Совершенствование процесса резания древесины в условиях разнопородного сырья

• Автор: Капустин, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 175 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Общие сведения о резании древесины

1.2 Способы резания в условиях малообъемных лесозагото

вок и деревообрабатывающих производствах

1.3 Методы расчета энергосиловых показателей

1.4 Выводы, цель и задача исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ В УСЛОВИЯХ РАЗНОПОРОДНОГО СЫРЬЯ

2.1 Исходные предпосылки

2.2 Особенности закрытого пиления

2.3 Основные направления резания древесины
2.4 Методика расчета энергосиловых показателей пиления
2.5 Математическая модель энергосиловых показателей
2.6 Выводы
3. МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Общие сведения
3.2 Экспсрименталы1ая установка по резанию древесины
3.3 Измерительная аппаратура
3.4 Методика лабораторных экспериментов
3.4.1 Факторы, влияющие на силу резания
3.4.2 Факторы, варьируемые в процессе эксперимента
3.4.3 Условия проведения лабораторных исследований
3.4.4 Обработка результатов экспериментов
3.5 Условия проведения производственных экспериментов
3.6 Методика производственных экспериментов
3.7 Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
4.1 Результаты экспериментов
4.2 Однофакторное моделирование
4.2.1 Влияние скорости инструмента на составляющие силы резания
4.2.2 Влияние скорости подачи на составляющие силы резания
4.2.3 Влияние глубины резания на составляющие силы резания
4.3 Двухфакторное моделирование
4.3.1 Зависимости составляющих силы резания от скорости инструмента и скорости подачи пилы
4.3.2 Зависимости энергосиловых показателей от скорости инструмента, скорости подачи пилы и глубины резания
4.3.3 Характер изменения угла между силой резания и направлением резания
4.4 Трехфакторное моделирование
4.5 Проверка математической модели
4.6 Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Общие сведения о проведении производственных испыта
5.2 Результаты произволевенных экспериментов
5.3 Энергосиловые расчеты с использованием математической
модели в условиях малообъемных деревообрабатывающих производств
5.4 Технология применения малогабаритных распиловочных устройств в условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок
5.5 Оценка экономической эффективности маюгабаритных распиловочных устройств
5.5 Выводы
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы


Средний годовой объем лесозаготовок многих предприятий составляет ниже тыс. В этих условиях эксплуатация дорогостоящего лесоскладского оборудования стала не эффективной. Кроме этого, согласно новому Лесному кодексу РФ, лесозаготовители наряду с лесозаготовками должны заниматься лесовосстановительными работами в соответствии с договорами аренды лесного фонда []. В связи с этим в России стали появляться малые лесозаготовительные предприятия с годовым объемом заготавливаемой древесины до тыс. При малообъемных лесозаготовках выгодно производить обработку древесины непосредственно на лесосеке и осуществлять вывоз готовой лесопродукции из различных пород древесины. Для обработки древесины на лесосеке существуют передвижные станки (некоторые из них описаны ниже), которые значительно уступают в мощности и производительности стационарным, однако могут быть многофункциональными и легко перемещаемыми по лесосеке. Любое лесозаготовительное предприятие подразумевает обработку объекта труда, а значит, изменение его формы посредством резания. Таблица 1. Существуют также и другие технологические операции (лущение, долбление), которые не внесены в таблицу из-за малого применения по сравнению с рассмотренными видами. Из таблицы 1. Для более детального рассмотрения первичной обработки древесины сформулируем основные отличия малообъемных лесозаготовок от крупных лесозаготовительных предприятий (табл. Таблица 1. Недостатки динамичное изменение состава древесины мри распиловке (необходимо часто перенастраивать станок); низкая производительность; дороговизна лесоскладского оборудования; необходимо всегда иметь большие лесные фонды, чтобы обеспечить окупаемость оборудования. Как видно из сравнительною анализа, при обработке древесины в условиях малообъемных лесозаготовок выгодно применять комбинированные деревообрабатывающие станки, которые самостоятельно осуществляют производство готовой продукции из сырья непосредственно на лесосеке или на нижнем складе. В качестве примера можно привести словацкую двухдисковую угловую пилу А/ЕР иР- (рис. Пильный механизм состоит из двух пил ( и мм), развернутых в пространстве под углом °. Станок позволяет вырезать из круглого лесоматериала обрезную доску и брус. В зависимости от профиля бревна, а также от его структуры (содержание древесной гнили и пустот) возможно варьирование ширины и толшины доски, что уменьшает выход технологических отходов и горбыля. В связи с этим, двухдисковую угловую пилу выгодно использовать при распиловке ценной древесины (мореный дуб), получая при этом наиболее полное использование древесного материала. Точность позиционирования пильного устройства находится в пределах 0. Управление и обслуживание станка осуществляется при помощи ЧПУ. Другим примером может служить круглопильный станок «КЛЯЛ» рис. Рис. Весь процесс распиловки также осуществляется на одном станке. Подача лесоматериала происходит автоматически в зависимости от породы древесины и требований к качеству пропила. Круглопильный станок может быть снабжен двумя колесами для транспортировки в прицепном состоянии, а также гидравлическими устройствами подачи лесоматериала и сбрасывателями. Питание станка мощностью кВт, может осуществляться при помощи дизель-генератора с приводом от т тракторного двигателя мощностью от кВт ( л. Недостатком подобных станков является низкая производительность по сравнению с большими лесопильными рамами. Для повышения производительности и увеличения качества продукции в условиях малообъемных лесозаготовок выгодно применять пилы с плющеным зубом или пилы с твердосплавной напайкой. Такой вид зубьев имеет ряд преимуществ перед разводными зубьями: пила приобретает большую устойчивость в поперечном направлении, появляется возможность работать с меньшим уширением пропила, зубья меньше изнашиваются. Следует также отметить, что качество пропила пилой с твердосплавными зубьями значительно выше, чем у пилы с разводным зубом. Это объясняется кинематикой процесса пиления, которая предопределяет наличие на поверхности пропила систематических неровностей - рисок, оставляемых зубьями.