автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Снижение неравномерности нагрузки привода механизма резания лесопильных рам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи СКВОРЦОВ Алексей Кузьмич

УДК 674.055.621.924

СНИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ НАГРУЗКИ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА РЕЗАНИЯ ЛЕСОПИЛЬНЫХ

РАМ

Специальность 05.21.05 — «Технология и оборудование деревообрабатывгащих производств, древесиноведение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

М о с к в а —

1990

Работа выполнена на кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежского ордена Дружбы народов лесотехнического института.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор В. В. Амалицкий.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор В. С. Петровский,

кандидат технических наук, доцент А. М. Волобаев.

Ведущее предприятие — Головное конструкторское бюро деревообрабатывающего оборудования (ГК.БД).

Автореферат разослан . 1990 г.

Защита диссертации состоится на заседании специализированного совета Д 053.31.01 Московского лесотехнического института «df» . . . 1990 г. в « Q: часов

в аудитории № 313. '

Ваши отзывы по автореферату В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ ОБЯЗАТЕЛЬНО С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять по адресу: 141001, Мытищи-1, Московской области, МЛТИ. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЛТИ.

Ученый секретарь специализированного -совета, профессор, доктор технических наук Л. В. ЛЕОНОВ.

Л-00221 13/VI-90 г.' Объем 1 п. л. Зак. 578 Тир. 100

Типография Московского лесотехнического института

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Одним из необходимых условий подъема благосостояния советского народа является увеличение выпуска продукции лесной и деревообрабатывающей промшлениости, что в первую очередь требует интенсификации лесопильного Производства.

Продольная распиловка бревен в настоящее время производится на различных механизмах, однако более Ш/о продукции лесопиления производится лесопильниии рамами, обладающими рядои ванных положительных свойств.

Главный привод лесопильных рам осуществляется от электродвигателя переменного тока с помощью клинорекзнных и плоскореиенных передач. Резкие колебания нагрузки, возникающие при работе криво-иипно-ползунного механизма резания, приводят' к частый случаям аварийного износа узлов и деталей привода. Преядевременно разрушаются валы и подшипники, ослабляется крепление железа ротора электродвигателя, распаиваются хомуты крепления обмотки и магнито-провода ротора, резко падает срок службы ремней, муфт, стопочных соединений.

В силу указанных причин главный привод лесопильных рам в целом обладает недостаточной надежностью и долговечностью, что ограничивает возможность повышения производительности труда в лесопилении.

Цель работы. Ловив ение эксплуатационных свойств глазного привода лесопильных рам путем разработки конструкции новых клиноре-ыенных передач, обеспечивающих лучшую демпфирующую способность и снижение величины к неравномерности радиальных и окружных нагрузок на ведуцем валу привода.

Научная новизна. Ла основе теории передач гибкой 'связью разработаны и защищены авгэрскими свидетельствами конструкции ряда новых клнноремеНнкх передач привода лесопильных рем, проведено

тес ретическое обоснование их свойств, составлено ¡'.атематическое описание динамической подели привода механизма резания. Предложена и' теоретически обоснована методика физического моделирования решенных передач и определения критериев их подобия.

■ Разработаны .'принципы имитации внешней нагрузки и предложена система циклического нагрукения привода, доказана адекватность стендовой' я натурной.системы ,нагружения.

Определены факторы, и их сочетания, влияющее на эксплуатационные показатели привода. Для проведения анализа ре^льтатов эксперимента предложены эффективные показатели оценки свойств привода.

. Достоверность сформулированных в диссертации научных поло-хений, выводов и рекомендаций подтверждается: . ■-. - соответствием, рззультатоз теоретических и экспержленталь- '. них исследований, выполненных о помощью современных иетодов и средств, , ■„''•.•

.'' - положительными результатами прокаленных испытаний,'

Практическая значимость. Выполнены,, экспериментально исследованы и апробированы- защищенные авторскишг свидетельствами конструкции реиенпих приводов лесопильных рам. Разработаны конструкции вариантов стенда для проведения .исследований пзредач с циклической нагрузкой. .Разрэботана иетодика инженерного расчета предложенных приводов лесопильных рай., и составлена таблица критериев выбора типа передач для приводов о циклической нагрузкой. Разработаны апробированы частные ыётодшш испытаний на тяговую способность, ресурс и днныличе ую нагрузку, обоснованы критериальные завиекпо-• сти перехода от модели к натурныа условиям работы привода лесопнль . ной,ра«ы. Экономический эффект от использования новых передач-у 400 лесопильных рам составляет'SOS,7. тыс. руб. в год.

