 - жёсткая муфта; 5 — персональный компьютер; 6 - коническая передача; 7 -винтовая передача; 8 -инфракрасный пирометр Mikron М120; 9, 10 - исследуемые зубья пилы (модели), нижний

и верхний соответственно; 11 - анемометр крьшьчатый; 12 - термопара хромель-алюмелевая; 13 - измеритель температуры CENTER 308; 14 - патрубок от установки охлаждения; 15 -клещи токовые измерительные модели АТА-2502 (датчик Холла); 16 - трансформатор; 17 -лабораторный автотрансформатор (ЛАТР); 18 - вольтметр В7-65/2

Измерение температуры по высоте зуба в направлении биссектрисы угла заострения осуществлялось инфракрасным пирометром 8, который устанавливался в начальный момент времени у основания верхнего зуба 10. Шаговый двигатель 2 через жёсткую муфту 4, коническую передачу б передает движение на винтовую передачу 7. Пиромегр 8 перемещается на 1 шаг, и измерение температуры возобновляется.

Получение данных от пирометра 8, их сохранение в памяти ПК 5 и управление шаговым двигателем 2 осуществляется с помощью программы, составленной в системе программирования Delphi. Измерение температуры по высоте зубьев (температурное поле) осуществлялось при перемещении пирометра вертикально вниз от основания верхнего зуба 10 до основания нижнего 9. Температура охлаждающего воздуха регистрировалась при помощи термоэлектрического преобразователя 12 (хромель-алюмелевая термопара), который подключен к измерителю температуры 13 модели Center-308. Скорость охлаждающего воздуха контролировалась анемометром 11.

Все измерения осуществлялись в установившемся тепловом режиме, который определялся окончанием роста температуры в зоне контакта зубьев. По закону Ныо-тона-Рихмана количество теплоты, передаваемой конвективным теплообменом определялось из выражения

Q = 2av£FMP,, (2°)

.»о

где 2 - количество зубьев; аср - средний коэффициент теплоотдачи зуба пилы, Вт/(°С м2); F¡ - площадь поверхности теплообмена рассматриваемого участка, м ; Atcpi = (t¡ - t0Kp) - средний температурный напор рассматриваемого i-oro участка, °С; i = 0, 1 ... п - порядковый номер участка; п - количество участков (рисунок 6).

Средний коэффициент теплоотдачи зуба аср определяется из формулы (20). Типовой график распределения температуры по высоте зуба приведен на рисунке 7. Кривые распределения температур по верхнему и нижнему зубу совпадают.

зо.о Ь,. мм

Рисунок 6 - Схема разбивки зуба на кольцевые участки

Рисунок 7 - График распределения температуры по высоте зуба: 1 - верхний зуб; 2 - нижний зуб (Опыт №1: Ь = 2,2 мм, V = 25м/с, О = 10 Вт) По результатам эксперимента составлено уравнение регрессии, определены коэффициенты регрессии, проведена оценка значимости этих коэффициентов с помощью 1-критерия Стыодента. Они имеют вид

¿ = 1143 + 27,1*, +164*,. (21)

Наибольшее влияние на значение коэффициента теплоотдачи аср оказывает скорость охлаждающего воздуха V, имеющая наибольшее значение коэффициента при данном факторе. Мощность теплового источника 0 (фактор х3) в пределах изменения фактора (от 10 до 15 Вт) существенного влияния на выходную величину (коэффициент теплоотдачи аср) не оказывает. Коэффициент при данном факторе не является значимым. Проверка адекватности математической модели (уравнения регрессии) осуществляется с помощью Б-критерия Фишера при принятом уровне значимости я = 0,05. Полученное уравнение регрессии адекватно результатам эксперимента, и может быть использовано. После перевода регрессионного уравнения из кодированного вида в натуральный получим уравнение

аср =538,7 + 38,76 + 13, IV. (22)

6. Разработка режимов резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости зубьев пил

Разработана методика определения скорости подачи при распиловке древесины в круглопильных станках на основе учета температурной устойчивости материала лезвий инструмента при продольном пилении с толщиной стружки ^ > 0,1 мм и ас < 0,1 мм соответственно

+ К2ар) {ае-ЩрЪ,2п

60{/о](га; +К2ар) _ аррЬ,гп кЬ + а, Я

при поперечном пилении Ух(1) = -

апа„аьНКхРп

10Чт6>

2,б([/„](;

га. + К,а,

крЬ + а, Н

Л. 1765

/ ихг П \U765 i 0.59' ч 0,176

где [10] - допускаемая температура нагрева лезвий (теплостойкость), °С (табл. 2);

(23)

а„, а„, аь - коэффициенты, учитывающие породу древесины, влажность древесины и вид пиления соответственно;

ар, а5.ф - коэффициенты, учитывающие влияние затупления и влияние угла резания и угла боковой заточки на силу резания при поперечном пилении соответственно; р - удельная касательная сила резания по задней грани, Н/мм; Ь, Ь] - ширина пропила и ширина стружки соответственно, мм; Н - высота пропила, мм;

9Ср - средний кинематический угол встречи, град.;

к, кц - касательное давление на стружку, Н/мм2 (для толщины стружки ас > 0,1 мм и для толщины стружки ас < 0,1 мм соответственно);

ат - коэффициент интенсивности трения стружки о стенки пропила и прессования её во впадине зуба, Н/мм2.

Стали Твердые сплавы Эльбор Алмаз

углеродистые и легированные быстроре-жvщиe вольфрамо-кобальтовые безвольфрамовые минералоке-рамические

160-400 550-700 800- 1000 | 800-1000 1 1200 1400 700 - 800

Технико-экономический эффект от внедрения новых режимов пиления круглыми пилами по теплостойкости материала лезвий инструмента достигается за счет: уменьшения аварийного расхода круглых пил; от повышения производительности за счет оптимизации режимов пиления, сокращения времени на переустановку инструмента, уменьшения внеплановых простоев круглопильных станков; снижения затрат на подготовку инструмента.

Основные результаты и выводы исследования:

1. Разработан графоаналитический метод расчета температуры резания и распределения температур по высоте зуба. Распределение относительных температур по высоте зуба не зависит от абсолютных значений этих температур.

2. На основе решения дифференциального уравнения теплопроводности зуба круглой пилы, с применением программного пакета Ма&етаиса V. 4.2., установлен закон распределения температуры по его высоте при известной температуре резания, а также аналитическая зависимость для определения температуры резания. Характер изменения относительной температуры по высоте зуба, полученный аналитическим расчетом и построенный по результатам графоаналитического метода хорошо согласуются.

