Розвинуто перспективний напрям розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах. Запропоновано методологію забезпечення високопродуктивного розпилювання деревини стрічковою пилкою. Розроблена методологія заснована на встановленні енергосилових закономірностей процесу залежно від орієнтування інструмента відносно волокон анізотропного деревинного матеріалу та динамічних явищ в еквівалентній пружній системі горизонтального стрічкопилкового верстата. Розроблено наукові основи й обгрунтовано рекомендації щодо раціонального загострення та розведення зубців стрічкової пилки як вихідної умови раціональної взаємодії інструмента та деревини. Результати дослідження доцільно використовувати для проектування й експлуатації горизонтальних стрічковопилкових верстатів і устаткування для підготовки зубчастого вінця стрічкових пилок до роботи, у процесах наукових досліджень і у навчальному процесі.

  Скачати повний текст

Дисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуального науково-технічного завдання – удосконалювання з’єднування стрічкових деревинорізальних пилок. Пиляння стрічковою пилкою – простий, дешевий і економічно вигідний спосіб розпилювання, який забезпечує цілком задовільні результати внаслідок розкраювання деревини. Нині найпоширеніші методи з’єднування стрічкової пилки в безкінечну стрічку – паяння або зварювання. Лазерне зварювання – найефективніший метод з’єднування кінців стрічкових пилок за наявності високих вимог до з’єднання і за його допомогою можна отримати якісний шов без деформування та викривлення. Розроблено фізичну модель лазерного зварювання стрічкових пилок, що містить визначення зварюваності, послідовності формування зварного з’єднання та методики формування його будови, що є основою для розробляння комп’ютерної моделі лазерного зварювання. На базі фізичної моделі розроблено електронну модель лазерного зварювання, в основу якої покладено чотири основних параметри під час зварювання: температура, час, швидкість нагрівання і швидкість охолоджування. Щоб визначити вплив на міцність пилки після лазерного зварювання проведені експерименти на базі математичного планування і було вибрано два змінні чинники: кут розташування зварного шва, другий чинник – швидкість подавання лазерної головки. Вихідний параметр – межа міцності зразків на розтяг. Установлені коефіцієнти рівняння регресії для двох змiнних чинників у виглядi неповного квадратного рівняння як у нормалізованому, так і в явному вигляді. Порівнюючи зварювання під різними кутами встановлено, 3 що за абсолютним значенням межа міцності шва, звареного під кутами його розташування 15–25 град., наближається до межі міцності основного матеріалу, виходить, що такі значення зазначених кутів є раціональні для зварювання. Експериментально встановлено, що застосовування лазерного зварювання встик під кутом до лінії дії максимальних згинальних напружень для полотенстрічкових пилок дає змогу зменшити рівень шуму роботи стрічковопилкового верстата на 10–15 дБ порівняно із застосунком пилок із традиційним зварюванням. Запропоновано нову конструкцію демпфувального пристрою на верхній вітці стрічкової пилки, що дасть змогу зменшити рівень шуму роботи стрічковопилкового верстата ще на 5–10 дБ і наблизити його до рівня санітарних норм. Для поліпшення з'єднання запропоновано після зварювання провести вирівнювання твердості на ділянці зварного з'єднання стрічкової пилки і на це отримано патент на корисну модель.^UThe dissertation deals with the solution of an urgent scientific and technical problem - improving the join of wood-working band saws. Sawing with a band saw is a simple, cheap and cost-effective sawing method, which provides quite satisfactory results when cutting wood. At present, the most common methods for joining band saws into an endless belt are soldering or welding. Laser welding is the most effective method for joining together the ends of band saw blades in the presence of high requirements for reliable joining and it can be used to obtain a high-quality weld seam without deformation and distortion. A physical model of laser welding of band saws has been developed, which includes definition of weldability, the sequence of formation of a welded joint and methods for forming its structure, which is the basis for developing a computer model of laser welding. On the basis of the physical model, an electronic model of laser welding has been developed which is based on four main parameters of welding process: temperature, time, heating rate and cooling rate. To determine the effect on the strength of the saw after laser welding, experiments were performed on the basis of mathematical planning and two variables were chosen: the angle of the weld, the second factor is the feed speed of the laser welding head. The output parameter is the tensile strength of the samples. The coefficients of the regression equation for two variable factors are established in the form of an incomplete quadratic equation, both in normalized and explicit form. By comparing welding at different angles, it was found that, in terms of absolute value, the tensile strength of a seam welded at angles of 15–25 degrees approaches the tensile strength of the base material, which means that such values of the indicated angles are optimal for welding. It has been experimentally established that the use of laser butt welding at an angle to the line of action of maximum bending stresses for band saw blades can reduce the noise level of the band saw machine by 10-15 dB compared to the use of 6 saws with traditional welding. A new design of the damping device on the upper branch of the band saw is proposed, which will reduce the noise level of the band saw machine by another 5-10 dB and bring it closer to the level of sanitary norms. To improve the joint, it is proposed to equalize the hardness of the area of the welded joint of the band saw after welding, and a utility model patent was obtained for this.

