Обоснование и выбор параметров универсального инструмента для круглогодовой окорки на роторных станках без предварительной тепловой подготовки лесоматериалов

выводы.

По результатам: эксперимзнтальных исследований можно сделать следующие вкводы:

1. Петлевой коросниматель способен производить ошрку влажных лесоматериалов при положительных температурах за счет создания на рабочей кромке стабильного давления порядка 20 кН/м прж окорке березы и 16 кН/м при окорке ели / без учета динамических факторов /, обеспечивающего удаление коры по камбиальному слою без повреждения заболонной древесины на бревнах различного диаметра.

2. Коросниматели обеспечивают устойчивый процесс стружкообразования цри работе в режиш резания, цроизвадя чистую окорку мерзлых лесоматериалов.

3. Усилие окорки увеличивается ¦ с возрастанием усилия прижима, угла окорки и подачи за оборот ротора. Наибольшее влияние на усилие окорки оказывает изменение угла окорки.

4. В процессе окорки обеспечивается устойчивая работа подрезающих кромок во всем диапазоне диаметров обрабатываемых бревен.

5. Излучили подтверждение гипотезы о нормальном законе распределения глубины окорки и о независимости последней от диаметра окоряемых бревен при условии: сохранения постоянства угла окорки.

6. Сравнительный анализ энергозатрат на окорку мерзлого пиловочника петлевыми и серийными короснимателями на роторном станке показал, что средняя мощность во всем диапазоне окоряемых диаметров бревен практически одинакова.

7. Усилие при взаимодействии короснимателя с остатками сучьев достигает 90 кН, после чего появляется пластическая деформация соединительных элементов мзжду короснимателем и кронштейном.

— 140.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕЩОВАЩЙ.

I •.

1 <

Петлевые коросниматели в качестве инструмента для круглогодовой окорки лесоматериалов цропшж проверку в производственных условиях на ряде лесозаготовительных предприятий объединения «Свердлеспром», в Тосненском леспромхозе объединения «Ленлес», Ленинградском мачтопропиточном заводе ж в объединении: «ЛИтбумцром*., При этом использовались коросниматели, изготовленные в эксперимен-талжных мастерских СНШЮ, а также силами механических мастерских лесцромхозов.

В процессе опытной эксплуатации получены результаты, подтверждающие теоретические положения о возможности использования петлевых короснимателей, как: универсального инструмента для окорки, лесоматериалов на роторных станках без предварительной тепловой подготовки. На основе проведенных наблюдений за работой короснимателей выявились два основных направления совершенствования петлевых короснимателей:

— совершенствование инструментов для станка QK-35 / 0К-40 / с целью повышения их эксплуатационной надежности, долговечности;

— создание инструмента для окорки пиловочного сырья и крупномерных лесоматериалов.

Использование петлевых короснимателей на окорке балансов и рудничной стойки показало, шо коросниматели данного типа по своим эксплуатационным и технологическим показателям значительно превосходят серийные серпообразные, особенно цри окорке сухих и мерзлых лесоматериалов. Петлевые коросниматели обеспечивали требуемое качество как при грубой, так и при чистой окорке, зачистку остатков сучьев, возможность сашразвода как при прямом, так и цри обратном цроходе бревна через станок, большую стойкость.

Однако, выявился: и существенный недостаток, который приводил к преждевременным поломкам коро снимагеля. Поломки происходили из-за трещин в теле упругого элемента, очем можно было судить по характеру излома. Анализ структуры металла рабочей зоны позволил установить, что причиной появления трещин является наличие функциональных элементов на короснимателе, выполненных из материалов i с различными механическими свойствами. Так, непосредственно коро-сниматель был выполнен из пружинной стали марок 65 Г или 50С2А, ребра саморазвода из стали 3 приваривались к коросниматолю в рабочей зоне, при. этом добавлялся материал электрода ж, наконец, передняя грань наплавлялась твердым сплавом типа «рэлизг». Таким образом, после изготовления короснимателя его конструкция была образована четырьмя структурами с различными механическими характеристиками, которую необходимо было еще и термообработать.