Апробация работы. Иатсриалы ксслсдованзд докладывались на ^•научно-технических,конференциях ВЛТй.в I97I-I9S0 гг., на техниче-

5 ■. ■ ■••'■-■."■. ■■ / ■

ском совете-машиностроительного завода "Северный Коммунар"! вы-, пускающего двухэтажные лесопильные раыы (г. Вологда)'в 1973т.. 1977 гг., 1986...1988 гг., на Всесоюзных:конференциях: в г. Одессе' в 1972, 1576, 1980, 1936 гг., в СибТИ в 1986 г., !Ш'И з 1984'г., 1989 и 1990, в УЛТЙ (г. Свердловск) - в 1987 г..

Публикация. По теме диссертации опубликовано 43 работы. ;

Объе?-* работы. Диссертация состоит из введения, семи'глав,' обцкх выводов и рекомендаций, списка литературы и прилоаенпя. Основное содержание излонеяо на ■ страницах иашшописнэго тек-стз, иллюстрируется 4-9 рисунками и /4 таблицами.

Содержание, работы. Зо введении дано обоснование актуальности теыы диссертации, характеристика основных результатов выполненной работы, прнзодятся основные полокения, ко'орые выносятся на ■защиту.' *

В первой глазе - приведены' общие сведения об условиях работы механизма резания лесопильных рам, отмечена высокая неравномерность роботы, представлен аналитический обзор работ, посвященных изучаемой проблеме',' сформулированы требования к методам решения 'проблемы, цель и задачи работы.

В сравнении с ленточным;; и .круглопильпыш станками, лиги;«!; агрегатной переработки бревен лесопильные рамы.имеют существенные преимущества. Основным недостатков лесогшльаих рай является низ-, кая надежность и долговечность механизма резания и, гг.азным обра-зои, его привода (З.Н. Бызов, В.В. Аналйцккй)« В трудах ученых -основополокников науки о лесопилении Хазнэчеева К.Л., Афанасьева А.П., (1есоцкого Н.В. и других установлена основная особенность работы лесопильной рамы - высокая неравномерность нагрузки механизма пиления и его' привода. Анализ причин низкой надежности, из которых главной является пульсирующий характер нагрузки, содерзнт-ся в трудах В.Н. Дерягина, Р.В. Дерягина, А.И. Агапова, С.."«. Хае-

б

дана, В.Ф» Фонкина, В.Н. Вызова, Ю.П. Иванищева.В.Я.Филькевича.

Численные значения степени неравномерности вращения и нагрузок содержатся в экспериментальных исследованиях Мовнина U.C., Малахова И.К.,Филькевича В.Я., Потяркина Л.П., Санникова A.A., Некоторые методы совершенствования механизма резания осуществлены Шебалиным Л.А., Новоселовым В.Г., Кучуыовш Б.Г., Методы экспериментального исследования деревообрабатывающих станков исследованы В.В. Амалицкии А.М.Волобаевым, В.С.Петровским

Л.П. Потяркиным установлены пределы изменения, суммарного усилия резания и трения пил в пропило для лесопильных рай РД75-6.7 от 1750 до 1200 дай. При атом средний расход мощности для преодоления сил...инерции достигает 44JS общего. В этой случае вертикальные силы инерции механизма резания двухэтажных лесопильных рай достигает 290 кй (В.Я. Филькевич).

Проведенный анализ литературных данных позволил выделить следующие два вида неравномерности нагрузок в элементах привода:

А - неравномерность силы действия ремней на вал и подшипника электродвигателя.

Б - неравномерность вращающего момента.

Можно выделить следующие направления исследований:

1. Разгрузка вала электродвигателя от сил натяжения ремней.

