Моделювання поперечних коливань механізму різання круглопилкового верстата

Ключові слова: пилковий вал, рівняння частот, частота власних коливань, частотні коефіцієнти, кругла пилка

Анотація

Запропоновано динамічну модель поперечних коливань механізму різання круглопилкового верстата. Динамічну модель механізму різання подано за допомогою розрахункової схеми та описано диференціальним рівнянням четвертого порядку в частинних похідних. Розрахункову схему прийнято у вигляді стержня на двох опорах з консольною ділянкою. Довжину стержня розділено на дві ділянки. Довжина першої ділянки стержня відповідає відстані між опорами пилкового вала, довжина другої консольної ділянки дорівнює відстані від опори вала до місця розміщення круглої пилки. На вільному кінці консольної ділянки розміщено круглу пилку з певною масою та моментом інерції. Відповідно до розрахункової схеми для розв'язування диференціального рівняння вільних поперечних коливань механізму різання записано вісім крайових умов. Для першої ділянки між опорами пилкового вала крайові умови відповідають шарнірному обпиранню кінців ділянки. Для другої консольної ділянки пилкового вала в крайових умовах ураховано розміщення круглої пилки через її масу та момент інерції маси. Розв'язування диференціального рівняння поперечних коливань стержня з урахуванням крайових умов виконано методом розділення змінних з використанням математичного середовища Maple. Отримано трансцендентне рівняння частот поперечних коливань механізму різання та визначено величини перших двох частотних коефіцієнтів. Величини частотних коефіцієнтів відшукано з рівності нулю визначника системи. Досліджено вплив довжин обох ділянок пилкового вала на величину першого та другого частотних коефіцієнтів. Встановлено, що на їхню величину має істотний вплив довжина консольної ділянки пилкового вала, тобто відстань від опори вала до місця розміщення круглої пилки. Значення перших двох частотних коефіцієнтів зведено в таблицю з урахуванням довжин обох ділянок пилкового вала. Також досліджено вплив на першу частоту власних поперечних коливань механізму різання круглопилкового верстата маси та моменту інерції круглої пилки. Ці масові характеристики круглої пилки обчислені через її діаметр та товщину пилкового диска. Досліджено поперечні коливання механізму різання з розміщеною круглою пилкою, діаметр якої дорівнював 500, 650 та 800 мм за товщини пилкового диска 3,2 мм.

Біографії авторів

Л. Ф. Дзюба, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів

д-р техн. наук, доцент, кафедра прикладної математики і механіки

О. Ю. Чмир, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів

канд. фіз.-мат. наук, доцент, кафедра прикладної математики і механіки

О. В. Меньшикова, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів

канд. фіз.-мат. наук, доцент, заступник директора Навчально-наукового інституту цивільного захисту

Х. І. Ліщинська, Національна академія сухопутних військ ім. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра інженерної механіки (озброєння та техніки інженерних військ)

Посилання

Birger, I. A, Shorr, B. F., & Yosilevich, G. B. (1979). Calculation of the strength of machine parts: Handbook. Moscow: Mashinostroyeniye. [In Russian].
Chelomey, V. N., Bolotin, V. V. (Eds.). (1978). Vibrations in Engineering: Handbook. (vols. 1-6), vol. 1. Oscillations of linear systems. Moscow: Mashinostroyeniye. [In Russian].
Kirik, M. D., & Taras, V. I. (2009). Analysis of constructions and parameters of round saws with hard alloy plates for longitudinal sawing of wood. Scientific Bulletin of UNFU, 19(2), 95–97. [In Ukrainian].
Pylypchuk, M. I., & Andrievskyi, P. V. (2009). Directions of improvement of designs of circular saw machines for longitudinal sawing of logs. Scientific Bulletin of UNFU, 19(9), 111–118. [In Ukrainian].
Sanev, V. I. (1980). Wood processing with round saws. Moscow: Lesnaya. promyshlennost. [In Russian].
Shostak, V. V. (Ed.), Savchuk, Y. I., Grigoriev, A. S., et al. (2007). Woodworking machines of general purpose: Textbook for universities. Kyiv: Znannya. [In Ukrainian].
Stukova, T. P. (1999). To the question of the study of the dynamics of woodworking machines. Izvestiya vyssh. uchebn. zavedeniy "Lesnoy zhurnal", 2-3, 100–109.
Taras, V. I., Pylypchuk, M. I., Salovsky, S. A., & Lisak, A. V. (2018). Substantiation of design parameters of a circular saw with a combined toothed crown. Scientific Bulletin of UNFU, 28(10), 101–107. https://doi.org/10.15421/40281021
Wang, X., Yin, Z., & Li, Y. (2011). The Stress Analysis of Different Circular Saw Structures During Cutting. International Academic Conference on Machinery, Materials Science and Engineering Applications, 471–478.
Xinpei, X., Chengyong, W., Jiayan, C., et al. (2012). Effect of Roll Tensioning and Clamping Ratio on Natural Frequency of Circular Saw Blade for Wood Cutting Process. 13th International Conference on Tools (ICT–2012), 89–94.
Yakunin, N. K. (1977). Round saws and their operation. Moscow: Lesnaya. promyshlennost. [In Russian].
Опубліковано
2022-08-31
Як цитувати
Дзюба, Л. Ф., Чмир, О. Ю., Меньшикова, О. В., & Ліщинська, Х. І. (2022). Моделювання поперечних коливань механізму різання круглопилкового верстата. Науковий вісник НЛТУ України, 32(4), 55-59. https://doi.org/10.36930/40320409
Розділ
Технологія та устаткування

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають