CC BY
8
УКД 674.05.05 Доц. М.1. Пилипчук, канд. техн. наук;
магктр С.П. Степанчук; магктрант М.В. Лобода - НЛТУ Украти, м. Львiв; спещалкт 1.В. Офж - ТзОВ "Компашя "Грифон "
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ДОМ1НАНТНИХ ФАКТОР1В НА ВЕЛИЧИНУ ХВИЛЯСТОСТ1 ПРОПИЛУ У ПРОЦЕС1 ПИЛЯННЯ КОЛОД НА ГОРИЗОНТАЛЬНИХ СТР1ЧКОПИЛКОВИХ
ВЕРСТАТАХ
Внаслiдок проведення експериментальних дослiджень встановлено залежнiсть величини хвилястостi пропилу вщ швидкостi подачi, затупленостi шструмента та вiдстанi мiж напрямними роликами, а також 'х взаeмозалежнiсть мiж собою у вигля-дi рiвняння регресп. Проведено аналiз графiчних залежностей впливу цих факторiв на хвилястють пропилу та встановлено, що його величина визначае перiод стiйкостi пилки та корисний вихщ деревини.
Ключов1 слова: пропил, хвилястiсть, фактор, експеримент.
Assoc. prof. M.I. Pylypchuk; master's degree S.P. Stepanchuk; undergraduate M.V. Loboda - NUFWT of Ukraine; specialist I.V. Ofik - Company "Griffin"
Research of influencing of dominant factors on size of waviness of saw in the process of that saws of logs on horizontal band machine-tools
As a result of experimental researches dependence of size of waviness of saw is set on speed of serve, dullness of instrument and distance between sending rollers, and also their interdependence between itself as equalization of regression. The analysis of graphic dependences of influencing of these factors is conducted on the waviness of saw and set that the size of waviness of saw determines the period of firmness saws and useful forest yield.
Keywords: saw, waviness, factor, experiment.
1. Актуальшсть теми дослщження
На основ! результата попередшх дослщжень [1, 2] процесу пиляння колод на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах встановлено, що одшею i3 яюсних характеристик отриманих пиломатер1ал1в е хвиляспсть оброблено'' поверхш, величина яко'' залежить вщ цшого ряду факторiв. Хвилястють пропилу призводить до додаткових втрат сировини, а також додаткових енерго-затрат на вирiвнювання поверхонь пиломатерiалiв з метою пщвищення 'х точность Оскшьки, на сьогодш за умови високо'' продуктивност ще не досяг-нуто рiвня необхщно'' якост розпилювання [3], то дослщження впливу окре-мих факторiв на величину хвилястост пропилу забезпечить можливють ви-бору таких режимiв пиляння, за яких величина хвилястост пропилу буде мь нiмальною i задовольнятиме вимоги ддачих стандартiв.
2. Методика виконання експериментальних дослщжень
Дослiдження проводились на основi багатофакторного експерименту, виконаного згщно В-плану другого порядку з трьома факторами [4], який пе-редбачае виконання 15 дослiдiв.
На основi аналiзу факторiв впливу на точшсть пиляння стрiчковими пилками та проведених попередшх дослщжень точност розпилювання на горизонтальних стрiчкопилкових верстатах [1, 2] вибрано наступш фактори: швидюсть подачi (Vs, м/хв.); радiус заокруглення головних рiзальних крайок зубiв (р, мкм); вщстань мiж напрямними роликами верстата (Lp, мм) (табл. 1).
Табл. 1. Фактори впливу на хвилястшть пропилу
Назва фактора Позна-чення Код познач. Одиниця вим1ру Значения
мш. макс.
