К вопросу об энергоемкости процесса продольного резания древесины

К ВОПРОСУ ОБ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОЦЕССА ПРОДОЛЬНОГО РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Чемоданов А.Н., Гайнуллин Р.Х.

To the question on power consumption of longitudinal woodcutting process.

В настоящее время деревообрабатывающая промышленность нуждается в интенсивном поиске и внедрении энергосберегающих технологий и соответствующего оборудования. Причиной этому являются мировой финансовый кризис, истощение энергоресурсов страны и многие другие факторы. Для разработки энергосберегающих технологий в деревообработке необходимо четко понимать сущность того или иного происходящего процесса для обоснования направлений снижения его энергоемкости.

Значительная часть операций в деревообрабатывающей промышленности связана с механическим воздействием на древесину различных инструментов. Обобщенно все эти процессы называются резанием.

Одним из процессов резания древесины является продольное строгание, предусматривающее срезание с древесной заготовки тонких листов режущим блоком, состоящим из ножа и прижимной линейки. В работах [1, 2, 3, 4 и др.], посвященных теории резания древесины, данный процесс практически не изучен, соответственно отсутствуют данные об энергоемкости данного вида обработки древесины, зависимости этого показателя от факторов, характеризующих процесс резания.

Энергоемкость процесса продольного резания древесины зависит от множества факторов. К ним относятся факторы, характеризующие состояние древесины, режущего инструмента и протекания процесса в целом. С целью получения данных о силовых показателях продольного резания древесины ножевым блоком при различных условиях были проведены экспериментальные исследования. В процессе исследований изменялись толщина срезаемого шпона hm, угол наклона лезвия ножа по отношению к направлению резания ф и степень обжима А, характеризующая степень деформации древесины прижимной линейкой в зоне резания перед режущей кромкой.

Скорость резания во всех опытах была постоянной, измерялось общее усилие резания на ножевом блоке. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Результаты экспериментальных данных

№ опыта Толщина шпо- Угол наклона лезвия ножа ф, град Степень обжи- Сила резания

на hm, мм ма А, % Рх, Н

1 1,0 60 10 409,1

2 1,0 75 10 384,55

3 1,0 90 10 343,64

4 1,0 60 15 441,83

5 1,0 75 15 433,65

6 1,0 90 15 425,46

7 1,0 60 20 548,19

8 1,0 75 20 515,47

9 1,0 90 20 490,92

10 1,5 60 10 589,1

11 1,5 75 10 556,38

12 1,5 90 10 531,83

13 1,5 60 15 752,74

14 1,5 75 15 728,2

15 1,5 90 15 695,47

16 1,5 60 20 883,66

17 1,5 75 20 834,56

18 1,5 90 20 777,29

19 2,0 60 10 908,2

20 2,0 75 10 883,66

21 2,0 90 10 867,29

22 2,0 60 15 1022,75

23 2,0 75 15 1014,57

24 2,0 90 15 1006,39

25 2,0 60 20 1210,94

26 2,0 75 20 1129,12

27 2,0 90 20 1039,11

В качестве критерия процесса резания использовалась энергоемкость Э

-5

кВт-ч/м . По результатам исследований построены графики, приведенные на рис.1, показывающие влияние степени обжима, угла наклона лезвия ножа на энергоемкость процесса резания.

Рисунок 1 - График зависимости энергоемкости процесса резания от степени обжима и угла наклона лезвия ножа на примере 1,5 мм шпона

Из результатов экспериментальных данных (табл. 1 и рис. 1) можно сделать следующие выводы:

1. Повышение степени обжима древесины влечет увеличение энергоемкости, ввиду появления дополнительных сил трения древесины о режущий инст-

румент, а также увеличения плотности древесины в зоне резания. Так, при ф=90°, hm=1,5 мм изменение степени обжима с 10% до 20% приводит к повышению энергоемкости процесса в 1,46 раза.

2. Уменьшение угла наклона лезвия ножа приводит к увеличению ширины резания и, как следствие, к повышению энергоемкости процесса. Так, при Ьш=1,5 мм и Д=10% изменение угла наклона лезвия ножа от 90° до 60° приводит к повышению энергоемкости процесса в 1,11 раза.

3. Изменение толщины срезаемого шпона влияет на энергоемкость процесса. При этом целесообразнее использовать для расчетов значение энергоемко-

Л

сти кВт-ч/м и провести дополнительные исследования с учетом всех значимых факторов.

Литература

1. Бершадский, А.Л. Резание древесины / А.Л. Бершадский. - М.: Гослесбумиздат, 1956. - 328 с.

2. Воскресенский, С.А. Резание древесины / С.А. Воскресенский. - М.: Гослесбумиздат, 1955. - 200 с.

3. Дешевой, М.А. Механическая технология дерева. Ч. I / М.А. Дешевой. - Л.: Кубуч, 1934. - 550 с.

4. Любченко, В.И. Производство строганого шпона / В.И. Любченко. - ВНИПИЭИлес-пром, 1971.