CC BY
11
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
8. Седов Л.И. Механика сплошной среды / Л.И. Седов. - М. : Изд-во "Наука", 1973. - Т. II. - 584 с.
9. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика : учебн. пособ. / М.А. Леонтович. - М. : Изд-во "Наука", 1983. - 416 с.
Поберейко Б.П. Взаимосвязь релаксационно-деформационных, теп-ломассообменных и крепостных процессов в высушиваемой древесине
На основе законов механики сплошных сред и термодинамики необратимых процессов синтезирована физико-математическая модель взаимосвязи релаксационно-деформационных и крепостных процессов в гигроскопических композитных материалах. Выведено уравнение тепло-перенесения для деформированного материала и построен технологический критерий локальной прочности.
Pobereyko B.P. Intercommunication of relaxation-deformation, warmly-mass-exchange and processes of durability in the dried out wood
On the basis on mechanics laws of continuous environments and thermodynamics of irreversible processes the physics-mathematics model of intercommunication of relaxationdeformation and processes of durability in hygroscopic composite materials is synthesized. Equalization of heat-transference is defined for the deformed material and the technological criterion of local durability is built._
УДК [674:658.011.54/56]:674.214 Доц. Т.В. 1ванишин, канд. техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
СТАТИСТИЧН1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ ОПЕРАЦ1Й МЕХАН1ЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ БРУСКОВИХ ЗАГОТОВОК НА АВТОМАТИЗОВАНИХ Л1Н1ЯХ
Здшснено експериментальш дослщження стохастичного варивания тривалосп технолопчних операцш мехашчного оброблення брускових заготовок вшонних i двериих блоюв. Застосувавши ерлангову модель розподшу ймовiрностей iитервалiв випуску продукцп, виконано математичне оброблення експериментальних даних та визначено !х статистичш характеристики.
Ключов1 слова: експериментальш дослщження, стохастичне вар^вання, три-валють технологично! операцп, заготовка, математичне оброблення, розподш iмовiр-ностей, iитервал випуску, ерлангова модель, статистичш характеристики.
Актуальшсть теми. Шд час проектування автоматизованих лшш не-обхщно враховувати законом1рност1 фуикцiоиуваиия обладнання, як знач-ною мiрою залежать вщ зовнiшнiх умов роботи машинних систем [1]. Тобто розроблення рацюнальних структур лшш та принципiв експлуатаци повинно, насамперед, базуватись на аналiзi реального технологiчного процесу з урахуванням можливих коливань розмiрно-якiсних i фiзико-хiмiчних власти-востей заготовок, стану шструменпв та iнших факторiв, здатних вплинути на процес виготовлення та параметри готових виробiв. Бшьшють iз них не тд-даеться точному контролюванню й регулюванню, що накладае вiдбиток ви-падковостi на роботу верста^в i зменшуе ефективнiсть та яюсть виготовлення готово! продукцп [2]. Тому тшьки знання реальних статистичних законо-мiрностей розподiлу вщхилень основних якiсних факторiв технологiчного процесу дае змогу обгрунтувати вибiр ^е! чи iншоi структури автоматизова-но! лiнii.
Науковий вкник НЛТУ Укра'1'ни. - 2011. - Вип. 21.4
Мета дослщження. Експериментальне обгрунтування статистичних закономiрностей роботи автоматизованих лшш для механiчного оброблення вжонних i дверних брускових заго^вок в умовах стохастичного варiювання тривалост технологiчних операцiй.
Методика розв'язання задачг У задачах дослiдження операцiй шд час визначення величини завантаження автоматизованих лшш i мiсткостi мiжверстатних нагромаджувачiв заготовок, способiв резервування обладнан-ня та керування мiжоперацiйними запасами визначальними факторами е ш-тенсивнiсть потоюв предметiв оброблення, стацiонарнiсть процесу та диспер-сiя iнтервалiв випуску продукци [3]. Тому для досягнення поставлено! мети на пiдставi аналiзу теоретичних закошв розподiлу неперервних випадкових величин i результатiв багаторiчних наукових дослiджень типових процесiв лiсозаготiвлi та деревооброблення прийнято гшотезу про достовiрнiсть опису тривалост операцiй механiчного оброблення брускових заго^вок моделлю Ерланга з функщею розподiлу ймовiрностей [2, 4]
^ (/) = р {т< /} = 1 - е"^ (1)
I=о 1!