3. Рассмотрено распределение относительной температуры от конструктивных и технологических параметров X, р, а, Р и Ь в пределах их возможных изменений. Для снижения температуры лезвия нужно работать с большими значениями Ь, X, периферии диска - большими значениями а и меньшими значениями X.

4. Установлено, что тепло, поступающее в инструмент при резании, распределяется следующим образом: 80 % тепла отводится через режущую часть, 20 % - отводится диском. Таким образом, количество теплоты, отводимой из зоны резания через инструмент в 5 раз превышает количество теплоты, расходуемой на нагрев диска. При известных значениях коэффициента количества тепла, расходуемого на нагрев диска К = 0,01.. .0,09, доля теплоты, отводимая из зоны резания через инструмент составит К| = 0,05...0,45 от теплоты эквивалентно выделяемой в зоне резания.

5. Экспериментально определено количество теплоты, отводимой стружкой при продольной распиловке древесины круглыми пилами. Её количество в зависимости технологических условий и конструктивных параметров инструмента колеблется

от 21,2 % до 33,5 % от общего количества теплоты, выделяемой в процессе резания. В проводимых экспериментах мощность, затрачиваемая на нагрев стружки при пилении, в абсолютном выражении составляет от 0,41 до 2,69 кВт.

6. Получено уравнение теплового баланса процесса пиления древесины круглыми пилами с учетом научно обоснованных исследований по стокам тепла: сток теплоты из зоны резания в стружку qt = 21,2. ..33,5% от теплоты, выделяемой в зоне резания; сток теплоты в инструмент для прогрева лезвия зуба и корпуса инструмента q2 до 45 %; сток теплоты в обрабатываемую заготовку q3 = 1,1... 1,8% в заданном диапазоне варьирования переменных факторов.

7. Экспериментально определены значения коэффициентов теплоотдачи зубьев пил, и в пределах исследованных факторов они изменяются от 914 до 1384 Вт/(°С м ). Коэффициенты теплоотдачи режущей части пилы на порядок выше, чем коэффициенты теплоотдачи дисков пил на спокойном воздухе (от 80 до 360 Вт/(°С м )).

8. Разработаны «Методические рекомендации по расчету режимов резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала инструмента», которые утверждены ОАО «Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины». Максимально допустимая скорость подачи выбирается как наименьшая из рассчитанных по 5-ти ограничениям: по заполнению впадин зубьев; по шероховатости поверхности распиловки; по мощности привода механизма резания; по динамической устойчивости пилы; по теплостойкости материала зубьев пил. Критерий теплостойкость, при расчете скорости подачи, становится ограничивающим при увеличении высоты пропила, и уменьшении числа зубьев.

9. Расчеты технико-экономической эффективности в рассматриваемых примерах, подтверждают целесообразность внедрения предложенных режимов, где в качестве ограничивающего критерия используется теплостойкость материала лезвий пилы. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемых мероприятий может составить на 1 станок - 534 тыс. руб.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях: статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Щепочкин C.B. К оценке тепловых потоков и средних температур зуба круглой пилы / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Изв. вузов. Лесной журнал. 2006. -№1. С. 58 - 61.

2. Щепочкин C.B. Температурное поле зуба круглой пилы / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Изв. вузов Лесной журнал. 2008. №3. С. 75 - 81.

3. Щепочкин C.B. Вопросы совершенствования структуры маркировки круглых пил / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Деревообрабатывающая пром-сть. 2009. №1. С. 18 - 20.

4. Щепочкин C.B. О тепловом балансе процесса резания древесины круглыми пилами /

B.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Изв. вузов Лесной журнал. 2009. №3. С. 101 - 107.

публикации в других изданиях

5. Щепочкин C.B. Графоаналитический метод расчета температурных полей дисков круглых плоских пил / C.B. Щепочкин, В.К. Пашков // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. С. 108 - 109.

6. Щепочкин C.B. Аналитический метод расчета температурного поля зуба круглой пилы / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» - Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. С. 128-131.

7. Щепочкин C.B. Исследование тепловых полей зубьев круглых пил / В.К. Пашков,

C.B. Щепочкин // Технические науки: Сборник аннотаций научно-исследовательских работ студентов вузов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С. 15.

8. Щепочкин C.B. О количестве поступающего тепла по зонам диска круглой пилы / А.Ю. Катков, C.B. Щепочкин, В.К. Пашков // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. С. 49-50.

9 Шепочкин С В. Расчет среднеинтегральных коэффициентов теплоотдачи для дисков круглых пил / C.B. Щепочкин, В.К. Пашков // Материалы научно-технической конференции

температуры / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Научные труды: Сб. Вып. 3 / УГЛТУ - Ькате-ринбург, 2004. С.^36 - 39.^ ^ Q тепловь1Х полях По зонам диска круглой пилы / C.B.

Щепочкин// Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса: Тез. докл международ, науч.-техн. конф. / Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005. С 140.

12 Щепочкин С В. К оценке средних температур по высоте зуба круглой пилы / В.К. Пашков СВ. Щепочкин // Актуальные проблемы лесного комплекса: Сборник научных тру-доТпо итогам международной научно-технической конференции. Вып. 11. Брянск: БГИТА,

200513 Щепочкин C.B. Измерительная система для регистрации температ^ньгх полей зуба пилы / В К Пашков, C.B. Щепочкин // Сборник научных трудов факультета МТД. Вып. 1 / Екатертнб^п^ГЛТУ^ ^ ^ ^ у С.В. Щепоч-

кин / Сб научных трудов факультета МТД. Вып. 1 / УГЛТУ, 2005. С. 119 -126

15 Щепочкин С В. Определение температурных перепадов плоских круглых пил / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Актуальные проблемы лесного комплекса: Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Вып. 14. Брянск. Ы ША,

2006'1б' Шегоэчкин C.B. О конвективном теплообмене режущей части пилы при резании / В К Пашков, C.B. Щепочкин // Деревообработка: технологии, оборудование менеджмеет XXI века: Труды международного евразийского симпозиума. Екатеринбург, 2006. С. 138-143

17 Щепочкин C.B. Об оценке температуры резания при пилении круглыми пилами / С В Щепочкин // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: 1 руды международного евразийского симпозиума. Екатеринбург, 2006. С. 143 - 146.

18 Шепочкин C.B. Влияние конструктивных и технологических параметров на температурное поле зуба круглой пилы / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Сборник статейi по,^алам Всероссийской научно-практической конференции. Том 2 - Красноярск: СибГТУ, 2006. С. 1W - ¿U4.