Швидшсть иодач1 V Х1 м/хв. 1 4,6
Рад1ус заокруглення головних р1зальних крайок зуб1в Р Х2 мкм 20 100
Ввдстань м1ж напрямними роликами Ьр Х3 мм 440 760
Параметром оцшки прийнято показник величини середньо! хвиляс-тостi пропилу, методика визначення якого розроблена авторами [2]. Прове-дення експериментальних дослщжень ставиться за мету встановити функць ональну залежнiсть, яка у загальному випадку мае такий вигляд
Усер = /(у5, р, Ьр). (1)
Експериментальш дослiдження проводились у типових виробничих умовах у люопильному цеху ТзОВ "Компашя Грифон" на сучасному стрiчко-пилковому верстатi СКТП 505-2 ^рма-виробник "Панi Галiцiя", м. Львiв).
Для проведення експерименту застосовувалась вузька колодопиляльна стрiчкова пилка з профшем зубчастого вiнця типу WM. Пiд час дослiджень сосновий брус шириною 200 мм, висотою 370 мм i довжиною 3970 мм розпи-лювався на дошки товщиною 20 мм.
Методика визначення параметра оцшки у кожному з дослщв експерименту полягала у виконанш двох основних етапiв:
• вим1рювання в1дхилення точок на иоверхт пропилу по його довжит 1
реестращя результата;
• оброблення результат1в вим1рювання за допомогою ЕОМ.
Для виконання першого етапу було використано спещально розробле-ний давач [5]. Приклад проведення вимiрювань наведено на рис. 1.
Рис. 1. Проведення вимЬрювань за допомогою давача хвилястостi
Оброблення результат багатофакторного експерименту виконува лось за допомогою програми KoefRR 6.0 [6].
Рiвняння регресп у кодових значеннях, яке отримане внаслщок прове деного експерименту i вщповщае умовi адекватностi мае такий вигляд: Усер = 0,2029 + 0,084X! + 0,0696Х2 + 0,0311Х3 +
+ 0,0383^! Х2 + 0,0284X1 + 0,0199Х22
(2)
На основi аналiзу рiвняння регреси у кодових значеннях необхщно вiдмiтити наступне:
• ус значимi коефщенти мають додатт значення, отже збтьшення величини кожного iз факторш впливу зумовлюе пщвищення величини середнъо! хвилястосп;
• при значениях всiх трьох факторiв на нульових рiвнях величина середнъо! хвилястост рiвна 0,2029 мм, тобто ввдповвдае значенню вiльного члена отри-маного рiвняния;
• оскшьки коефiцiент Ь33 е незначимим, то вплив вщстат мiж напрямними роликами на величину середньо! хвилястост мае лшйний характер;
• вплив швидкостi подачi та величини радiуса заокруглення рiзальних крайок зубiв пилки на значення середньо! хвилястостi мае квадратичну залежтсть;
• наявнiсть коефiцiент Ь12 свiдчить про те, що iснуе взаемодiя факторiв швид-костi подачi та радiуса заокруглення рiзальних крайок, тобто фактор швид-костi подачi впливае на змiну величини впливу фактора радiуса заокруглення рiзальних крайок i навпаки.
Р1вняння регреси в натуральних значеннях фактор1в мае такий вигляд Усер = 0,054 - 0,03431^ - 0,001242р + 0,0001944!Р +
+ 0,0005319^р + 0,008765^2 + 0,00001244р2 ' (3)
На основ1 р1вняння регреси в натуральних значеннях фактор1в побудо-вано граф1чш залежност середньо! хвилястост вщ кожного 1з фактор1в впливу, як дають змогу провести бшьш детальний анал1з.
3. Анал1з впливу фактор1в на величину хвилястосп
Вплив швидкост подачь Графжи залежност величини середньо! хви-лястост вщ швидкост подач1 зображено на рис. 2. На рис. 2, а наведено гра-фжи для трьох р1вшв значень вщсташ м1ж напрямними роликами при фжсо-ваному на нульовому р1вш значення затупленост шструмента. Залежтсть Усер = АУб) мае ч1тко виражений квадратичний характер. Тобто, 1з збшьшен-ням швидкост подач1 тдвишуеться швидюсть зростання величини хвиляс-тость Збшьшення вщсташ м1ж напрямними роликами призводить до шдви-щення середньо! хвилястост1, проте характер залежност середньо! хвиляс-тост вщ швидкост подач1 при цьому не змшюеться.