Дальнейшее совершенствование короснимателя пошло по пути сокращения количества структурных элементов в рабочей зоне.

Анализ методов упрочнения рабочих поверхностей режущих инструментов без наплавки твердыми сплавами позволил сделать вывод о целесообразности применения местного борирования, в процессе которого происходит одновремэнно насыщение рабочей поверхности атомами бора в образование закалочной мартенситной структуры в основном металле.

Задачу отказа от приварки ребер сашразвода позволяет решить применение горячей штамповки полосы перед гибкой. Таким образом, в полученном короснимателе, целиком выполненном из пружинной стали в значительной степени уменьшается вероятностьпоявления термических трещин.

Изготовление опытной тгарпжтг коросншателей на заводе «Иршав-ремстанок» позволило также повысить коэффициент использования.

— 142 металла с 0,4 црк изготовлении серповидных короснимаягелей до 0,85 при изготовлении петлевых короснимателей.

Применение петлевых короснимателей на окорочном станке типа ОК-63 при окорке пиловочного сщья в Ексертском ЛПХ СШШО и при окорке энергостолбов в окорочном цехе Ленинградского мачтопропи-точнош завода показало возможность осуществления качественной круглогодовой окорки на станке данного типа. Вместе е тем, часто происходили полешки короснимателей, основными причинами которых стали:

— попадание в рабочую зону короснимателя крупных сучьев црж обработке бревен большого диаметра, что приводило либо к разрушению непосредственно рабочей зоны, либо к разрушению соединения мзжду упругим элементом и кронштейном;

— отсутствие пробуксовки подающих вальцов и значительные размеры короснимателя создавали условия для возникновения в процессов саморазвода чрезшрных напряжений в мвете крепления упругого элемента на кронштейне и цриводшш к разрушению одной из ветвей упругой конструкции.

Поисковые исследования рациональной конструкции короснимателя, проведенные на мачтопропиточном заводе, позволили выявить пути улучшения конструкции петлевого короснимателя для окорки крупномерного леса:

1, Поиск варианта устройства для предохранения рабочей зоны от попадания крупных сучьев,.

2, Проведение прочностного анализа конструкции короснимателя.

В качестве устройств для предохранения рабочей зоны от попадания крупных сучьев был: применен гладкий съемник, установленный в рабочей зоне и поднимающий кромку короснимателя при встрече с крупным сучком, а также съемник с нарезанными: на нем зубьями / 39 /, назначение которых щж последовательных проходах разрушить древесину сучка, после чего рабочая кромка срезает его заподлицо с обрабатываемой поверхностью, Коросниматель оснащенный съемниками обоих типов показал свою работоспособность на мерзлых, сухих и свежесрубленных лесоматериалах. При окорке лесоматериалов, поступающих из воды" съемник способствует быстрому забиванию рабочей полости коросниматвля. В этом случае необходимо работать без съемника, производя предварительную зачистку крупных сучьев.

Проведенный прочностной анализ конструкции петлевого коросниматвля / 65 / позволил сделать предложение о применении на станках с жесткой кинематикой подающего механизма и не имеющих реверсивной подачи лесоматериала петлевых короснимателей асиметричной конструкция / 40 /, которая позволяет увеличишь допустимую деформавдю коросниматвля в направлении подачи, вместе с тем, такая конструкция дает возможность короснимателю упруго удлиняться при попадании в рабочую зону сучка, снижая тем самым динамическое действие на инструмент в процессе зачистки сучьев.

Результаты проведенных производственных исследований ииспытаний позволили внедрить, на ряде цредприяий объединения «Свердлес-цром» петлевые коросниматели усовершенствованной конструкции. Так, применение на окорке экспортных балансов в Березовском ЛПХ петлевых короснимателей позволило получить годовой экономический эффект в размере 7100 рублей.

— 144.

5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ. j I.

Расчвт производится на основе действующей отраслевой инструкции / 66 / но результатам эксплуатации петлевых короснимателей на окорочном станке ОК-35 для окорки экспортных балансов в Березовском леспромхозе производственного лесозаготовительного объединения «Алапаевсклес» / 67 /.

