Решение задачи снижения влияния боковой силы на устойчивость пильного полотна

  • M. A. Blokhin Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0001-9537-0917
  • D. A. Podlesny Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0003-1376-6585
  • O. A. Rodionov Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0001-7603-3413
Ключевые слова: пильный модуль, пильный блок, частота колебаний, динамическая устойчивость, боковая сила, разнотолщинность

Аннотация

Точность толщины пиломатериалов является одним из самых важных показателей пиления. она неразрывно связана с обеспечением устойчивости пилы в плоскости ее наибольшей жесткости. Цель исследования – устранение влияния боковой силы на пильное полотно и разнотолщинность получаемого пиломатериала. Классическими методами, при рамном пилении и пилении на ленточнопильных станках, задача устранения влияния боковой силы относится к конструктивному решению в совокупности с аналитическим. Поэтому важно при разработке нового станка выявить наличие огромного спектра частот собственных и параметрических колебаний пильных полотен. Ранее эти частоты не могли быть найдены аналитически в полном объеме и, соответственно, не могла быть осуществлена отстройка рабочих частот станка от возможных частот колебаний пильных полотен. в силу сложности и наукоемкости решение этой проблемы невозможно без применения современных численных методов расчета. К ним относятся: метод конечных элементов, программные продукты NX и ANSYS и другие оригинальные программы. одним из методов, который позволяет снизить влияние боковой силы, является определение «устойчивости плоской формы изгиба по л. Эйлеру». техническое решение, представленное принципиально новым пильным блоком с круговым поступательным движением полотен, значительно снижает влияние боковой силы на точность пиления в совокупности с рядом иных достоинств. одновременно с этим решается задача обеспечения динамической устойчивости полотен как при пилении, так и в режиме холостого хода. необходимо отметить, что при круговом поступательном движении боковые режущие кромки зубьев испытывают знакопеременную нагрузку, скобля по поверхности пропила. Поэтому к прочностным характеристикам режущего элемента зуба предъявляются повышенные требования. Для сохранения целостности уголков кончиков зубьев были скорректированы углы их заострения. Проведено исследование возможности упрочнения боковых режущих кромок зубьев пильных полотен, изготовленных из сталей различных марок. в ходе изучения причин износа и коррозии элементов пильного модуля и его рабочей части (зубьев полотна) принято решение о снабжении зубьев твердым сплавом типа «стеллит». однако это требует проведения дополнительных натурных испытаний. Предварительные расчеты показали, что суточная производительность станка с круговым поступательным движением полотен (модель М2005) по сравнению с лесопильными рамами увеличивается в 2–4 раза, с ленточнопильным оборудованием любого класса – в 3–6 раз, с круглопильным оборудованием (для малых и средних предприятий) – в 2–4 раза. Анализ конструктивной схемы многопильного блока и динамики движения пильных модулей выявил ряд достоинств. Простота и надежность конструкции позволяет надеяться на высокие функциональные характеристики, среди которых следует особо отметить рост производительности оборудования, повышение точности пилопродукции за счет жесткости коротких полотен, улучшение качества обработанных поверхностей пиломатериалов, снижение энергопотребления, относительно малый вес, динамическую сбалансированность основных узлов при повышенной мобильности оборудования и отсутствии массивного фундамента.

Для цитирования: Blokhin М.A., Podlesny D.A., Rodionov O.A. Solving the Problem of Reducing the Influence of Lateral Force on the Saw Blade Stability // Изв. вузов. лесн. журн. 2020. № 2. с.118–128. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-118-128

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

M. A. Blokhin, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

д-р техн. наук, доц.

D. A. Podlesny, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

соискатель

O. A. Rodionov, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

соискатель

Литература

А. С. № 146019 СССР, МПК в27в 15/04. Устройство для распиловки древесины: № 734164/25-8: заявл. 09.06.1961: опубл. 1962 / Барташевич Ю.К. [Bartashevich Yu.K. Device for Sawing Wood. Certificate of Authorship USSR, no. 146019, 1962].

А. С. № 370026 СССР, МПК в27в 3/00. лесопильная рама: № 1711986/29-33: заявл. 09.11.71; опубл. 1973 / Дерягин Р.В., Зязин В.В., Шишигин В.И. [Deryagin R.V., Zyazin V.V., Shishigin V.I. Sawing Frame. Certificate of Authorship USSR, no. 370026, 1973].

Блохин М.А. Исследование, разработка и создание лесопильного оборудования с круговым поступательным движением пильных полотен: дис. … д-ра техн. наук. М., 2015. 313 с. [Blokhin M.A. Research, Development and Creation of Sawmill Equipment with Circular Translational Motion of Saw Blades: Dr. Eng. Sci. Diss. Moscow, 2015. 313 p.]