де: р {т < {} - iмовiрнiсть того, що тривалiсть операци т буде меншою вiд де-якого 11 значення ^ ¡ = 1/ t - iнтенсивнiсть дано! операцi!, де t - середне зна-чення тривалост операцi!; К = (()2/£ 2(() - параметр розподшу Ерланга (коефi-щент стабiльностi операцi!), де Б (t) - величина дисперсi! тривалост операцi!.
Експериментальнi дослiдження виконували на десяти спещаизованих деревообробних пiдприемствах Укра!ни з масовим, серiйним та дрiбносе-рiйним виробництвом столярних виробiв. Основну увагу придшяли вимiрю-ванню тривалост технологiчних операцiй на вiтчизняному та зарубiжному обладнаннi позицiйного i прохщного типу, зокрема й на ушверсальних бага-тооперацiйних агрегатах. Внаслiдок було отримано 167 статистичних вибiрок тривалост механiчного оброблення брускових заготовок вжон спарено! (типу ВС) i роз'емно! (типу ВР) конструкцiй, вiкон зi склопакетами (типу ВОСП) i виготовлених iз багатошарового клееного бруса (типу IV - мевровiкном) та щитових i тахлевих (глухих i засклених) дверей (типу ДГ i ДО). Для репре-зентативностi об'ем кожно! вибiрки становив по N = 100 замiрiв випадково! величини. Ус сформованi експериментальнi вибiрки оброблено на комп'юте-рi методами математично! статистики за допомогою розроблено! програми, дiалогове вiкно яко! показано на рис. 1.
Для всiх вибiрок обчислювали середне значення ti, дисперсш Б (11) та параметр Ерланга К! штервашв оброблення брускових заго^вок (рис. 2). Вщ-повщшсть теоретичного розподiлу ймовiрностей тривалостi технолопчних операцiй !! експериментальному розподiлу перевiряли за допомогою крите-рiю Шрсона х2 та зiставленням густини частот випадково! величини _ К-1 (К их )
р^) = е КиХ—i функцiй Ерланга (рис. 1). Внаслщок дослiджено, що
i=0 i !
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
159
Нащональний лкотехшчний ушверситет УкраТни
розрахункове значення критерда згоди %2 на всьому промiжку виконаних об
2 ... числень не виходило за межi 0.09 < х розр. < 7.81 i для BCix вибiрок було мен
шим за його допустиме табличне значення х
Рис. 1. Дiалогове eÎHHO програми для математичного оброблення
експериментальних даних
Рис. 2. Розподл величини параметра Ерланга К на операцях мехашчного оброблення бруств: а - втонних блоков; б - дверних блошв
Узагальнеш результати статистичного оброблення експериментальних даних показано в табл.
Висновки. Мехашчне оброблення брускових заготовок вжонних та дверних блоюв мае закономiрностi випадкового процесу, в якому вщхилення тривалосп технолопчних операцш описуються ерланговим законом розподь лу ймовiрностей.
Стабшьшсть технолопчних операцш у виробнищш вшон i дверей е неоднаковою й змшюеться в широких межах (рис. 2).
Табл. Статистичш характеристики мехашчного оброблення брусковых заготовок в г кон них [ дверных блоков
№ з/п Технолопчна операп'я Марка виробничого обладнання Параметри розподшу
тривалють операци t дисперая S2(t) параметр Ерланга К критерш nip-сона, х>зр.
