Создание полей нормированных остаточных напряжений в полотне рамной пилы тепловым воздействием

Эффективность работы лесопильной рамы определяется работоспособностью и эксплуатационной надежностью инструмента – рамной пилы. При работе рамная пила подвергается сложному воздействию силовых и температурных факторов, которые необходимо учитывать при подготовке пилы к работе. Способность пилы противодействовать составляющим силы резания характеризуется её жесткостью и устойчивостью. Для получения прямолинейного пропила необходимо обеспечить нормируемую устойчивость, рабочую жесткость полотна. Это достигается продольным натяжением пилы. На практике увеличивают напряжения натяжения кромок полотна за счет ослабления его средней части. Для этого полотно пилы подвергают вальцеванию. Следует отметить, что вальцевание не обеспечивает формирование равномерного поля напряжений по поперечному сечению полотна, сопровождается изломом металла по вальцовочному следу, что снижает механическую прочность пилы. В статье рассмотрен новый подход – формирование полей остаточных напряжений в полотне пилы тепловым воздействием. Рассматриваемая технология подготовки рамной пилы к работе основывается на тепловом способе создания напряжений в полотне пилы импульсным индукционным нагревом локальных продольно расположенных полосовых участков без изломов по всему сечению. При нагревании в массиве полосового участка возникают вторичные термопластические остаточные деформации, которые обеспечивают формирование в граничной зоне смежных участков полотна пилы остаточных термопластических напряжений. Это обеспечивает формирование в полотне пилы полей нормированных остаточных напряжений, и проявляется автономный эффект сжатия средней части и натяжения задней и передней кромок полотна пилы, позволяющий обеспечить устойчивое состояние рамной пилы в пропиле при нормированной силе натяжения полотна рамной пилы между захватами. В работе дана количественная оценка остаточных термопластических напряжений. Определен рабочий диапазон изменения величины термопластических напряжений в полотне, повышающих жесткость пилы. Новый подход к формированию нормированных остаточных напряжений в полотне рамной пилы кратковременным концентрированным тепловым воздействием на полосовые участки полотна позволяет сформировать поля остаточных термопластических напряжений, повысить поперечную жесткость полотна и устойчивость пилы в пропиле.

1. Банников А.А. Повышение точности пиления древесины на делительных ленточнопильных станках: автореф. дис. … канд. техн. наук. Архангельск: АГТУ, 2007. 20 с.

2. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 232 с.

3. Боровиков Е.М., Орлов Б.Ф. Термический способ подготовки круглых пил к работе // ИВУЗ. Лесной журнал. 1974. № 6. С. 90–96.

4. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. 3-е изд. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 346 с.

5. Мелехов В.И., Соловьев И.И. Патент 2614863 Российская Федерация. Устройство для создания термопластических концентрированных напряжений в полосовых пилах. Заявл. 28.09.2015; опубл. 29.03.2017. Бюл. №10.

6. Мелехов В.И., Соловьев И.И., Тюрикова Т.В., Пономарева Н.Г. Повышение устойчивости дереворежущих пил термопластическим воздействием на распределение остаточных напряжений в полотне // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. № 6. С. 172–181.

7. Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И., Дундин Н.И. Исследование начальной жесткости полосовых пил // ИВУЗ. Лесной журнал. 2001. № 3. С. 89–96.

8. Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебания плоских круглых пил. М.: Лесн. пром-сть, 1977. 296 с.

9. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. 2-е изд. М.: Гостехиздат, 1955. 576 с.

10. Тюрин А.М. Определение основных эксплуатационных показателей лесопильного станка с полосовыми нерастянутыми пилами: автореф. дис. … канд. техн. наук. Архангельск: С(А)ФУ, 2013. 20 с.

11. Якунин Н.К., Якунин И.Н. Подготовка к работе и эксплуатация ленточных пил. М.: Изд-во МГУЛ, 2005. 355 с.