CC BY
10
Науковий вкник, 2001, вип. 11.1
Роздт
ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ ДЕРЕВООБРОБНИХ П1ДП1ЧЮ1СТВ
УДК 684.001.2 Доц. С.В. Гайда, к.т.н. - УкрДЛТУ
РОЗРАХУНОК КОРПУСУ МЕБЛЕВОГО ВИРОБУ НА М1ЦН1СТЬ
Даеться розрахунок мiцностi корпусу меблевого виробу. Наводиться детальна методика визначення граничних значень товщини плити в найбшьш небезпечних перерiзах та приклади розрахунку.
S. V. Gayda - USUFWT Calculation of a body of a furniture workpiece on strength
The strength calculation of a body of a furniture workpiece is given. The detail technique of definition of limiting values of thickness of a table in most dangerous section and examples of calculation is resulted.
Будь-який меблевий вирiб перевiряють на мщнють, зокрема, починають з розрахунку мщност корпусу. При цьому виходять з таких мiркувань. Найбшьш небезпечш напруження виникають у вузлах корпусу виробу в процес його пере-мщення в момент зустрiчi шжки з перешкодою (рис. 1). Як результат - вирiб на-хиляеться вщ дГ1 сили Р, що показано пунктирними лiнiями.
Зусилля Р для перемщення виробу визначаеться з виразу суми моменпв, наприклад, вщ точки А, та при умов^ що H >> h, h ^ 0, маемо:
{P(H-a)JQ^OdiH}, (1)
2 Ksn 2(H - a) V 7
де: Q1 - маса виробу, кг; Q2 - маса предмепв, що зберiгаються у виробi (для роз-рахункiв - Q2=0,5...2Qj), кг; g - прискорення вшьного падiння, м/с ; I- вщстань вiд опори (шжки) до мюця прикладання сили Р, м; H - висота виробу, м; а - вщ-стань вщ горшнього щита до мюця прикладання сили Р (для розрахунюв прийма-емо - а=1/4Н), м.
Якщо горизонтальне перемiщення виробу проводити повшьно, пiсля його повного звшьнення вiд предметiв, що там збер^аються (Q2=0), то для розрахунку максимального навантаження на бокову стшку виробу при горизонтальному пе-ремiщеннi рекомендуеться така формула:
Технологiя та устаткування деревообробних пщприемств
85
Р.
-ш,
2H - атах
де: я - ширина виробу, м; Н - висота виробу, м; ат висоти виробу до прикладено! сили Ртах, м.
[ виробу до прикладено! сили Рта
(2)
■ максимальна в1дстань в1д
Рис. 1. Схема да сил на корпус виробу тд час його перемЩення
Коли положення корпусу виробу нестшке (пунктирш лши), то у вузлах А, В, С, Б виникають згинаюч1 моменти МА, МВ, Мс, Мв. Так, у вузл1 А момент МА визначаеться за формулою, Нм [2, 3]:
РНп
ИЛ= РНп (1 -Я)-
2
(1 -Я2)[(2 +/ + Я +Я/)к + 3а],
де а, Я, к - допом1жш величини, як визначаються за формулами:
I I
а Нп ,
Я =— ; и =—-; к = -
Нп I 21 + Н„
I + 6Нп
(3)
(4...7)
де: Р - прикладене зусилля на ввдсташ а в1д точки Б, Н; Нп = Н-к - висота корпусу, м; к - висота шжок виробу, м.
Необхвдну товщину стшок 8 у вузл1 А залежно ввд часу ди моменту МА (табл. 1) можна приблизно визначити за формулами [1.3]:
6ИА
,або 8 =
6ИА
(8, 9)
\Ь[аз; 1 \Ь[аж' 1
де: Ь - ширина щита, м; \згк ], \з/ ] - допустим! напруження при згиш ввдповвдно за короткотривало! та довготривало! ди моменту МА, МПа.
$
Науковий вкник, 2001, вип. 11.1
Тяйл^дляДСПтмщиною88=17^м
Ушфжоваш шири-ни бокових щитiв Личювка натуральна Личювка синтетична
аз" =18МПа \з/ ]=10 МПа \\з/ ]=17,4 МПа \згд ]=9,4МПа
332 286,2 159,0 276,6 149,5
416 360,0 200,0 348,0 188,0
560 484,2 269,0 468,0 251,9
Приклад розрахунку мщносл корпусу
Визначити найменшу товщину личкованих щипв 8комоду вагою Q1=50 кг у А, при якш не вiдбудеться руйнування виробу в процеа його перемiщення в момент зустрiчi нiжки ви-сотою й=100 мм з перешкодою за короткотривало! та довготривало! ди моменту МА. Габаритнi розмiри виробу: Н=1100 мм; ширина s=1000 мм; глибина 6=416 мм. Шжки змiщенi вщ вертикаль-них стiнок на s0=100 мм.
Розв 'язок.
Ввдповщно до методики розрахунку на мщшсть корпусу виробу знаходимо зусилля, що перемщуе вир1б, з виразу суми моментав ввдносно точки А за формулою 1: де - маса виробу, кг; Ц2 - маса предметав, що збер1гаються у виробу (приймаемо Q2=1,4Q1=7n кг),^ - прискорення вшьного падшня, (приймаемо g=ln м/с ); I - ввдстань ввд шжки до мкця прикладання сили Р (I = я - $п = 1,п-п,1 = п,9 м); Н - висота виробу, м; а - вщстань в1д горшнього щита до мшця прикладання сили Р (приймаемо - а=1/4Н=п,275 м).
Таким чином:
Р = (50 + 70) • 0,9 • 10/ 2 • (1 - 0,275) = 654 Н.
Наступним кроком розрахунку е знаходження моменту МА у вузлi А :
рн
МЛ= РНп(1 -Я)--2^(1 -Я2 )[(2 + и + Я + Я/)к + 3/а],
де: Нп - висота корпусу виробу (Нп = Н -к= 1,1 - п,1 = 1,п м); а, Я, /и, к - допомь жт величини, яю визначаються за формулами:
Я= »25 = п,275; и= 1п = 111; к = п'9 = п,32; а= п'9 = Щ3. 1,п п,9 2 • п,9 + 1,п п,9 + 61,п
Тодк
МЛ= 6541Д1-п,275)-654'1°(1-п,2752^(2+1,11+п,275+ п,275-1,11)п,32+3 1,11п,13] = 111 Н м
Необхiдну товщину щитiв 8у вузлi А за короткотривалово! та довготривало! ди моменту МА можна приблизно визначити за формулами 8, 9:
6111 _ \6М. I 6111 ,„ _
= 9,43мм; 8= -=-= 12,65 мм,
\Ь[агК] V п,416 18 7 \b\Jj V п,416 1п
де: Ь - ширина бокового щита, м; МА - момент сил опору у вузлi А, Нм; \\згк], \\згд ] - допустимi напруження при згиш вiдповiдно за короткотривало! та довготривало! ди моменту МА, МПа (Ь дод. 6, [2], \згк] = 18, а \з/] = 10 МПа).
Таким чином, для того щоб не вiдбулося руйнування корпусу виробу тов-щина личкованих щилв у вузлi А повинна бути бшьшою нiж 9,43 мм - для короткотривало! ди моменту МА та бiльшою нiж 12,65 мм - для довготривало! ди. Запас мiцностi при цьому ввдповвдно 17 : 9,43=1,8 та 17 : 12,65=1,35 рази.
Технолог1я та устаткування деревообробних шдприемств
87
Лiтература
1. Барташевич А.А., Богуш В.Д. Конструирование мебели: Учебн. пособие - Мн.: Выш. Шк., 1998. - 343 с.
2. Гайда С.В. Рацюнальне конструювання виробiв з деревини: Навч.-метод. посiбник. Львiв: ЦНТЕ1, 2001. - 93 с.
3. Заяць 1.М. Технолопя виробiв з деревини: Навч. поабник. - К.: 1СДО, 1993. - 296 с.
УДК 669.15 Acnip. О.В. Бтоус; проф. В.М. Голубець, д.т.н.;
доц. О.Б. Гасш, к.т.н. - УкрДЛТУ; пров.н.с. О.Й. Юга - 1ПМНАН Украти
ВПЛИВ РЕЖИМ1В Р1ЗАННЯ НА СТ1ЙК1СТЬ 1НСТРУМЕНТУ ПРИ ТОЧ1НН1 ДЕРЕВИНИ
Важливою вимогою в деревообробнш промисловостi е шдвищення ефективностi процесу обробки деревинного матер!алу i зменшення зносу рiжучого шструменту. Цю проблему можна вирiшити шляхом нанесення рiзних зносостiйких покриттiв на рiжучу частину iнструменту. Поеднуючи електроюкрове легування (Е1Л) з лазерною обробкою, як показали ранiше проведенi нами дослщження [1], можна суттево шдвищити ефектив-нiсть обробки деревини.
O. Bilous, V. Holubets, O. Hasiy - USUFWT, O. Yuga - IPM
Influence of cutting regimes on persisting characteristic of tool in turning of
wood
The aim of this work - is to research the threadbare of cutting instrument strengthened by combine technology and determine the cutting power depends on cutting regimes, specifically, velocity and loading.
Мета роботи - дослщити знос рiжучого шструменту при нанесенш на його робочу поверхню комбшованого покриття (Е1Л + ОКГ) i визначити силу рiзання залежно ввд режимiв рiзання, зокрема, швидкост i навантаження.
Для цього зразки, що iMi^^™ рiжучий iнструмент i мали форму 4-х гранно! пiрамiди з кутом при вершит 45°, виготовляли iз сталей марок У8 i Р6М5, об-робляли електроiскровим легуванням з подальшою лазерною обробкою оптичним квантовим генератором (ОКГ).
Ввдомо, що при нанесенш Е1Л-покриття не вся поверхня рiзця покриваеть-ся легуючими елементами, а лише 70...80 %. Пiсля подальшо! обробки лазером легуючi елементи рiвномiрнiше розподiляються по всш змiцненiй поверхнi, що покращуе фiзико-механiчнi властивостi покриття.
Електроiскрове покриття наносили на установщ "Елiтрон", електродом з евтектичного сплаву системи Fe-Mn-C-B-Si-Cr [2], [6]. Енерпя одиничного роз-ряду становила 0,37 Дж, емшсть батарей накопичуючих конденсаторiв С=420 мкФ, амплггуда iмпульсiв напруги на накопичуючих конденсаторах U=42 В, ро-бочий струм 1-5,0 А. Товщина нанесеного покриття сягала 50 ■ 60 мкм. Потiм на-несене електроiскрове покриття тддавали обробцi лазером на установщ "Квант-15". Дiаметр плями становив Sn= 1,284 мм, площа плями Sn=1мм , густина енерги Ef= 1,5 Дж/мм2. Пiсля обробки лазером товщина Е1Л-покриття зменшилася на 5 ■ 10 мкм, Водночас покращились його фiзико-механiчнi властивостi, зокрема знач-но пiдвищилась твердiсть i мщшсть, покращилась шорсткiсть поверхнi.
