авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Обоснование геометрических параметров формы рабочей поверхности диска и ножей рубительной машины

-- [ Страница 2 ] --

По завершении указанных работ конструкция установки была изменена: кожух верхнего выброса щепы был заменен на кожух для горизонтального выброса. После чего работы, за исключением наладки 3 были повторены.

Экспериментальная установка создана на базе серийного образца дисковой рубительной машины на базе предприятия «Петрозаводский ДОК». Конструкция установки позволяла создавать различные комбинации изучаемых параметров, поддерживая остальные на постоянном уровне.

Привод установки выполнен регулируемым, при этом частота вращения может быть изменена от 1000 до 100 мин-1.

Вся щепа, полученная при рубке бревен, подвергалась анализу в соответствии с ГОСТ 15815-83.

Масса фракции и навески (пробы) определялись путем взвешивания на лабораторных весах.

Для определения значимости и силы влияния этих факторов на долю потерь в щепе, полученный в ходе исследований комплекс данных подвергался двухфакторному дисперсионному анализу с использованием критерия Фишера.

Нахождение значений фактора (параметра машины), обеспечивающих в эксперименте наименьшую долю потерь в щепе, осуществлялось методом сравнения средних. В качестве критерия различий, наблюдаемых между двумя средними арифметическими, принималось отношение их разности к их статической ошибке. Полученное значение критерия достоверности сравнивалось со стандартным.

Если по результатам двухфакторного дисперсионного анализа не удается выявить влияние какого-либо из параметров, то в дальнейшем проводится однофакторный дисперсионный анализ влияния этого параметра при значении второго, обеспечивающем наименьшую долю потерь в щепе.

Далее, как и при двухфакторном анализе, отнесением сумм квадратов отклонений к соответствующим числам степеней, определялись величины дисперсий. После чего, по отношению факториальной дисперсии к дисперсии остаточной определялось фактическое значение критерия достоверности влияния.

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных на полупромышленной установке.

Анализ результатов исследований влияния скорости резания, формы рабочей поверхности диска и заточки ножей на фракционный состав и долю потерь, полученных на установке, оснащенной кожухом для верхнего выброса щепы показал, что в диапазоне скоростей резания от 17 до 38 м/с сила влияния скорости резания на долю образующихся потерь составляет 0,928. Также установлено, что на этот показатель незначительное влияние оказывает совместное действие скорость резания и форма рабочей поверхности диска и заточки ножей (0,049).

Увеличение скорости резания сопровождается уменьшением в щепе доли крупной фракции, причем процесс этот протекает одинаково для геликоидальной и плоской наладок диска. Уменьшение доли крупной фракции в щепе с увеличением скорости резания постепенно замедляется. Можно ожидать, что дальнейшее увеличение скорости резания приведет к стабилизации этого показателя. Доля крупной фракции в щепе, полученной на установке, имевшей геликоидальные формы рабочей поверхности диска и заточки ножей, при прочих равных условиях всегда меньше, чем в полученной на установке, имевшей плоский диск.

Анализ результатов методом сравнения средних арифметических подтвердил, что для обоих вариантов наладки ротора скорость резания 17 м/с обеспечивает наименьшую долю потерь в щепе (рис. 3).

а

б

Рис. 3. Доля потерь при верхнем выбросе щепы для различных форм рабочей поверхности диска: а – с учетом доизмельчения крупной

фракции, б – без учета

Полученные данные говорят о том, что при скорости резания 17 м/с форма рабочей поверхности диска и заточки ножей оказывает влияние на долю потерь в щепе. При геликоидальной рабочей поверхности диска и заточке ножей доля потерь меньше, при этом доля в щепе мелкой и крупной фракции также меньше. Сила влияния формы рабочей поверхности диска и заточки ножей на долю потерь в щепе при скорости резания 17 м/с составляет 0,828, что позволяет сделать вывод о значимости влияния этого параметра на качество щепы и долю в ней потерь при оптимальном значении скорости. Применение геликоидальной наладки ротора при скорости резания 17 м/с позволяет снизить долю потерь на 1,3 % по сравнению с плоской наладкой.

