CC BY
10<Тешетневс^ие чтения. 2016
Характерные осциллограммы удара представлены на рис. 2, а.
Особый интерес представляет наличие обратного двойного пика в начале осциллограммы. Предположительно это влияние упругой деформации наковальни, которую регистрирует (деформацию) пьезоэле-мент датчика.
Были проведены дополнительные опыты по изоляции датчика путём установки упругой прокладки. Осциллограммы ударов с использованием прокладок приведены на рис. 2, б.
Анализируя график рис. 2, б, делаем вывод, что использование упругой прокладки позволяет избежать влияния упругих колебаний на пьезоэлемент датчика.
Расчёт коэффициента преобразования вёлся по методике [1]. В таблице приведены расчётные значения коэффициентов преобразования первых пиков осциллограмм с использованием прокладки на резиновой основе.
Сравнение расчётных и справочных данных показало отличие коэффициента преобразования экспериментального и справочного в лучшем случае (эксперимент № 2) 15 %. Это расхождение можно объяснить влиянием следующих факторов: метрологических (точность установки датчика) и точности установки наковальни, точности преобразования датчика; математических (точность расчёта технологических параметров двигателя).
Несмотря на недостатки, при соответствующей модернизации и настройке стенда возможно использование его как стенда для калибровки датчиков.
Библиографические ссылки
1. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Артюкова О. Е. Конструирование исследовательской установки для электрообработки на базе электродинамического привода // Вестник СибГАУ. 2010. Вып. 4(30). С. 133-137.
2. Фадеев А. А., Анисимова К. Г. Перспективы использования линейных электродинамических машин для обработки материалов : сб. науч. трудов
SWorld. Вып. 2. Т. 4. Одесса : Куприенко, 2013. С. 3-8.
3. ГОСТ ISO 16063-1-2013. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 1. Основные положения. М., 2013.
4. Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 148 с.
5. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Математическая модель работы ударного устройства на основе линейного электродинамического привода // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Ре-шетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 315-316.
References
1. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Artyukova O. E. [Construction of research facilities for electrobraid on the basis of electrodynamic actuator] // Vestnik SibGAU. 2010. № 4. P. 133-137. (In Russ.)
2. Fadeev А. А., Anisimova K. G. [Prospects for the use of the linear electrodynamic machines for material processing] // Collection of scientific papers SWorld. 2013. Iss. 2, Vol. 4. P. 3-8. (In Russ.)
3. ISO 16063-1:1998. Methods for the calibration of vibration and shock transducers. Part 1. Basic concepts.
4. Chestakov I. Y., Struk A. I., Fadeev А. А. Lineynye electrodinamicheskie dvigately. Konstruiro-vanie. Practicheskoe ispolzovanie (Linear electrodynamic motors. Design. Practical use). SibGAU. 2011. 148 p
5. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Eresko T. T. [A mathematical model of the percussion device on the basis of the linear electrodynamic actuator] // Materialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2014. P. 315-316. (In Russ.)
© Фадеев А. А., Ереско Т. Т., Малышкин А. Е., 2016
УДК 674.815
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА ТЕРМОСИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
П. В. Цаплин, С. П. Ереско
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривается эффективность применения метода термосилового воздействия при обработке поверхности древесно-стружечных плит по отношению к шлифовальным лентам. Приводится технико-экономическое обоснование этого метода.
Ключевые слова: качество поверхности, метод термосилового воздействия, шероховатость обрабатываемой поверхности, экономическая эффективность.
Механика специальных систем
EFFICIENCY OF THERMOPOWER IMPACT METHOD FOR SURFACE TREATMENT OF WOOD-SHAVING PLATES
P. V. Tsaplin, S. P. Eresko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The article discusses the efficiency of thermal and force effects in the surface treatment of wood-based panels relative to the grinding belts. There is a feasibility study for this method.
Keywords: surface quality, method of thermal and force effects, the surface, economic efficiency.
Введение. Калибрование полноформатных древесных композитных плит на широколенточных шлифовальных станках сопровождается высокой стоимостью, повышенной энергоемкостью, металлоемкостью, низкой стойкостью шлифовальных лент, невозможностью обработки заготовок за один проход при их большой разнотолщинности, запылённости, что делает необходимостью разрабатывать новые калибровочные станки, менее металлоёмкие, для заготовок плит после раскроя больших форматов.
Калибровка малых заготовок снимает эти дефекты плит, обеспечивая требуемое качество непосредственно перед облицовыванием. За последние десятилетия предложены различные способы и устройства для калибрования древесных плит, исключающие применение шлифовальной ленты, но они не получили распространения, так как также не лишены недостатков.
Качество поверхности, полученное методом термосилового воздействия на экспериментальном станке и методом шлифования на промышленном шлифовальном станке, показано на фотографиях (см. рисунок).
Различие структуры поверхности плит после обработки термосиловым воздействием и методом шлифования
Необходимо отметить, что чистота поверхности плиты, получаемая на экспериментальном станке методом термосилового воздействия, обладает более мелкой фракцией стружки. При этом шероховатость поверхности, обработанной на экспериментальном станке, достигает 166 мкм, на промышленном шлифовальном станке - 400-500 мкм, тогда как чистота поверхности плиты, получаемая на шлифовальном станке <Жаита Repola», обладает более крупной фракцией стружки. Это означает, что плиты, подготовленные на опытном экспериментальном станке методом термосилового воздействия, более подходят для дальнейшего облагораживания и ламинирования, необходимых для изготовления изделий для производства мебели.
