Совершенствование аэростатических направляющих для дереворежущих пил тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат технических наук Дербин, Михаил Васильевич

• Дербин, Михаил Васильевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дербин, Михаил Васильевич

Содержание

Введение

1 Состояние вопроса

1.1. Повышение жёсткости и устойчивости дереворежущих пил за

счёт установки для них направляющих

1.2. Выполнение рабочих поверхностей направляющих для дереворежущих пил в виде аэростатических опор

1.3. Влияние температурного перепада по радиусу диска круглой пилы на её жёсткость

1.4. Влияние жёсткости и устойчивости дереворежущих пил на точность пиления древесины

1.5. Выводы, цели, задачи исследования

2. Разработка конструкции отжимной аэростатической

направляющей ленточной пилы

2.1. Вступительные замечания

2.2. Теоретические исследования напряжений возникающих в ленточной пиле

2.3. Экспериментальные исследования отжимной аэростатической направляющей ленточнопильного станка

2.3.1. Описание экспериментальной установки

2.3.2. Методика исследований

2.3.3. Результаты исследований

2.4. Экспериментальные исследования влияния отжимных аэростатических направляющих с переменной кривизной рабочей поверхности на точность пиления древесины

2.4.1. Описание экспериментальной установки

2.4.2. Методика исследований

2.4.3. Результаты исследований

2.5. Выводы и рекомендации

3. Исследование плоских аэростатических опор

3.1. Теоретические исследования аэростатических опор

3.2. Экспериментальные исследования аэростатических опор

3.3. Методика исследований

3.4. Результаты исследований

3.5. Выводы и рекомендации

4. Исследование охлаждающей способности аэростатических

опор

4.1. Вступительные замечания

4.2. Описание экспериментальной установки

4.3. Методика исследований

4.4. Результаты исследований

4.5. Выводы и рекомендации

5. Основные выводы и рекомендации

Список использованных источников

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование аэростатических направляющих для дереворежущих пил»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Перед лесопильно-деревообрабатывающей промышленностью стоит задача перехода от экстенсивного пути развития к интенсивному, при котором обеспечивается в возрастающих объёмах получение пилопродукции высокого потребительского качества при минимальной себестоимости. Это может быть достигнуто при совершенствовании методов и режимов подготовки и эксплуатации дереворежущих инструментов и станков, модернизации действующего и создании нового деревообрабатывающего оборудования.

В лесопилении большое применение для получения пиломатериалов из пиловочного сырья нашли лесопильные рамы, ленточнопильные и круглопильные станки. Режущий инструмент этих станков представляет собой тонкие стальные полосы (рамные пилы лесопильных рам), ленты (ленточные пилы ленточнопильных станков), диски (круглые пилы круглопильных станков), обладающие малой жёсткостью и устойчивостью. Эффективный путь повышения жёсткости и устойчивости дереворежущих пил - применение для них направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом. Для снижения трения пил о направляющие, рабочие поверхности последних целесообразно выполнить в виде аэростатических опор.

Имеется опыт применения аэростатических направляющих для дереворежущих пил. Однако, необходимо вести работы по улучшению их конструкций с целью снижения расхода воздуха, повышение их подъёмной силы, увеличению их охлаждающей способности, обеспечения повышенной

точности движения пил и снижения напряжений изгиба в месте контакта с полотном пилы. Отсюда следует, что работа, направленная на совершенствование аэростатических направляющих для дереворежущих пил является актуальной.

Цель и задачи исследований.

Цель работы - совершенствование конструкции направляющих для дереворежущих пил.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:

1. Выполнить теоретические исследования напряжений в пиле в зоне действия удлинённых и роликовых отжимных направляющих ленточных пил.

2. Определить теоретическим путём характер деформации ленточной пилы в зоне действия отжимных плоских и роликовых отжимных направляющих и в зоне резания между направляющими.

3. Выполнить экспериментальные исследования для проверки допущений, принятых при теоретических исследованиях.

4. Определить область применения роликовых отжимных направляющих для ленточных пил.

5. На основании выполненных исследований разработать конструкцию отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной её упругой части и испытать её на промышленном ленточнопильном станке.

6. Экспериментальным путём определить параметры аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой.

7. Исследовать охлаждающую способность аэростатических направляющих и дать рекомендации по её проектированию.

Научная новизна результатов исследований.

1. Разработаны математические модели расчёта напряжений в ленточной пиле в зоне контакта её с отжимными направляющими.

2. Разработаны математические модели расчёта прогибов ленточной пилы в различных её точках при использовании отжимных направляющих.

3. Дано научное обоснование конструкции отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной её упругой части. Оригинальность направляющей подтверждается положительным решением на выдачу патента на её конструкцию.

4. Впервые выполнены исследования аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой и показана эффективность её применения.

5. Впервые исследована охлаждающая способность аэростатической направляющей и даны рекомендации по её конструированию.

Методы исследований.

1. При выборе направлений исследований и оценке влияния жёсткости и устойчивости дереворежущих пил на точность пиления и производительность станков использовались методы теории резания древесины.

2. Расчёты напряжений в ленточной пиле и её прогибы при использовании отжимных направляющих выполнялись с использованием методов строительной механики.

3. Теоретические исследования аэростатических опор производились с использованием численных методов математики для решения системы разностных алгебраических уравнений.

4. При обосновании целесообразности использования в конструкции аэростатических опор распределительной и уплотнительной канавок использовалась теория аэродинамики струйных течений.

5. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием методов математической статистики.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждается:

1. Аргументированностью принятых допущений при теоретических исследованиях.

2. Использованием при исследованиях современных методов фундаментальной науки.

3. Выполнением значительного объёма экспериментальных исследований.

4. Сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

5. Производственной проверкой рекомендаций, полученных в результате исследований.

На защиту выносятся:

1. Результаты теоретических исследований напряжений в пиле в зоне контакта её с отжимными направляющими.

2. Результаты теоретических исследований прогибов ленточной пилы на различных участках при использовании отжимных направляющих.

3. Новая конструкция отжимной аэростатической направляющей с регулируемой кривизной её упругой части.