2. Снижение неравномерности вращающего момента.

В предлагаемой работе рассмотрено большое количество конструктивных способов решения задачи оптимизации нагрузок, однако они применительно к условиям работы механизма резания недостаточно аффективны и в лесопильных рамах практически не используются. Вопрос снижения неравномерности нагрузок привода остается актуальный. Исходя из анализа современного состояния вопроса и поставленной целя были сформулированы следующие основные задачи исследования:

. I. Выявить характер действующих на приводной электродвигател:

нагрузок как причину недостаточной надекностп существующих конструкций ременного пряьо.ча лесош.такьх'рга. '

2. Теоретически обосновать конструкции предложенных автором -, защищенных авторскими свидетельствами новых видов нлиноремепкых передач для привода лесопильных рал.. ' ''

3. Провести сравнительные лабораторные и производственные экспериментальные исследования основных эксплуатационных показателей предложенных и применяемых влдов клинсременных передач прп циклической нагрузке.

4. Разработать инженерную методику расчетапредложении:: видов клиноременных передач, определить их техншсо-экояоаичгскяо показатели, осуществить внедрение в производство. .', .

Вторая глава посвящена теоретическому основании свойств новых клиноременных передач в приводе, лесопильных рам.

I. Передача с увеличении;!! углами обхвата .разработана автором

с целью сяияения начального на- ..........._ ,. . 1__________-________

тлкения, нагрузки"на валы и, подшипники и повьтзения дол- '-•' ' • говечности с жней-, о5хзатыва~1 ^ ющих екпвы по внутренним ка-, сатэльнш. Используя соотношения из теория передач гкб- ; • кой связью (Л.Эйлера) расчетным путей получаем, что при увеличении угла обхвата в два раза величину 2 Рол необходимую для реализации одной и той же полезной негрузки, можно снизить на 65...70$,

Рис. I. Схема передач:: с увеличенным обхватом ¿клвов

в результате чег. давление рекня'на залы и подикпнкка уменьшится

вследствие чего уменьшится их износ, долговечность реаня возрастет на 30'...35^.

2. Передача с двойным обхватоа натяжного шкива ~ типа "ПД" -"передача демпфирующая" - (рис. 2) предложена автором с целью максимального уменьшения размаха колебаний нагрузки на валу ведущего акивл I, источников которых'в. передаче является'вкив 2.

%

Рис. 2. Передача демпфирующая , '

На степень демпфирования (уменые:ш) колебаний нагрузки важное влияние оказывает кесткость ремённой передачи, полученная Сан-никовиа A.A. в виде соотношения:

с¿J m

Жесткость'новой передачи, при все,¿прочих равных условиях, ■ „будет нкие в 1,5..'.I,? раза по"'сравнению с открытой (двухшкивноЯ) '• •передачей пропорциональна уьелачзккв сухарной длины реаня при 'обхвате третьего вккзв. ветвями Л - и . Этот вывод справедлив такяе.для ' рассмотренной передачи с увеличенными углами обхвата икивоз (рис. I). -■". ••"*; "v Kpuie того, в рассматриваемых передачах 'в связанно!' реанеы , 4 системе 'ведущего I . и патиаиого 3 шкивов последил..; играет .роль .дополнительной вращаюкейся иассы с мгновенный' мо^онтоа

Л/з~-Д?<55' . • ; ■•:■, (2)

где с/з - попета инерции, оптимальная величина которого аазна-. " чается конструктором передачи,. £3 - угловое ускорение натяянп-го икива. Вследствие специальной схз;ш осйгзагз- реааеи икпв'З в ди-. наыической системе новых передач находится кенду ведущим I и ■ .■ ведомым 2 икиваии, оказывает сопротивление колебаниям нагрузки и сглаживает их.

3. Передача, уравновешивающая силы натянекия реиня.на веду-щеп пкиЕе (тип "ПУ"), предложена автором с целью сведения к цини-муцу величины равнодействующей силы, созданной четырьмя охватываю-. щпии шккв ветвями (ркс. 3).