Пот1к виготовлення коробок вшонних блогав
1. Фугування: - вертикальний брусок; - горизонтальний брусок СФ6-1, С2Ф4-1 СФ6-1, С2Ф4-1 26,18-55,20 21,81-42,00 45,11-306,13 29,17-240,74 7-15 7-16 5,99-7,81 5,99-7,81
2. Стругания брускчв СР6-9, СР8-1 10,33-10,44 3,95-4,05 27 0,73-1,63
3. ЧотириГнчне фрезування: - вертикальний брусок; - горизонтальний брусок С26-2, CPF 180-5, SUPERSET 23 С26-2, CPF 180-5, SUPERSET 23 23,90-39,98 21,80-39,98 11,39-33,18 9,55-32,80 44-55 47-53 0,09-1,89 0,37-2,99
4. Нар1зання шишв ШПА-40, Ш015-5, ШД10-8, Ш2ПА-2 23,22-38,03 31,71-35,09 13,66-45,69 17,59-19,27 32-39 52-57 0,78-1,93 1,34-2,07
5. Нароання вушок ШПА-40, Ш015-5 ШД10-8, Ш2ПА-2 23,22-33,96 31,67-36,68 13,66-37,62 17,40-23,62 31-39 57-58 0,73-1,93 1,21-1,91
6. Вибирання паз1в СВПА-2, СВА-2. ДЦА-3 14,26-45,10 5,89-66,09 31-35 1,07-1,94
ПО'ПК ВНГОТОВЛЁННЯ ¡МПОСТУ B1KOHH11X блоюв
7. Фугування заготовок СФ6-1 47,14-55,20 215,02-306.1 10 0,64-1.44
8. Чотириб1чне фрезування С25-2, С26-2 23,64-40,82 12,46-33,18 45-50 0,17-1,89
9. Наршшня uinniB ШПА-40 ШД 10-8, Ш2ПА-2 22,69 31,69-33,40 11,28 17,59-19,87 46 51-57 0,60 0,50-1,34
ПОПК ВИ1ОТОВЛЁННЯ 1ПКОН11ИХ стулок
10. Фугування: - вертикальний брусок; - горизонтальний брусок С2Ф4-1, С25-2, СФ6-1 С2Ф4-1, С25-2, СФ6-1 19,03-57,44 12,53-57,44 20,11-326,44 13,34-326,44 10-27 10-24 0,30-1.11 1,90-2,21
11. Чотириб1чнс стругання: - вертикальний брусок; - горизонтальний брусок СР6-9, СР8-1 UMIMAT 23Е СР6-9, СР8-1 UMIMAT 23Е 8,86-4,68 41,24 8,86-4,68 39,60 0,85-3,17 30,52 0,85-3,17 26,77 25 56 25 59 1,62-2,13 5,17 1,62-2,13 3,81
12. Профшьне фрезування: - вертикальний брусок; - горизонтальний брусок С26-2, CPF 180-5, SUPERSET 23, UNIVAR 10 WEIN1G 15,18-29,95 10,27-20,46 4,11-20,85 2,07-8,47 43-56 41-59 1,42-3,60 0,22-3.18
13. Нар1зання шигпв Ш016-4, Ш015-5 ШД10-8, ШД10-3 T-100-B KOCH 19,29-19,60 19,29-36,03 14,48 13,97-13,97 7,62-23,29 3,65 14-27 51-56 57 0,18-1,03 0,82-1,74 5,78
ю
и) о»
3 к
о а
о ■
н п
и
№ в в-
14. Нарпання вушок Ш016-4 ШД10-8, ШД15-3 21,83 25,33-35,52 24,73 11,79-23,41 19 54-55 0,28 0,82-2,65
15. Двоб1чне шл!фування ЕРА 8 НЕЕвЕМАШ 25,65 11,47 57 0,67
16. Фрезування,торцювання, нарпання шишв 1 вушок МШЛТРЬЕХ 37,21-146,7 37,94-561,34 36-38 1,09-2,07
17. Пи б и рання паз ¡в СУ5 50,ДЦА-3, СВПА-2 17,52-33,41 9,03-37,15 30-34 0,57-1,37
Потж зрощування брусюв за довжиною
18. Торцювання, фрезування, шишв 1 нанесения клею Прес ЯЕЗТОМАТ 26 73,87 327,33 17 1,40
19. Склеювання за довжиною Прес ЯЕЗТОМАТ 26 316,65 211523,4 5 2,45
20. Чотириб1чне фрезування ЗиРЕЯЗЕТ 23 65,15 61,67 69 0,54
По 1 ж виготовлепня дверних полотен
21. Фугування: - фшьонки; - вертикальш бруски; - горизонтальт бруски СФ6-1, С2Ф4-1 СФ6-1, С2Ф4-1 СФ6-1, С2Ф4-1 19,66 32,33 20,09 61,09 56,59 22,25 6 18 18 1,01 1,92 2,75
22. Чотириб1чне фрезування: - вертикальш бруски; - горизонтальт бруски С25-4, С26-2, СРИ180-5, ЭиРЕКБЕТ 23 23,88-33,26 10,52-16,10 10,61-18,84 2,0-5,02 54-59 52-58 0,11-5,35 0,19-1,07
23. Стругання: - фшьонки; - вертикальш бруски; - горизонтальн) бруски СР15-6Г, СР6-9, С2Р8-2, С25-4, СР6-9 6,4 17,14-30,78 15,43 1,58 7,73-10.07 8,90 26 27-52 27 1,46 0,38-1,01 0,86
24. Наргзаннн шшпв ШД15-3, ШД10-8 111015-5, Ш016-1 39,17-49,11 28,52-28,65 22,20-46,32 27,70-36,09 50-52 23-32 0,60-1.50 0,78-4,75
25. Розкрш фанери, ДВП Ц-6, 81-320, РЕ400М 23,67-35,07 50,80-212,19 6-12 0,78-3,66
26. В и б и рання па:нв | гшзд СВПГ-1, СВП-2 СВА-2 13,91-33,27 7,49 10.0-103,92 3,15 11-19 18 0,5-2,65 1,32
Потж в и готовлен ня деталей дверних коробок
27. Фугування: - бруски вертикально - бруски горизонтальт СФ6-1, С2Ф4-1 СФ6-1, С2Ф4-1 30,63-81,08 19,07-36,36 51,48-929,44 16,20-133,12 7-19 10-22 0,77-2,72 0,93-2,36
