Повышение работоспособности ленточных пил локальным теплофизическим воздействием на полотно
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-6-175-183Ключевые слова:
ленточная пила, миниполосовой участок, индукционный нагрев, термопластические напряжения, долговечность, устойчивостьАннотация
Работоспособность ленточной пилы в значительной степени определяется ее устойчивостью и долговечностью – возможностью длительно сохранять эксплуатационные свойства под влиянием внешних и внутренних факторов до наступления предельного состояния, заканчивающегося потерей устойчивости и разрушением полотна пилы. В процессе работы полотно ленточной пилы подвергается сложному воздействию силовых и температурных факторов, которые изменяют ее напряженное состояние. Долговечность и устойчивость ленточной пилы зависят от величины и характера распределения суммарных напряжений в наиболее нагруженном поперечном сечении полотна. Итоговое напряжение на участке полотна, определяемом поперечным сечением, складывается из внутренних напряжений и напряжений от внешних сил: натяжения пилы, изгиба полотна на шкивах, действия центробежных сил, вальцевания полотна, нагрева полотна, наклона шкивов, сил резания, прочих неучтенных напряжений. Многочисленными исследованиями установлено, что разрушение ленточных пил носит усталостный характер, обусловливаемый в основном аккумуляцией напряжений в полотне пилы под воздействием постоянных сил натяжения полотна и переменного циклического напряжения изгиба полотна на шкивах. Одним из направлений повышения долговечности ленточной пилы является уменьшение амплитуды циклических напряжений изгиба в полотне созданием внутренних компенсирующих контрнаправленных напряжений. В результате приведенного в статье анализа способов создания внутренних компенсирующих напряжений в ленточной
пиле механическим или длительным высокотемпературным воздействием на все полотно пилы отмечено, что такие подходы ограничивают долговечность инструмента, снижают твердость материала и стойкость режущей кромки зуба. Предложено формировать поля внутренних остаточных компенсирующих напряжений в полотне ленточной пилы теплофизическим воздействием, заключающимся в создании локальных полей остаточных напряжений в полотне пилы кратковременным (1–2 с) концентрированным тепловым воздействием на массив чередующихся поперечно расположенных по полотну пилы миниполосовых участков.
Скачивания
Библиографические ссылки
Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 232 с. Birger I.A. Residual Stresses. Moscow, Mashgiz Publ., 1963. 232 p. (In Russ.).
Богатов А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. 329 с. Bogatov A.A. Mechanical Properties and Models of Metal Destruction. Yekaterinburg, Ural State Technical university-Ural Polytechnic Institute Publ., 2002. 329 p. (In Russ.).
Богатов А.А. Остаточные напряжения и разрушение металла // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении. Уральская научно-педагогическая школа им. проф. А.Ф. Головина: материалы 6-й междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург: Урал. ун-т, 2013. С. 95–101. Bogatov A.A. Residual Stresses and Metal Failure. Innovative Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering. Ural Scientific and Pedagogical School named after Prof. A.F. Golovin: Materials of the 6th International Scientific and Practical Conference. Yekaterinburg, Ural University Publ., 2013, pp. 95–101. (In Russ.).
Боровиков Е.М., Орлов Б.Ф. Термический способ подготовки круглых пил к работе // Изв. вузов. Лесн. журн. 1974. № 6. С. 90–94. Borovikov E.M., Orlov B.F. Thermal Method of Preparing Circular Saws for Work. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 1974, no. 6, pp. 90–94. (In Russ.).
Грубе А.Э. Станки и инструменты по деревообработке. Т. II. Режущие инструменты по механической обработке древесины. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1949. 700 с. Grube A.E. Woodworking Machines and Tools. Vol. II. Cutting Tools for Mechanical Conversion of Wood. Moscow, Leningrad, Goslesbumizdat Publ., 1949. 700 p. (In Russ.).
Дулевич А.Ф., Киселев С.В. Механизм разрушения ленточных пил // Тр. Белорус. гос. технол. ун-та. Сер. 2: Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2007. № 2. С. 283–286. Dulevich A.F., Kiselev S.V. Mechanism of Destruction of Band Saws. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya 2: Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ = Proceedings of the Belarusian State Technological University. Series 2: Forest and Woodworking Industry, 2007, no. 2, pp. 283–286. (In Russ.).