4. Результаты исследований точности пиления древесины на ленточнопильном станке отжимной аэростатической направляющей новой конструкции.

5. Результаты исследований аэростатической направляющей с уплотнительной канавкой.

6. Результаты исследований охлаждающей способности аэростатических направляющих.

Практическая значимость работы.

1. Расчёты напряжений по приведённым формулам могут быть использованы при оценке долговечности ленточных пил с отжимными направляющими.

2. Показано, что нецелесообразно использовать роликовые отжимные направляющие в бревнопильных ленточнопильных станках.

3. Предложенная конструкция отжимной аэростатической направляющей может быть использована при модернизации ленточнопильных станков.

4. Аэростатические направляющие с уплотнительной канавкой могут быть использованы могут быть использованы в конструкциях лесопильных рам, ленточнопильных и круглопильных станков.

5. Материалы по охлаждающей способности аэростатических направляющих целесообразно использовать при модернизации круглопильных станков.

Реализация результатов работы.

1. Модернизирован ленточнопильный станок Р(ЖЕ8Т(Ж 900, установленный на деревообрабатывающем предприятии ООО «Инфа» (г. Архангельск). В приложении 1 приведён акт внедрения, в приложении 2 - акт подтверждающий эффективность его эксплуатации после модернизации.

2. Переданы для практического использования материалы исследований Ухтинскому государственному техническому университету по акту (см. приложение 3).

Апробация работы.

Основные положения диссертации и материалы исследований докладывались на международных научно-технических конференциях в городах: Вологда (2010, 2011 года), Петрозаводск (2011 год), Санкт-Петербург (2011 год), Самара (2012 год) и на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава САФУ (2010 год).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 по списку ВАК. Получено положительное решение на выдачу патента на изобретение.

Структура объем и работы.

Диссертационаая работа состоит из введения, 5 глав и 4 приложения. Общий объем работы 151 страницы, включая 42 рисунка и 22 таблицы. Список литературы включает 99 наименований.

1. Состояние вопроса.

1.1. Повышение жёсткости и устойчивости дереворежущих пил за счёт установки для них направляющих.

Во введении отмечалось, что в лесопильных станках пилы представляют собой тонкие стальные полосы (рамные пилы лесопильных рам), ленты (ленточные пилы ленточнопильных станков), диски (круглые пилы круглопильных станков), имеющие малую жёсткость и устойчивость. Эффективный путь повышения жёсткости и устойчивости дереворежущих пил - применение для них направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом.

Следует различать три вида жёсткости пилы [60]: собственную жёсткость )с - жёсткость пилы не растянутой внешними силами; начальную жёсткость - жёсткость растянутой пилы при отсутствии сил резания; рабочую жёсткость ур - жёсткость пилы в работе при воздействии на неё сил резания.

В работах [50, 60] с использованием энергетического метода были проведены теоретические исследования начальной жёсткости полосовых (рамных и ленточных) пил при сосредоточенной боковой силе ф, приложенной к режущей кромке пилы на середине её свободной длины /. В результате исследований была получена следующая формула начальной жёсткости пил:

71 = 00

к=1/ х

П=1,3,5

где /V - сила натяжения пилы, Н;

£ - свободная длина пилы в плоскости её наименьшей жёсткости, мм; В = Е1 - жёсткость пилы при изгибе, Н ■ мм2, Е - модуль упругости материала пилы, Е = 2,15 • 105 МПа; / = Ьб3/ 12 - момент инерции сечения пилы при изгибе, мм4, Ь - ширина полотна пилы, мм; 5 - толщина пилы, мм;

С = ак — жёсткость пилы при кручении, Н ■ мм2, С - модуль сдвига материала пилы, в = 8,1 ■ 104 МПа; 4 = Ьб3/3 - момент инерции сечения пилы при кручении, мм4, Эта формула может быть использована для оценки влияния отжимных направляющих для ленточных пил на их начальную жёсткость.

В работе [50] приведены результаты теоретических исследований начальной жёсткости полосовых пил при сосредоточенной боковой силе (), приложенной к режущей кромке пилы на середине её свободной длины I. Пила имеет две направляющие, установленные на расстоянии 1Н друг от друга. Между пилой и направляющими имеется зазор 8. Расчётная схема приведена на рис. 1.1.

л2п2

21

7Г4714

+

21:

В

п2п2

~вг

(1.1)

N

////У/

щщ

N

/Н

/

Рис. 1.1. Расчётная схема полосовой пилы с направляющими, установленными с зазором 8.

В результате теоретических исследований получена следующая формула для расчёта жёсткости:

к = Я/

Б1П-

тси

+

71 = 0°

I

п=1,3,5...

п — со

тс2п2

И7

1

А/ +

ТГ4П4

2/3

+

1

В

п2п2

~6ГГ

тс2п2

п=1,3,5...

Л/ +

ТГ4П4

+

1

В

п2п2

м+^с

Ь21и

п1г бш —

(1.2)

21 " ' 2Р 61 " ' ЪЧ Расчёты показали, что для практических расчётов достаточно взять два члена входящих в формулу рядов. Так, при I = 1800 мм; = 700 мм; 1Н = 400 мм; Ь = 110 мм; 5 = 1,2 мм; N = 8 кН; <? = 10 Н; Е = 2,15 ■ 105 МПа; £ = 8Д ■ 105 МПа и 8 = ОД5 мм с учётом только двух первых членов рядов (п = 1, 3) начальная жёсткость ун = 23Д Н/мм, а при п = 1, 3, ...Д00001 - ун = 21,9 Н/мм. Таким образом, погрешность составляет 5,2 %, что допустимо для практических целей.

Формула (1.2) может быть использована для оценки влияния расстояния между щелевыми направляющими для рамных и ленточных пил и величины зазора 8 на величину начальной жёсткости пил.

Анализ формулы (1.1) показывает, что большое влияние на начальную жёсткость ленточной пилы оказывает использование отжимных контактных направляющих. При отсутствии направляющих (I = 1800 мм; Ь = 110 мм; 5 = 1,2 мм; N = 10 кН) начальная жёсткость пилы /н = 7,8 Н/мм. При установке отжимных контактных направляющих (/ = 400 мм) начальная жёсткость пилы возрастает до )н = 35,9 Н/мм, то есть в 4,6 раза.