' . *

Рис. 3. Схеца уравнозезвзамщзй передачи • 1

Передача обладает деипфирутацичи свойстзакп, однако, мекьхгш:, | чем передача. "ПД'!, но существенно больмиии-по сравнению с откры- .

той передачей.

Минимальная величина равнодействуюаей силы на'ведущей волу достигается з случае расположения осей трех шкивов на одно:-; прямой и равны:; углэз охвата левых и правых ветззй ведущего ш^гяз.

}

I

/

. •Определенная по-.оо'адпрннягсы методике расчетная величина долговечности ремней в передаче !1Д на _в 'передаче ПУ на 2I;J боль-Ев долговечности открытой передачи..Выигрыш "достигается за счет возможности применения б новых передачах ремней большей длины' и меньше? величины.начального натязеная,.

; 5 работе показано, .410 снижение величины неравномерности врезающего ¿оаеага, полученное в новых передачах, обеспечивает уыеаь-" Еваае .потерь электроэнергии в приводном электродвигателе. Так, при снизении степени" неравзоиериостк зраааюадго шжента ведущего вала от величины:1,8 до 0,36 уменьшает расход электроэнергии ' на '¿%. ■'•' ■'":•'."•■-. ■

для выяснения влияния особенностей конструкции новых передач на неравномерность нагрузки привода яредиогеко уравнение динами- -ческой подели привода и механизма резания лесопильной рамы:

| -f mAe Z2[i- t<c(2-K'c)c*>S2y>z-+ гА<os\*

2' 2

-f Ис К stn2y>z]J+^JjLjinp (Sih2 4>z s!n & ^

i -2/1 Л/гV2 К c«*2 ~ЬГПА Sin 2 41 +.

^ ' -:' -

> +tt KcbWzC0f<fz sih3%> +Z«c t<w2yi]}+

•-+ я кcosty -

\

\

-(Frp z (sen ft ¿-«7? g>z CO^l 4- К CCS

/М , £L - Ml ccnp - / ^

- 2, 2 ?

где: , ^r)^ , , /77s - массы элементов привода и

механизма* резания, кг; /?2 , »-¿/\ -геомет-

рические параметры (м); ^ , У* , У3 , - цементы инерции, кг-м2; , рТр , ррйь - силы, дан; Д/г , А/г - моменты вращакдае, даН-м; f,z з conps ~ моменты сопротивления,дан^ы;

- угловые скорости шкивов, -углы "поворота зедущего вала и кривошша, рад; /< ', Кс » Д ~ соотношения геометрических параметров. '•••..

В. результате' обработки полученных на ЭЦВМ результатов решения уравнений получены амплитудно-частотные характеристики передач открытого типа и уравновешивающей, показавшие на.идентичных ступенях частот вращения снижение колебаний момента ведущего вала во второй передаче по сравнении с -первой в среднем з 1,35 раза.

В третьей главе разработана методика определения критериев подобия физического процесса работы ременного привода лесопильных рам на базе дифференциального уравнения Лаграина 2-го рода.

'£ -iH - j^L IfL _ iL _ ■ (5)

Hi ^ Ц1 % Ц-i

где '7*; /7 - кинетическая п потенциальная энергии системы,. A - pa-

бота внешних сил, ^^ - диосшатавная функция, , - обоб-щепнае координата и скорость'перемещения ремней;1

После подстановки в формулу ( 5 ) значений составляющих и юс обработки получаем систему критериев подобия (комплексов й симплексов) для моделирования на стенде привода лесопильной рамы с учетом использования на стенде реыной меньшего сечения: ;

Ст -М^УР*-. сг с -

Л1 ~ , Мг > . Лг - Мг ' ~ Л/а

> _ "г ¿г". ^ <5Г, , д^

•" ^ ' ~> ¿'"Г''

9Г? 9Г/ <$9 -¿Г >'Я^ю =

Л: Л ■ г-

На базе полученных критериев подобия определены геонетричес-. кие параметры моделирующего'стенда. Нагрузочные режимы испытаний определены с использованием стандартных .методик, расчетных данных к результатов акспериментов на лесопильных рамах. Разработанная в соответствии с методикой моделирования .конструкция стенда обеспечивала геометрическое и физическое подобие работы решенной передачи на модели е в натурной приводе лесопильной рамн. В качестве нагрузочного устройства, имеющего свысокой степенью адекватности циклическую неравномерность вращения колончатого вала лесопильной • ракы, использована расположенная под углоы к оси врацения ведомого шкива 4 карданная передача,, соединяющая валы порошкового тормоза ПТ-1611 (б) и вздемого икиве ^ передачи. '•■•■■'.

