Повышение эффективности работы бензомоторных пил на основе совершенствования конструкции пильной цепи

• Автор: Кутищев, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Использование бензомоторных пил на валке леса

1.2 Анализ бензомоторных пил

1.3 Анализ конструкций пильных цепей

1.4 Анализ работ, посвящённых исследованию пильных цепей

1.5 Цель и задачи исследований

2 Теоретические исследования процесса взаимодействия цепного пильного аппарата с древесиной

2.1 Процесс резания древесины разрабатываемой пильной цепью

2.2 Процесс стружкообразования пильной цепью ПЦУ-10,26 МГ

2.3 Основные технико-эксплуатационные показатели

при пилении пильной цепью ПЦУ-10,26 МГ

2.4 Изнашивание направляющей шины разработанной пильной цепи
2.5 Выводы
3 Программа и методика экспериментальных исследований
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика экспериментальных исследований
3.2.1 Методика проведения экспериментальных исследований
3.2.2 Методика проведения многофакторного эксперимента
3.3 Обоснование и разработка конструкции стенда, принцип работы
3.4 Выводы
4 Результаты и анализ экспериментальных исследований
4.1 Визуальный анализ процесса резания древесины пильными цепями -серийной ПЦУ-10,26 и разработанной ПЦУ-10,26 МГ

4.2 Стружкообразование, её влияние на производительность чистого пиления
4.3 Результаты силового анализа работы пильных цепей
4.4 Результаты многофакторного эксперимента
4.5 Выводы
5 Апробация результатов исследований и оценка экономической эффективности
5.1 Апробация результатов исследований
5.2 Экономическая оценка результатов исследования
5.3 Выводы
Общие выводы
Библиографический список
Приложения
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж

Актуальность темы: Одной из основных операций на лесосечных работах является валка леса с использованием бензомоторных пил. Достаточно большой объём работ приходится на обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов, которая в основном выполняется с помощью бензомоторных пил [1]. Поэтому эффективность выполнения лесосечных работ во многом зависит от качества и производительности бензомоторных пил.
Рабочим органом бензомоторной пилы служит пильная цепь. Эффективность работы мотоинструмента в значительной степени зависит от режущих свойств и работоспособности пильной цепи, как режущего инструмента.
Повышение режущих свойств пильных цепей и увеличение срока их службы в настоящее время особенно актуально, когда резко снизились объёмы лесозаготовок с применением машин. В связи с этим необходимо предусматривать не только более широкое использование моторного инструмента, но и совершенствование его конструкции, в особенности цепного пильного аппарата, уделять особое внимание снижению вредного влияния на человека (вибрации, выхлопных газов и т.д.).
Имевшие место попытки использования на бензомоторном и электромоторном инструменте дисковых пил, фрез не позволили по результатам испытаний рекомендовать их для практического использования [2].
Вопрос о замене резания древесины механическими режущими инструментами на другие методы резания является пока малоэффективным. Так были проведены опыты по изучению возможности использования лазера для «пиления» древесины, пиление древесины ультразвуком, пиление специальным тросиком, «пиление» раскалённой проволокой или пластиной [3, 4]. Анализируя результаты экспериментов выявлено, что применение перечисленных выше способов пиления не обеспечивает главного показателя в лесной промышленности - повышение производительности чистого пиления с незначительными удельными энергозатратами.
Учитывая это, можно считать, что вопросы исследования цепного пильного аппарата с учётом специфики пильной цепи как режущего инструмента имеет

к = т0 + т^'тв -2* -- + 5, (2.21)

где +5 - величина вмятия ограничителя подачи в дно пропила (мм). Из-за вышесказанного такое пиление недопустимо.
2.3 Основные технико-эксплуатационные показатели
при пилении пильной цепью ПЦУ-10,26 МГ
Основными технико-эксплутационными показателями при оценке режущих свойств пильных цепей являются удельный расход мощности, производительность чистого пиления, потребные силы резания, надвигания, удельное сопротивление резанию и другие параметры.
В конструкции Г-образного зуба пильной цепи ПЦУ-10,26 МГ строгающий и подрезающий зубья в значительной степени оказывают влияние на величину каждого из этих показателей [79, 80].
Суммарное сопротивление резанию для серийных пильных цепей обычно определяется по следующей формуле:
Г = кЬН— (2.22)

где к - удельное сопротивление резание в Н;
Ъ и Я - ширина и высота пропила в мм.
В этой формуле величины Ь, Н, и и V для каждого конкретного случая являются постоянными.
Согласно (рис. 2.3), суммарное сопротивление резанию, приходящееся на один зуб определяется по формуле:
F = + РТ2 + Рд-$р0, (2.23)
где силы Рп, Рр + ¥Т вызываются необходимостью выполнения процесса
резания. Возникновение же сил /у2;Гд3 является следствием нарушения
продольной устойчивости, и они относятся к категории вредных. Уменьшение их позволит снизить общее суммарное сопротивление резанию.