Формула (1.6) может быть использована не только для оценки влияния на начальную жёсткость ун изменения расстояния между направляющими, но и зазора 8 между рамной или ленточной пилой и направляющими. Так при I = 1800 мм, Ь = 110 мм, 5 = 1,2 мм, N = 10 кН и £ = 0 ;н = 35,9 Н/мм, а при 8 = 0,3 ;н = 19,5 Н/мм. Таким образом при установке двухсторонних щелевых направляющих вместо отжимных контактных направляющих жёсткость ленточной пилы снижается в 1,8 раза.

В работе [35] выполнены теоретические и экспериментальные исследования жёсткости круглых пил. Исследования показали, что круглая пила с наружным диаметром й = 500 мм, толщиной диска 5 = 2,2 мм и с диметром зажимных фланцев йф = 125 мм имеет жёсткость = 25,44 Н/мм. При установке контактных направляющих (8 = 0) жёсткость пилы составила ) = 34,35 Н/мм, то есть возросла на 35%. При установке направляющих с зазором 8 = 0,5 мм жёсткость пилы составила ) = 27,48 Н/мм, то есть возросла на 8%. Отсюда следует, что установка направляющих для круглых пил с большим зазором незначительно повышает жёсткость пил. Такие направляющие играют роль ограничителей предельных отклонений пилы при её работе. Необходимо стремиться использовать односторонние контактные направляющие для круглых пил. Конструкция таких направляющих показана на рис. 1.2 [63].

Точность пиления древесины на лесопильных станках зависит не только от жёсткости пил, но и от их устойчивости, характеризуемой критической силой, то есть предельной силой Ркр, при достижении которой пила теряет плоскую форму равновесия.

В работе [64] выполнены теоретические исследования устойчивости рамных и ленточных пил в направляющих. Были приняты расчётные схемы приведённые на рисунке 1.3.

.<у=Р. 7

N

N /V

I.

I,

N

а б

Рис. 1.3. Расчётные схемы, принятые при исследовании устойчивости

рамных и ленточных пил в контактных направляющих: а

при

сосредоточенной нагрузке Р; б - при распределённой нагрузке ц = - между направляющими.

Была получена следующая формула критической силы для случая сосредоточенной нагрузки Р:

^ \ 11 ¡.~ а I. I

(1.3)

_ 2п2ЫЬ

т2 т2С

1 + —+ —-1 I,

V1

12 Ь2Ы

где т = 3,46 + 4,93 ( у - 1).

I

(1.4)

При распределённой нагрузке имеем аналогичную формулу:

_ 2п2ЫЬ Ркр (яОкр ~~

т21 , ^

т2 4т2С . ^

где т = 2Д4 + 4,93 (у - 1). (I-6)

В случае если направляющие для пил отсутствуют или имеем щелевые направляющие, то есть когда Ь — I формула критической силы при сосредоточенной нагрузке имеет вид:

А1Ь

Ркр = 1,65 —

Анализ формул (1.3) и (1.4) показывает, что принимая сосредоточенную нагрузку вместо распределённой, получаем критическую силу с погрешностью порядка 18%. При точных расчётах режимов пиления с ограничением по точности размеров пиломатериалов распределенность нагрузки необходимо учитывать. При оценке влияния различных факторов на устойчивость пилы можно пользоваться формулами критической силы для сосредоточенной нагрузки.

Щелевые направляющие для пил не оказывают влияния на устойчивость. При использовании отжимных контактных направляющих для ленточных пил с уменьшением свободной длины I устойчивость возрастает, но незначительно.

Рассмотрим два случая для ленточной пилы, имеющей параметры Ь = 1800 мм, Ъ — 100 мм, 5 = 1,0 мм, N = 10 кН: первый - пила не имеет направляющих или имеет щелевые двухсторонние направляющие (I = I); второй - пила имеет отжимные направляющие (Ь > I).

В первом случае Ь = 1,т = 3,46. Подставив в формулу (1.3) принятые значения параметров пилы, имеем Ркр = 403 Н.

Во втором случае примем, что пила оснащена отжимными контактными направляющими, расположенными на расстоянии друг от друга I = 400 мм. Остальные параметры те же, что и в первом случае. Поэтому,

когда Ь = 1800 мм и I = 400 мм, величина т = 20,71. После выполнения расчётов по формуле (1.3) имеем Ркр = 566 П.

Таким образом, установка отжимных направляющих позволила увеличить устойчивость ленточных пил на 40%.

Приведённые материалы показывают, что щелевые направляющие у рамных, ленточных и круглых пил не оказывают влияния на Ркр. Контактные направляющие оказывают влияние на Ркр, но незначительное, гораздо большее их влияние на ]н.

1.2. Выполнение рабочих поверхностей направляющих для дереворежущих пил в виде аэростатических опор.

Для снижения трения пил о направляющие рабочие поверхности последних целесообразно выполнить в виде аэростатических опор. Во многих областях техники аэростатические опоры нашли широкое применение благодаря следующим достоинствам: малая вязкость воздуха обеспечивает минимальное трение подвижных деталей и узлов станков и приборов; вязкость воздуха мало зависит от температуры и давления; не требуется механических уплотнений, что существенно упрощает конструкцию опор; повышенное давление воздуха при выходе из зазора предотвращает попадание пыли и грязи на рабочие поверхности; отсутствие контакта между подвижной и неподвижной частями опор практически устраняет износ их поверхностей; при работе механизмов с аэростатическими опорами значительно снижается шум и вибрации.

Е.Г. Ивановский и Э.П. Берлин [1] в 1963 г. предложили использовать для ленточных пил направляющие в виде двусторонних аэростатических опор. В работе [10] приведены результаты исследований на специальном стенде пяти типов аэростатических опор. Определены зависимости толщины воздушной подушки (толщины слоя газовой смазки) от давления

подводимого к опорам воздуха при различных нагрузках и типах опор (автором они обозначены: а, б, в, г). Аэростатические опоры а имели ограничители расхода воздуха в виде щелей с регулируемой шириной. Характеристикой таких опор является коэффициент

где 5 - площадь щелей;

- площадь опоры.