19 Щепочкин C.B. К вопросу определения скорости подачи в круглопильных станках с учётом теплостойкоста инструмента / C.B. Щепочкин, А.А. Лимонов // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды II международного евразииского

симпозиума. Екатеринбург, 2007. С.259 - 261. гт*,„<т„ Г R

20 Щепочкин C.B. Термическое сопротивление дисков круглых пил / В.К. Пашков, С.и. Щепочкин // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020: материалы VII междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург: Урал.

гос. лесотехн. ун-т. 2009. 4.2. С. 21 - 24.

21 Щепочкин СВ. Экспериментальные исследования коэффициентов теплоотдачи режущей части круглых пил / C.B. Щепочкин, В.К. Пашков // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды VI международного евразийского симпозиума. Екатеринбург,2011. С. 324-331.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, Ученому секретарю диссертационного совета Куцубиной Н.В.

Подписано в печать 09.04.12 Объем 1 п.л. Заказ № 646 Тираж 100. 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. Уральский государственный лесотехнический университет Отдел оперативной полиграфии.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1 Анализ работ по режимам резания древесины в круг-лопильных станках.

1.2 Общие сведения состояния исследований по нагреву круглых пил.

1.3 Анализ работ по исследованию нагрева режущей части круглых пил.

1.4 Тепловой баланс процесса резания.

1.5. Программа исследований.

Глава 2. Теоретические исследования температурных полей зубьев пил.

2.1 Графоаналитический метод расчёта температур по высоте зуба.

2.2 Решение дифференциального уравнения теплопроводности зуба круглой пилы.

2.3 Влияние конструктивных и технологических параметров на температурное поле зуба.

2.4 Оценка температуры резания при пилении круглыми пилами !.

2.4.1 Оценка температуры резания графоаналитическим методом.

2.4.2 Оценка температуры резания на основе решения дифференциального уравнения теплопроводности зуба.

2.5 Выводы по разделу.

Глава 3. Теоретические исследования тепловых стоков режущей части и диска круглой пилы.

3.1 Термическое сопротивление дисков круглых пил.

3.2 Конвективный теплообмен режущей части пилы.

3.3 Конвективный теплообмен диска пилы.

3.4 Оценка стоков теплоты режущей части и диска пилы

3.5 Выводы по разделу.

Глава 4. Экспериментальные исследования количества тепла, отводимого в стружку и заготовку.

4.1 Постановка задачи исследования.

4.2 Методика многофакторного эксперимента.

4.3 Разработка измерительной схемы контроля температуры и мощности резания. Техника измерений.

4.3.1 Измерение температуры.

4.3.2 Измерение мощности на резание.

4.3.3 Измерение и контроль ширины пропила.

4.4 Экспериментальная установка. Порядок работы на установке

4.5 Анализ результатов эксперимента.

4.5.1 Результаты экспериментальных исследований.

4.5.2 Математическая модель температуры стружки.

4.5.3 Количество теплоты, отводимой стружкой.

4.5.4 Математическая модель доли мощности резания, идущей на нагрев стружки к.

4.6 Оценка доли теплоты, отводимой заготовкой.

4.7 Тепловой баланс процесса резания.

4.8 Выводы по разделу.

Глава 5. Экспериментальные исследования теплоотдачи зубьев пил.

5.1 Постановка задачи исследования.

5.2 Методика эксперимента.

5.3 Экспериментальная установка.

5.4 Анализ результатов эксперимента.

5.5 Выводы по разделу.

Глава 6. Разработка режимов резания древесины в круглопиль-ных станках по теплостойкости зубьев пил.

6.1 Скорость подачи по теплостойкости материала зубьев пил.

6.2 Совершенствование структуры маркировки круглых пил.

6.3 Технико-экономическая эффективность от внедрения результатов работы.

6.4 Выводы по разделу.

Актуальность темы. Системы машин, разработанные отраслевыми НИИ, предусматривают 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. Интенсификация работы этой технологической группы оборудования связана с обеспечением работоспособности круглых пил. На временном отрезке наработки до отказа пил (период стойкости) сохранение работоспособности может быть достигнуто управлением надежностью, которое включает действия, направленные на изменение параметров инструмента, характеристик и условий обработки. При пилении круглыми пилами такими параметрами являются частота вращения пилы, скорость подачи, искусственное регулирование температурного перепада диска. Таким образом, условия протекания процесса пиления с установленными требованиями регламентируются режимами пиления.

ЦНИИМОДом и УГЛТУ разработаны руководящие технические материалы (РТМ) по определению режимов пиления древесины круглыми пилами. РТМ утверждены Минлесбумпромом СССР 13.01.86 и устанавливают порядок расчета режимов продольного и поперечного пиления древесины круглыми пилами по ГОСТ 980-80. Допустимая скорость подачи ограничивается работоспособностью междузубовых впадин, шероховатостью пропила, мощностью механизма резания и динамической устойчивостью пилы. Работы УГЛТУ позволили установить ограничение режимов пиления по динамической устойчивости инструмента, который является основным техническим ограничением. Динамическая устойчивость пил определяется наличием температурного перепада по радиусу диска - фактора, который объективно сопровождает процесс распиловки круглыми пилами.

Вместе с тем в РТМ не учтен ещё один важный тепловой параметр процесса резания - температура зуба пилы (температура резания), которая является ещё одним ограничивающим фактором при расчете режимов резания. Установлено, что в процессе резания инструмент нагревается до температур, достигающих 1000 °С. Такие температуры превышают предел теплостойкости материала лезвия и могут привести к резкому снижению его твердости, прочности и, в конечном счёте к термомеханическому разрушению или термоабразивному износу. Стойкость лезвия зуба снижается, происходит так называемая тепловая посадка и отказ в работе пилы.

Это ограничение по допустимой температуре лезвия пилы в РТМ в своё время не было включено по целому ряду объективных обстоятельств. Отсутствовали сведения теоретического и экспериментального характера: по зависимости температуры лезвия от тепловой мощности резания, температурным полям зуба и характеру кривых распределения температуры зуба по его высоте; конвективной теплоотдаче зуба от нагрева и коэффициентам теплоотдачи от условий резания. По тепловому балансу в зоне резания, источникам и стокам тепла через стружку и заготовку также отсутствовали сведения, необходимые для расчетов режимов резания по параметру допустимого нагрева лезвия зуба.

Перечисленные обстоятельства явились основанием для проведения исследований по описанию основных закономерностей теплообмена режущей части пилы, разработке на их основе рекомендаций по зонам лезвий с наибольшими температурами, по ограничению режима по теплостойкости материала лезвия, законам изменения температуры и характера тепловых потоков, по управлению тепловыми явлениями, методике расчета режимов резания с ограничением по тепловой стойкости режущего инструмента.

