К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ СОСТАВЛЯЮЩИХ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ МАССИВНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

 

Зубык С.В., Кийко О.А. (УкрДЛТУ, г.Львов, Украина)

 

With view determination of most important factors, necessary for development and realization of individual grinding process model of massive tree-frog faced out analytic examination of scientific researches in this domain.

 

Поверхность деталей изделий из древесины перед нанесением лакокрасочных материалов должна иметь определенную шероховатость. Самым распространенным и наиболее эффективным способом подготовки (зачистки) поверхностей является шлифование[1,6,8].

 Для шлифования массивной древесины применяются  разнообразные абразивные инструменты и соответственное  оборудование. Следовательно, результат обработки зависит от многочисленных факторов, значения которых меняются в достаточно больших пределах. Их можно сгруппировать, как факторы, зависящие от характеристик обрабатываемой детали, характеристик инструмента и оборудования, режимов обработки, схемы обработки, компоновки оборудования и др. Для построения математической модели из всего обилия факторов нужно выделить существенные, оказывающие основное влияние на эффективность процесса абразивной обработки, а также определить их характер и характер функциональных соотношений между ними и выходными параметрами.

Анализ научных исследований в области шлифования древесины позволил отметить следующее: математическое описание процесса сводится к построению детерминированных моделей[2,4,13]. В  таких моделях, в лучшем случае, влияние возмущающих воздействий учитывается с помощью определенного количества коэффициентов [4], в то время как значительная часть параметров имеет динамический или случайный характер или же объединяет свойства и того и другого.

Выявленная в результате исследований динамики процесса аналогия работы одиночного зерна (микрорезца) с работой зерна в целом круге лишь в некоторой, определенной степени раскрывает сущность работы инструмента и трудноприменима для определения эффективности процесса шлифования. Сказанное хорошо обоснованно  при исследовании процесса шлифования металлов, поэтому для описания последнего сейчас применяют методы имитационного моделирования. А в работе [9] предложено рассматривать процесс шлифования в феноменологическом аспекте, что обеспечивает его анализ на макроуровне и комплексную оценку влияния разного рода факторов при помощи тех же имитационных моделей.

Результаты исследований в области шлифования металлов, а также сами модели не могут непосредственно применяться при определении эффективности процесса шлифования древесины. Для нас интерес составляет применение системного подхода к исследованиям, как к некоторому, очень сложному процессу и возможность разделения всего процесса на составляющие, с последующим моделированием и составляющих и процесса в целом.

Все факторы, оказывающие более или менее существенное влияние на процесс шлифования, в зависимости от характера воздействия их на этот процесс, можно классифицировать на:

1)     управляемые и контролируемые;

2)     неуправляемые, но контролируемые;

3)     случайные (вероятностные).

Здесь нужно учесть, что приведенная  классификация условна, так как влияние некоторых параметров, которые следовало бы отнести к регулируемым или контролируемым не всегда является однозначным. Иными словами, их влияние лучше рассматривать как вероятностное и учитывать неявно, как аргументы некоторых случайных величин. Например, период стойкости инструмента зависит от вида, формы, твердости, размеров зерен, плотности их насыпки, вида связующего, а также других факторов, влияние которых не всегда однозначно, поэтому стойкость инструмента следует представлять случайной величиной.

Рисунок 1- Структурная схема процесса шлифования массивной древесины: m₁, m₂… m_n―составляющие модели процесса шлифования; x₁, x₂… x_n―управляемые и контролируемые факторы; u₁, u₂… u_n―неуправляемые, но контролируемые факторы; z₁, z₂… z_n― случайные факторы; y₁, y₂… y_n―выходные параметры

 

На основании проведенного анализа исследований в области шлифования массивной древесины [1,2,3,4,6,13,14] к наиболее существенным следует отнести следующие факторы (по характеру воздействия):

q       регулируемые и контролируемые: скорость резания; скорость подачи; рабочее давление; номинальная мощность привода; размеры инструмента; жесткость инструмента и системы в целом;

q       нерегулируемые, но контролируемые: размеры детали (длина и ширина); форма поверхности; порода древесины; плотность древесины;

q        случайные (входные): шероховатость поверхности до обработки; зернистость, вид абразива, связующего и другие характеристики инструмента; толщина детали;

q       случайные (выходные): температура поверхности; стойкость инструмента; шероховатость поверхности после обработки; толщина снятого шара; удельная производительность; процент качественной продукции; продолжительность беспрерывной роботы; продолжительность простоев, связанных с заменой инструмента и ремонтом оборудования; себестоимость процесса.

Таким образом, задача определения эффективности процесса шлифования массивной древесины, рассматривается как задача разработки и реализации индивидуальной модели, отображающей процесс во времени и с учетом влияния разного рода факторов, в том числе и случайных.

 

Литература.

1.Буглай Б.М., Гончаров Н.А. Технология изделий из древесины: Учебник для вузов.¾М.: Лесн. пром-сть,1985, 408с.; 2.Геврик Е.А. Исследование шлифования вогнутых поверхностей древесины с целью разработки специализированного станка.―Автореферат канд.дисс. Львов, 1978, 20с. 3.Гиндин М.Н. Исследование некоторых вопросов ленточного шлифования древесины.―Автореферат канд.дисс., М., 1968,15с. 4.Дроздова И.В. Моделирование и оптимизация технологических процессов производства брусковых мебельных заготовок.¾Автореферат канд.дисс. Воронеж, 1994, 18с.;  5. Дудюк Д.Л., Загвойська Л.Д., Максимів В.М., Сорока Л.Я. Елементи теорії автоматичних ліній: Навчальний посібник для студентів вищих навч. закладів.¾Київ-Львів: ІЗМН,1998, 192с. 6.Заяць І.М. Технологія виробів з деревини.―Львів:1999.―220с.; 7.Кашталян А.Ф. Шлифование древесины.―Автореферат канд.дисс., М., 1952, 9с. 8.Ковцун О.М. Влияние способа подготовки  древесины перед отделкой на поверхностное натяжение лакокрасочных материалов.¾Деревообрабатывающая промышленность. 1991, №12, с.9,10.; 9.Маrciniak M. Proces szlifowania w ujęciu fenomenołogicznym. OWPW, Warszawa, 1999, 153s.; 10.Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974, 320с. 11.Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд.Ленинг. ун-та,1981,144с.; 12 Пижурин А.А., Пижурин А.А. Применение методов математического моделирования для оптимизации процессов деревообработки.¾Деревообрабатывающая промышленность. 1997, №1, с.2-5. 13.Пижурин А.А., Розенблит М.С. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки: Учебник для вузов¾М.: Лесн. Пром-сть, 1988.; 14. Щеголев В.А., Уланова М.Е. Эластичные абразивные и алмазные инструменты.¾Л.: ’’ Машиностроение‘’ ,1977,184с.