В опытах использовались опоры с коэффициентом £ = 1,7 • 10~3 и £ = 2,9 ■ 10~3. Аэростатические опоры б имели четыре отверстия поддува диаметром 1,2 и 1,6 мм и замкнутые распределительные канавки. У опоры в ограничитель расхода воздуха выполнен из пористого графита, дополнительно на лицевой части опоры просверлены отверстия диаметром 2 мм. Опоры г имели два отверстия поддува, расположенные на середине незамкнутых распределительных канавок. На лицевой плоскости опоры д нанесена система продольных канавок с центральным расположением отверстий поддува диаметром 0,8 мм. Материал лицевых плоскостей опор а и г - сталь 45, опор бив - графит АГ-1500, опоры д - антифрикционный графит АГ-1 500-Б83, поры которого заполнены баббитом.

Автор [10] делает следующие выводы:

1. увеличение давления в камере соплового аппарата приводит к возрастанию толщины воздушных подушек при постоянных весовых нагрузках;

2. при постоянном давлении воздуха увеличение весовой нагрузки ведет к уменьшению толщины воздушной подушки;

3. наилучшими типами опор, которые можно использовать в качестве направляющих для ленточных пил, являются опора а (при £ = 2,9 ■ 10_3) и опора д.

В работе не указываются размеры опор, распределительных канавок и щелей. Не указан диаметр отверстий поддува опоры г, глубина и количество

отверстий поддува опоры в. Отсутствуют данные по такой важной характеристике аэростатических опор, как расход воздуха. Отсутствие этих данных не позволяет эффективно использовать приведенные в работе материалы. Это первая работа в лесопилении по исследованию аэростатических направляющих для пил, и в ней впервые показана эффективность применения воздушной смазки для уменьшения трения ленточных пил о направляющие.

В работе [9] определяли влияние на жесткость ленточной пилы (толщина 5 = 1,0 мм, ширина полотна Ь = 125 мм), установленной в двусторонних аэростатических направляющих с зазором, давления подводимого к направляющим воздуха и величины зазора. Пила была натянута на шкивах до напряжения 60 МПа. Свободная длина пилы (расстояние между направляющими) составляла 400 мм. Нагрузку величиной 19,6 Н прикладывали на расстоянии 5 мм от линии межзубовых впадин на середине свободной длины пилы. Давление воздуха изменялось от 0,05 до 0,55 МПа, зазор между пилой и направляющими принимали равным 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0 и 3,0 мм. На рис. 1.4 показано влияние аэростатических направляющих на жесткость ленточной пилы при различных значениях давления Р подводимого к направляющим воздуха и различных величинах зазора.

В результате анализа полученных материалов установлено, что в диапазоне рабочих зазоров 0,1...0,3 мм при применении аэростатических направляющих жесткость пилы больше на 27 % при Р = 0,35 МПа и на 55 % при Р = 0,55 МПа, чем при применении направляющих обычного колодочного типа.

Л

Ч < » !

* • ■*

1 {* и.

ч

"> /

10

!

Заключение диссертации по теме «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки», Дербин, Михаил Васильевич

5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Получены математические модели расчёта прогибов ленточных пил в любой точке в пределах свободной длины Ь при использовании роликовых и удлинённых отжимных направляющих.

2. Получены математические модели расчёта напряжений в ленточной пиле в зоне контакта её с роликовыми и удлинёнными отжимными направляющими.

3. Определены изгибы ленточной пилы между роликовыми отжимными направляющими и между удлинёнными. Исследования показали, что изгиб пилы в зоне резания при использовании удлинённых отжимных направляющих более чем в 100 раз меньше, чем при использовании роликовых. При исходных значениях, которые были приняты (5 = 1 мм, Ь = 100 мм, N = 8000 Н, 1 = 500 мм) изгиб пилы между роликовыми направляющими незначительный при указанных параметрах станках и не может существенно повлиять на качество пиления. Для бревнопильных станков толщина пил должна составлять б = 1,6 мм и, как показывают работы изгиб пилы в зоне резания может достигнуть 0,2 мм, что может повлиять на точность пиления.

4. Напряжения изгиба пилы в зоне контакта её с роликовыми направляющими примерно в 10 раз превышает напряжения в зоне контакта пилы с удлинёнными отжимными направляющими. При использовании роликовых направляющих на бревнопильных станках при больших толщинах пил эти напряжения будут ещё больше и будут влиять на снижение долговечности пил.

5. Применение роликовых отжимных направляющих на бревнопильных ленточнопильных станках нецелесообразно, так как снижается долговечность пил из-за значительных напряжений изгиба в зоне контакта направляющих с пилой, и снижается точность движения пил в зоне резания.

6. Разработана конструкция отжимной аэростатической направляющей с регулируемой жёсткостью её криволинейной части, обеспечивающей плотное прилегание её рабочей части к пиле при различных толщинах пил, силах натяжения, расстоянии от шкивов до направляющих.

7. Оригинальность предложенной конструкции направляющей подтверждается положительным решением на выдачу патента.

8. Выполненные экспериментальные исследования напряжений в пиле в зоне контакта её с удлинённой отжимной направляющей подтвердили справедливость допущений, принятых при теоретических исследованиях.

9. Выполненные экспериментальные исследования точности пиления древесины подтвердили высокую точность пиломатериалов, полученных при использовании отжимных аэростатических направляющих новой конструкции. Среднее квадратическое отклонение толщины пиломатериалов не превышало 0,1 мм. Достижение высокой точности пиления древесины при установке направляющих для пил нового типа подтверждаются актом производственных испытаний.

10. Выполнены исследования по определению влияния уплотнительных канавок на эффективность работы аэростатических опор, используемых в конструкциях направляющих для дереворежущих пил.

11. Определена наиболее эффективная форма уплотнительной канавки.