а б
Рис. 2. Графки залежностi середньо'1 хвилястостi пропилу Усер вiд швидкостi подачi У^ а - при р = 60 мкм; б - при Ьр = 600 мм
На рис. 2, б наведет графжи для трьох значень затупленост р1заль-них крайок зуб1в при фжсованому на нульовому р1вш значенш вщсташ м1ж напрямними роликами. Спостер1гаеться залежтсть м1ри впливу швидкост подач1 на хвилястють вщ р1вня гостроти пилки. Якщо пилка гостра, то при
збшьшенш швидкостi подачi вiд 1 до 3 м/хв. середня хвилястють практично не змшюеться (пiдвищення величини середньо! хвилястостi при цьому стано-вить всього 0,02 мм).
Шд час пиляння затупленою пилкою стушнь впливу швидкостi подачi на величину середньо! хвилястостi значно вищий. Зпдно з отриманими за-лежностями, якщо радiус заокруглення становить 100 мкм, то змша величини швидкостi подачi у межах 1 _4,6 м/хв. викличе змшу величини середньо! хвилястост на 0,24 мм.
При змш фактора швидкостi подачi у межах 1...4,6 м/хв. змiна величини середньо! хвилястостi щодо 11 середнього значення (0,203 мм) становить близько 85 %.
Вплив затупленост рiзальних крайок зубiв пилки. Величина впливу затупленост пилки на хвилястiсть пропилу менша, нiж величина швидкостi подачi i також не залежить вщ вiдстанi мiж напрямними роликами Ьр (рис. 3, а). Збiльшення радiуса заокруглення рiзальних крайок пилки вщ 20 до 100 мкм призводить до збшьшення величини середньо! хвилястост на 0,14 мм.
Вплив затуплення пилки на величину хвилястост пропилу залежить вщ швидкостi подачi (рис. 3, б). Збшьшення радiуса заокруглення рiзальних крайок зубiв пилки у межах вщ 20 до 60 мкм i швидкостi подачi 1 м/хв. зу-мовлюе пiдвищення середньо! хвилястостi на 0,01 мм, а збшьшення радiуса заокруглення у межах вщ 60 до 100 мкм - на 0,05 мм. При швидкост подачi 4,6 м/хв. i змiнi радiуса заокруглення рiзальних крайок вiд 20 до 100 мкм спостер^аеться практично лiнiйне зростання середньо! хвилястостi на 0,21 мм.
а б
Рис. 3. Залежшсть середньо'1 хвилястостi пропилу Усер вiдраЫуса заокруглення р головнихрЬальних крайок зубiв пилки: а - при V = 2,8 м/хв.; б - при Ьр = 0,6 м
Таким чином, величина впливу радiуса заокруглення рiзальних крайок зубiв пилки на хвилястють пропилу найбшьше проявляеться у випадку великих швидкостей подачь Порiвняно iз середшм значенням хвилястост пропилу 0,203 мм, зростання величини цього фактора у межах 20.100 мкм зумов-люе змшу значення середньо! хвилястостi майже на 70 %.
Вплив вщсташ мiж напрямними роликами. Згiдно з рiвнянням регреси (2) вiдстань мiж напрямними роликами мае найменший вплив на величину хвилястост пропилу. Залежнiсть величини середньо! хвилястостi вiд вiдстанi
мiж напрямними роликами (рис. 4, а, б) мае прямолшшний характер, при чо-му стутнь впливу цього фактора не залежить вiд ди шших двох факторiв.