На схеме рис,4: I - электродвигатель, 2 - ведущий шкив, 3 -ремень, 4 - шкиз ведомый, 5 - шарнир .Гука, б - тормоз ; "7 ^ -угол иеаду валами тормоза и ведущего шкива,

■' Неравномерность вращения соединенных шарниром Гука валов

Рис. Схема циклического нагрузочного устройства репейной передачи

зависит от угла fi между их осями.п подчинена зависимости

t. _(у--|у«/,г m

' (1-Ю

В .случае ^ = 0:

•2,

4-2

(8)

а ■ . 1+

Разработаны частные методики испытаний на тяговую способность, ускоренные испытания на ресурс, динамическую нагрузку ременного привода, обоснованы расчетные критериальные зависииости для перехода от модели к натурный условиям работы привода лесопильзоП рамы.1

Четвертая глава содержит.анализ результатов экспериментального исследования четырех передач на лабораторном стенде. Степень пригодности механических передач для конкретных условий эксплуатации определяется совокупностью характерных для них основных рабочих свойств. Для передач главного привода лесопильных рем определяющими являются такие их качества, как тяговая.способность, коэф-

фициент полезного действия, демпфирующие свойства к. долговечность составляющих их элекешгоЕ.

I. По результата« исследований в координатах ¡£

построено 8/графиков - по числу постоянного ряда ступеней начального напряжения в пределах от 0,6 до 5,0 МПа. Два кз них - для - 1,8 и 2,5 Ш1а -.представлены ра рис. 5а,б.

к ,1% ~1/

¿¡2 о.? £¡6 дз

о// . Ц6 С{2

Рис. 5. Зависимость тяговой способности и КПД передач от коэффициента тяги ■

На рисунках видно,-что~при номинальной нагрузке соотношение тяговой способности передач демпфирующей, уравьовелквающей, плоско -•клиноремешюй и открытого типа при Со = 2,5 ИПа после приведения-к I величины "индекс тяги" равно: 0,57:0,71: 0,8 : X. Передачи - &ешфируюцая и уравновешивающая в результате.повышенного скольке-• лучше сглаживают пики неравномерной нагрузки-и потому для при-■ |§Да' лесопильной рамы'более оиимальны.-Для ксакретизашн соотно-

шения тягово?. способности различите передач автором введено понятие "индекса тяги", определяемого по формуле:

Я ^

(9)

где - коэффициент тяги, равный отношению ^г ,

£ - коэффициент скольжения в

Физический смысл индекса тяги: количество безразмерных единиц окружного усилия, приходящихся на единицу начального натяжения н вызывающих 1% скольжения ремней на шкивах передачи. Индекс тяги позволяет сравнивать между собой тяговую способность передач по количеству безразмерных единиц окружного усилия.

2. Величина коэффициента полезного действия £ показывает ' энергетическую-эффективность передачи.

На рис.'5 показаны кривые/ £ • Исследуемые пе-

редачи по цепе уменьшения КПД на номинальных перегрузочных режимах можно' расположигь' в следующем порядке: I - уравновешивающая; 2 - открытого типа; 3 - плсокоюншороиенная; 4 - Демпфирующая.

3. При передаче одной и той не полезной нагрузки рассматриваемые клинорененные приводы действуют на ведущий вал и его опоры с неодинаковой средней силой.