12. Исследования показали, что применение расположенной параллельно распределительной канавке уплотнительной канавки позволяет повысить зазор между поверхностью опоры и подъёмной плитой на 56%, а, следовательно, и грузоподъёмность опор.

13. Рекомендуется уплотнительную канавку расположить на расстоянии 15 мм от распределительной, глубина её должна быть 0,9 мм, форма - близкая к каплевидной.

14. Аэростатические опоры, как показали исследования, обладают охлаждающей способностью. Наибольший эффект может быть получен при следующих параметрах аэростатических опор: размер распределительной канавки 80x30 мм; глубина распределительной канавки 1 мм; размер уплотнительной канавки 110x60; глубина уплотнительной канавки 0,9 мм.

15. Эксперименты показали, что подъёмная плита нагретая до 50°С на воздухе без аэростатической опоры охлаждается до температуры 28 °С за 1900 секунд, а при использовании аэростатической опоры за 1000 секунд.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дербин, Михаил Васильевич, 2012 год

Список использованных источников

1. A.c. 222649 СССР, М. Кл 38а, 4. Устройство для снижения колебаний рабочего органа в виде бесконечной ленты [Текст] / Ивановский Е.Г., Берлин Э.П. - № 847573/29-33; заявл. 25.07.63; опубл. 22.07.68, Бюл. №23;

2. A.c. 852543 СССР, МКИ В 27 В 5/10. Направляющая для пил [Текст] / Прокофьев Г.Ф., Фефилов Л.А., Короткова M.JI., Боричев Ю.А., Носаль Б.Д. - № 2809187/29-15; заявл. 15.08.79; опубл. 07.08.81, Бюл. №20;

3. Алфутов, H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем [Текст] / H.A. Алфутов. - М.: Машиностроение, 1978. - 311 е.;

4. Баласанъян, B.C. Плоская прямоугольная аэростатическая опора с микроканавкой [Текст] / B.C. Баласаньян // Известия АН СССР, Механика жидкости и газа. - 1973. -№ 4. - С. 8-15;

5. Банников, A.A. Повышение точности пиления древесины на делительных ленточнопильных станках [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / A.A. Банников. - Архангельск, 2007. - 20 е.;

6. Бардлик, П.М. Теплообмен в окрестности критической точки при осесимметричном струйном обтекании плоских поверхностей, расположенных нормально к потоку [Текст] / П.М. Бардлик, В.К. Савин // Инж.-физ. журн. - 1966. - №4. - С. 423-428;

7. Белов, И.А. Экспериментальное исследование газодинамических параметров при струйном обтекании преграды [Текст] / И.А. Белов, Г.Ф.

Горшков, B.C. Комаров, B.C. Терпигорьев // Изв. АН СССР. Мех. жидкости и газа,-1971,-№2.-С. 139-142;

8. Берлин, Э.П. О методах повышения устойчивости ленточных пил [Текст] / Э.П. Берлин // науч. тр. ЦНИИМОД. - Архангельск. - 1968. - С. 119-123;

9. Берлин, Э.П. Экспериментальные исследования аэростатических направляющих на поперечную жесткость полотна ленточной пилы [Текст] / Э.П. Берлин // Лесн. журнал (Изв. высш. учеб. заведений). - 1969. - № 2. - С. 85-87;

10. Берлин, Э.П. Экспериментальные исследования силовых характеристик аэростатических направляющих для ленточных пил [Текст] /Э.П. Берлин // науч. тр. ЦНИИМОД. - Архангельск. - 1968. - С. 253 - 260;

11. Бершадский, А.Л. Резание древесины. [Текст] / А.Л.Бершадский, Н.И.Цветкова. - Минск: Вышейш. школа, - 1975. - 303 с.

12. ГОСТ 10670-77 Пилы ленточные для распиловки бревен и брусьев. Технические условия [Текст]. - Введ. 01.07.78. - М.: Изд-во стандартов. -1977,- Юс.;

13. ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. [Текст]. -Введ. 01.01.81. - М.: Изд-во стандартов. - 1981. - 3 е.;

14. ГОСТ 24771-81 Станки ленточнопильные делительные для продольной распиловки досок и горбылей. Нормы точности [Текст]. - Введ. 01.03.82.

15. ГОСТ 26002-83 Пиломатериалы хвойных пород северной сортировки, поставляемые для экспорта. Технические условия [Текст]. -Введ. 01.01.85. - М.: Изд-во стандартов. - 1985. - 33 е.;

16. ГОСТ 6532-77 Пилы ленточные для распиловки древесины. Технические условия [Текст]. - Введ. 25.05.77. - М.: Изд-во стандартов. -1998.-8 е.;

17. ГОСТ 6782.1-75 Пиломатериалы из древесины хвойных пород. Величина усушки [Текст]. - Введ. 01.07.76. - М.: Изд-во стандартов. - 1980. -Юс.;

18. Трубе, А.Э. Автоматическое регулирование температурных напряжений в дисковых пилах [Текст] / А.Э.Грубе, В.И.Санев, В.К.Пашков // Деревообр. пром-сть. - 1967. - №8. - С.4-6;

19. Грубе, А.Э. Деревообрабатывающие инструменты. [Текст] / А.Э.Грубе. М.: Лесн. пром-сть. - 1971. - 334 е.;

20. Грубе, А.Э. О характере изменения температуры по радиусу дисковых пил и влияние температурного перепада на поперечные колебания [Текст]/ А.Э. Грубе, В.И. Санев, В.К. Пашков. // Лесной журнал (Изв. высш. учеб. заведений). - 1969. - №4. - С. 60-66;

21. Грубе, А.Э. Повышение качества распиловки на основе ликвидации температурных напряжений в дисковых пилах [Текст] / А.Э. Грубе, В.И. Санев, В.К. Пашков. - Л.: ЛДНТГ1. - 1965. - 25 е.;

22. Грубе, А.Э. Повышение качества распиловки путем охлаждения дисковых пил водо-воздушной смесью [Текст] / А.Э. Грубе, В.И. Санев, В.К. Пашков. // Деревообр. пром-сть. - 1967. - №3. - С. 5-8;

