CC BY
7
Науковий внпик. 2001, вип. 11.4
Розшл 111
ТЕХНОЛОГ1Я ТА УСТАТКУВАННЯ ДЕ1»ЕВ00Б1>01»1111Х
мцшмкмгп;
УДК669.15 Проф. В.М. Гопубець, д.т.п.; acnip. О.В. Бтоус - УкрДЛТУ
ПОБУДОВА РЕГРЕС1ЙН01 МОДЕЛ1 ДЛЯ ДОСЛЩЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЗНОШУВАННЯ ПРИ PI3AHHI ДЕРЕВИНИ 1НСТРУМЕНТОМ 13 СТАЛ1 У8 3 КОМПЛЕКСНИМ ПОКРИТТЯМ
Представлено побудову perpecifmoi модел1 дослщження процесу зношування при pi-занш деревнни шетрументом 13 стшп У8 з комплексным покриттям. На ЕОМ проведена оптимпашя режимних параметр1в шляхом lrepauiii, яка показала, що найменше значения штенсивносп зношування 1з= 18,821 х 10"3 мг/км спостер1гасгься при шачепш шпидкосп р1зання V = 9 м/с i питомому навантажешп Р= 10 И. При збшыпенш швидкосп рпання i навантаження процее точшня деревини покращуеться, штененвшеть зношування шетру-мету з комнлексним покриттям зменшуеться i вщповщно продуктившеть дсрсиооброоки шдвищуеться.
V.M. Holubets, О. V. Bilous - USUFWT
Building the regressive model to research the threadbare process during cutting of wood with steel instrument (steel y8) with complex covering
In this work presented the building of regressive model to investigate the threadbare process during cutting of wood with steel instrument (steel Y8) with complex covering. On computer was conducted optimization of regimen parameters by iteration way, which shown, that least significance of the threadbare intensity 1з= 18,821xl0"3 мг/км we observe during significance speed cutting V = 9 м/с and specific weight P = 10 H. During increasing speed cutting and weight process of sharpness wood get better, threadbare intensity instrument with complex covering decrease and accordingly timber productivity increase.
Дослщи на зношування при 4нксованих значениях питомого навантаження 1 швидкосп ковзання не несуть достатньоТ ¡нформацп про придатшеть доогпджу-ваного покриття для змщнення pi>xy4oro ¡нструменту. Необхщна бшьш широка ■нформащя про вплив перерахованих та ¡нших фактор4в на ¡нтенсивнють зношування.
Вщомо, що тертя ¡нщюе в поверхневому iiiapi ¡нструменту розвиток цшоТ гами ф1зико-х1\пчних, фазових, дифузшних i деформацшних npouecie, HKi насп-льки складно взаемозв'язаш, що кшыасний опис цих явищ, виходячи з основних положень фундаментальних наук, е неможливим. При дослщженш процеав тертя 12^£Щування будь-яких спряжень, в тому числ1 i стального деревор1зального ¡н-
олопя та устаткування дерсвообробннх пщприсмсгв 1 09
струменту з комплексним б1нарним покриттям теля ыл i лазерно1 оориики ни деревиш, необх1дною умовою експерименту с встановлення зв'язку míjk величиною ¡нтенсивносп' зношування, з одного боку, i параметрами цього процесу (пи-томого навантаження i швидкост1 р1зання), з другого. Встановити такий зв'язок можна, побудувавши perpeciiÍHy модель.
EMnipuMHi закономфносп зв'язку умов випробування з величиною ¡нтен-cubhoctí зношування виконаш нами для ¡нструментальноУ стал1 У8.
Материалы i методика досл'1джень. Дослщжували ¡нтенсившсть зношення розробленого б1нарного покриття, нанесеного комплексним методом (EIJT+ОКГ) на сталь У8, при моделюванш процесу р1зання 3pa3K¡b Í3 дуба (bmíct вологи 12 %).
Процес р1зання зразюв з дуба дтметром 100 мм i шириною 25мм тестували (моделювали процес р1зання) на машиш тертя МТ-68 в napi ¡з стальним р!зцем, який мав форму чотиригранно'Г трамщи з кутом при вершит 45 Швидкють pi-зання становила 3, 6 i 9 м/с (в1дпов1дно шлях рвання 0,9; 1,8 i 2,7 км), навантаження дор1внювало 10, 20 i 30 Н. Дослщи проводили при поеднанш обертового i зворотно-поступалышх pyxrn. Тривалкть точшня становила 300 секунд. P¡3ui зва-жували до i шсля випробувань i визначали ¡нтенсившсть зносу (1з, мг/км). Результата дослщжень зведено в табл. 1.
Табл. I. 1нтенсившстъ зношеннярпц'ш з комплексним покриттям на cmwii У8
Шпидюсть V, м/с Навантаження Р, Н I нтенсившсть зношення 1„ мг/км
сталь У8+(Е1Л+ОКГ)
3 10 0,095
6 10 0,025
9 10 0,004
3 20 0,180
6 20 0.025
9 20 0.009
3 30 0.800
6 30 0,450
9 30 0,030
За представленими в табл. 1 результатами випробувань побудована регре-с1йна модель впливу умов випробувань - питомого навантаження Р I швидкосп р1зання V - на ¡нтенсившсть зношування пари "деревор1зальний ¡нструмент - деревина".
Статистичшш апалп резуяьтапйв експерименту. У результат! попере-дш'х дослщжень встановлено, що ¡нтенсившсть зношування е випадковою величиною 1 гпдлягае нормальному розподшу. Перев1рку розподшу зд1йснювали за допомогою критерпо ГПрсона:
' ¡<п,р
p,N
(1)
де: N -
об'ем BnóipKn; m¡ - частота попадания в i-му ¡нтервалц Р, -Ф(:2) - Ф(->) -теоретична 1мов1рн!Сть появи випадковоТ величини.
Статистичний анал1з результате експерименту проводили у такт послщо-bhoctí (результат» анал1зу подано у табл. 2):
110
36ipitiiK лауково-техжчинх праць
Табл. 2. Статистична обробка результат¡в експерименту у випадку застосування сталг У8 з комплексным покриттям
Швидюсть р1зання V, м/с Питоме навантаження Р,Н Ьггснсившсть зношування, 1з х10"', мг/км Диспер-сш, Б1 Середньо-квадратичне вдаилення, 8 Коефщент: вар1аци, V Середньо-квадрагичне вщхшення, 81 Показник точности, Р
1з, Ъг Ьз Ь4 " Л'Гр
3 10 94,03 93,100 95,95 96,90 95,000 3,0211 1,7381 1,8296 0,8691 0,91
6 10 24,75 24,620 25,25 25,50 25,000 0,1719 0,4146 1,6586 0,2073 0,83
9 10 3,91 3,930 4,07 4,08 4,000 0,0081 0,09 2,2488 0,045 1,12
3 20 179,10 176,100 181,80 183,20 180,000 9,83 3,1353 1,7418 1,5676 0,87
6 20 26,64 24,500 23,85 25,21 25,000 1,4321 1,1967 4,7868 0,5983 2,39
9 20 8,87 8,820 9,12 9,18 9,000 0,032 0,179 1,9884 0,0895 0,99
3 30 792,00 784,000 808,00 816,00 800,000 213,33 14,606 1,8257 7,303 0,91
6 30 441,00 436,500 459,00 463,50 450,000 175,5 13,248 2,9439 6,6238 1,47
9 30 28,50 28,800 31,20 31,50 30,000 2,46 1,5684 5,2281 0,7842 2,61
визначали середне значения виб1рки
визначали дисперсно
И-
(2) (3)
• середньоквадратичне вщхилення
Б = (4)
Для оцжки змшюваносп (вар4ацп) випадкових величин використовували коефщгент вар1ац1У
V = -100%. (5)
у
Визначали середньоквадратичну похибку середнього значения
*>тЖ <6)
Показник точности дослщу (середнього значения)
V
Р = — \ 00% = -7=. (7)
у Таг
Визначали необхщну кьлыисть дубльованих спостережень у кожному до-слш основного експерименту за формулою:
У21(а./)2
п>
(8)
прийнято п = 4.
Вщкидали груб1 промахи за /- критер1ем Стьюдента.
Перев1рку однорщносп дисперсп у дослщах проводили за С-критер1ем Кохрена. Розрахункове значения критер1ю Кохрена розраховували за формулою:
(9)
де 52у,„а1: - найбьльша дисперая у дослщах.
Розрахунок коеф 'щ '1ент '1вр'тшнпярегреси. За допомогою ЕОМ знаходили вид р!вняння регреси, яке б адекватно описувало об'ект дослщжень. 3 уЫх вар1ан-т1в (показникова залежнють, експоненщальна залежшсть, полшом першого порядку, полшом другого порядку, полшом третього порядку) найбшьш близьким до реального об'екту виявився вар1ант з використання полжому другого порядку.
Р1вняння регрес!У, яке можна отримати в результат! проведених досш-джень, мае вигляд:
У = Ь0 + I Ь(х-, + £ Ьгхгх/ + X Ьих1,
(Ю)
/=1
/=1 >=1
[12
Зб||шпк науково-техшчинх п|мн*ь
Науковий вниик, 2001, вип. 11.4
де" Ьо - В1льний член; Ь, - лшшний коефщ1ент; Ьу - взаемодЫ фактор^ (7 Ь„ -
квадратнчний коефщ1ент.
Для матер1алу деревор!зального ¡нструменту ¡з стал1 У8 загальний вигляд регресшноТ модел! такий:
у = Ьд+ Ь,х, + Ъ2х2 + Ь12х1 х2 + Ьих] + Ъпх\ + Ьп,2х]х2 + Ь22Чх]у
(П)
Перев1рку адекватносп математичноУ модел1 здшснювали за допомогою критер1я Ф1шера.
До цього розраховували дисперсно адекватности математичноУ модели
I а<} У=1
(12)
де: и - юлькють дубльованих спостережень;/,,, - кшьккть степежв вол1 дисперсп адекватности N - юлыисть дослав; Р - кшьюсть оцшюваних коефщ1ент1в р1в-няння регресп; у ■ - середне значения результате експерименту в дослш; у? -розраховане за р1внянням регреси значения вихщноУ величини.
Розрахункове значения критер1ю Фшера Рро]р = / Б2у пор1внювали з табличним значениям критер1ю, яке залежить вщ р1вня значимости <7, числа ступе-шв в1льносп дисперсп адекватноси /а,, та числа незалежних оцшок дисперсш/|,. Якшо Ь"ртр </гт„й, тод1 модель вважалася адекватною 1 могла бути використана для опису об'екта. В протилежному випадку модель вважапась неадекватною.
Умова Рро1р </*™,д, виконуеться, тому модель можиа вважати адекватною для режиму р1зання ¡нструментом ¡з стагн У8 з комплексним покриттям.
Отримано коефвденти р1вняння регресп для модел1 виду (11), значения яких подано в табл. 3.
Табл. 3. Коефщгспти р/вняння регреси
Ьо 1130.47476 ь„ 8,79169218
ь, -193,829959 Ь22 4,22958077
ь2 -125,565266 Ь||.2 -0,31916669
ь,2 15,6069166 Ь22.| -0,43634837
ГПдставивши коефщкнт регресп з табл. 3 у р1вняння (11), отримаемо для вщповщних значень швидкост! рЬання К та питомого навантаження Р розрахун-ков1 значения штенсивноси зношування 1з (табл. 4). Для випадку полшома 2-го порядку сума квадрата вщхилень ¡нтенсивностей зношування 1зекспер та 1зро1р мь шмальна 1 становить 2625,316981x10° мг/км.
V, м/с 1\ II 1зсеох10'"',мг/км 1зто,„х 10" , мг/км
3 10 95,000 103.993515
6 10 25.000 27,00730847
9 10 4.000 18.82155794
3 20 180,000 163,9840453
6 20 25,000 60,31679663
9 20 9.000 2.683Е-11
30 800.000 808,0817076
30 450.000 431,9243932
9 30 30.000 41,66752718
СУМ. кв. 2625.316981
Хиоло1|я та устаткування деревиобробних пщмрнсмств
из
Використовуючи р1вняння регреси (11) та коефщ1енти регреси з табл. з проведено табулювання отриманоТ залежност! (табл. 5).
Табл. 5. Результата табулювання функцп
Р/У 3 4 5 6 7 8 9 ~
10 103,99 61.798 30,80266 11,0073085 2.41200767 5,0168 18,822
20 163,98 124.61 90,055829 60,3167966 35,39448086 15.289 ЗЕ-11
30 808,08 684,26 558,87678 431,924393 303,405388 173,32 41,668
АналЪ отримапих р1виянъ регреси для дереаор'палыюго шструменту /3 сталг У8 з комплексным покриттям. Загальний вигляд отриманого регреа иного р1вняння у координатах (V, Р) можна записати наступним чином:
1зн=1130,5-193,8У-125,5Р+15,6УР+8,8У2+4,2Р2-0,ЗУ2Р-0,4Р2У. (13) Зпдно з даними табл. 5 побудоваш графшш запежносл ¡нтенсивно<гп зношу-вання 1з вщ величин швидкосп р1зання V \ питомого навантаження Р (рис. 1,2, 3).
покриттям «/<) питомого навантаження Р при рпних швидкостях рпання У: 1 - V =
3 м/с; 2-6 м/с; 3-9 м/с
Рис. 2. Залежшсть ¡нтенсивноспй зношування 1з для cnta.ni У8 з комплексным покриттям ей) швидкоспи рпання У при раних питомих навантаженнях Р: I - Р =
10 Н; 2-20 Н; 3- 30 Н
Анал1зуючи отримаш дат, можна зробити висновок про те, що у вах ви-падках простежуеться закономфшсть зменшення ¡нтенсивносгп зносу (12) залежно вщ збшьшення швидкост1 р1зання. При швидкост1 р^зання (У=3 м/с) 1 навантажен-ш (Р=30 Н) р1зець спрацьовуеться ¡нтенсившше, шж при У=9 м/с 1 Р=30 Н, що можна пояснити тим, що волокниста неоднорщна структура сухо'1 деревини чинить отр проникненню р1зця. Але ¡з збтьшенням швидкосп рпання ефектившсть
114
Зб1|шнк наукгово-техжчннх ираиь
„¡зання дсрсвини зростае, зносостшкють р1зця шдвищуеться. Цьому значною м1-рою сприяе той факт, що при проникненш р1зця в структуру деревини вщбувасть-ся процес пружноУдеформацп, волокна деревини иатягуються, стискуються, згру-повуються, а потш пщ д1ею р1зця ршуться. При подальшому збшьшенш швидко-СТ1 р!зання волокна не встигають стискуватися \ згруповуватися, вони вщразу пе-оер1заються I вщповщно покращуеться процес р1зання. ^ 1з х10'\ мг/км
□ 700-800 Ш 600-700 В 500-600
■ 400-500
□ 300-400
□ 200-300
■ 100-200 Н 0-100
V, м/с
Р, н
Рис. 3. Д'юграми ттенсивноспй зношування 1з для стал'1 У8 з комплексным покриттям залежно ей) питомого наванпшження Р / швидкоспй ргзання V
Вщомо, що при р1занш деревини вщбуваються складш процеси, утворю-еться зона деформацн, вщбуваеться вщокремлення стружки 1 п деформування, виникають сили, ям долають тертя елемештв стружки 1 р1зця \нж собою 1 об деревину. У цих процесах велику роль вщ1грае порода \ волопсть деревини, напрям р1зання, товщина стружки, стушнь затупления р1зця, швидмсть р1зання 1 подача, стушнь натиску на деревину перед р1зцем, форма леза р1зця (площа контакту) 1 т.д. Вплив кожного з перерахованих фактор1в на процес точшня важко визначити, тому переважно оперують сумарною силою, яку необхщно прикласти для подо-лання вс1х опор1в, що виникають при р1занш деревини.
На ЕОМ проведена оптимпащя режимних параметр1в шляхом ¡терацш, яка показала, що найменше значения штенсивноси зношування простежусться при значенш швидкосп р1зання V = 9 м/с 1 питомому навантаженш Р = ЮН.
При збшьшенш швидкосп р1зання процес точшня деревини покращуеться, ¡нтенсившсть зношування ¡нструменту з комплексним покриттям зменшуеться { вщповщно продуктившсть деревообробки шдвищуеться.
УДК674.815-41 Доц. В.В. Шостак, д.тм. - УкрДЛТУ
РЕМОНТОПРИДАТШСТЬ ЕЛЕКТРИЧНО! ЧАСТИНИ Л1НН ПРЕСУВАННЯ ДЕРЕВНОСТРУЖКОВИХ ПЛИТ
Всгановлсно, що трива-нсп. вшновлення тлчастшш елсктричних машин мае розпо-Д'л Гшдснка-Вейбулла, а шдчастини елсктричних апаратт мае експоненшалыши розпо-Д'л. Визначеш ¡мошриоезз в 1 дм он кожно! з шдчастин та 1.мошршсть одночасно! вшмови обох шдчастин