Дулевич А.Ф., Макаревич С.С., Киселев С.В. Способ повышения усталостной долговечности ленточных пил путем создания внутренних компенсирующих напряжений // Тр. Белорус. гос. технол. ун-та. Сер. 2: Лесн. и деревообраб. пром-сть. 2009. № 2. С. 331–333. Dulevich A.F., Makarevich S.S., Kiselev S.V. Method for Increasing the Fatigue Life of Band Saws by Creating Internal Compensating Stresses. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya 2: Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ = Proceedings of the Belarusian State Technological University. Series 2: Forest and Woodworking Industry, 2009, no. 2, pp. 331–333. (In Russ.).
Кондратюк А.А., Шилько В.К. Оценка напряженного состояния ленточных пил // Изв. Томск. политехн. ун-та. 2004. Т. 307, № 2. С. 138–142. Kondratyuk A.A., Shil’ko V.K. Assessment of the Stress State of Band Saws. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2004, vol. 307, no. 2, pp. 138–142. (In Russ.).
Мелехов В.И., Соловьев И.И. Создание термопластических напряжений в пильном диске круглой пилы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2010. № 2. С. 87–91. Melekhov V.I., Soloviev I.I. Creation of Thermoplastic Tension in Circular Saw Blade. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2010, no. 2, pp. 87–91. (In Russ.).
Мелехов В.И., Соловьев И.И., Тюрикова Т.В., Пономарева Н.Г. Повышение устойчивости дереворежущих пил термопластическим воздействием на распределение остаточных напряжений в полотне // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 172–181. Melekhov V.I., Solovev I.I., Tyurikova T.V., Ponomareva N.G. Improving the Stability of Wood-Cutting Saws by Thermoplastic Action on the Distribution of Residual Stresses in the Blade. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 6, pp. 172–181. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-6-172-181
Настенко А.А. Подготовка ленточных пил. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 152 с. Nastenko A.A. Preparing Band Saws. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1989. 152 p. (In Russ.).
Патент 2614863 РФ, МПК C21D 9/24 (2006.01), C21D 1/10 (2006.01). Устройство для создания термопластических напряжений в полосовых пилах: № 2015141255: заявл. 28.09.2015: опубл. 29.03.2017 / В.И. Мелехов, И.И. Соловьев. Melekhov V.I., Solovyov I.I. A Device for Creating Thermoplastic Stresses in Band Saws. Patent RF no. 2614863, 2017. (In Russ.).
Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И. Повышение эффективности пиления древесины на лесопильных рамах и ленточнопильных станках: моногр. / под ред. Г.Ф. Прокофьева. Архангельск: АГТУ, 2009. 379 с. Prokofiev G.F., Ivankin I.I. Increasing the Efficiency of Wood Sawing on Frame Saws and Band Saws: Monograph. Ed. by G.F. Prokofiev. Arkhangelsk, Arkhangelsk State Technical University Publ., 2009. 379 p. (In Russ.).
Феоктистов А.Е. Ленточнопильные станки. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 151 c. Feoktistov A.E. Band Saw Machines. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 151 p. (In Russ.).
Фонкин В.Ф., Герасимов В.В. Повышение долговечности и устойчивости дереворежущих ленточных пил // Изв. вузов. Лесн. журн. 1984. № 6. С. 60–65. Fonkin V.F., Gerasimov V.V. Increasing the Durability and Stability of Wood-Cutting Band Saws. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 1984, no. 6, pp. 60–65. (In Russ.).
Якунин Н.К., Якунин И.Н. Подготовка к работе и эксплуатация ленточных пил. М.: МГУЛ, 2005. 362 с. Yakunin N.K., Yakunin I.N. Preparation for Work and Operation of Band Saws. Mocsow, Moscow State Forest University Publ., 2005. 362 p. (In Russ.).
Bathe K.-J. Finite Element Procedures in Engineering Analysis. New Jersey, Prentice Hall, 1982. 736 p.
Calladine C.R. Theory of Shell Structures. Cambridge, Cambridge University Press, 1983. 812 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511624278
Holzweissig F., Meltzez G. Meßtechnik der Maschinendynamik. Leipzig, Fachbuchverlag, 1978. 418 p. (In Germ.).
Kuhnert E., Hunger P. Schwingungsstillung an Gattersägemaschinen. Holzindustrie, 1976, b. 2, pp. 58–60. (In Germ.).
Meyers M.A., Chawla K.K. Mechanical Behavior of Materials. Cambridge, Cambridge University Press, 2008. 882 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511810947
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