23. Добрынин, Е.Д. Исследование причин аварийного расхода ленточных пил [Текст] / Е.Д. Добрынин // Механическая технология древесины: Межвуз. сб. науч. тр. ЛТА. - 1976. С. - 45-46;

24. Дыбан, Е. П. Теплообмен в окрестности критической тонки при натекапии турбулизированной струи на преграду [Текст] / Е.П. Дыбан, А.И. Мазур // Теплофизика и теплотехника. - 1977. - вып. 33. - С. 6-10;

25. Дыбан, Е.П. О распространении турбулизированной осесимметричной струи [Текст] / Е.П. Дыбан, А.И. Мазур, И.Г. Давыденко // Турбулентные струйные течения. - Таллин: Ин-т термофизики и электрофизики АН ЭССР. - 1979. - ч. I. - С. 63-70;

26. Дыбан, Е.П. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел [Текст] / Е.П. Дыбан, А.И. Мазур. - Киев: Наук. Думка. - 1982. - 303 е.;

27. Жгун, B.B. Повышение устойчивости дисковых пил методом автофреттирования [Текст] / В.В. Жгун // Комплексная механизация и автоматизация лесоскладских работ и переработка низкокачественной древесины: Науч. тр. ЦНИИМЭ. - Химки. - 1975. - С. 29-30;

28. Жилкин, Б.П. Интенсификация теплоотдачи в импактных струях путем изменения формы поперечного сечения сопла [Текст] / Б.П. Жилкин, A.A. Гулаков, Ю.М. Бродов // Тепломассообмен ММФ-2000. Конвективный теплообмен. Т1. Минск: АНК «Институт тепло- и массообмена им. A.B. Лыкова НАНБ». - 2000. - Т. 1. - С. 329-336;

29. Жилкин, Б.П. О модели импактной газовой струи [Текст] / Б.П. Жилкин, Н.И. Сыромятников // Доклады АН СССР. - 1977. - Т. 234. - №4. -С.784-786;

30. Иванкин, И.И. Теоретические исследования начальной жесткости ленточных пил [Текст] / И.И. Иванкин // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). - 2000. - № 3. - С. 112-119;

31. Иванкин, И.И. Использование новых пильных модулей в гибких автоматизированных лесопильных линиях [Текст] / И.И. Иванкин, Г.Ф. Прокофьев. - Воронеж: ВГЛТА. - 2006. - С. 178-182;

32. Иванкин, И.И. Определение боковых сил, действующих на пилу делительного ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими [Текст] / И.И. Иванкин // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. трудов / АГТУ. Архангельск. - 1999. - Вып. 6. - С. 43-52;

33. Иванкин, И.И. Определение основных эксплуатационных показателей делительного ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими [Текст]: Дис... канд. техн. наук. -Архангельск: АГТУ. -2001.- 146 е.;

34. Иванкин, И.И. Теоретические исследования плоских аэростатических опор / И.И. Иванкин, Г.Ф. Прокофьев, Н.И. Дундин, A.A.

Банников // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: сб. науч. тр. - 1998. - Вып. 4 - С. 32-39;

35. Ковалёв, Л. А. Повышение точности пиления древесины круглыми пилами [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / JT.A. Ковалёв. -Архангельск. - 2011. - 19с.;

36. Костомаров, В.М. Компьютерный анализ струйных течений [Текст] / В.М. Костомаров, Б.П. Жилкин, Б.И. Зыскин // Вестник Уральского государственного технического университета: Сыромятниковские чтения. -Екатеринбург: УГТУ. - 1995. - С. 65-70;

37. Курбатов, В.Д. Повышение поперечной жёсткости полотна ленточной пилы с помощью аэростатических направляющих [Текст] / В.Д. Курбатов // Комплексная механизация и автоматизация лесоскладских работ и переработки низкокачественной древесины: сб. науч. тр. ЦНИИМЭ. -Химки, - 1975.-С. 86-87;

38. Настенко, A.A. Исследование напряженного состояния и устойчивости круглых пил с термопластической обработкой диска: автореф. дис. ... канд. техн. наук [Текст] / A.A. Настенко. - Ленинград. - 1976. - 18 е.;

39. Настенко, A.A. Создание начальных напряжений в круглых пилах на машине для электроконтактной шовной сварки МШ-1001 [Текст]/ А.А.Настенко // Совершенствование конструкций и методов подготовки и эксплуатации режущего инструмента и лесопильно-деревообраб. оборудования: Науч. тр. ЦНИИМОД. - Архангельск. - 1977. - С. 36-39;

40. Пат. 2125512, Российская Федерация, МПК В 27 В 13/10. Отжимная аэростатическая направляющая ленточной пилы [текст]/Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И. - № 2007145962/03; заявл. 10.12.2007; опубл. 10.09.2009, Бюл. №25;

41. Пат. 2366569, Российская Федерация, МПК В 27 В 27/00. Аэростатическая направляющая [текст] / Прокофьев Г.Ф., Дундин Н.И, Аникиев А.Л.-№97110190/13; заявл. 16.06.97; опубл. 27.01.99, Бюл. №3;

42. Пашков, B.K. К вопросу эффективности охлаждения дисков пил различными средами [Текст] / В.К. Пашков, A.C. Красиков // Межвуз. сб. науч. тр. - ЛТА. - 1978.-Вып. 5.-С. 17-20;

43. Пашков, В.К. К выбору параметров устройств для охлаждения пил [Текст] / В.К. Пашков, А.С.Красиков // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). - 1976. - №6 - С. 106-109;

44. Пашков, В.К. Определение оптимальной зоны вальцевания дисковых пил. [Текст] / В.К. Пашков, В.Г.Бодалев // Лесн. пром-сть. - 1971. -№12.-С. 13;

45. Пашков, В.К. Эффективные способы охлаждения круглых пил водой и водо-воздушной смесью [Текст] / В.К. Пашков // Экспресс-информация: отечеств, произв. опыт. - М.: ВНИПИЭИлеспром. - 1987. -Вып. 2.-С. 17-20;