Цель работы. Разработка метода расчета режимов резания древесины в круглопильных станках на основе температурной устойчивости инструмента.

Задачи работы:

1. Изучение теплового баланса в зоне резания круглыми пилами.

2. Исследования (теоретические и экспериментальные) закономерностей распределения температуры по высоте зуба пилы в зависимости от тепловой мощности резания.

3. Количественная оценка источников теплоты и стоков теплового баланса.

4. Экспериментальные исследования тепловых потоков, отводимых в стружку и заготовку при пилении.

5. Экспериментальные исследования коэффициентов теплоотдачи зубьев пил в зависимости от мощности теплового источника, скорости обтекаемого воздуха и толщины зуба.

6. Разработка режимов пиления древесины в круглопильных станках по тепловой устойчивости материала лезвий зубьев пил.

7. Разработка измерительных комплексов для измерения температур, мощности и др. параметров при экспериментальных исследованиях.

Научная новизна работы:

1. Режимы резания древесины в круглопильных станках по тепловой устойчивости материала лезвий инструмента.

2. Графоаналитический метод определения температуры резания в зависимости от тепловой мощности резания.

3. Методика расчета температур по высоте зуба с применением программного пакета МаШета^са V. 4.2.

4. Значения коэффициентов теплоотдачи режущей части круглых пил.

5. Тепловой баланс источников и стоков тепла в процессах резания древесины круглыми пилами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Режимы резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала лезвий инструмента.

2. Математические модели тепловых полей зубьев пил.

3. Графоаналитический метод расчета температуры по высоте зуба.

4. Значения коэффициентов теплоотдачи режущей части круглых пил в зависимости от факторов - скорости воздушных потоков, толщины зуба, мощности теплового источника.

5. Расходная часть теплового баланса - количество теплоты, отводимой в стружку, заготовку и инструмент.

6. Математические модели температуры стружки, доли мощности резания, идущей на нагрев стружки в зависимости от технологических факторов - скорости подачи и высоты пропила.

Практическая значимость работы. Все результаты работы, имеющие научную новизну имеют и практическую ценность. Результаты работ дополняют «Руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами», 1988 г. методическими рекомендациями по расчету режимов резания древесины по теплостойкости материала инструмента. Методические рекомендации предназначены для практического применения при разработке технологических режимов производства в лесопильной, деревообрабатывающей, мебельной промышленности, а также при решении вопросов оптимизации режимов резания, параметров станков и инструментов на предприятиях, в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях.

Результаты исследований использованы в учебном процессе при изучении специальных дисциплин «Оборудование отрасли», «Резание древесины и древесных материалов», «Дереворежущие инструменты» специальности 250403 «Технология деревообработки», 250300 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств и 151000 «Технологические машины и оборудование» УГЛТУ.

1. Состояние вопроса

Круглопильные станки относятся к самой распространенной группе деревообрабатывающих станков. В столярно-строительном, мебельном и других деревообрабатывающих производствах кругло-пильные станки применяются для продольного, поперечного и смешанного раскроя досок на заготовки, для обрезки заготовок по периметру и раскроя плит, фанеры, пластиков. На станках для поперечного пиления (торцовочные станки) осуществляется раскрой материала по длине на черновые заготовки и точная торцовка деталей.

По назначению круглопильные станки для продольного пиления подразделяются на следующие основные группы:

- обрезные с вальцово-дисковой подачей для обрезки кромок у необрезных досок или продольного раскроя досок и заготовок;

- прирезные одно- или многопильные с гусеничной подачей для точной распиловки досок и заготовок по ширине;

- многопильные станки с вальцовой подачей для раскроя досок и заготовок на планки и рейки;

- ребровые станки с вальцовой подачей для раскроя толстых досок и заготовок на тонкие одинарные.

Круглопильные станки также широко используются на операциях поперечного раскроя хлыстов и бревен. В лесопильном производстве для первичного раскроя бревен на брусья и доски применяют станки с пилами большого диаметра (до 1 ООО мм и более). Кроме того круглопильные узлы резания входят в состав линий агрегатной переработки бревен (ЛАПБ) и фрезерно-пильных станков.

В станочном парке лесопильно-деревообрабатывающих производств, круглопильные станки составляют от 40 до 60 % от всего оборудования, занятого механической обработкой древесины.

Наряду с достоинствами круглопильных станков - простотой конструкции, безинерционностью механизма резания, большими скоростями резания, высокой производительностью (при вращательном главном движении скорость резания круглопильных станков достигает 100 м/с, а скорость подачи - 150 м/мин), они имеют ряд технологических недостатков, которые в основном прямо или косвенно связаны с режущим инструментом. К ним относятся: большая ширина пропила, которая обуславливает большие затраты мощности на пиление, недостаточная термоустойчивость круглых пил, сравнительно низкая износостойкость зубьев. 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 и 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.

Таким образом, из всех технологических требований, предъявляемых к дереворежущему инструменту, в том числе и к круглым пилам, можно выделить основные: высокая производительность, высокое качество обработки поверхностей (получение деталей, требуемой формы, размеров, шероховатости поверхности), достаточная износостойкость инструмента. Последнее требование имеет важное значение в связи с использованием в мебельной промышленности и строительстве плитных материалов (древесностружечных, древесноволокнистых плит и др.) и материалов с полимерными покрытиями. Обработка таких материалов требует износостойкого дереворежущего инструмента.

Для создания износостойкого инструмента необходимо изучение процессов затупления и износа, происходящих на лезвии инструмента при резании. Среди составляющих износа важную роль играет термохимический и термомеханический износ. В условиях интенсификации режимов распиловки древесины и древесных материалов круглыми пилами тепловые явления в зоне поверхностных микрослоев зубьев вызывают структурные превращения, что приводит к уменьшению твердости и прочности инструмента и является одной из причин износа. Неравномерный нагрев по радиусу способствует возникновению значительных напряжений в периферийной зоне пил и потере устойчивости.

Поиски путей и методов повышения работоспособности круглых пил ведутся давно и приводят к необходимости характеристики тепловых явлений в зоне резания и оценке влияния нагрева на работоспособность. Работоспособность круглых пил зависит от тепловых явлений, происходящих под воздействием высококонцентрированных источников энергии, сосредоточенных или распределённых в сравнительно малых объёмах. Нагрев лезвий выше температуры отпуска приводит к снижению закалочной твердости, интенсивному износу и снижению периода стойкости. Таким образом, необходимо знать температуру нагрева лезвия, характер её распределения по лезвию, для конкретных режимов резания как на этапе их проектирования, так и эксплуатации.