Ш й = б

5] 6^2,5

-х-

ОА 0,6 и и 2.0 2.4 18 ык,нПа О 0,4 ол и и ¿.о г4 гь А2 ^цЦа Рис. С. Зависимость приведенного давления от полезиогонапрякснил К

Для возможности сравнения передач по этому признаку автором предложен новый показатель - "приведенное давление", - представляющий србой отношение средней силы действия ремней на зедуци;; вал и его опоры !Гси к суммарной площади /4 поперечного сечения ветвей ремня, обхватывающих ведущий икив. На рис. 6 показано два из восьми графиков, полученных автором. Анвлиз представленных на графиках зависимостей позволяет сделать вывод, что для реализации одной и той не полезной нагрузки разными передачами необходимо создание неодинакового приведенного давления. Так, при (Зч,= 2,5 ИПа,

1,0 Ша соотношение <2»рдля передач уравновешивающей, открытого типа, демпфирующей и плоскокликореиениоЯ - после приведения к единице - следующее: I : 9,2 : 9,76 : 9,8.

. Для кривой уравновешивающей передачи значение Ко в точке начала интенсивного подъема названо "критическим полезным напряжением". ^

4. Величина (степень) неравномерности силы действия иа ведущий вал §р' оказывает отрицательное влияние на ресурс деталей привода. После приведения к единице численное соотношение

в передачах демпфирующей, открытого типа к пдоскоюшноременной соответственно .равно: 0,23 :' 0,4 : 1,0. Передача уравновешивающая здесь не учтена в связи с малой величиной силы /*& .

5. Степень неравномерности момента, вращающего ведущего'вала, наряду, о приведенным давлением и величиной неравномерности силы де'/.ствия резней, являются факторами интенсивности износа привода, •¡а рис. 7 показана зависимость

~/(Ко) •. Установлено': на ноиинальноа режиме соотношение %Ц передач демпфирующей,ура! новешпзавдей, открытой, плоскоклинореыенной: 0,1 : 0,12 : 0,13 : 0,43.

6. Проведены ускоренные .(форсированные) стендовые испытания ресурса ремней в четырех передачах. Форсирование проводилось за счет позЫи.елия,' . начального натядения ремней, рекоиендуе-

„Ра

о.

! . 1 1-г.- —-

ол

аь / а

0

& а -3

® ' , «5 У й ^ 2 1** КанПз

Рис. V. Зависимость степени неравномерности момента •" ведущего вала от начального напряжения

иого РТМ отрасли как способ, наиболее соответствующий картине напряженного состояния элементов сечения решя. Для перевода результата испытаний из форсированного режима в нефорсировашшй РТ11 отрасли рекомендует йормулу пересчета времени (глава 3). Однако, звиду разности длины ремней в р&зных передачэх простое сразнение наработки часоз до отказа еще не определяет ресурс единицы длины ремня, для возможности сравнения ресурса автором введен новый показатель - "коэффициент ресурса" ремня К/, ■ , равный отношению часов наработки на отказ к длила ремня. Приведем таблицу результатов испытаний.

Таблица I

Ресурс единицы длины ремня

п/п

Коэффициент ресурса

Название передачи : чаЩ

1. Плоскоклкноременная 1120,7

2. Уравновешивающая ' . \ . 383,9

3. ■ Демпфирующая- 929,3

Открытого типа 863,34

Применим закон экспоненциального распределения времени безотказной работы, получим для передачи открытого типа вероятность безотказной работы в течение 500 часов . Р(<;}- 0,5б, что подтверждает низкий уровень безотказной работы ремней в приводе рамы.-По суше эксплуатационных свойств для привода лесопильных ран наиболее предпочтительной является уравновешивающая передача.'

В пятой главе изложены результаты исследования эксплуатационных параметров хлшореиенных передач в производственных условиях в приводе лесопильной рамы,- необходимые для проверки истинности результатов лабораторных экспериментов и с целью уточнения технических требований при конструировании новых"решенных приводов. Динамические испытания 'были проведены уда- тех ке показателей и передач, что и на лабораторной стенде, но в значительно сокращенном объеме, с целью получения общего характера .зависимостей. Исследование, одной из четырех передач - открытого типа, - как эталонной для целей сравнения'результатов других экспериментов - было проведено по методу ыкогобакторного планирования экспериментов, Ь> основу экспериментального, исследования открытой клин о репе иной передачи полонен план Вз (Вокса-З), близкий к , 3 —оптимальному. Математическое описание объекта полнено в виде' полинома второго порядка с К - варьируемыми факторами:

СЮ)

Г

(I *4 ьдз£

к

где - коэффициенты регрессии; Х;^ - варьируемые факторы.