Применение петлевых короснимателей на окорке экспортных балансов по сравнению: с серийновыпускавмнми серповидными дает следующие преимущества:

— повышение производительности станка за ста сокращения кратности обработки при окоркев зимнее время на 2С$;

— высвобождение одного рабочего на дообрубке сучьев и на ручной доокорке;

— снижение затрат, связанных с приобретением короснимателей.

По данным Березовского ЛПХ за 1983 год на окорке балансов отработано 1132 мапшно-емвн, прж этом выработка на I станок составила 20,14 м3/см. Количество отработанных смен на одном сганке— 400.

Цроизводительность станка, оснащзнного петлевыми короснимателями составит:

20,14 xl, 2 = 24,16 м3/см.

Годовой расход серповидных короснимателей на станок составляет 83 штуки в год. Стоимость одного короснимателя — 7 рублей. Затраты, связанные с расходом короснимателей, составляет 581 руб в год. Годовой расход петлевых короснимателей составляет 41 штуку. К? оме того, для установки: короснимателей на станок необходимо 15 кронштейнов на год. По данным экспериментальных механических мастерских СИПЛО стоимость петлевого короснимателя составляет 8 руб. Стоимость кронштейна — 1,8 руб.

— 145.

Затраты, связанные с расходом короснимагселей составят на I станок: !

8 х 41 + 1,8×15 = 355 руб/на станок На окорке балансов в Березовском ЛПХ каждый окорочный станок ОК-35 обслуживает 5 человек.

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС, М.: Политическая: литература, 1961. — 223 с.

2. Пигилбдин Н. Ф. Окорка лесоматериалов. -М.: Лесная промышленность, 1982. -192 с.

3. Львовский Л. В., Орлов А. Т. Способы окорки ж окорочные станки. /Обзорная информация/. -М.: ЦНИИТЭИлеспром, 1966. -52 с.

4. Бойков С. П. Теория процессов очистки древесины о®коры. -Л.: Ленинградский университет, 1980. -150 с.

5. Косов B.C. Исследование процесса окорки лесоматериалов стальными канатами: Автореф.. канд. техн. наук. -Л., 1978. -19 с.

6. Югов В. Г. Исследование некоторых вопросов окорки древесины гидравлическим способом: Автореф.. канд. техн. наук. -Л., 1965. -21 с.

7. Кислицина Г. Ф. Исследование окорки лесоматериалов импульсными гидравлическими струями: Автореф.. канд. техн. наук. -Л., 1979. 19 с.

8. Лонн К"А. Некоторые вопросы окорки древесины сверхзвуковой воздушной струёй. -В сб.: «Материалы научно-технической конференции /ЛИФ, okt. I969/», Изд. ЛТА, 1969, с.53−68.

9. Мирещкий В. О. Исследование некоторых вопросов окорки древесины электрическими разрядами в жидкости: Автореф.. канд. техн.: наук. -М,. 1969. -23 с.

10. Шварпман Г. М., Верткин Б. Й. Окорка древесины методом термокомцрессии. -Механическая обработка древесины, 1969, № 11, с.10−12.

11. Торговников Г. И., Рыбаков Д. М., Югов В. Г. Использование сверхвысокочастотной энергии душ окорки древесины. Тр. /ЦНИИМЭ, 1972, вып. 127, с.126−130/.

12. Шубин А. Д. Исследование процесса поперечно-винтовой окорки круглых лесоматериалов тупыми резцами /кулачками/: Дне с.. канд. техн. наук. -Л., ЛТА, 1955. 266 с.

13. Житков А. В. Подготовка древесины к окорке тупыми короснимателями замочкой в воде: Дисс.. канд. техн. наук. -Л., ЛТА, 1958. —168 с.

14. Харитонов В. В. Исследование процесса окорки древесины на станках с тупыми короснимателями: Дисс. канд. техн. наук. -М., ГАИТИ, 1961. -220 с.

