Повышение эффективности работы деревообрабатывающего оборудования в зимних условиях

УДК 674.05:621.9.02

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ

IMPROVING THE EFFICIENCY OF OPERATION OF WOODWORKING EQUIPMENT IN WINTER CONDITIONS

Сиваков В.В.

Рассматривается комплексный подход к процессу повышения эффективности работы деревообрабатывающего оборудования в условиях низких отрицательных температур.

Discusses an integrated approach to improve the efficiency of woodworking equipment in low temperatures.

Ключевые слова: древесина, обработка древесины, инструмент, отрицательная температура

Keywords: wood, woodworking, tools, low temperature

Основные запасы древесины в нашей стране расположены в северных районах и ее заготовка происходит, главным образом, зимой. Инструмент, эксплуатируемый в Сибири, на Урале, Дальнем Востоке в зимний период (до 40% времени) подвергается воздействию климатически низких температур.

Для обработки древесины в условиях отрицательных температур широко используются рамные, круглые и ленточные пилы, пильные цепи переносных и машинных пил, окорочные и рубительные ножи, фрезы для оцилиндровки бревен. При этом указанные типы инструментов работают в разных условиях, охватывающих как первичную заготовку, так и переработку древесного сырья.

Заготовка и первичная раскряжевка древесины осуществляется с помощью переносных и машинных цепных пил. Следует отметить, что основные запасы деловой древесины расположены в северных районах Российской Федерации (Сибирь, Урал, Дальний восток, север европейской части страны) и ее добыча приходится на длительный зимний период, когда среднесуточная температура окружающей среды ниже -10-15 °С [1]. В этих условиях инструмент подвергается интенсивному изнашиванию вследствие повышения прочностных свойств древесины и охрупчивания материала инструмента, засоренности древесины абразивными частицами и выходит из строя за счет уменьшения рабочей части зубьев из-за переточек [2].

При подготовке круглых лесоматериалов к переработке зачастую производится их окорка. В случае окорки мерзлой древесины приходится снижать скорость обработки и даже производить повторную окорку вследствие тяжелых условий работы, когда увеличиваются прочность коры и силы сцепления ее с древесиной. Кроме того, в результате транспортировки кора древесины может быть загрязненной абразивными частицами, сила сцепления которых из-за смерзания с корой увеличивается. Поэтому износ окорочных ножей в этих условиях резко возрастает.

При производстве ДСтП, топливных брикетов и пеллет происходит переработка древесины, в том числе и мерзлой, на технологическую щепу. При этом, мерзлая древесина снижает производительность обработки, увеличивается выход из строя рубительных ножей.

Наибольшие объемы древесины перерабатываются при первичном раскрое круглых лесоматериалов. Он производится на лесопильных рамах, ленточно- и круглопильных станках. При этом основной объем древесины по-прежнему перерабатывается на лесопильных рамах. В наиболее тяжелых условиях работает инструмент при распиловке в зимнее время года тонкомерной древесины.

За счет повышения нагрузок на режущие зубья пил при обработке мерзлой древесины наблюдается увеличение выхода инструмента из строя за счет различных разрушений. Это происходит вследствие обрыва полотен и вылома зубьев из-за снижения запаса усталостной прочности, зависящей от сил резания, появления трещин усталости во впадинах зубьев и разрывов полотен в местах сварки и т.д. По данным различных предприятий и литературных источников выход пил из строя в результате различных разрушений составляет: для рамных пил 30-50%, для ленточных пил 60-70% и до 60% круглых пил большого диаметра. При этом, разрушение дисков пил большого диаметра может достигать 45%, обрыв зубьев 10%, повреждение вершин 20% [16,17,2,3,4,5].

Следует отметить, что инструмент выходит из строя не только вследствие различных разрушений, но и интенсификации износа режущих кромок зубьев, вследствие чего период стойкости инструмента существенно сокращается.

Повышение эффективности работы предприятий в рыночных условиях, особенно в условиях кризиса, зависит от совершенства техники и технологии. Поэтому, важным является постоянный процесс разработки и внедрения инноваций.

Например, для повышения периода стойкости инструмента и, тем самым, повышения времени производительной работы оборудования, важным является применение новых конструкций инструмента, применения новых инструментальных материалов или проведение упрочняющих обработок [6,7,8,9,14,20].

Вследствие роста прочностных характеристик древесины [10] увеличиваются нагрузки на инструмент и оборудование. Для предотвращения поломок и выхода их из строя необходимо учитывать рост нагрузок при обработке, контролировать при проектировании и работе динамические нагрузки [11,12,13,18].

Таким образом, задача повышения эффективности работы деревообрабатывающих предприятий можно решить только комплексным подходом, учитывающим исследования условий работы при проектировании и эксплуатации оборудования и инструмента, работающего в зимних условиях.

Список использованных источников

1. Сиваков, В.В. Определение возможностей повышения износостойкости дереворежущего инструмента в условиях климатически низких температур: [Текст] /В.В.Сиваков// Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 37. -Брянск: БГИТА, 2013. - С.195-198.