Любые исследования, связанные с нагревом тел, находящихся в подвижном контакте, трудоёмки, требуют сложной и точной измерительной аппаратуры, применения специальных тонких исследований. Этим объясняется недостаточность и фрагментарность сведений о зависимостях температуры нагрева лезвий инструментов от условий процесса резания.

6.4 Выводы по разделу

1. Предложена методика расчета скорости подачи по теплостойкости материала зубьев пил. Максимально допустимая скорость подачи выбирается как наименьшая из рассчитанных по 5-ти ограничениям: по заполнению впадин зубьев; по шероховатости поверхности распиловки; по мощности привода механизма резания; по динамической устойчивости пилы; по теплостойкости материала зубьев пил.

2. Критерий теплостойкость, при расчете скорости подачи, становится ограничивающим при увеличении высоты пропила, и уменьшении числа зубьев.

3. Наиболее приемлемым параметром для включения в маркировку пилы, является допустимая мощность на резание из условия динамической устойчивости для конкретного типоразмера пилы и условий процесса резания, значение которой для подготовленной пилы определяется однозначно.

4. Максимально допустимая частота вращения это массив числовых характеристик, зависящих от условий режима резания. Это один из важных параметров среди других определяющих режим резания. Он может принимать различные числовые значения для одного и того же типоразмера пилы и не может быть указан в её маркировке.

5. Допустимая мощность на резание для конкретного типоразмера пилы должна стать таким же привычным параметром, как её размеры.

6. Для оценки значений фактической (текущей) мощности на резание, станки необходимо оснастить электроизмерительными приборами на основе эффекта Холла. Это позволит упростить оценку максимально допустимой частоты вращения.

7. Расчеты технико-экономической эффективности в рассматриваемых примерах, подтверждают целесообразность внедрения предложенных режимов, где в качестве ограничивающего критерия используется теплостойкость материала лезвий пилы.

8. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемых мероприятий может составить на 1 станок от уменьшения аварийного расхода круглых пил - 4,9 тыс. руб., от повышения производительности - 516,8 тыс. руб., от снижения затрат на подготовку инструмента -13,1 тыс. руб.

Заключение

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований возможно сделать следующие основные выводы:

1. Разработан графоаналитический метод расчета температуры резания и распределения температур по высоте зуба. Распределение относительных температур / Эвп по высоте зуба не зависит от абсолютных значений этих температур, а их отношение на линии окружности впадин зубьев имеет постоянное значение Зъ / 9вп = 20

2. На основе решения дифференциального уравнения теплопроводности зуба круглой пилы, с применением программного пакета МаШетайса V. 4.2., установлен закон распределения температуры по его высоте при известной температуре резания, а также аналитическая зависимость для определения температуры резания.

3. Характер изменения относительной температуры по высоте зуба, полученный аналитическим расчетом и построенный по результатам графоаналитического метода хорошо согласуются. Это позволяет сделать заключение, что установлена реальная картина стационарного температурного поля зуба режущей части пилы.

4. Рассмотрено распределение относительной температуры от конструктивных и технологических параметров X, р, а, (3 и Ь в пределах их возможных изменений. Для снижения температуры лезвия нужно работать с большими значениями Ь, X, периферии диска -большими значениями а и меньшими значениями X.

5. Термическое сопротивление диска пилы в радиальном направлении (Яг / = 2,435/0,0294 « 83) на два порядка выше, чем в осевом. Изменение коэффициента теплопроводности X материалов из которых изготовлена пила (30 - 45 Вт/(м °С)) и коэффициент теплоотдачи а (80 - 360 Вт/(м2-°С) на спокойном воздухе) существенно не влияют на отношение Яг/К7. Следовательно, предлагаемые способы изменения характера распределения температуры по радиусу диска за счет X и а (на спокойном воздухе) не эффективны.

6. Установлена зависимость среднеинтегрального коэффициента теплоотдачи зуба пилы аг для принятого диапазона значений параметров зуба а, (3, Ъ, Ь, [3] и среднего коэффициента теплоотдачи аср. Коэффициент корреляции г = 0,976. При известных значениях средне-интегрального коэффициента теплоотдачи зуба пилы а.г и числа зубьев ъ можно рассчитать значение количества теплоты, отводимое режущей частью пилы в окружающую среду теплоотдачей.

7. Значение среднеинтегрального коэффициента теплоотдачи диска пилы ар аппроксимировано степенной зависимостью от параметров Э, Ь и V (с точностью 0,5%). Одновременно нахождение значения ар номографировано на графиках совместно с температурным перепадом без необходимости расчетов.

8. Установлено, что тепло, поступающее в инструмент при резании, распределяется следующим образом: 80 % тепла отводится через режущую часть, 20 % - отводится диском. Полученные значения теплоты по зонам диска позволяют сделать выводы об общем количестве теплоты, отводимой из зоны резания через инструмент. Это количество в 5 раз превышает количество теплоты, расходуемой на нагрев диска. При известных значениях коэффициента количества тепла, расходуемого на нагрев диска К = 0,01. .0,09, можно указать долю теплоты, отводимую из зоны резания через инструмент в целом. Она составит К] = 0,05.0,45 от теплоты эквивалентно выделяемой в зоне резания.

9. Впервые экспериментально определено количество теплоты, отводимой стружкой при продольной распиловке древесины круглыми пилами. Её количество в зависимости технологических условий и конструктивных параметров инструмента колеблется от 21,2 % до 33,5 % от общего количества теплоты, выделяемой в процессе резания. В проводимых экспериментах мощность, затрачиваемая на нагрев стружки при пилении, в абсолютном выражении составляет от 0,41 до 2,69 кВт в заданном диапазоне варьирования переменных факторов.

10. Получены экспериментально уравнения регрессии по расчету зависимости температуры стружки и доли тепла к отводимой стружкой из зоны резания от определяющих технологических факторов высоты пропила Ь и скорости подачи У§ и разновидности инструмента (пилы круглая плоская по ГОСТ 980-80 с разведенным зубом и дисковая с твердосплавными пластинами по ГОСТ 9769-79).

11. Получено уравнение теплового баланса процесса пиления древесины круглыми пилами с учетом научно обоснованных исследований по стокам тепла: сток теплоты из зоны резания в стружку Ц] = 21,2.33,5% от теплоты, выделяемой в зоне резания, в заданном диапазоне варьирования переменных факторов; сток теплоты в инструмент для прогрева лезвия зуба и корпуса инструмента q2 до 45 % (до 36% от теплоты эквивалентно выделяемой в зоне резания отводится режущей частью, и до 9% диском пилы); сток теплоты в обрабатываемую заготовку = 1,1. 1,8% в заданном диапазоне варьирования переменных факторов.

12. Экспериментально определены значения коэффициентов теплоотдачи зубьев пил аср, и в пределах исследованных факторов они изменяются от 914 до 1384 Вт/(°С м ). Коэффициенты теплоотдачи режущей части пилы на порядок выше, чем коэффициенты теплоотдачи дисков пил на спокойном воздухе (от 80 до 360 Вт/(°С м2)).

13. Наибольшее влияние на величину коэффициентов теплоотдачи зубьев пил оказывает скорость воздушного потока. При увеличении её значения вдвое (от 25 до 50 м/с), значения коэффициентов теплоотдачи при постоянных значениях толщины зуба Ь и мощности теплового источника возрастают в 1,25 - 1,4 раза.

14. Увеличение толщины зуба пилы от 2,2 мм до 3,6 мм при постоянных значениях прочих факторов вызывает увеличение коэффициента теплоотдачи зубьев пил аср на 2 - 7 %, а мощность теплового источника в пределах изменения фактора (от 10 до 15 Вт) существенного влияния на коэффициент теплоотдачи аср не оказывает.

15. Характер распределения температуры по высоте зуба, определенный в ходе эксперимента, совпадает с характером аналогичных расчетных зависимостей. Это свидетельствует об установлении реального закона распределения температуры по высоте зуба.

16. Разработана методика расчета скорости подачи по теплостойкости материала зубьев пил. Максимально допустимая скорость подачи выбирается как наименьшая из рассчитанных по 5-ти ограничениям: по заполнению впадин зубьев; по шероховатости поверхности распиловки; по мощности привода механизма резания; по динамической устойчивости пилы; по теплостойкости материала зубьев пил. Критерий теплостойкость, при расчете скорости подачи, становится ограничивающим при увеличении высоты пропила, и уменьшении числа зубьев.

17. Наиболее приемлемым параметром для включения в маркировку пилы, является допустимая мощность на резание из условия динамической устойчивости для конкретного типоразмера пилы и условий процесса резания, значение которой для подготовленной пилы определяется однозначно. Допустимая мощность на резание для конкретного типоразмера пилы должна стать таким же привычным параметром, как её размеры.

18.Разработаны «Методические рекомендации по расчету режимов резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала инструмента», которые утверждены генеральным директором ОАО «Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины».

19. Расчеты технико-экономической эффективности в рассматриваемых примерах, подтверждают целесообразность внедрения предложенных режимов, где в качестве ограничивающего критерия используется теплостойкость материала лезвий пилы. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемых мероприятий может составить на 1 станок от уменьшения аварийного расхода круглых пил -4,9 тыс. руб., от повышения производительности - 516,8 тыс. руб., от снижения затрат на подготовку инструмента - 13,1 тыс. руб.

1. Пашков B.K. Режимы пиления древесины в круглопильных станках и линиях: моногр. / В.К. Пашков; Екатеринбург: Урал. гос. ле-сотехн. ун-т, 2008. 188 с.

2. Инструкция по выбору режимов пиления круглыми пилами при продольной распиловке древесины хвойных пород / сост. Н. К. Якунин; Химки: ЦНИИМОД, 1956. 59 с.

3. Дешевой М.А. Механическая технология древесины / М.А. Дешевой; Л.: изд. ЛТА, 1934. 512 с.

4. Воскресенский С.А. Резание древесины / С.А. Воскресенский; М. Л.: Гослесбумиздат, 1955. 200 с.

5. Ивановский Е.Г. Резание древесины / Е.Г. Ивановский; М.: Лесн. пром-сть, 1972. 200 с.

6. Соловьев A.A. Решение задач по резанию древесины / A.A. Соловьев; М.: изд. МЛТИ, 1981. 60 с.

7. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов / В.И. Любченко; М.: Лесн. пром-сть, 1986. 296 с.

8. Грубе А.Э. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических машин / А.Э. Грубе, В.И. Санев; М.: Лесн. пром-сть, 1973. 384 с.

9. Санев В.И. Обработка древесины круглыми пилами / В.И. Санев; М.: Лесн. пром-сть, 1980. 232 с.

10. Бершадский А. Л. Резание древесины / А.Л. Бершадский; М. -Л.: Гослесбумиздат, 1958. 328 с.

11. Бершадский А.Л. Справочник по расчету режимов резания древесины / А.Л. Бершадский; М.: Гослесбумиздат, 1962. 125 с.

12. Бершадский А.Л. Резание древесины / А.Л. Бершадский, Н.И. Цветкова; Минск: Высшая школа, 1975. 304 с.

13. Бершадский А.Л. Расчет режимов резания древесины / А.Л. Бершадский; М.: Лесн. пром-сть, 1967. 175 с.

14. Технологические режимы деревообработки: сборник / И.И. Мещеряков, И.П. Клеба; Балабаново: изд. ВНИИдрев, 1978. 161 с.

15. Руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами / Ю.М. Стахиев, В.К. Пашков и др.; Архангельск: изд. ЦНИИМОД, 1988. 74 с.

16. Режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых в лесопилении / Ю.М. Стахиев, В.К. Пашков; Архангельск: изд. ЦНИИМОД, 1987. 24 с.

17. Режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых при производстве деревянной ящичной тары / В.К. Пашков, В.И. Лашманов; Свердловск: СвердНИИПДрев, 1987. 35 с.

18. Фергин В.Р. Интерпретация процессов пиления древесины / В.Р. Фергин; 2-е изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 144 с.

19. Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Приемы, орудия и машины при механической обработке дерева / М.А. Дешевой; Л.: Кубуч, 1934.

20. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты / А.Э. Грубе; М.: Лесн. пром-сть, 1971.

21. Бершадский А.Л. Расчет режимов резания древесины / А.Л. Бершадский; М.: Лесн. пром-сть, 1967. 175 с.

22. Грачев И.А. Исследование тепловых явлений в дисках строгальных пил // Материалы научно-технической конференции 1968 г.; Л.: 1968.

23. Лейхтлинг P.A. Влияние режимов резания на температуру нагрева зубьев дисковых пил // Материалы к юбилейной конференции по итогам научно-исследовательских работ Сибирского технологического института; Красноярск, 1967.

24. Aoyama Т. The Effect of Feeding and Gutting Speed to the Heat Generation on Saw Tooth. J. of the Jap. Wood Ree. Soc., Bd4, H2, 1958. /Влияние скоростей резания и подачи на нагрев зубьев пил/.

25. Kalitzin G. Erwärmung und Warmespannungen des Krejssage blattes. Holzindustrie, 1956, №11, p. 269 292. / Нагрев и температурные напряжения в полотне круглой пилы /.

26. Okushlma S. Suglhara H., Umomoto M. Temperature of Cutter-Cusp in Wood Cutting. J. Jap. Wood Ree., 15, 1969. /Температура режущей кромки зуба при резании древесины/.

27. Грубе А.Э. Повышение качества распиловки древесины на основе ликвидации температурных напряжений в дисковых пилах / А.Э. Грубе, В.И. Санев, В.К. Пашков; Л.: ДНТП, 1967. 67 с.

28. Муравьев С.М. Напряжения и колебания круглых пил: дис. канд. техн. наук; Л. 1939.

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

30. Гиндин Н.И. Распределение температур по радиусу диска пилы / Н.И. Гиндин // Сборник трудов ВНИИ. М., 1967. вып.2.

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

32. Haptmann Е., Ramsey Н. Temperature Distribution In a Thin Rotating Disk. Appl. Sei. Res., №20, 1969 / Распределение температуры в тонком вращающемся диске/.

33. Pahlltzsch G. Rowlnski В. Besstlmmung und Auswirkungen der geometrischen Form und Vorspannungszustandes der Sageblatter. Holz uls Ron, №4, 1966.

34. Грачев И.А. Теоретическое исследование тепловых явлений диска строгальной пилы / И.А. Грачев // Материалы научно-технической конференции ЛТА; Л.: 1969.

35. Дунаева В.В. Влияние скорости вращения на распределение температур в диске конической пилы / В.В. Дунаева, Ф.Л. Попов, Ю.М. Стахиев // Научные труды ЦНИИМОД. Архангельск, 1973. вып. 28.

36. Моисеев A.B. Контактные явления в микрообласти лезвия при резании древесины и их влияние на природу затупления инструмента: автореферат дис. докт. техн. наук. М., 1981. 36 с.

37. Моисеев A.B. Износостойкость дереворежущего инструмента / A.B. Моисеев; М.: Лесная промышленность, 1981. 110 с.

38. Двоскин Л.М. Исследование сил резания и тепловых явлений сопутствующих процессу резания древесины: автореферат дис. канд. техн. наук. Минск, 1974. 26 с.

39. Моисеев A.B. Тепловые явления при резании древесины и тепловой износ инструмента / A.B. Моисеев, Л.М. Двоскин // Механическая технология древесины. Сб. трудов №4, 1974.

40. Конов В.Н. К вопросу о тепловых явлениях при распиловке древесины / В.Н. Конов // Технология и оборудование деревообрабатывающих производств. Межвуз. сб. научн. тр. вып. 4. JL, JTTA. 1977. С. 6-9.

41. Конов В.Н. Экспериментальная установка для исследования нагрева круглых пил при распиловке древесины / В.Н. Конов // Вопросы резания, надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин. Межвуз. сб. научн. тр. вып. 5. Л., JITA. 1978. С. 4962.

42. Санев В.И. О нагреве зубьев круглых пил при распиловке древесины / В.И. Санев, В.Н. Конов // Вопросы резания, надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин. Вып.5. Межвуз. сб. научн. тр., Д., J1TA. 1978.

43. Конов В.Н. Особенности теплообмена зубьев круглых пил при распиловке древесины / В.Н. Конов // Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности. Тез. докл., Киев, УкрНИИМОД, 1978. С. 58.

44. Aoyama Т. Влияние скоростей резания и подачи на нагрев зубьев пил. J.Jap. Wood Ree. Soc., 1958, 4, №2.

45. Okusltama S., Suglhara H., Umomoto M. Температура режущей кромки зуба при резании древесины. J.Jap. Wood Ree. Soc., 1969. №15.

46. Barz E., Berger A. Holzbearbeltungswerkzeuge. Heft. 1960. /Деревообрабатывающие инструменты/

47. Направляющие для тонких дисковых пил. Механическая обработка древесины, №5. ВНИПИЭИлеспром, М., 1973.

48. Ресурсосберегающие тонкие круглые пилы: Обзорн. ин-форм,- М.: ВНИПИЭИлеспром. 1991. 60 с.

49. Резников А.Н. Теплофизика резания / А.Н. Резников; М.: Машиностроение, 1969. 288 с.

50. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов/ А.Н. Резников; М.: Машиностроение, 1981. 277 с.

51. Зайцев H.A. Измерение температуры на режущих кромках дисковых пил / H.A. Зайцев // Деревообрабатывающая промышленность. 1968. №4. С. 12- 13.

52. Троицкая М.В. Исследование стойкости деревообрабатывающих резцов, изготовленных из легированной стали, в условиях работы токарных катушечных автоматов: автореф. дис. канд. техн. наук. Ленингр. лесотехн. академия. Л., 1954. 21 с.

53. Демьяновский К.И. Исследование износостойкости строгальных ножей, изготовленных из разных марок сталей: автореф. дис. канд. техн. наук. Ленингр. лесотехн. академия. Л., 1954. 19 с.

54. Лейхтлинг P.A. Нагрев зубьев дисковых пил и концевых фрез при обработке лиственницы / P.A. Лейхтлинг // Лесной журнал. 1967. №5. с. 15-16.

55. Мелехин Л.Ф. Повышение износостойкости дереворежущих пил путём наплавки и наварки режущих элементов из быстрорежущих сталей и литых твёрдых сплавов: автореф. дис. канд. техн. наук. Ленингр. лесотехн. академия. Л., 1964. 18 с.

56. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты: учебник / А.Э. Грубе; М., Гослесбумиздат, 1958. 470 с.

57. Лейхтлинг P.A. Исследование нагрева режущей кромки зубьев круглых пил / P.A. Лейхтлинг // Труды Сиб. технолог, ин-та. Сборник 40. Красноярск, 1965. С. 287 293.

58. Glijer L. Влияние некоторых факторов на нагревание дисковой пилы во время работы. Technologia drewna, dzial wydawnictw sggw, Warszawa, 1967, zeszyt 1.

59. Glijer L. Попытка установления зависимости температуры от мощности резания. Technologia drewna, dzial wydawnictw sggw, Warszawa, 1968, zeszyt 2.