15. Фрид Л. Д. Исследование процесса окоркн тупыми короснимателями: Автореф.. канд. техн. наук. -М., 1967. -19 с.

16. Покрышкин О. В. Исследование режимов окорки мерзлой древесины и параметров резца на роторном станке: Автореф.. канд. техн. наук. -Химки, 1970. -20 с.

17. Попеко B.C. Исследование процесса окорки лиственницы 5дшыми короснимателями: Автореф.. канд.техн. наук. -Минск, I97Q, -15 с.

18. Пигильдин Н. Ф. Математическая модель процесса окорки •древесины. Тр. /ЦНИИМЭ, 1972, вып.127, с.97−102/.

19. Пигильдин Н. Ф. Торговников Г. И. Опыт эксплуатации окорочного оборудования. -М. Лесная промышленность, 1979. -136 с.

20. Пигильдин Н. Ф. Оценка некоторых параметров корреляционной функции макронеровностей древеыного ствола. Тр. /ЦНИИМЭ, 1972, вып.124, с.93−96/.

21. Пигильдин Н. Ф. К вопросу об анализе боковой поверхности древесного ствола. Тр. /ЦНИИМЭ, 1970, вып. ПО, с. ПЗ-122.

22. Мехренцев В. А. Исследования процесса продольной окорки круглых лесоматериалов с помощью тупых короснимателей: Дис. .канд. техн. наук. -Свердловск, УЗКИ, 1973. -191 с.

23. Добрачев А. А. Исследования работы ж выбор параметров короснимателей роторных окорочных станков: Дисс.. канд. техн. наук. -Свердловск, УЖИ* 1975. -200 с.

24. Симонов М. Н. Теоретические основы механической окоркж лесоматериалов ж оптимизация параметров гаммы роторных окорочных станков: Автореф.. д-ра техн. наук. -М., 1980, -36 с.

25. Бойков С. П. Исследование процесса окорки лесоматериалов: Дисс.. д-ра техн. наук. -Л., ЛТА, 1980, -331 с.

26. Абрамович А. Д. 0 работе корообдирки завада им. Второй пятилетки. -Бумажная промышленность, 1938, № 2, с.8−10.

27. Суяханов П. П. Исследования величины мощности, потребной на резание при поперечно-винтовой механической окорке: Дисс.. канд. техн. наук. -Л", ЛТА, 1938, -389 с.

28. Вильке Г. А. Конструирование ж расчеты окорочных станков. Гослестехиздат, 1938. -168 с.

29. Дроздов Н. С. Иссавдрвание процесса окоркж древесины резанием: Автореф.. канд. техн. наук. -Л., 1958. -17 с.

30. Бойков С. П. Исследование процесса окоркж древесины резанием на роторных станках:. Дисс. канд. техн. наук. ЛТА, 1970, — 164 с.

31. Галеев С. Х. Исследование окоркж круглых лесоматериалов методом резания на роторных станках: Дисс.. канд. техн. наук. -Л., ЛТА,. 1981, -200 с.

32. Мазуркин П. М., Ершов А. Б., Галеев С. Х. К исследованию процесса окорки березовых лесоматериалов сашвращашщмися резцами.

33. Межвуз. сб.научн.тр. Л., ЛТА" 1979, выпг.8 с. 116−119.

34. Симонов М. Н. Исследование цроиэсса окоркж древесины фрезерешением и: определение параметров, влияющих на равномерную работу фрез: Автореф.. канд. техн. наук. -Минск, 1963″ -20 с.

35. Симонов М. Н. Расчет ж экспериментальные исследования: параметров фрез для окорки древесины. Тр. /ЩШМЭ, 1965, вып.65, а. 13−47.

36. Гаврилов Ю. С. Исследование цроцесса чистой окоркк экспрр-тных балансов: Автореф.. канд. техн. наук. -Л., 1971. -21 с.

37. Симонов М. Н., Захаров В. Б. Изменение сил сцепления корн с древесиной в зависимости от времен®года. Тр. /ЦНИИМЭ, 1965, вып. 65, о. 3−10.

