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 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Совершенствование формирования и прессования древесностружечных плит

-- [ Страница 2 ] --

где 0,0193 – коэффициент, имеющий размерность ;

Нк –толщина стружечного ковра;

Н0 – расстояние от плоскости направляющего органа до поверхности стружечного ковра;

= hн/l – коэффициент, характеризующий отношение шага ориентации к длине частицы.

Зависимость оптимальной скорости перемещения направляющего органа от длины древесных частиц и шага ориентации представлена на рисунке 3.

  Зависимость оптимальной-15

Рисунок 3 – Зависимость оптимальной скорости перемещения

направляющего органа от длины древесных частиц при шаге ориентации:

1 - 0,02 м; 2 – 0,04 м; 3 – 0,06 м; 4 – 0,08 м

Для дискового ориентирующего устройства выведено выражение, связывающее скорости вращения соседних дисков 1, 2, их диаметр D и шаг ориентации hн на определенном участке ориентирующего устройства:

. (7)

Реализация данного выражения позволяет минимизировать угол укладки стружки в дисковых (валковых) ориентирующих устройствах.

Используемые в производстве ориентирующие устройства имеют неизменный шаг ориентации hн. В то же время длина стружки среднего слоя меняется в широких пределах (от 20 до 150 мм и более при изготовлении плит OSB). Переход на другой вид плит связан с техническими проблемами именно на этапе ориентирования стружки. Поэтому возникает задача расширения диапазона длины одновременно ориентируемых частиц и гибкой перестройки ориентирующих ячеек на соответствующую длину частиц.

Эту задачу позволяет решить разработанное автором устройство, в котором направляющие органы расположены на двух горизонтальных уровнях и имеют разные скорости перемещения. Оперативно перестраиваться на работу с частицами разной длины позволяют устройства с переменным шагом ориентации. Конструкция одного из вариантов в сжатом состоянии представлена на рисунке 8. Планки, на которых размещены ролики направляющего органа, образуют многоугольник со взаимно параллельными противоположными сторонами, причем возможна установка планок под углом от min = 30о до max = 150о, при этом шаг ориентации изменяется в 3,73 раза. Данное устройство позволяет также осуществлять эффективную очистку участка ориентации от нестандартной крупноразмерной стружки.

Замкнутые САУ скоростью направляющего органа, предназначенные для минимизации угла ориентации стружки , могут быть построены по принципу компенсации внешних возмущений и по принципу отклонения (рисунок 4). Здесь UV – задающий сигнал, U – сигнал рассогласования, U – сигнал обратной связи по углу .

  Структура САУ оптимизацией-17

Рисунок 4 – Структура САУ оптимизацией скорости направляющего органа:

а – принцип компенсации внешних возмущений; б – принцип отклонения

Возмущающими воздействиями следует считать длину ориентируемых частиц l и толщину формируемого стружечного ковра Нк, которая может меняться до 20-кратной толщины изготовляемой плиты. Информация об этих воздействиях поступает в систему, обрабатывается в соответствии с моделью, и САУ обеспечивает поддержание скорости на заданном уровне, при котором угол ориентации стружки минимален.

Структурная схема ориентирующего устройства, реализующего математическую модель изменения скорости по формуле (6), построенная по принципу компенсации возмущений, представлена на рисунке 5.

  Структурная схема САУ-18

Рисунок 5 – Структурная схема САУ скоростью направляющего органа, реализующая принцип компенсации возмущений:

1 – направляющий орган; 2 – ролики; 3 – приводной ролик; 4 – электропривод; 5 – датчик расхода стружечной массы; 6 – детектор, 7 - датчик толщины стружечного ковра; 8, 9, 10, 11 – блоки задания; 12 – блок вычитания; 13 – блок извлечения корня; 14, 15 – блоки деления; 16 – блок нелинейности; 17 – блок умножения; 18 – переключатель; 9 – суммирующий усилитель

Устройство снабжено датчиком 5 расхода древесной массы, выполненным в виде датчика ИРДМ-1, размещенным в потоке древесных частиц, и датчиком 7 толщины стружечного ковра.

Изменяя скорость перемещения направляющего органа, можно менять средний угол ориентации стружки без изменения положения ориентирующего устройства. При этом возможно ориентировать стружку перпендикулярно направлению движения формирующего транспортера, т.е. использовать однотипные ориентирующие устройства для взаимно-перпендикулярной ориентации стружки в различных слоях ковра. Зависимость среднего угла ориентации частиц от скорости V перемещения направляющего органа для нечетных ячеек имеет вид:

, (8)

где нач - угол схода частиц с направляющего органа;

V - текущая скорость перемещения направляющего органа;

Vопт – оптимальная скорость перемещения направляющего органа, определяемая из выражения (6).

Четные ячейки ориентируют частицы на такую же положительную величину. Значение , т.е. угол ориентации частиц, устанавливают при помощи блока 11 задания (рисунок 5).

Повысить качество ориентации можно, построив ориентирующее устройство по принципу отклонения (рисунок 7). При этом необходимо оперативное измерение угла , которое может быть осуществлено с помощью специальных измерительных устройств, построенных на базе оптических и оптоэлектронных. При введении обратной связи по целевой функции (углу ориентации ) не требуется введения в САУ математической модели процесса.

 Структурная схема САУ-21

Рисунок 7 – Структурная схема САУ скоростью направляющего органа:

5 – блок задания; 6 – генератор ультразвуковых колебаний; 7, 8 – излучатели; 9, 10 – приемники; 11, 12 – детекторы; 13, 14 – дифференцирующие усилители; 15 - регулятор

Точку пересечения лучей датчиков 7 и 8 располагают на расстоянии, кратном (ihн+hн/2), где i – номер ветви направляющего органа.