Валиашвили Н.В., Гаврюшин С.С. сопротивление материалов и конструкций. М.: Юрайт, 2017. 429 с. [Valiashvili N.V., Gavryushin S.S. Resistance of Materials and Constructions. Moscow, urayt Publ., 2017. 429 p.].

Патент № 1771443 сссР, МПК в27в 3/00. лесопильная рама: № 4732392/15: заявл. 03.07.1989; опубл. 23.10.1992. / Буйнов Р.И. [Bujnov R.I. Saw Frame. Patent SU, no. SU 1771443 A3, 1992.].

Патент № 2131806 Российская Федерация, МПК в27в 3/00, B27B 3/12, B28D1/06. Пильный модуль, пильный блок и устройство для распиловки № 98106906/13: заявл. 20.04.1998: опубл. 20.06.1999 / Блохин М.А. [Blokhin M.A. Sawing Module, Sawing Unit and Sawing Apparatus. Patent RF, no. RU 2131806 C1, 1999.].

Патент № 2687035 Российская Федерация. МПК в27в 3/00. Многопильный блок с электромеханическим позиционированием пильных модулей: № 2018110263: заявл. 23.03.2018; опубл. 06.05.2019 / Блохин М.А., Гаврюшин с.с. [Blokhin M.A., Gavryushin S.S. Multi Sawing Unit with Electromechanical Positioning of Saw Modules. Patent RF, no. RU 2687035 C1, 2019.].

Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И. Повышение эффективности пиления древесины на лесопильных рамах и ленточнопильных станках: моногр. Архангельск: АГТУ, 2009.380 с. [Prokofʼyev G.F., Ivankin I.I. Efficiency Improvement of Wood Sawing on Saw Frames and Bandsaw Machines. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2009. 380 p.].

Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И., Казанцев В.А. Повышение качества пиления древесины на лесопильных рамах: моногр. Архангельск: АГТУ, 2007. 192 с. [Prokofʼyev G.F., Ivankin I.I., Kazantsev V.A. Improving the Quality of Wood Sawing on Saw Frames. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2007. 192 p.].

Прокофьев Г.Ф., Микловцик Н.Ю. Основы прикладных научных исследований при создании новой техники: моногр. Архангельск: сАФУ, 2014. 171 с. [Prokofʼyev G.F., Miklovtsik N.Yu. Fundamentals of Applied Scientific Research in the Creation of New Technology. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2014. 171 p.].

ASTM Standard G119. Standard Guide for Determining Amount of Synergism between Wear and Corrosion. Annual Book of ASTM Standards. Vol. 03.02: Corrosion of Metals; Wear and Erosion. West Conshocken, PA, ASTM, 2001.

Bayer R.G. Mechanical Wear Fundamentals and Testing. New York, CRC Press, 2004. 416 p.

Characterization of Corrosion Products on Steel Surfaces. Ed. by Y. Waseda, S. Suzuki. Berlin, Springer, 2006. 297 p. DOI: 10.1007/978-3-540-35178-8

Darmawan W., Rahayu I.S., Tanaka C., Marchal R. Chemical and Mechanical Wearing of High Speed Steel and Tungsten Carbide Tools by Tropical Woods. Journal of Tropical Forest Science, 2006, vol. 18, no. 4, pp. 255‒260.

El-Batahgy A.M., Ramadan A.R., Moussa A.-R. Laser Surface Hardening of Tool Steels – Experimental and Numerical Analysis. Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2013, vol. 3, no. 2, pp. 146–153. DOI: 10.4236/jsemat.2013.32019

Huvi R., Heikki V. Tasapainoitettu raamisaha [Balanced Frame Saw]. Patent FI, no. FI 25783 A, 1952.

Landolt D. Corrosion and Surface Chemistry of Metals. Switzerland, EPFL Press, 2007. 400 p.

Lee J.-H., Jang J.-H., Joo B.-D., Son Y.-M., Moon Y.H. Laser Surface Hardening of AISI H13 Tool Steel. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2009, vol. 19, iss. 4, pp. 917–920. DOI: 10.1016/S1003-6326(08)60377-5

McGehee J.W. Reciprocating Gang Saw. Patent US, no. 3,929,048. 1975. 20. Mizutani A., Tsuge K., Matsubara K., Ito A. Band Saw Having Adjustable Blade Guide. Patent US, no. US 2012/0055312 A1, 2012.

Опубликован
2020-03-27
Как цитировать
Blokhin, M., D. Podlesny, и O. Rodionov. Решение задачи снижения влияния боковой силы на устойчивость пильного полотна. Лесной журнал, вып. 2, Mar. 2020, сс. 118-2, doi:10.37482/0536-1036-2020-2-118-128.
Раздел
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