УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВАЛЬЦОВ С ДРЕВЕСИНОЙ

 

Пилюшина Г.А.  (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

Circuits of installations for definition of factor of coupling of Working elements of rollers with wood are considered. The description of a design of installation is given.

 

В конструкциях деревообрабатывающих станков широко применяются вальцовые механизмы подачи, уровень работоспособности которых по показателям усилий сцепления с перемещаемой древесиной и износостойкости рабочих элементов нуждается в совершенствовании. Степень сцепления рабочих элементов вальцов в значительной степени  определяется  геометрической формой  шипов и состоянием перемещаемой древесины (породой, температурой, влажностью и др.). Поэтому актуальным является выбор рациональной формы рабочих элементов подающих вальцов. Вышеизложенное обусловливает необходимость исследования влияния формы рабочих элементов вальцов на показатели коэффициента сцепления и износостойкость в условия соответствующих эксплуатационным.

При выполнении  работы  использовалась  схема испытаний, представленная на рисунке 1.

 

 

Рисунок  1 -  Схема  определения величины сцепления  рабочих элементов  вальцов с древесиной

 

Коэффициент сцепления определялся следующим образом. Исследуемые  образцы 1, имеющие различную геометрическую форму, поочередно внедрялись  в древесину контробразца 3 и перемещали его в осевом направлении, преодолевая возрастающие усилие действия пружины 2 по мере ее сжатия. По достижении некоторой величины сжатия  пружины, нарушался стабильный контакт контробразца и исследуемого образца,  и происходило возвращение контробразца в свое исходное положение.

Контактирование образца  с контробразцом  осуществлялось по дуге окружности, соответствующей  траектории движения шипа в древесине при  подаче вальцами бревен в зону резания лесопильной рамы.  После каждого единичного акта взаимодействия процесс повторялся.  Величина смещения контробразца фиксировалась с помощью с бумажного носителя, закрепленного на цилиндрическом валике 4 и бегунка 5.

Перед вступлением в новый контакт с шипом контробразец  проворачивался на некоторый угол, что обеспечивало взаимодействие образца с неповрежденной рабочей поверхностью контробразца.

Пружина, обеспечивающая  сопротивление движению захваченного шипом контробразца, подбиралась с учетом выполнения условия

                                                F _{тяг.мах}  > F_∑,                                                  (1)                           

где F _тяг  - тяговое усилие вальца;  F_∑ – сила суммарного сопротивления силам резания  и трения при перемещении бревна в эксплуатационных условиях.         

Тяговое усилие  и сила сопротивления движению определялись по формулам:  

                                            ,                                                    (2)   

                                             ,                                                     (3)                    

где Р_пр – сила прижима образца к контробразцу, Н;  с – жесткость пружины, Н/мм, m - максимальный коэффициент сцепления шипа с древесиной, m =1; х – величина деформации  пружины, мм.

С учетом того, что тяговое усилие, вальцовых механизмов подач в 1,3…1,5 раз превышает суммарное сопротивление сил резания и трения уравнение (1) можно записать в виде:

                                                         .                                             (4)

Откуда необходимая жесткость используемой при испытаниях пружины составляет

                                                                                                        (5)

Данная схема испытаний была реализована на базе установки, разработанной в Брянской государственной инженерно-технологической академии [1] и измененной нами для обеспечения условий фрикционного контакта  шипов с подаваемыми заготовками.

Действие привода  установки (рисунок 2) осуществлялось следующим образом. От электродвигателя 1 через муфту 2, цилиндрический редуктор 21, редуктор 3 и муфту 4 крутящий момент передается на звездочку цепной передачи 5 и коническую шестерню 6. С помощью конической передачи вращение передается вертикальному валу  и  установленной на нем крестовине 20, в цанговых патронах которой закреплены образцы, нагруженные тарированными пружинами 19. Частота  вращения крестовины составляла 3,9 об/мин, что достигалось дополнительной установкой цилиндрического редуктора (тип ЦУ – 200 с передаточным отношением  i = 6,3).

Поворот контробразца 17 осуществляется через цепную передачу, кулачок 8, храповое колесо 10, редуктор 14, вал 16.   

Рисунок 2 –  Схема установки

 

С помощью храпового механизма регулируется угол поворота контробразца. Синхронность поворота контробразца 17 и крестовины 20 достигается равенством передаточных отношений цепной 5 и конической 6 передач.

Значение предельного смещения контробразца движущимся шипом характеризовала силу сцепления. Для оценки степени сцепления предложен обобщенный показатель, называемый коэффициентом сцепления k, который определялся следующим образом:

                                                  ,                                                         (7)

где х –  максимальная величина деформации пружины при единичных испытаниях, мм; в - ширина контробразца, мм.

При этом максимальное смещение контробразца, если исследуемый шип перемещал контробразец на всю его ширину, соответствовало величине коэффициента сцепления, равного 1. 

Используя результаты  испытаний по рассмотренной методике можно получить сравнительные показатели работоспособности шипов по показателям величины  их сцепления с перемещаемой древесиной.

 

Литература

Установка для определения износостойкости материалов в условиях циклического изменения температуры и нагрузки / Е.А. Памфилов, В.С. Рыжеванов, А.М. Буглаев, Т.А. Лившиц/ Заводская лаборатория – 1979. -№ 4. – с.372 -374.