В результате реализации трехфакторного эксперимента получены три уравнения регрессии с условными переменными. Статистическая обработка уравнений пр'оизве; зна на ЭЦВМ ДВК-3. После отбрасывания незначимых членов уравнений, проверки их адекватности, получены уравнения регрессии.

Для приведенного давления ремней:

н^зозг, +оо№хг +о,оезэхг

(п)

Для величины неравномерности силы: ¿/2= .0,131 Ч- ОсОЗ/ОСг + до</?хг +осоз8х3 + ' • + 0,02.2 Х? -Ь0(0036Х1

Для величины-неравномерности комента: у3 ¿33 + С,оогух, - О, /£/0Сг + 0,2.36эса +

.+ 0,0 9?эг,г + 0, Оёг.X1+0,007-.х}

Сравнивая мокду собой кривые ^Лзображавдиа зависимость 6"с -//&/ на графиках РисЗ^и Рас.9 ' .замечаем идентичность их располо-.кения в координатах <3р — Ко ,-что говорит о подобии процессов, происходящих в стендовой и натуральной передачах. •

(12)

(13)

а

5

,с6

I

0$

/

^ 1 > __________1 ^

2,35 459

К.

0.9

1.6

2,5

Рис.8. Зависимости стендового и рабочего приводов:

Результаты исследований передач демпфирующей и уравновешивающей, проведенных дополнительно - вне метода планирования эко'пе римента - при сравнении с результатами лабораторных исследований обнаруживают идентичные зависимости

Рис. 9. Совмещение зависимостей стендового

и рабочего привода

----стенд--- лесопильная

рама

Рис.9 иллюстрирует отклонения адекватности результатов исследовании <3> = ¿-(«о) на стенда н лесопильной раме. Аналогичные кривые весьма близки го форме и расположению. Отклонение а~еквгтности во всех трех передачах находится в пределах о*•.14

В главе шестой ра .работала методика инженерного расчета предложенных автором передач. Для определения размерных характеристик передач выведены аналитические зависимости, составлена таблица расчетной длины ремня.

Предложены расчетные формулы для определения величины силы действия ремней на валы новых передач.

Выведаны аналитические зависимости дая устранения влияния девиации ремней.

'■аза-'7. Годовой, экономический эффект внедрения дая 400 шт лесопильных рам составляет 5ЭЗ,7 тыс.руб.

■Результаты работы внедрены на заводе - изготовителе лесо-■ пильных рам "Северный Коммунар" (г.Вологда), на машиностроительном заводе йм.Свердлова (г.Пормь), на комбинате строительных деталей (г.Воронеж), на йредприятяях п/я А-1228 (г.Москва), Г-4954 (г.Новосибирск), используются в учебном процессе Воронежского лесотехнического института.

ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного анализа условий работы привода лесопильных ран и достижений теории передач гибкой связью было выбрано направление их совершенствования и'созданы защищенные авторскими свидетельствами конструкций новых клиноременных/передач.

2. Теоретический анализ позволил выявить положительное влияние снижения жесткости передач, увеличения момента инерции и угла обхвата ремнем натяжного шкива на повышение демпфирующих свойств

новых передач. ■

3. Расчетным и экспериментальным путем выявлены: возрастание долговечности ремней на 13$, разгрузка ведущего вала от действия Поперечных сил натяжения ветвей ремня в среднем в 14 раз, более

экономичное-на 3 $-работа приводных электродвигателей ввиду снижения колебаний вращаадего момента в hoejx передачах.

4. Разработана методика моделирования исследований ременных передач. На базе полученных критериев подобия разработаны и осуществлены рокикы испытаний, параметры стенда, составлены частные методики динамических испытаний тяговой способности и нагрузок, рабочего ресурса ременных передач.

5. По результатам испытаний определены величины: коэффициент тов полезного действия четырех передач (0,95...0,97 в рогшке номинальных нагрузок), действующих на ведущий вал и его опоры, степеней неравномерности сил в вращавдих. моментов.