28. Стругання у розм!р СР6-9 15,41-22,52 17,47-38,85 27-29 1,43-2,29
29. Чотириб1чне фрезування: - бруски вертикально - бруски горизонтальт С16-4А, С26-2, СРЕ180-5, 5иРЕЯ8ЕТ 23 23,95-44,68 12,41-15,04 9,95-36,99 2,74-15,04 50-58 49-56 1,54-3,13 0,81-1,90
30, Нарпання вушок Ш015-5, ШД10-8, ШД15-3 23,64-37,41 13,88-44,13 31-52 0,67-1,42
31. Нар1зання шишв Ш015-5, ШД10-8, ШД15-3 27,24-41,88 ] 8,45-51,44 34-54 0,65-1,91
и
№ в
п о н гв
и
ю п
н гв н
Науковий вкник НЛТУ Укра'1'ни. - 2011. - Вип. 21.4
Найвишд значення коефщента Ерланга К мають високопродуктивш автоматизованi верстати прохiдного типу, а велика величина дисперси трива-лост технологiчних операцiй вщповщае позицiйному обладнанню з низькою мехашзащею та автоматизащею процесу оброблення заготовок, де вплив ви-падкових збурювальних факторiв е найбшьш вiдчутним.
Отриманi усередненi статистичш характеристики процесу оброблення брускових заготовок i ix порiвняння з iмовiрнiсними розрахунковими в1дхи-леннями дають змогу визначати оптимальний час роботи верстат1в у лiнii та здiйснювати вщповщне ii пiдналагодження, що може бути основою автома-тизацп всього технолопчного процесу, оскiльки по-новому ставить питання вибору техшчних засобiв для його контролювання та керування.
Л1тература
1. Гегешидзе Г.А. Автоматизация дискретного производства / Г. А. Гегешидзе. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1972. - 287 с.
2. Дудюк Д.Л. Моделювання i оптимiзацiя технолопчних потоюв лiсоперероблення. -У 2-х част : монографiя / Д.Л. Дудюк, В.М. Максимiв, Л.Я. Сорока / за ред. Д.Л. Дудюка. -Киiв-Львiв : Вид-во 1СДО, 1995. - 416 с.
3. Пижурин А.А. Исследование процессов деревообработки : учебник [для студ. лесо-техн. ВНЗ] / А. А. Пижурин, М.С. Розенблит. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1984. - 232 с.
4. ¡ванишин Т.В. До питання формашзацп процесу виготовлення столярно-будiвельниx виробiв / Т.В. 1ванишин, Л.Я. Сорока, Р.Я. Курка // Проблеми автоматизацп люопромислового комплексу : зб. матер. допов. М1жнар. наук.-прак. конф., 27-28 травня 1996 р. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ, 1996. - С. 53-55.
Иванишин Т.В. Статистические характеристики технологических операций механической обработки брусковых заготовок на автоматизированных линиях
Проведены экспериментальные исследования стохастического варьирования длительности технологических операций механической обработки брусковых заготовок оконных и дверных блоков. Применив эрланговую модель распределения вероятностей интервалов выпуска продукции, выполнена математическая обработка экспериментальных данных и определены их статистические характеристики.
Ключевые слова: экспериментальные исследования, стохастическое варьирование, длительность технологической операции, заготовка, математическая обработка, распределение вероятностей, интервал выпуска, эрланговая модель, статистические характеристики.
Ivanyshyn T.V. Statistical parameters of technological operations of squared beams purveyances mechanical machining on automated lines
Experimental investigations of stochastic change of technological operations duration of mechanical machining of squared beams purveyances of window and door blocks are held. The Erlang's model of probability distribution is applied to describe the intervals of product manufacture. The mathematical machining of experimental data is made and statistical characteristics of technological operations are determined.
Keywords: experimental investigations, stochastic change, the duration of technological operation, purveyance, mathematical machining, the distribution of probabilities, machining time interval, Erlang's model, statistical parameters.
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
163