Шероховатость обрабатываемой поверхности древесных материалов регламентируется по ГОСТ 7016-82, характеризуется разными показателями неровностей и видом обработки, а также наличием или отсутствием ворсистости и мшистости [1]. Отметим, что параметры шероховатости Rm поверхности шлифованных древесно-стружечных плит, регламентируемые данным стандартом, лежат в пределах от 12,5 до 500 мкм [1]. Обработанные нами на опытном калибровально-шлифовальном станке плиты соответствуют требованиям существующих госстандартов.
Оценку энергопотребления можно провести, сравнивая затрачиваемую мощность на режиме, при котором была получена самая низкая шероховатость по Rm (Аобщ), и мощность, затраченную в процессе калибрования ДСтП шлифовальной лентой (А).
Потребляемая мощность при оптимальных параметрах обработки плиты на процесс калибрования поверхности ДСтП винтовой фрезой с двумя степенями подвижности и мощность, развиваемая при процессе термосилового воздействия металлической пластиной с учётом силы трения, составляет
А0бщ = N1 + N2, = 1 106, 48 Вт, (1)
где Аобщ - мощность, затрачиваемая опытной экспериментальной установкой, Вт; N1 - мощность, затрачиваемая на процесс калибрования, Вт; А2 - мощность, затрачиваемая на процесс термопротяжки, Вт.
Мощность, затраченная на процесс калибрования ДСтП шлифовальной лентой, равна [2]:
Т = ( а ш + а ) м = 1 573,2 Вт, (2)
где q - удельное давление шлифования, q = 5кПа; Fк - площадь контакта; для заготовки шириной 0,285 м, снимаемым слоем 0,35 мм и диаметром барабана 0,3м, Fк = 0,00912м2; ^ ш - коэффициент шлифования, для ДСтП fш = 0,75; f - коэффициент трения качения обратной стороны ленты,/ = 0,4; V - скорость резания, V = 30 м/с.
В линиях шлифования плит учавствуют три блока шлифования (грубая, средняя, мелкая) для достижения требуемой шероховатости. Тогда общий расход мощности при способе шлифования лентой составит ЗА = 1 573,2 х 3 = 4 719,60 Вт. (3)
С учетом использования нового способа калибрования плит без шлифовальной ленты энергопотребление снижается в 4,3 раза:
3А / А0бщ = 4 719,60 / 1 106,48 = 4,3. (4)
Экономическая эффективность данного способа очевидна.
Решетневс^ие чтения. 2016
Таким образом, приведена сравнительная оценка энергопотребления на опытном экспериментальном станке и шлифовальном станке, которая выявила 4-кратную экономию энергии предлагаемым способом. Доказана эффективность способа термосилового воздействия в получении шероховатости композитных плит до 166 мкм при значительно меньших затратах [3; 4].
Библиографические ссылки
1. ГОСТ 7016-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Параметры шероховатости поверхности : взамен ГОСТ 7016-75, введ. 01.07.83. М. : Изд-во стандартов, 1987. 5 с.
2. Карасёв В. А. Широколенточные шлифовальные станки. М. : Лесн. пром-сть, 1977. 177 с.
3. Патент РФ № 94503. Устройство для снижения шероховатости плитных изделий из древесины : Сиб. гос. технолог. ун-т (ДЦ) / А. Г. Ермолович, В. В. Ромашенко, П. В. Цаплин, И. Н. Шахворостов, А. В. Пашихина ; заявл. 28.04.2009 № 2009116197/22, опубл. Б.И., 2010 №15 МПК В 27 М 1/02 (2006.01).
4. Ромашенко В. В. Совершенствование оборудования и процесса обработки древесно-стружечных
плит : дис. ... канд. техн. наук / Сиб. гос. технолог. ун-т 2009. 134 с.
References
1. GOST 7016-82. Products from wood and wood materials. The parameters of surface roughnes]. instead of GOST 7016-75, intr. 01.07.83. M. : publishing house of standards, 1987. Р. 5.
2. Karasev V. A. Wide grinding machines. Moscow : Lesn. industry, 1977. 177 р.
3. RF patent № 94503. Device for reducing the roughness of the slab of wood products. [Text] GOU VPO Siberian state technological University (RU) / A. G. Ermolovich, V. V., Romashenko, P. V. Tsaplin, I. N. The shakhvorostov, A. V. Pashihin ; Appl. 28.04.2009 № 2009116197 / 22, publ. B. I., 2010, № 15 IPC 27 M 1/02 (2006.01).
4. Romashenko V. V. Improvement of equipment and processing of chipboards : the dissertation on competition of a scientific degree Ph. D. / Siberian state technological University in 2009. 134 р.
© Цаплин П. В, Ереско С. П., 2016
УДК 674.815
КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ
ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
П. С. Шастовский, А. В. Кустов, С. П. Ереско
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Описывается производство композиционных древесных материалов с замещением части основного сырья возвратными отходами от форматной обрезки и калибровки посредством замены шлифования фрезерованием, зачастую используемых в авиационной промышленности.
Ключевые слова: снижение расхода сырья, возвратные отходы, связующее, калибровка, замена шлифовки фрезерованием, фракционный состав, древесно-стружечные плиты.
INTEGRATED RECYCLING IN THE PRODUCTION OF COMPOSITE
MATERIALS WOOD
P. S. Shastovskiy, A. V. Kustov, S. P. Eresko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
This article describes the production of composite wood materials with replacement of the main raw material recyclable waste from the format trim and calibration by replacing grinding milling, it is often used in the aviation industry.
Keywords: reduction of consumption of raw materials, ing milling, fractional composition, particle board.
Введение. Производство композиционных древесных материалов - одна из наиболее активно развивающихся подотраслей деревообрабатывающей про-
recyclable waste, binder, calibration, replacement of grind-
мышленности. Она перерабатывает низкокачественную древесину и древесные отходы, получая при этом качественные листовые и плитные материалы,