38. Ч^щинов Б. С. Вода в древесине^ -Новосибирск.: Наука, 1984. -270 с.

39. А. о. 634 934 / СССР /. Рабочий орган для окорки бревен / В. А. Мехренцев, А. А. Добрачев. -Опубл. в Б.И., 1978, № 44.

40. А. с. 1 009 767 / СССР /. Рабочий орган для окорки бревен / А^В.Мехренцев, С .П.Бойков, В. А. Мехренцев, В. И. Слинько. -Опубл. в Б .И", 1983, & 13.

41. Положительное решение на заявку № 3 566 165/29 от 17 марта 1983 г. Рабочий орган для окорки бревен / А. В. Мехренцев, СЛ. Бой-ков, В. А. Мехренцев, А.И.фуринг В. И. Слинько, Е. И. Басалаев.

42. Анучин Н. П. Лесная1 таксация. -М.: Лесная промышленность, 1977. -612 о.

43. Мехренцев В. А" Режимы работы кольцевых короснимателей на роторных станках 0К-35М. -Механическая обработка древесины. Экспресс-информация. Сверджовск, 1980, вып.2, с. 1−7.

44. Залегаллер Б. Г., Ласточкин П. В. Механизация ж автоматизация работ на лесных складах. -М., Лесная промышленное", 1973, -408 с.

45. Бойков С. П. Окорка лесоматериалов. Лекции, джя студентовлесоинженерного и лесомеханического факультетов, -Л.: РИО ЛЕА, 1975, -79 е.

46. Вентщель Е. С. Теория вероятностей. -М.: Наука, 1969. -567 с.

47. Кулиш В. Г., Коротов С. С. Распределение пиловочных бревен по диаметрам. -Об.научн.трудов. Архангельск, ЦНЙИШД, 1981, с. 10−14.

48. Калитеевский Р. Е. Автоматизация производственных процессов в лесопилении. -М.- Лесная промышленность, 1979. -336 е.

49. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. -М.г Мир, 1982. -235 с.

50. Березин И. С., Жидков Н. П. Методы вычислений. -М.: Наука, 1966, -632 с.

51. Новиков А. Н. Исследование, процесса развода рабочих органов: Дисс.. канд. техн. наук. -Л., ЛГА, 1979. -200 с.

52. Ганжура Л. П. Исследование, фермы заходной кромки и характера нагрузок при раскрытии коросништелей роторных окорочных станков. -Автореф.. канд. техн. наук.-М., 1975, 20 с.

53. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие / Под®ред. Р. А. Макарова. -М.: Машиностроение, 1975. -288 с.

54. Методы определения относительной влажности. ГОСТ. 11 989;66. -4S., 1967. -4 с.

55. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ш. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Науки, 1976. -279с- 158.

56. Митропольский А. К. Техника статистических вычисленийМ.: Наука, 19,71. -676 с. 1 58. Митро польский, А .К. Элементы математической статистики. -Л.: ЛТА" 1969″ -273 с".

57. Бижурин: А. А" Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке. -М.: Лесная промышленность" 1972. -248 с.

58. Болыпев Л, Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. -М. Наукаг 1983. 416 е.

59. Ферстер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. -М.: Финансы и статистика, 1983. 302 с.

60. Новик Ф. С., Арсов А. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планщювания эксперимента. -М.: Машиностроение, 1980. -304 с.

61. Королев Ю. Г. Метод наименьших квадратов в социально-эко номических исследованиях. -М.: Статистика, 1980. -112 с.

62. Полубояринов 0.й. Сучковатость древесного сырья. -I.t 1972. -54 с.

63. Мехренцев В. А., Фурин А. И., Мэхревдев А. В. К вопросу расчета конструкции петлевого короснимателя на прочность. -Л.: Межвуз.сб.научн.трудов.- Л.- ЛТА, 1983. с. 98−101.

64. Методика определения экономической эффективности использования в лесной промышленности и на лесосплаве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. -М., 1979. -340 с.

65. Воевода Д. К., Назаров В. В. Оборудование лесных складов. ¦М.: Лесная промышленность, 1984. -224 с.