Рис. 4. Залежшсть середньо'1 хвилястостi пропилу Усер вiд вiдстанi мiж напрямними роликами Ьр: а - при = 2,8 м/хв.; б - при р = 60 мкм
При змш вщстат мiж напрямними роликами вщ мшмального до максимального значення (Ьр = 440...760 мм) величина середньо! хвилястостi змiнюеться у межах 0,17...0,23 мм, що становить близько 30 % вщ значення хвилястост на середньому рiвнi.
4. Встановлення взаемозалежност м1ж показниками ощнки
хвилястост пропилу
Внаслiдок проведення експериментальних дослщжень отримано рiв-няння регресп (3), яке дае змогу визначити величину середньо! хвилястост за заданих умов розпилювання або розрахувати режимнi показники для задано! величини допустимо! хвилястость Для оцiнки точностi пропилу встановлено додатковий критерш - хвилястiсть за екстремумами [2], тому виникае необ-хщшсть у визначеннi функщонального зв'язку мiж показниками середньо! величини хвилястост пропилу та величини хвилястост за екстремумами.
З аналiзу графiчних вiдображень рiзних форм пропилiв, якi отримано внаслiдок вимiрювань хвилястост у кожному iз дослiдiв експерименту встановлено, що кривi пропилу подiбнi мiж собою за формою i вiдрiзняються зна-ченнями величини хвилястостi. А це означае, що сшввщношення мiж се-редньою хвилястютю та хвилястiстю за екстремумами для рiзних пропилiв повиннi бути близькими за значенням. Проведет на основi результата експериментальних дослщжень обчислення та аналiз вiдношення Уе/Усер на рiз-нiй довжинi пропилiв шдтверджують цю думку (табл. 2).
Табл. 2. Залежшсть вiдношення У/Усер вiд довжини пропилу
Ь, м У /У А е' А сер
0,993 4,46
1,323 5,15
1,985 5,66
2,977 6,26
3,97 7,06
За отриманими даними побудовано графiчну залежшсть Уе/Усер = _/(Ь), (рис. 5), пiсля апроксимаци яко! отримали степеневу залежнiсть
Ув / Усер = 4,57Ь0,3083 , (4)
де Ь - довжина, для котро! розраховуються показники хвилястостi (довжина пропилу), м.
У /У
1 & 1 сер
7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5
4
4,5717х03
У =
Рис. 5. Залежшсть вiдношення
У/Усер вiд
довжини пропилу
Ц м
Ув = 4,5717 Усер Ь0'3083
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Тодi емшрична залежшсть хвилястост за екстремумами вщ середньо! хвилястостi та довжини пропилу мае такий вигляд
(5)
На основi аналiзу залежностi (5) та побудовано! дiаграми (рис. 6) видно, що спiввiдношення мiж значенням хвилястостi за екстремумами та величиною середньо! хвилястост змiнюеться у межах 4,5...7,0 при змiнi довжини пропилу вiд 1 до 4 м.
Висновки
1. Внаслщок проведеного експерименту отримано р1вняння регресп залеж-ност середньо! хвилястост пропилу вщ швидкост подач1, затупленост шструмента та вщстат м1ж напрямними роликами.
2. Вс фактори мають прямий вплив на величину середньо! хвилястост { мь ра !х впливу щодо середнього значення хвилястост становить: швид-юсть подач1 - 85 %, затуплетсть шструмента - 70 %, вщстань м1ж напрямними роликами - 30 %.
3. Залежност середньо! хвилястост вщ швидкост подач1 та величини за-тупленост пилки мають вигляд квадратичних р1внянь, а залежшсть вщ-стат м1ж напрямними роликами носить лшшний характер.
4. Результати досл1дження забезпечують можливють прогнозувати величину середньо! хвилястост пропилу та хвиляспсть за екстремумами, а та-кож визначати режими пиляння за точтстю пропилу на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах з вузькими пилками.
Лггература
1. Пилипчук М.1., Степанчук С.П. Дослщження показникiв точносп розпилювання колод на горизонтальному стр1чкопилковому верстан// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2005, вип. 15.3. - С. 145-152.