46. Пешти, Ю.В. Газовая смазка: учебник для вузов. - М.: Изд-во МГТУ,- 1993.-381 е.;

47. Пижурин, A.A. Исследование процессов деревообработки [Текст] / A.A. Пижурин, М.С. Роземблит. - М.: Лесн. пром-сть. - 1984. - 232 е.;

48. Пинегин, C.B. Прецизионные опоры качения и опоры с газовой смазкой [Текст] / C.B. Пинегин, A.B. Орлов, Ю.Б. Табачников // Справочник. - М.: Машиностроение. - 1984. - 216 е.;

49. Почекутов, С.П. Исследование точности распиловки бревен на ленточнопильном станке "Stenner" [Текст] / С.П Почекутов / Лесоинженерное дело и механическая технология древесины: науч. тр. Сиб.ТИ. - 1969. - С. 243-246;

50. Прокофьев, Г.Ф. Исследование начальной жесткости полосовых пил [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, Н.И. Дундин, И.И. Иванкин // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). - 2001. - № 3. - С. 88-95;

51. Прокофьев, Г.Ф. Исследование устойчивости пилы ленточнопильного станка с отжимными контактными направляющими

[Текст] / Г.Ф. Прокофьев, И.И. Иванкин, A.A. Банников // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). - 2002. - № 5. - С. 59-67;

52. Прокофьев, Г.Ф. Основы научных исследований: учебное пособие [Текст] / Г.Ф.Прокофьев. - Архангельск: РИО АГТУ. - 1995. - 38 е.;

53. Прокофьев, Г.Ф. Теоретические исследования начальной жесткости ленточных и рамных пил [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, И.И. Иванкин // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. тр. - 1997. - Вып. 3. - С. 20-24;

54. Прокофьев, Г.Ф. Боковые силы, действующие на рамные пилы, и их влияние на точность пиления древесины [Текст] / Г.Ф. Прокофьев // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). -2001. -№ 5. - С. 82-89;

55. Прокофьев, Г.Ф. Долговечность пилы ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими [Текст] / Г.Ф. Прокофьев // Деревообр. пром-сть. - 1991. - №5. - С. 8-10;

56. Прокофьев, Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами [Текст] / Г.Ф. Прокофьев. - М.: Лесн. пром-сть. - 1990. -240 е.;

57. Прокофьев, Г.Ф. Исследование влияния некоторых факторов на устойчивость рамных пил: дис. ... канд. техн. наук [Текст] / Г.Ф. Прокофьев. -Архангельск. - 1970. - 146 е.;

58. Прокофьев, Г.Ф. К вопросу ограничения скорости резания ленточнопильных станков [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, C.B. Ершов // Лесн. журн. (Изв. высш. учеб. заведений). - 1999. - № 2-3. - С. 106 - 115;

59. Прокофьев, Г.Ф. Новые направления использования аэросатических опор: монография [Текст] /Г.Ф. Прокофьев, И.И. Иванкин. - Архангельск: АГТУ. - 2009. - 103 с. - ISBN 978-5-261-00453-0;

60. Прокофьев, Г.Ф. Некоторые вопросы точности рамного пиления [Текст] / Г.Ф. Прокофьев // Совершенствование технологии и оборудования лесопильного производства: науч. тр. ЦНИИМОД. - Архангельск, - 1981. -С. 69-75;

61. Прокофьев, Г.Ф. Определение аналитическим методом точности пиления древесины круглыми пилами [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, И.И. Иванкин, Л.А.Ковалев // Лесной журнал (Изв. высш. учеб. заведений), - 2009. -№1. - с.78-83;

62. Прокофьев, Г.Ф. Повышение эффективности пиления древесины на лесопильных рамах и ленточнопильных станках: монография [Текст] /Г.Ф. Прокофьев, И.И. Иванкин. - Архангельск: АГТУ. - 2009. - 380 с. - ISBN 9785-261-00453-0;

63. Прокофьев, Г.Ф. Применение опор с газовой смазкой в технике: учеб. пособие [Текст] / Г.Ф. Прокофьев, Н.И. Дундин, И.И. Иванкин. -Архангельск: Изд-во АГТУ. - 1999. - 65 е.;

64. Прокофьев, Г.Ф. Устойчивость рамных и ленточных пил в направляющих [Текст] / Г.Ф. Прокофьев // Совершенствование конструкций и методов подготовки и эксплуатации режущего инструмента и лесопильно-деревообрабатывающего оборудования: науч. тр. ЦНИИМОД. -Архангельск, - 1977. - С. 43 - 48;

65. Санев, В.И. Обработка /древесины круглыми пилами. [Текст] / В.И. Санев. - М.: Лесн. пром-сть. - 1980. - 323 е.;

66. Санев, В.И. К вопросу о запасе прочности полотен ленточных пил [Текст] / В.И. Санев. - Л.: ЛТА. Деп. во ВНИПИЭИлеспроме. -1981.-8 е.;

67. Стахиев, Ю.М. Влияние вальцевания на напряженное состояние дисковых пил [Текст] / Ю.М. Стахиев // Лесной журнал (Изв. Высш. Учеб. заведений). - 1966. - № 1. - С. 112-114;

68. Стахиев, Ю.М. Измеритель напряженности пил. [Текст] / Ю.М. Стахиев, Ф.В. Лыжин // Лесн. пром-сть. - 1970. - №6. - С. 15-16;

69. Стахиев, Ю.М. К вопросу о степени проковки плоских дисковых пил [Текст] / Ю.М. Стахиев // Науч. тр. ЦНИИМОД. Архангельск. - 1969. -Вып. №32. - С. 220-224;

70. Стахиев, Ю.М. К вопросу об определении терминов правка и проковка круглых пил [Текст] / Ю.М. Стахиев // Науч. тр. ЦНИИМОД. Архангельск. - 1985. - Вып. №32. - С. 138-142;

71. Стахиев, Ю.М.. О подготовке диска пилы [Текст] / Ю.М. Стахиев // Деревообр. пром-сть. - 1986. - №6. - с.5-8;

