УДК 62

определение фактических сил резания на деревообрабатывающем оборудовании

 

determining the actual cutting forces on wood processing equipment

 

Раевский В.А. (Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова», г. Архангельск, РФ)

Raevskiy V.A. (Northern (Arctic) Federal University of M. V. Lomonosov)

 

В данной статье рассматриваются проблемы определения фактических сил резания на деревообрабатывающем оборудовании. Решения основывается на полученных данных при использовании измерительно-вычислительного комплекса на базе универсальной динамометрической машины УДМ-600 (ИВК).

In this article consider the problems of determining the actual cutting forces on wood processing equipment. Answer of  based on the received information when using measuring and computing complex on the basis of universal UDM-600 (MCC).

 

Ключевые слова: измерительно-вычислительный комплекс, цифровой преобразователь тензометрических сигналов, усилия резания древесины.

Key words: measuring and computing complex, digital converter pickoff signals, cutting force wood

 

Опыт последних лет показал, что внедрение фрезернопильного оборудования позволяет:

·                        Повысить производительность лесопильных потоков в 1,5-2,5 раза;

·                        Довести комплексное использование древесного сырья до 86-92%

·                        Снизить затраты труда на участке формирования сечения пиломатериалов в 2-2,5 раза.

Агрегатный метод переработки бревен и брусьев, реализуемый на фрезернопильном оборудовании способствует созданию безотходной технологии и автоматизации производственных процессов формирования сечения пиломатериалов [1].

В отечественных и зарубежных фрезерно-брусующих, фрезернопильных и фрезерно-обрезных станках широко применяются малоножевые торцово-конические и конические фрезы с прорезным пильным диском на торце фрез.

К достоинству этих фрез относится малая трудоемкость изготовления и эксплуатации в сочетании с высоким качеством получаемой продукции (пиломатериалов и технологической щепы для ЦБП) [2].

Однако анализ результатов экспериментальных исследований и опытно- производственных испытаний фрезернопильного оборудования с серийно выпускаемыми малорезцовыми фрезами показал большую неравномерность технологической нагрузки за цикл переработки бревна, в особенности в комлевой части бревен и брусьев, зачастую превышающие удерживающие силы устройства подачи и базирования станка, из-за чего снижается качество технологической щепы и  возрастают энергозатраты [3].

Для боле детального исследования этих процессов, разрабатывается измерительно-вычислительный комплекс на базе универсальной динамометрической машины с цифровым преобразователем сигналов [4].

Следующий этап (после отладки комплекса) – пробный эксперимент.

 

Таблица 1 – Исходные данные

Наименование

Примечание

Станок сверлильный

Модель НС-12А;

Измерительно-вычислительный комплекс

Универсальная динамометрическая машина модели УДМ-600;

Шасси NI CompactDAQ с модулями cDAQ;

Инструмент

«Сверло Форстнера»   ЭНКОР  HSS 50 мм;

Заготовка

Брусок 54 х 63 х 210 мм;

Порода –  берёза;

Влажность 8 %.

 

Рисунок 1 – Процесс сверления

 

Конструкция комплекса позволяет регистрировать нагрузки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, включая крутящий момент в горизонтальной плоскости. В ходе эксперимента, используя разработанный ИВК, выполнялась регистрация показаний динамической нагрузки, которые испытывал образец в процессе сверления. Данные проведённого эксперимента представлены в графическом виде (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Показания снятые при помощи измерительно-вычислительного комплекса

 

В ходе эксперимента из-за наличия в образце сучков скорость вращения инструментального шпинделя падала до полной остановки, в этот период времени на графике можно увидеть максимальные пиковые силовые показания.

Выполнив ряд экспериментов на ИВК, был сделан вывод, что прибор обладает достаточной точностью для измерения усилий резания.

Разработка данного измерительно-вычислительного комплекса позволит:

·                        В разы сократить трудоёмкость анализа получаемых данных по фактическим усилиям резания;

·                        Одновременно считывать и анализировать данные по всем осям;

·                        Визуализировать процесс обработки изделия в различных графических вариациях;

·                        Наблюдать любые изменения в режиме реального времени как в числовом, так и графическом варианте;

·                        Получать большой массив числовых значений с автоматической записью в табличный процессор Microsoft Office Excel.

 

Список использованных источников

1 Боровиков Е.М., Фефилов Л.А., Шестаков В.В. Лесопиление на агрегатном  оборудовании [Текст]. – М.: Лесн. пром-сть, 1985. – 216 с.

2 Таратин В.В. Лесопильные агрегаты: современное состояние и тенденции их совершенствования [Текст]/ Деревообрабатывающая пром-сть, 1998. - № 1. – С.3-6

3 Таратин В.В., Авксентьев М.П.  Взаимосвязь параметров торцово-конических фрез и технологической щепы [Текст] /Деревообрабатывающая пром-сть, 1993. - № 1. – С.5,6.

4 Таратин В. В. Солнышков Д. М. Раевский В. А Измерительно вычислительный комплекс для определения силовых показателей процессов резанья древесины. [Текст] /Актуальные направления научных исследований XXI веке: теория и практика С 154.