Оптимизация уширения плющеных зубьев рамных пил

• Автор: Анисимов, Эдуард Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 275 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса.

1.1. Уширение зубьев пил.

1.2. Упругое восстановление древесины.

1.3. Шероховатость поверхности обработки

1.4. Точность размерообразования пиломатериалов.

Выводы по главе 1

2. Теоретические исследования по оптимизации величины

уширсния зубьев пил

2.1. Общие положения

2.2. Технологическая основа оптимизации.
2.3. Составление функции оптимизации в общем виде.
2.3.1. Расчет силы резания
2.3.2. Расчет силы трения
2.4. Выбор формул для математического описания
2.4.1. Удельная работа резания
2.4.2. Шероховатость поверхности обработки
Выводы по главе 2
3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Основные этапы, цель и задачи экспериментальных исследований. Место и время проведения работ
3.2. Планирование экспериментов.
3.3. Исследование зависимости упругого восстановления от
толщины стружки
3.3.1. Экспериментальная установка для исследования
упругого восстановления древесины
3.3.2. Порядок проведения экспериментов.
3.4. Исследование зависимости величины смятия от давления
3.4.1. Экспериментальная установка для исследования смятия
3.4.2. Порядок проведения экспериментов.
3.5. Исследование зависимости коэффициента трения
оглавления
3.5.1. Экспериментальная установка для исследования коэффициента трения.
3.5.2. Порядок проведения экспериментов
3.6. Подготовка и паспортизация резцов.
3.7. Определение объема выборки
3.7.1. Определение минимального числа измерений
3.7.2. Выбор диапазона и числа уровней варьирования
3.8. Первичная обработка результатов наблюдений
3.8.1. ротоколы измерений
3.8.2. Выявление грубых ошибок измерений.
3.8.3. Статистическая проверка наличия аномальных элементов
3.9. Статистическая обработка экспериментальных данных.
3 Регрессионный анализ.
Выводы по главе 3
4. Результаты экспериментальных исследований.
4.1. Упругое восстановление древесины
4.2. Исследование давления стенок пропила на пилу
от их смятия.
4.3. Исследование коэффициента трения
4.4. Разработка математической модели для оптимизации
уширсния зубьев рамных пил.
4.4.1. Общие положения.
4.4.2. Учет влияния затупления.
4.4.3. Влияние шероховатости пропила.
4.4.4. Составление математической модели для выбора оптимального уширения зубьев пил.
4.4.5. Апробирование математической модели
Выводы по главе 4
Заключение.
Список литературы


В результате наблюдений автор пришел к выводу, что причиной образования неровностей на боковых поверхностях пропила является не состояние боковых лезвий зубьев, а характер разрушения древесины передними режущими кромками зубьев, так как глубина распространения вырывов по передней стенке пропила в несколько раз превосходит толщину срезаемых стружек. Исследуя влияние жесткости рамных пил на силовые и качественные показатели пиления, A. B. Моисеев [] установил, что на качество пропила влияет не только величина подачи на зуб, но и жесткость пил. Он отметил, что более толстые, и, следовательно, более жесткие пилы обеспечивают более качественный пропил, чем тонкие. Это значит, что помимо подачи на зуб на величину шероховатости, и, следовательно, на величину деформации стенок пропила, оказывает влияние и толщина пил; причем при уменьшении толщины пилы, шероховатость поверхности и соответственно деформация стенок пропила увеличиваются. Хоанг-Зыу-Нгуен [9, 0] исследовал процесс рамного пиления древесных пород нген, лим, гой, которые относятся к тяжелым и произрастают во Вьетнаме. Он выявил, что с увеличением высоты пропила Нтах возрастает. Условие опытов - высота пропила Ипр=+0 мм. Нтгх = 0, + 0,м. A.C. Коргушов [] установил, что с увеличением высоты пропила в диапазоне от до 0 мм шероховатость поверхности обработки существенно увеличивается (см. Этот вывод согласуется с результатами исследований Хоанг-Зыу-Нгуена [9], но, в то же время, противоречит данным М. Х. Камалютдиновой [. И.П. Остроумова [] и Л. Л. Кротовой []. Также A. C. Коргушов выявил, что при увеличении затупления зубьев шероховатость поверхности обработки возрастает. Условия опытов: порода - сосна, влажность - свыше %, время работы - -:0 мин, S=1+1,4 мм. А.М. Моргачев |], рассматривая влияние различных факторов на формирование стенок пропила при рамном пилении, пришел к выводу, что «срезание опилок в значительной степени зависит от условий отвода их из зоны резания. Заполнение впадины опилками почти прекращает образование новых опилок. Происходит сильная деформация дна пропила в виде изгиба его волокон. Изгиб волокон дна и стенок пропила, прилег ающих ко дну, при рабочем ходе и изменение направления этого изгиба при холостом ходе зубьев пил способствует образованию мшистости, локализованной в нижней части доски». Указанное автором обстоятельство наводит на мысль, что дополнительное уширение зубьев пил рамщиками в процессе пиления связано не только с упругим восстановлением стенок пропила, но и с переполнением опилками впадины зубьев, так как дополнительное уширение зубьев способствует удалению опилок из зоны резания в зазоры между полотном пилы и стенками пропила. В таких случаях требуется, в первую очередь, приведение в соответствие рабочего объема впадин зубьев (выбором шага зубьев) с объемом срезаемой зубом стружки. Также А. М. Моргачев исследовал динамику рамного пиления и выявил, что «изменение составляющих силы резания и скобления от подачи на зуб происходи! М.С. А1? Л'2 + 0,4/? К - 0,НК + 4,/ (1. К - жесткость пил, кгс/мм. Остальные обозначения соответствуют вышеприведенным. Здесь путь резания принят в качестве меры затупления зубьев пил. Уравнение (1. Кроме того, в числе значимых указано смешанное влияние затупления зубьев с жесткостью пил (-1,8ЬК), способствующее уменьшению шероховатости. В целом, но формуле (1. Первоначальное уменьшение шероховатости при рамном пилении наблюдали и другие исследователи, объясняя это влияние «приработкой зубьев», то есть выравниванием наиболее выступающих кромок. Тогда «чистое» влияние затупления на шероховатость выразится в виде положительной квадратичной зависимости. Л поскольку причиной шероховатости является деформирование древесины, можно ожидать аналогичную зависимость величины деформации от затупления зубьев. Условия опытов: и2=1,3 мм; И„р -0 мм; 8=2,2 мм; 1= мм. Е.А. Богданов [9] установил, что «глубина неровностей поверхности пропила и разнотолщинность пиломатериалов увеличиваются с увеличением продолжительности работы пил».