72. Стахиев, Ю.М. О тепловых методах создания начальных напряжений в дисках пил [Текст] / Ю.М. Стахиев, A.A. Настенко // Науч. тр. ЦНИИМОД. Архангельск. - 1973. - Вып. №28. - с. 51-53;

73. Стахиев, Ю.М. Определение оптимального расположения и зоны вальцевания дисковых пил [Текст] / Ю.М. Стахиев / Лесн. пром-сть. - 1966. -№11.-С. 23-25;

74. Стахиев, Ю.М. Работоспособность плоских круглых пил. [Текст] / Ю.М. Стахиев. - М.: Лесн. пром-сть. - 1989. - 384 е.;

75. Тимошенко, С.П. Сопротивление материалов [Текст] / С.П. Тимошенко. 3-е изд. - М.: Наука. - 1965. - Т. 2. - 480 е.;

76. Трубников, И.И. Усталостное разрушение полотен ленточных пил [Текст] / И.И. Трубников // Изв. вузов, Лесн. журн. - 1965. - № 6. - С. 91-93;

77. Феоктистов, А.Е. Ленточнопильные станки [Текст] / А.Е. Феоктистов. -М.: Лесн. пром-сть. - 1976. - 15 е.;

78. Феоктистов, А.Е. Подготовка ленточных пил к работе [Текст] / А.Е. Феоктистов. - М.: Лесная промышленность. - 1971. - 72 е.;

79. Феоктистов, А.Е. Причины появления трещин в полотнах ленточных пил [Текст] / А.Е. Феоктистов //Деревообр. пром-сть. - 1960. -№5.-С. 12-14;

80. Феоктистов, А.Е. Точность распиловки и производительность ленточнопильных станков [Текст] / А.Е. Феоктистов // Деревообраб. пром-сть. - 1969.-№ 4. - С. 12-13;

81. Феоктистов, А.Е. Точность распиловки на ленточнопильных станках для бревен [Текст] / А.Е. Феоктистов // Деревообраб. пром-сть. -1962. - № 3. - С. 12-15;

82. Фонкин, В.Ф. Лесопильные станки и линии [Текст] / В.Ф. Фонкин. -М.: Лесн. пром-сть. - 1979. - 320 е.;

83. Хуанг, Г. Исследование коэффициентов теплоотдачи для потоков воздуха в круглых струях, ударяющих нормально в теплообменную поверхность [Текст] / Г. Хуанг // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Теплопередача. - 1963. - 85. -№3, С. 59-69;

84. Швамм, Л. Г. Исследование и разработка методов повышения долговечности ленточных пил при распиловки древесины [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Л.Г. Швамм. - Л.: ЛТА. - 1982. - 20 е.;

85. Шейнберг, С.А. Опоры скольжения с газовой смазкой [Текст] / С.А. Шейнберг, В.П. Жедь, М.Д. Шишеев, B.C. Баласанян, Н.Д. Заблоцкий. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. - 1979. - 396 е.;

86. Юдаев, Б.П. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами [Текст] / Б.П. Юдаев, М.С. Михайлов, В.К. Савин. - М.: Машиностроение. -1977.-248 е.;

87. Якунин, Н.К. Подготовка круглых пил к работе [Текст] / Н.К. Якунин - М.: Лесн.пром-сть. - 1980. - 150 е.;

88. Den Ouden С., Hoogendoorn С. J. Local convective heat transfer coefficient for jet impinging on a plate; experiments using a liquid technique.— In : Proc, 5th Int. Heat Transfer Conf. Tokyo : Jap. Soc. Mech. Eng., 1974, vol. 5, pap. MA 2.5, p. 293—297;

89. Donaldson C., Snedeker R., Margolis A. A study of free jet impingement heat transfer. Pt 2. Free jet turbulent structure and impingement heat transfer.— J. Fluid Mech., 1971, 45, N 3, p. 477—512;

90. Gardon R., Akfirat J. The role of turbulence in determining the heat transfer characteristics of impinging jets.— Int. J. Heat and Mass Transfer, 1965. 8, N 10, p. 1261—1272;

91. Gardon R., Cobonpue J. Pleat transfer between a flat plate and jets of air impinging on it.— In : International development in heat transfer : Proc. Int. Heat Transfer Conference, New York : Amer. Soc. Mech. Eng., 1961, p. 454— 460;

92. Hoogendoorn C. J. The effect of turbulence on heat transfer at a stagnation point.— Int. J. Heat and Mass Transfer, 1977, 20, N 12, p. 1333—1338;

93. Nakatogava 71, Nishiwaki N., Iiirata M, Torii K- Heat transfer of round turbulent jet impinging normally of flat plate.— In : Heat Transfer 1970-Proc. 4th Int. Heat Transfer Conf. Düsseldorf: Elsevier, 1970, vol. 2, pap. FC 5.2, p. 1-11;

94. Perry K. .Heat transfer convection from heat jet to plate. - Proc. Inst. Mech. Eng.', 1954, 188, N 30, p. 775—784;

95. Schlünder E. U„ Gnielinski V. Wärme- und Stoffübertragung zwischen gut und aufprallenden Düsenstrahl.—Chem.—Ing.—Techn., 1967, 39, N 9/10, S. 578—584;

96. Thunell, B. Dimensional Accuracy in Sawing [Text] / B. Thunell // Svenska Träforskning Institutet. - 1975. - Serie B. - №109. - 17 p.;

97. Thunell, B. Forstschritte dei der Zerspannung - Sfozschung von Holz [Text] / B. Thunell // Holz als Roh- und Werkstoff. - 1951. - № 1. - P. 11 - 20;

98. Thunell, B. Stability of the Band Saw Blade [Text] / B. Thunell // Holz als Roh- und Werkstoff. - 1970. - №9. - P. 343 - 348;

99. Vallis E. A., Patrick M, A., Wragg A. A. Radial distribution of convective heat transfer coefficient between an axisymmetric turbulent jet and a flat plate held normal to the flow.— In : Proc. 6th Int. Heat Transfer Conf. Toronto: Hemisphere pabl. co, 1978, vol. 5, pap. FC(b)-21, p. 297—303.