2. Сиваков, В.В. Повышение износостойкости режущих рабочих органов лесозаготовительных машин и инструмента для резания мерзлой древесины: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических. - Брянск, 2000.

3. Демьяновский К.И. Влияние различных факторов на прочность режущей части инст-румента//Науч.тр.Арханг.ЛТИ. - 1971, №24. -С.128-132.

4. Добрынин Е.Д. Исследование причин аварийного расхода ленточных пил//Вопросы резания, надежности и долговеч-ности дереворежущего инструментов и машин, №2, 1976. -С.45-46.

5. Корчма М.С. Влияние геометрических параметров зубьев пил на шероховатость поверхности и силу резания при распиловке мерзлой древесины лиственницы на лесопильной раме//СИБНИИЛП. -Красноярск, 1977. -14 с. Деп. в ВНИ-ПИЭИлеспром 25.06.77, №315 Д.

6. Памфилов, Е.А. В.В. Повышение износостойкости дереворежущего инструмента методом комплексного упрочнения /Е.А.Памфилов, С.С.Грядунов, В.В.Сиваков//Вестник машиностроения. -2000. № 3. -С. 45-46.

7. Памфилов Е.А., Грядунов В.В., Сиваков В.В. Электрофизический способ упрочняющей обработки дереворежущего инструмента//Деревообрабатывающая промышленность. -2000. -№1.-С.16-18.

8. Рубцов, Ю.В. Исследования процесса резания рубительной машиной [Текст]/ Ю.В. Рубцов, В.Г.Коннова, Г.С.Лейзерович// Актуальные проблемы лесного комплекса. Сб. научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 22. -Брянск: БГИТА. 2009. - С. 274 - 279.

9. Рубцов, Ю.В.Способ оптимизации получения древесной щепы на дисковых руби-тельных машинах: [Текст] / Ю.В. Рубцов, С.В. Рудько // Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 29. -Брянск: БГИТА, 2011.- С.124-127.

10. Курицын, В.Н. Особенности резания мерзлой древесины: [Текст]/ В.Н.Курицын. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. -105 с.

11. Сиваков, В.В. К вопросу о совершенствовании рубительных машин: [Текст] // В.В. Сиваков, И.А. Лупорева // Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 40. -Брянск: БГИТА, 2014. - С. 124-126.

12. Патент на полезную модель 144003 Ш Российская Федерация, МПК B27L 11/00. Рубительная машина [Текст] / В.В. Сиваков, И.А. Лупорева; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инж-техн. академия. - № 2014110485/13 ; заявл. 18.03.2014; опубл. 10.08.2014, Бюл. № 22. - 2 с.

13. Сиваков, В.В. Повышение эффективности деревообрабатывающих станков на основе оптимизации режимов обработки [Текст]/ В.В. Сиваков, А.В. Авдусь //Актуальные направления научных исследований 21 века: теория и практика: Сб. науч. тр. по матер. международной заочной научно-практической конференции, 15-17 мая 2014 г. - Воронеж, ВГЛТА. - 2014. - № 3. - Ч.2. - С. 425-429.

14. Сиваков, В.В. Формирование заданных характеристик поверхностного слоя инструментального материала воздействием концентрированных потоков энергии: [Текст/] //Новые материалы и технологии в машиностроении/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 13. - Брянск: БГИТА, 2011. - С.97-99.

15. Памфилов, Е.А. К вопросу о механизме изнашивания дереворежущего инструмента: [Текст]/ Е.А.Памфилов, Н.М.Петренко //Изв.вузов. Лесной журнал. -1978.- №3.- С.148-150.

16. Соловьев В.В., Михайлова А.Р. К вопросу о прочности рамных пил: [Текст]/ В.В.Соловьев, А.Р.Михайлова //Лесной журнал.- 1982. -№1. -С.77-80.

17. Вишуренко, Н.В. Влияние геометрических параметров зубьев на производительность лесопильных рам при распиловке мерзлой древесины: [Текст] / Н.В. Вишуренко // Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 29. -Брянск: БГИТА, 2011.- С.63-66. 0

18. Воробьев, А.А. Прикладная программа расчета виброактивности дереворежущих станков: [Текст] / А.А. Воробьев // Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 29. -Брянск: БГИТА, 2011.-С.67-70.

19. Вишуренко, Н.В. Влияние температуры и влажности на прочность древесины при сжатии в замкнутом пространстве: [Текст] / Н.В. Вишуренко, И.С. Корчма, И.Н. Спицын // Актуальные проблемы лесного комплекса/ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов. Выпуск 24. -Брянск: БГИТА, 2009.- С.70-73.

20. Памфилов, Е.А. Возможности и перспективные пути повышения работоспособности машин и оборудования лесного комплекса: [Текст] / Е.А. Памфилов, Г.А. Пилюшина// Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2013. - № 5 (335). - С. 129-141.