Результаты обработки данных, полученных в ходе исследования на установке, оснащенной кожухом для горизонтального выброса, говорят о том, что как скорость резания, так и форма рабочей поверхности диска и заточки ножей оказывают влияние на долю потерь в щепе (рис. 4).

а

б

Рис. 4. Доля потерь при безударном выбросе щепы для различных способов наладки рабочей поверхности диска: а – с учетом доизмельчения крупной фракции, б – без учета

С увеличением скорости резания рост доли потерь в щепе при плоской рабочей поверхности диска и прямой заточке ножей происходит медленнее, чем при геликоидальных форме и заточке. В итоге, при скорости резания 38 м/с доля потерь в щепе при геликоидальной наладке на 2,7 % больше, чем при плоской, что подтверждает результаты исследований, проведенных ранее. Причиной этого является то, что с повышением скорости резания доля крупной фракции в щепе при плоской наладке ротора постепенно стабилизируется, а темпы роста доли мелкой фракции ниже, чем при геликоидальной наладке, что и приводит к более низкому содержанию потерь в щепе при высоких скоростях резания в случае плоской наладки диска.

Проведенный анализ показал, что при скорости резания близкой к 24 м/с и горизонтальном способе выброса, такие параметры дисковых рубительных машин, как форма рабочей поверхности диска и заточки ножей влияет на долю потерь в щепе. Однако сила этого влияния невелика – 0,359.

Дополнительные исследования при верхнем выбросе щепы, геликоидальной заточке ножей и плоском диске показали, что использование такой комбинированной наладки рабочей поверхности диска позволяет снизить потери древесины при производстве щепы на 0,5…1,5 % по сравнению с плоской наладкой и плоскими ножами. Однако это на 0,5…1,0 % больше, чем при применении геликоидального диска и геликоидальных ножей.

