Режимы резания древесины в круглопильных станках по теплостойкости материала инструмента

• Автор: Щепочкин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава I. Состояние вопроса.

1.1 Анализ работ по режимам резания древесины в круглопильных 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 расчта 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. Остановка 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 круглопильных станках но теплостойкости зубьев пил
6.1 Скорость подачи по теплостойкости материала зубьев пил.
6.2 Совершенствование структуры маркировки круглых пил.
6.3 Техникоэкономическая эффективность от внедрения результатов работы
6.4 Выводы по разделу.
Заключение
Библиографический список
Приложения
Введение
Актуальность


РТМ замещают инструкцию по выбору режимов пиления круглыми пилами при продольной распиловке древесины хвойных пород [2]. По методике РТМ [] разработаны режимы пиления круглыми пилами для круглопильных станков, применяемых в лесопилении [] и при производстве деревянной ящичной тары [] . РТМ [] и режимы пиления [, ] утверждены Минлеспромом СССР в году и рекомендованы к использованию на предприятиях отрасли, в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях Министерства. Вместе с тем, для решения отдельных вопросов в замечаниях отзывов по РТМ [] потребовалось проведение дополнительных исследований. Важнейшие аспекты теплофизических явлений при пилении и, в частности, причины нагрева пил обсуждались уже в ранних работах по теории и практике деревообработки. В монографии проф. М.А. Дешевого [] указывается, что нагрев пил, в первую очередь, обусловлен трением упруго деформированных волокон древесины и трением стружки соответственно по задней, боковой и по передней граням зуба. В качестве дополнительного источника тепла автором учитывается деформация стружки, а в качестве вероятного источника (в случае уплотнения стружки в межзубовой впадине) - трение стружки о дно и стенки пропила. Последний тезис в работах проф. А.Э. Грубе [] и проф. А.Л. Бершадского [] подтвержден специальными исследованиями, а положения о теплообразовании в зоне резания получили дальнейшее развитие. Так в [] интенсивность теплообразования при пилении и степень нагрева пил рассматриваются в прямой зависимости от технологических параметров режима распиловки, физико-механических свойств древесины, геометрических параметров пил и некоторых других факторов. Эти основополагающие идеи определили направления последующих теплофизических исследований. Изучению нагрева круглых пил в зависимости от различных факторов посвящены работы [ - ]. Результаты этих важных, взаимно дополняющих исследований показывают, что увеличение степени нагрева пил в процессе распиловки связано с увеличением высоты пропила [], скорости резания [, - ], твердости (плотности) древесины [, ], а также с уменьшением угла косой заточки [], величины уширения зубчатого венца [, ] и толщины пилы [, ]. Наряду с другими вопросами, большое внимание при изучении нагрева круглых пил уделяется исследованию их температурных полей. Это обусловлено прежде всею тем, что без этих данных научно обоснованный анализ устойчивости пил невозможен. Первые экспериментальные исследования температурных полей пильных дисков [, ] предшествовали теоретическим и носили довольно приближенный характер. Тем не менее, уже они показали, что нагреву преимущественно подвержена периферийная зона диска, тогда как центральная зона, практически, не нагревается. С совершенствованием методики измерения температуры были получены более точные результаты [, , ], которые в частности, дают основание полагать, что характер распределения температуры по радиусу диска близок экспоненциальному. Однако и эти данные носят частный характер, немногочисленны и не отражают поэтому даже основных выводов теоретических исследований, выполненных в тот же период. Среди этих исследований [, ], посвяшенных аналитическому определению температурных полей пильных дисков при осесимметричном поступлении тепла допущены ошибки соответственно при выводе и при решении дифференциального уравнения теплопроводности. Например, в [] при выводе основных соотношений не учитываются изменения температурного градиента по радиусу диска. В [, ] расчетным путем проанализировано влияние толщины диска и коэффициента конвективной теплоотдачи на характер распределения температуры по радиусу. На этой основе сделан вывод о целесообразности применения в конструкции диска более теплопроводных материалов. В теоретических работах [] задача о температурном поле плоских пил решается в более общем виде. В работе [] уже учитывается осенесимметричное поступление тепла. С теоретической точки зрения учет этих явлений чрезвычайно интересен, однако практически, как показано в [] и [], ими можно пренебречь и рассматривать задачу как стационарную осесимметричную.