2. Пилипчук М.1., Степанчук С.П. Визначення показниюв ощнки хвилястосп пропилу на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах// Наук. вюник НЛТУ Украши: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: НЛТУУ. - 2006, вип. 16.5. - С. 155-161.
3. ГОСТ 24454-80. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. - 34 с.
4. Пилипчук М.1., Григор'ев А.С., Шостак В.В. Основи наукових дослщжень. - К.: Знання, 2007. - 276 с.
5. Степанчук С.П., Пилипчук М.1. Методика вим1рювання величини хвилястосп пропилу пщ час розпилювання колод на горизонтальних стр1чкопилкових верстатах// Наук. вю-ник НЛТУ Укра!ни: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: НЛТУУ. - 2007, вип. 17.3. - С. 123-127.
6. Пилипчук М.1., Степанчук С.П. Методика оброблення результат багатофакторно-го експерименту за допомогою ЕОМ// Наук. вюник НЛТУ Укра!ни: Зб. наук.-техн. праць. -Льв1в: НЛТУУ. - 2006, вип. 16.6. - С. 134-136._
УДК 674.8-41 Ст. викл. Р.Г. Салабай - НЛТУ Украти, м. Львiв
ЗАКОНОМ1РНОСТ1 ВПЛИВУ НАПОВНЮВАЧА НА ВЛАСТИВОСТ1 ДЕРЕВИННО-СОЛОМ'ЯНИХ СТРУЖКОВИХ ПЛИТ
Наведено загальну характеристику соломи як сировини для стружкових плит. Проаналiзовано закономiрностi впливу вмюту солом'яних частинок на фiзико-меха-шчш властивостi деревинно-солом'яних стружкових плит.
Senior teacher R.G. Salabay - NUFWT of Ukraine, L'viv The influence of the filler on properties of wood-straw particleboard
The author gives the characteristics of straw as the raw material for particleboard. The influence of straw particles content on physico-mechanical properties wood-straw particleboard has been analyzed.
Виробництво деревинних стружкових плит (матер1алу, який одержу-ють гарячим пресуванням обсмолених деревинних частинок), оргашзоване першопочатково тшьки для використання вщход1в деревообробки, перетво-рилося у самостшну галузь деревообробно! промисловость Стружков! плити застосовуються здебшьшого в меблевому виробнищв (в личкованому вигля-д1) i домобудуванш (для внутршшх робгг), а також в шших галузях (тарному виробнищш, судно-, авто-, вагонобудуванш тощо) [1].
Широке застосування стружкових плит пояснюеться порiвняно неви-сокою вартiстю, можливiстю одержати плити рiзноi товщини та великого формату при високш жорсткостi i добрiй формостабшьност^ можливiстю ре-гулювати деякi фiзико-механiчнi показники (щiльнiсть, мiцнiсть та ш.) та одержати плити зi спещальними властивостями, однорiднiстю властивостей у рiзних напрямках за площиною плити, невеликою змшою розмiрiв при змiнi температурно-волопсних умов експлуатацii, низькою теплопровiднiстю, при-датнiстю до поверхневого опорядження, естетичним зовтшшм виглядом тощо, а також широка сировинна база, в тому чи^ у виглядi вторинно! сировини лiсовоi, деревообробно! та сшьськогосподарсько! промисловостей та мож-ливють повно! автоматизацii виробництва стружкових плит [1, 2].
Вибiр сировини визначаеться економiчною доцiльнiстю з врахуван-ням ii запасiв, умов заготiвлi, доставляння i зберiгання. Практично будь-яка галузь люового комплексу може давати деревинну сировину для плитних тд-приемств. Найбшьшу долю ii становлять вщходи лiсозаготiвельноi промисло-востi, на як припадае приблизно 40 % вщ об'ему суцiльного вирубування.