С увеличением длины подаваемой на формирование стружки угол ее схода с ветвей гибкого органа нач уменьшается, стружка в ковре оказывается «переразвернутой», при этом угол между осью стружки и направлением излучения излучателя 7 |1| становится больше угла между осью стружки и направлением излучения излучателя 8 |2| (рисунок 7). САУ снижает скорость перемещения направляющего органа, угол разворота стружки также уменьшается, стремясь к нулевому. Оптимальная скорость перемещения направляющего органа автоматически устанавливается также при изменении других возмущающих факторов: высоты стружечного ковра, толщины или плотности подаваемой стружки и т.д.

В работе установлено рациональное отношение шага ориентации к длине ориентируемой стружки: hн/l = 0,5. С уменьшением данного отношения повышается вероятность засорения ориентирующего устройства, а с увеличением - снижается доля разворачиваемых частиц. При hн > l частицы либо вообще не попадают на ветви направляющего органа, либо падают только на одну ветвь, и их ориентирования не происходит.

Устройства с переменным шагом ориентации позволяют ориентировать максимальное количество древесных частиц без засорения направляющего органа. Схема системы установки рационального шага направляющего органа представлена на рисунке 8.

  Структурная схема САУ шагом-22

Рисунок 8 – Структурная схема САУ шагом направляющего органа:

1 - планки; 2 - ролики; 3 – направляющий орган; 4 – окно; 5 – приводные ролики; 6 – датчик расхода древесной массы; 7 – датчик толщины ковра; 8 – датчик перемещения штока; 9 – амплитудный детектор; 10 – фильтр; 11 - блок умножения; 12 - блок извлечения корня; 13 – масштабирующий усилитель; 14 – суммирующий усилитель; 15 – позиционный электропривод; 16 - шток

Здесь длина ориентируемых частиц определяется косвенным путем через массу частиц:

l = , (9)

где m – масса частицы;

д – плотность древесины частицы;

к – коэффициент пропорциональности размеров частицы. Например, при соотношении длины, ширины и толщины частицы 100:10:1, к = 10-3.

Плотность древесины частицы д также определяется косвенным путем. В современных формирующих машинах с увеличением плотности древесины стружки автоматически снижается количество подаваемого стружечного материала, т.е. снижается толщина формируемого стружечного ковра при постоянстве его массы. Поэтому плотность древесины стружки д обратно пропорциональна толщине стружечного ковра Нк, которая измеряется с помощью распространенных датчиков толщины.

В диссертации исследована погрешность ориентации частиц. Считая, что угол ориентации = нач t [рад], где t – время падения частицы, а нач - ее начальная скорость разворота, для рационального значения шага ориентации получим:

V = 1,81V, (10)

где Н – высота падения частицы.

Здесь коэффициент 1,81 имеет размерность .

Таким образом, погрешность угла ориентации определяется погрешностью автоматического измерения высоты падения частиц Н, погрешностью длины частиц l и погрешностью поддержания скорости V системы оптимизации скорости направляющего органа. Для определения вклада данных погрешностей в погрешность угла найдены функции чувствительности SV к параметрам H, l и V.

, (11)

, (12)

, (13)

Поскольку вероятность наихудшего сочетания данных погрешностей мала, то погрешность угла ориентации определяется как среднеквадратичная:

, (14)

где , , – соответственно относительные погрешности длины ориентируемой стружки, поддержания скорости и определения высоты падения стружки, %.

После подстановки в (13) выражений (10) – (12), получим формулу относительной погрешности угла ориентации, %:

. (15)

Считая, что при хаотичной укладке стружки в ковер средний угол ее ориентации составляет 450 и приняв данное значение за 100%, можно получить выражение абсолютной погрешности угла ориентации, град.:

. (16)

Как видно из (15), вклады погрешностей поддержания скорости и длины стружки в погрешность угла ориентирования равноценны, а погрешность определения высоты полета стружки сказывается в меньшей мере.

Для проверки полученных выражений был проведен следующий эксперимент. Древесную стружку подавали на направляющий орган ориентирующего устройства, который перемещали с различными скоростями. Из ориентированной таким образом стружки на формирующих поддонах образовывали однослойные стружечные пакеты, которые прессовали. Была изготовлена партия однослойных ДСтП толщиной 10 мм из сосновых стружек со средней длиной 60 мм. Высота размещения направляющего органа над формирующим транспортером составляла 0,3 м, шаг ориентации – 0,025 м. Средняя толщина формируемого ковра составляла 0,044 м. Оптимальная скорость перемещения направляющего органа рассчитывалась по формуле (6) и составила 0,035 м/с. Направляющий орган перемещали со скоростями V = 0,020 м/с, 0,035 м/с и 0,050 м/с.

Измерение углов отклонения частиц относительно направления ориентации производилось для всех полностью видимых частиц на верхней и нижней пластях плит на произвольных участках плит площадью 200200 мм при помощи транспортира. Средневзвешенный угол ориентации ср определялся как сумма произведений средних углов отклонения i на долю частиц i на участке:

. (17)

Усредненные результаты измерений представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Отклонение частиц длиной 0,06 м

Пределы отклонения частиц от оси ориентации, град. Средний угол отклонения i, град. Доля частиц на участке i, %
V= 0,020 м/с V=0,035 м/с V=0,050 м/с
0-9 4,5 67 13 8
10-19 14,5 16 61 32
20-29 24,5 12 13 38
30-39 34,5 3 8 12
40-50 45 2 5 10
Средний угол ориентации ср, град.
7,8 17,6 23,0


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 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.