УДК 674.05:620.16

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНАШИВАНИЯ ДЕРЕВОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

 

METHODOLOGY OF RESEARCH WEAR WOODCUTTING TOOLS

 

Шевелева Е.В., Лысенко В.М.

(Брянский государственный инженерно-технологический университет, г. Брянск, РФ)

Sheveleva E.V., Lysenko V.M.

(Bryansk State Engineering-technological University, Bryansk, Russia)

 

Рассмотрены принципы разработки методов испытаний на изнашивание  различных видов  дереворежущих инструментов

The principles of developing methods of testing wear of various types of woodworking tools

 

Ключевые слова: дереворежущий инструмент, изнашивание, испытания, износостойкость

Key words: wood cutting tool, wear process, testing, wear resistance

 

Повышение работоспособности дереворежущих инструментов невозможно без проведения комплекса экспериментальных исследований. Постановка таких исследований не может быть проведена без соответствующего испытательного оборудования и использования эффективной методологии. Согласно принятым подходам обычно используют лабораторные, натурные и производственные испытания.

В результате проведения лабораторных испытаний выявляются ос­новные закономерности изнашивания исследуемых инструментов. Испытания проводятся преимущественно на специальных образцах. Часто лабораторные исследования включают и оптимизационные испытания, которые используются для нахождения благоприятного сочетания факторов, определяющих износостойкость образцов применительно к различным условиям резания древесины и древесных материалов. В результате натурных испытаний уточняются различные пути повышения износостойкости инструментов применительно уже к исследуемым конструкциям и условиям эксплуатации. Установить промышленную эффективность выработанных рекомендаций позволяют эксплуатационные испытания инструментов.

При постановке натурных и эксплуатационных испытаний исследователи часто сталкиваются со значительными трудностями, потому что при их проведении, как правило, сложно учесть всю совокупность условий, в которых возможна эксплуатация каждого из исследуемых инструментов. В связи с этим на этапе планирования всего комплекса исследований важно как можно больше увеличивать долю лабораторных испытаний, так как они менее трудоемкие и менее дорогостоящие по сравнению с натурными и эксплуатационными испытаниями.

Для выявления доминирующих причин, вызывающих изнашивание, многофакторность влияния условий изнашивания на величину износа инструментов вызывает значительные трудности, в связи с тем, что в этом случае исследователю необходимо учитывать значения большого числа факторов. В результате разработка эффективных мероприятий по повышению износостойкости существенно затрудняется.

Для снижения этих сложностей можно на теоретическом этапе исследования предварительно выявить значимость факторов, которые определяют работоспособность конкретных инструментов, провести выбор тех параметров, которые оказывают наибольшее влияние на процесс изнашивания и в зависимости от их уровня оценивать износостойкость исследуемых объектов. Также необходимо учитывать при построении методик исследований, что закономерности влияния многих факторов на сопротивляемость инструментов изнашиванию часто проявляются неоднозначно.

Во многих случаях при проведении исследований необходима дифференцированная оценка сопротивляемости изнашиванию отдельных локальных зон, в которых износ протекает по различным механизмам. Это также связано с определенными сложностями проведения исследований, направленных на повышение износостойкости дереворежущих инструментов. Поэтому в целом для разработки методов повышения износостойкости инструментов, необходима взаимо­связанная минимизация основных составляющих износа по отдельным зонам рабочих поверхностей. 

В связи с этим методики испытаний на изнашивание дереворежущего инструмента важно разрабатывать так, чтобы была возможность воспроизведения возможных видов протекания изна­шивания. Решение такой задачи может осуществляться в результате проведения отдельных испытаний, используя различные образцы, или путем дифференцированной оценки результатов действия альтернативных механизмов изнашивания на одном образце, который воспроизводит рабочую поверхность инструмента.

С технико-экономической точки зрения важным является интенсификация изнашива­ния в процессе исследований за счет реализации ускоренных испытаний. В результате проведении таких испытаний получение выходных значений ускоряется путем увеличения скоростей, нагрузок, температур, а также некоторых других факторов. Ускорение получения данных при натурных и эксплуатационных испытаниях можно обеспечить так же путем экстраполяции износа по времени или его аналогам. Однако форсирование режимов может привести к искажению представления о ведущих механизмах изнашивания и о степени проявления каждого из них в общей картине износа, поэтому к результатам ускоренных испытаний следует относиться осторожно.

Одним из принципов контроля правильности выбора методики исследований является сохранение рядов износостойкости вариантов исследуемых инструментов при различных видах испытаниях. Одним из критериев, подтверждающих обоснованность использования принятой методики, является отсутствие инверсии значе­ний износостойкости.

При разработке методологии износных испытаний дереворежущих инструментов вместе с эксплуатационными условиями, важно также учитывать технологические особенности их изготовления и упрочнения, которые обеспечивают совокупные характеристики состояния функциональных поверхностных слоев инструмента.

При исследовании процессов изнашивания инструментов должны задаваться параметры, способствующие интенсификации изнашивания, такие как динамико-скоростные режимы, особенности химического воздействия, состояние функциональных поверхностей, остаточное напряженное состояние, структурная и геометрическая неоднородности, дефекты, а также должны воспроизводиться реализующиеся при их эксплуатации механизмы.  

При разработке методов испытаний на изнашивание различных видов дереворежущих инструментов важно выявить особенности изнашивания основных групп дереворежущих инструментов в зависимости от их назначения, характерных условий эксплуатации, а так же наличия дополнительных воздействий, которые могут усугубить степень их изнашивания.

Проведения испытаний дереворежущего инструмента на изнашивание необходимо начинать с анализа условий эксплуатации конкретного инструмента и причин его отказов, включая характер износа, особенности его локализации, предельные значения износа. Затем выявляются преобладающие механизмы изнашивания и характер воздействий, интенсифицирующих процесс изнашивания инструментов, далее выбираются методические рекомендации по проведению испытаний.

Такой подход при исследовании сопротивляемости инструментов изнашиванию может способствовать существенному повышению работоспособности различных групп дереворежущих инструментов.

 

Список использованных источников

1 Памфилов Е.А., Лукашов С.В., Кузнецов С.В. Прозоров Я.С. Современные методы исследования коррозионно-механического изнашивания // Известия Самарского научного центра РАН. 2015.  т. 17, № 1. С. 146-149.

2 Памфилов Е.А. Особенности изнашивания и повышения стойкости дереворежущих инструментов // Лесн. журн. 1997. № 1-2. С. 142-146. (Изв. высш. учеб. заведений).

3 Памфилов Е.А., Пилюшина Г.А., Савочкин А.М. Методология триботехнических испытаний // Физика, химия и механика трибосистем. - Иваново: Иван. гос. ун-т, 2006. Вып. 5. С. 9-13.