Дисертаційну роботу присвячено розв’язуванню актуального науковотехнічного завдання – нормалізування напруженого стану деревинорізальних круглих пилок. Численними експериментальними та теоретичними дослідженнями доведено, що основною причиною втрати працездатності круглих пилок, виявляються напруження, спричинені відцентровими силами та нерівномірним нагріванням пилкового диска. У сучасній науковій та виробничій практиці розроблено та застосовують низку способів компенсації нерівномірних напружень, таких як застосовування проковування та вальцювання дисків, досконаліших конструкцій пилок і пилкових агрегатів. У тому числі як найефективнішого і який не вимагає значних матеріальних витрат виокремлюють способа створювання компенсаційних прорізей. Однак конструкцію прорізей різні фірми, які виготовляють круглі пилки, вибирають інтуїтивно, а обґрунтованість тієї чи іншої форми прорізей, зазвичай, доводять експериментальними методами. Для проведення експериментальних досліджень розроблено загальну методологію, в основу якої покладено методику математичного планування експерименту, сучасну вимірювальну техніку, обробляння результатів на сучасних ПЕОМ. Розроблено і виготовлено на базі модернізованого токарного верстата моделі 1К62 експериментальне устатковання, яке дає змогу дослідити статичну жорсткість дисків пилок за розробленою методикою. Запропоновано нову конструкцію круглої пилки з прорізями у вигляді спіралей Архімеда, яка у процесі експериментів порівнюється зі стандартними пилками.^UThe dissertation deals with solving an urgent scientific and technical problem - the normalization of the stress state of wood-working circular saws, that is, an increase in efficiency of using wood-working circular saws. Numerous experimental and theoretical studies have shown that the main cause of the loss of circular saw performance are stresses caused by centrifugal forces and uneven heating of the saw blade. In modern scientific and industrial practice, a number of methods have been developed and applied to compensate for uneven stresses, such as the use of forging and rolling discs, more advanced designs of saws and saw units. Among them, the method of creating compensation slots is singled out as the most effective one and which does not require significant material costs. However, the design of slots is chosen intuitively by different companies that manufacture circular saws and the validity of choosing a particular shape of slots, as a rule, is usually supported by experimental methods. A general methodology has been developed for conducting experimental studies, which is based on the method of mathematical planning of the experiment, modern measuring techniques, and processing the obtained results on modern PCs. An experimental installation has been developed and manufactured on the basis of the upgraded 1k62 lathe, which makes it possible to study the static stiffness of saw blades according to the developed method. A new design of a circular saw with slots in the form of Archimedes spirals is proposed, which in the course of experiments is compared with standard saws. In order to conduct experiments on determining the noise levels of saws based on mathematical planning, two variable factors were selected: the area of the compensation slot, and the second factor - the angular orientation of the compensation slot.