6. Производственные испытания передач в приводе лесопильной рамы проведены с использованием метода планирования экспериментов и показали одинаковую^ закономерность изменения ваанейших нагрузочных параметров передач стендовых и лесопильной раш, их высокую адекватность модели.По основным параметрам отклонения адекватности составили 8...15$.

7. Теоретически, экспериментально^и с использованием метода априорного ранжирования установлено: уравновешивающая передача по большинству рабочих параметров более^-других соответствует привода с циклически изменявшейся нагрузкой лесопильных рам. Затем следуют передачи демпфирующая, плоскоклиноременная, открытого ти

-соответственно полученному равву названных передач: 2,078; 2,188 2.316; 2,705.

8. Разработана методика инженерного расчета новых передач, учитыващая их конструктивные отличия. Выведены аналитические завдспкости для. определения геометрических-, монтажных и силовых пара:.-,етров. Составлены и отработаны программы расчетов на ЭЩ некоторых параметров новых передач, осуществлено их внедрение на

. рддэ^предприятий.-.

9. Годовой экономический эффект внедрения новых передач в серию лесопильных рам (400 шт) составит 596,7 тыс.руб.

10. Результаты исследований позволяют конструктору по заданным техническим условиям выбрать тип передачи с необходимыми рабочими свойствами, а также осуществить ряд конструктивных мероприятий при их проектировании.

По теме диссертации опубликовано 43 работы,в том числе:

1. A.C. Я 328281 СССР Ы.кл. F Ш 7/02. Ременная передача (Скворцов А.К. (СССР) - 2 е.: ил.

2. A.C. JS 578717 СССР, Ременная передача (Скворцов А.К., Зязин В.В. (СССР) - 2 е.: ил.

3. A.C. 1280246 СССР, ГШ3 F 16 II 7/02. Передача (Караганов В.Р.", Скворцов А.К. .Лебедев Л.Л..Сергеев В.В. .Паидорин H.A. (СССР) - 2 с.:ил. ,

4. Партов П.С., Скворцов А.К., Зязян В.В. Исследование динамических свойств ременного привода лесопильных рам ВНИШЭИЛес-пром. Механическая о0раб.древесины.1975 Ü 8,с.16-17.

5. Партов П.С. .Скворцов А.К. Механическое моделирование pe-ионных передач Пятая Всесоюзная научно-техническая конференция по вариаторам...: Тезисы докл. - Одесса,1976,с.212-213. .

6. Скворцов А.К. Метод определения скольжения в передачах трепием//Вестпик машиностроения.г 1973,- ü 12 - о.29-30.

7. Скворцов А.К., Величко В.А. Метода стендового моделирования параметров кляноремениого привода лесопильных рам. - Воронен, 1900 - 15с. Деп, в НИПИЭИяеспром & 545д.

8. Скворцов А.К., Зязин В.В. Ременный привод лесопильных ран// ШМШЭМеопром."1йеханическая обработка древесины".Реферативная информация, 1974,- JS 9,- с.9-10.

9. Скворцов А.К. Сравнительное исследование долговечности клиношх ремней в передачах// Шестая Всесоюзная научно-техническая

конференция по управляемым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой.связью: Тез,докл,- Одесса, 1980,с.156-157,

10. Скворцов А.К., Свиридов Л.Т. Планирование эксперимента

в исследовании клиноременного привода лесопильных рам. - Вороши, 1986, - с.26. Деп.ЕШШЭИЛес дром В 1564 -лб-Д86.

11. Скворцов А.К. Выбор типа клиноременной передачи привода лесопильных рам,- Вороне», 1983 - 15с.Деп. ЦНИШЭИЛеспром £ 169 лб-Д86. .

12. Скворцов А.К.,Шапиро И.И., Афанасьев О.П. Динамическое моделирование привода лесопильных рам// Седьмая Всесоюзная научно-техническая конференция по управляемым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой связью: Тез.докл.- Одесса, 1986 - с.263-264.

13. Шапиро И.И., Скворцов А.К. Критерии динамического•моде-лирования ременных приводов// - Известия вузов.Лесной яурнал,-1985 й 3 - с.60-63.