60. Лейхтлинг P.A. Исследование нагрева дереворежущего инструмента в процессе резания: дис. канд. техн. наук / Лейхтлинг Роберт Адольфович. Красноярск, 1967. 195 с.

61. Конов В.Н. Исследование влияния тепловых явлений на работоспособность круглых дереворежущих пил: автореф. дис.канд. техн. наук. СПбЛТА. СПб., 1979. 26 с.

62. Разработка номографического метода расчета температурных перепадов в дисках круглых пил : отчёт / УЛТИ, руковод. темы В.К. Пашков. Тема 47/68 ; ГР 68034143. Свердловск, 1968. 71 с.

63. Лейхтлинг P.A. Исследование нагрева дереворежущего инструмента в процессе резания: автореф. канд. техн. наук. Красноярск, Сибирский технолог, ин-т. 1967. 23 с.

64. Пашков В.К. О количестве теплоты, идущей на нагрев дисковых пил / В.К. Пашков // Труды. Свердловск: Урал, лесотехн. ин-та. 1969. вып. 20. С. 190- 195.

65. Пашков B.K. Теплофизика резания древесины круглыми пилами: монография / В.К. Пашков; Екатеринбург, Урал. гос. лесотехн. ун-т. 2007. 311 с.

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

67. Пашков В.К. Номограммы для расчета тепловых полей охлаждаемых дисков пил / В.К. Пашков, A.C. Красиков // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Л., ЛТА. 1986. С. 61 -65.

68. Пашков В.К. Обеспечение работоспособности круглых пил при пилении древесины: дис.докт. техн. наук: защищена 28.11.98 : утв. 07.05.99 / Пашков Валентин Кузьмич. Екатеринбург, 1998. 326 с.

69. Пашков В.К. Назначение режимов пиления круглопильных станков по устойчивости пил / В.К. Пашков // Лесной журнал. 2000. № 5,6. С. 41-51.

70. Щепочкин C.B. Графоаналитический метод расчета температурных полей дисков круглых плоских пил / C.B. Щепочкин, В.К. Пашков // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. С. 108-109.

71. Абельский Ш.Ш. О температурном поле вращающихся гибких дисков / Ш.Ш. Абельский, В.К. Пашков // Инженерно-физический журнал. Том XX. №2. С. 338-343.

72. ГОСТ 980-80. Пилы круглые плоские для распиловки древесины. Технические условия Взамен ГОСТ 980-69; введ. 01.01.1982. М.: Издательство стандартов, 1999. 25 с.

73. Лейхтлинг P.A. Исследование температурного поля резца дисковых пил для продольной распиловки / P.A. Лейхтлинг // Труды Сиб. технолог, ин-та. Сборник 41. Красноярск, 1967. С. 279 290.

74. Пашков В.К. О теплоотдаче диска пилы при резании / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Сборник научных трудов факультета МТД. Вып. 1 / Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. С. 119 126.

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

76. Пашков В.К. Экспериментальные исследования ожидаемых температурных перепадов в цикловых круглопильных станках / В.К. Пашков // Научные труды: Сб. Урал. гос. лесотехн. акад., Екатеринбург, 2000. с. 113-117.

77. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева; М.: Энергия, 1977. 344 с.

78. Пашков В.К. Исследование нагрева дисков пил при резании и меры по устранению температурных напряжений, повышающие устойчивость пил: дис.канд. техн. наук: 05.21.05 : защищена 08.02.66 : утв. 30.07.66 / Пашков Валентин Кузьмич. Л., 1966. 315 с.

79. Методология экспериментальных исследований процессов резания древесины. Руководящие технические материалы / Архангельск: ЦНИИМОД, 1982. 78 с.

80. Пашков В.К. Основы научных исследований / В.К. Пашков; Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. 86 с.

81. Пашков B.K. Измерительная система для регистрации температурных полей зуба пилы / В.К. Пашков, C.B. Щепочкин // Сборник научных трудов факультета МТД. Вып. 1 / Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. С. 116-119.

82. Пижурин A.A. Исследования процессов деревообработки /

83. A.A. Пижурин, М.С. Розенблит; М.: Лесн. пром-ть, 1984. 232 с.

84. Уголев В.Н. Испытания древесины и древесных материалов /

85. B.Н. Уголев; М.: Лесн. пром-ть, 1965. 251 с.

86. Кряжев H.A. Фрезерование древесины / H.A. Кряжев; М.: Лесн. пром-сть, 1979. 200 с.

87. Грановский Г.И. Резание металлов: учебник / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский; М.: Высш. шк., 1955. 304 с.

88. Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебания плоских круглых пил / Ю.М. Стахиев; М.: Лесная промышленность, 1977. 296 с.

89. Исследование нагрева дисков пил при пилении в зависимости от технологических факторов и конструктивных параметров пил: отчёт / УЛТИ, руковод. темы В.К. Пашков. Тема 12/69 ; ГР 69014442. Свердловск, 1969. 112 с.

90. Технологические режимы РПИ 6.6-00 «Подготовка круглых плоских пил» 1986. 44 с.

91. Стахиев Ю.М. О маркировке круглых пил / Ю.М. Стахиев // Минск. Новости деревообработки. 2002. № 10.

92. Стахиев Ю.М. Максимально допустимая, оптимальная и универсальная частота вращения круглой пилы / Ю.М. Стахиев, C.B. Ершов // Изв. вузов. Лесн. журн. 1990. №4. С. 66 70.

93. ООО «Уральский торговый дом» // Пилы дисковые. URL.: http://www.utd-pila.ru/instruments/item/19.html (дата обращения 27.01.2012).

94. Пашков В.К. Организация инструментального хозяйства деревообрабатывающего предприятия: Лекции / В.К. Пашков; Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005. 282 с.

95. Положение по организации инструментального хозяйства лесопильно-деревообрабатывающих, мебельных, фанерных и лыжных предприятий / Архангельск: ЦНИИМОД, 1983. 92 с.

96. Методические указания по определению потребности в дереворежущих инструментах. Отрасль лесопильное производство / Архангельск: ЦНИИМОД, 1978. 18 с.

97. Глебов И.Т. Оборудование отрасли: конструкции и эксплуатация деревообрабатывающих машин. Учебное пособие / И.Т. Глебов; Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2004. 286 с.

98. Лесоперерабатывающее предприятие «Лесозавод Строй Плюс» / Пиломатериалы. URL.: http://www.lesozavod-sp.ru/product/pilmat (дата обращения 27.01.2012).

99. Пашков В.К. Расчет штатов и оборудования инструментальных цехов / В.К. Пашков // Изв. вузов Лесной журнал. 2005. №3. С. 125- 127.