Наличие в технологическом процессе производства щепы операции доизмельчения крупной фракции позволяет снизить долю потерь в среднем на 2,0 % при всех наладках рабочей поверхности диска. При отсутствии операции доизмельчения крупной фракции разница в доле потерь при геликоидальной наладке и комбинированной составляет не более 0,5 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований показывает, что при рубке бревен в дисковых рубительных машинах между скоростями диаметрально противоположных точек бревен при их контакте с задней гранью ножа наблюдается кинематическое несоответствие. В результате этого бревна малого диаметра не занимают стабильного положения в процессе измельчения, что приводит к ухудшению качества фракционного состава. У бревен максимального диаметра выявленное кинематическое несоответствие скоростей подачи приводит к нестабильности процесса резания, появлению срывов в подаче и ухудшению фракционного состава щепы.
  2. Проведенные расчеты позволили установить, что с увеличением угла поворота диска с 10° до 30° (0° - момент начала вхождения лезвия в бревно), т.
    е. по мере заглубления ножа в рез, средняя скорость затягивания уменьшается на 20-25%. Что является причиной нестабильности и дальнейшего срыва подачи.
  3. Установлено, что увеличение радиуса резания вызывает увеличение скорости подачи (затягивания). При этом кинематическое несоответствие диаметрально противоположных точек бревна сильнее сказывается на машинах с малыми диаметрами дисков (до 1500 мм), чем с большими. Так, при рубке расчетного бревна диаметром 20 см диском с расчетным диаметром 1270 мм, изменение скорости подачи по крайним точкам составило 2,6 и 1,82 м/c, т. е. 30%. При использовании диска диаметром 2000 мм при том же расчетном диаметре бревна изменение скорости составило 5,4 и 4,58 м/с, т. е. только 15%
  4. Для устранения выявленного кинематического несоответствия и создания условий для равномерной подачи бревна самозатягиванием необходимо обеспечить одинаковую скорость подачи на любом радиусе резания и при любом угле поворота диска. Данные условия могут быть выполнены при применении геликоидальной поверхности диска и геликоидальной формы заточки рубительных ножей.
  5. Применение геликоидальной формы заточки ножей позволяет также стабилизировать подачу (процесс самозатягивания) независимо от угла поворота диска и избежать эффекта снижения скорости затягивания. Однако следует учитывать, что данный эффект наступает только со второго-третьего отруба.
  6. При использовании рубительных машин с дисками диаметром более 2000 мм и прямых ножах выявленное кинематическое несоответствие скоростей подачи диаметрально противоположных точек бревна незначительно. При этом использование геликоидальной формы заточки ножа становится невозможным из-за уменьшения заднего угла резания ниже допустимого предела (2°).
  7. Экспериментальными исследованиями установлено, что значимое влияние профиля рабочей поверхности диска и заточки ножей проявляется только при скорости резания равной 17 м/с для верхней схемы выброса щепы и 24 м/с для горизонтальной схемы выброса. При этих условиях использование геликоидальной наладки диска по сравнению с плоской позволяет на 10…20 % снизить долю потерь, за счет улучшения фракционного состава (увеличение доли кондиционной фракции).
  8. Использование комбинированной наладки рабочей поверхности диска – геликоидальная заточка ножа при плоской поверхности диска – позволяет снизить потери древесины при производстве щепы на 0,5…1,5 % по сравнению с плоской наладкой. Однако это на 0,5…1,0 % больше чем при полностью геликоидальной конструкции диска.
  9. Проведенные исследования позволяют рекомендовать использование геликоидальной формы диска и заточки ножей на рубительных машинах с диском диаметром до 2000 мм. При этом частота вращения диска и способ выброса щепы должны быть согласованы в соответствии с выводом 7. Данную конструкцию рекомендуется использовать на создаваемой АО «ПетрозаводскМАШ» дисковой рубительной машине МР-40.
  10. Плоский диск с прямой заточкой ножей рекомендуется использовать на рубительных машинах с диском диаметром более 2000 мм, например для модернизируемой машины МР-100. В этом случае для улучшения фракционного состава щепы рекомендуется включение в технологический процесс операции доизмельчения, что позволяет снизить долю потерь в среднем на 2,0 %.
  11. С целью упрощения конструкции на машинах с диаметром диска до 2000 целесообразно использование комбинированной наладки диска (плоская рабочая поверхность с геликоидальной формой заточкой ножей), что обеспечит фракционный состав щепы не ниже требований марки Ц3. При отсутствии операции доизмельчения крупной фракции разница в доле потерь при геликоидальной наладке и комбинированной составляет не более 0,5 %.

Публикации по теме диссертации

1. Симонова И. В. Экспериментальная проверка методов классификации щепы по толщине / С. Б. Васильев, И. В. Симонова // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып. 5. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. – 154 с. (С. 15 – 16). Личный вклад 50%.

2. Симонова И. В. Влияние формы рабочей поверхности диска рубительной машины на эффективность использования сырья при производстве щепы / С. Б. Васильев, И. В. Симонова // Структурная перестройка лесного комплекса Республики Карелия/Материалы республиканской научно-практической конференции. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. – 50 с. (С. 35 – 36). Личный вклад 70%.

3. Симонова И. В. Производство щепы в рубительной машине с верхним выбросом при различной настройке профиля рабочей поверхности диска / И. В. Симонова, С. Б. Васильев // Известия лесоинженерного факультета: Сб. науч. тр. / ПетрГУ. Петрозаводск, 2006. С. 119-124: ил. – Рус. – Деп. в ВИНИТИ 21.07.06, № 984-В2003. Личный вклад 50%.

4. Симонова И. В. Обоснование формообразующих параметров диска рубительной машины / С. Б. Васильев, И. В. Симонова // Известия Санкт-Петербугской лесотехнической академии. Вып. 179. – Изд-во Санкт-Петербугской лесотехнической академии, 2007. – 230 с. (С. 130 – 135). Личный вклад 70%.

Просим Ваши отзывы по автореферату в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, Ученому секретарю диссертационного Совета Д 212.190.03, Факс: (8142)711000.

Подписано в печать _._._. Формат 60x84 1/16.

Бумага газетная. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Изд. № 116.

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Типография Издательства ПетрГУ

185910, Петрозаводск, пр. Ленина, 33



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.