Файл: Демидов Ю.М. Измельчение древесины для производства древесностружечных плит.pdf

Для получения стружек с указанными показателями качества необходимо обеспечить условия образования лентообразных слив­ ных стружек (без трещин).

Однако в условиях измельчения древесины на стружечных стан­ ках возможно получение лентообразных стружек с трещинами (процесс стружкообразования неустановившегося типа, форма стружкообразоваяия— изгиб с разрывом). Такие стружки харак­ теризуются наличием трещин со стороны, прилегающей к передней грани ножа, которые резко снижают их качество. Они нарушают целостность волокон в стружках, вследствие чего при последующем прохождении по технологическому потоку изменяются размеры и формы и тем самым увеличивается количество мелочи и пыли.

Важнейшим условием получения качественных стружек с задан­ ными размерами является обеспечение стабильного процесса стружкообразования в заданных условиях резания, а последнее обусловливается выбором оптимальных параметров резания и при­ меняемого для его осуществления режущего инструмента.

По кинематике резания в существующих конструкциях стру­ жечных станков различают два вида процесса измельчения древе­ сины в стружки: строгание с вращающимися ножами в плоскости (дисковые стружечные станки); цилиндрическое фрезерование (стружечные станки с ножевым валом, чашеобразной и фрезерной головкой).

К основным факторам, влияющим на процесс стружкообразо­ вания, относятся: свойства древесины (влажность, прочность и температура) ; толщина изготовляемых стружек; скорость реза­ ния; геометрия резца; кинематические углы взаимодействия резца

сдревесиной; степень затупления резца.

Взависимости от степени влияния того или иного фактора ре­ зания процесс измельчения древесины в стружки характеризуется качеством изготовляемых стружек и силовыми показателями из­ мельчения.

Показателями качества стружек при изучении процесса стружкообразования принимаются: соответствие фактической толщины номинальной и показатель изменчивости толщины ѵ, глубина и ко­ личество трещин, чистота поверхности (шероховатость), кривизна стружек, количество мелочи и пыли.

Силовыми показателями измельчения являются составляющие силы резания (касательная Р и нормальная R) и силы надрезания (касательная Р„ и нормальная /?„).

Рассмотрим основные положения процесса измельчения древе­ сины в стружки и влияние отдельных его факторов на этот про­ цесс с целью определения и выбора оптимальных параметров стружкообразования, обеспечивающих получение стружек наилуч­ шего качества с минимальными энергозатратами.

Стружкообразование строганием вращающимися ножами.. При строгании вращающимися ножами, расположенными радиально на торцевой поверхности диска, снимается слой древесины, ограни­ ченный двумя поверхностями, образованными режущими кромками

55

последовательно расположенных ножей. Толщина срезаемых при этом стружек не меняется и имеет постоянную величину.

Для измельчения древесины строганием вращающимися ножа­ ми, которые применяются на дисковых стружечных станках, харак­ терны следующие угловые параметры взаимодействия режущего инструмента с древесиной (рис. 13): со —угол поворота режущей кромки ножа относительно радиуса диска; срп—угол пересечения,

На дисковых стружечных станках угол пересечения <рп меня­ ется в процессе резания в зависимости от конструктивных данных станка и определяется по формуле

бе

рака в питателе и оказывает отрицательное влияние на условия резания, так как он приводит к нарушению основного условия ре­ зания — поперек волокон (-^).

Перекашивание чураков в питателе при измельчении вызывает­ ся двумя причинами: чураки в питателе закрепляются и удержи­ ваются в процессе резания недостаточно жестко и поэтому не обеспечивается равномерность подачи на нож, что особенно харак­ терно для угла наклона—фн; вследствие разности скоростей ре­ зания по длине ножа и неодинакового промежутка между соседни­ ми ножами по радиусу диска происходит неравномерное срезание слоя стружек по длине ножа (в периферии диска больше, чем в центре), в результате чего чурак в питателе наклоняется под уг­ лом +фн. Для выбранного режима измельчения в периодически повторяющемся процессе резания необходимо знать наибольшие значения усилий резания (нагрузки). Средняя суммарная касатель­ ная сила резания определяется по формуле

khlzx

cos Тп.ср ’

где k — удельное сопротивление резанию, кгс/мм2-, h — номинальная толщина стружек, мм\

I —длина питателя, мм\

где ф п.вх И фп.вых — углы пересечения соответственно на входе и на выходе ножа в пакет измельчаемой древесины, град.

Стружкообразование фрезерованием. Процесс измельчения дре­ весины фрезерованием осуществляется на стружечных станках с ре­ жущим инструментом в виде ножевого вала или чаши с лезвиями ножа, обращенными внутрь, или фрезерной головки. Фрезерование характеризуется тем, что ось вращения режущего инструмента па­ раллельна поверхности резания, а лезвие ножа описывает окруж­ ную поверхность. Процесс фрезерования происходит при равно­ мерном вращении режущего инструмента и равномерной подаче измельчаемой древесины на режущий инструмент (рис. 14). Ско­ рость подачи определяется величиной подачи на нож

«п — игг,

где г — число ножей, шт.

Подача на нож определяется из уравнения

где п — число оборотов режущего инструмента в минуту.

61

Толщина стружек при цилиндрическом фрезеровании имеет переменную величину и в любой точке дуги контакта ножа с дре­ весиной определяется по формуле

Л = Mz sin cp,

где çp —текущий угол поворота ножа на дуге резания, град.

В начале и конце дуги контакта ножа с древесиной стружки имеют минимальную толщину hmin, которая определяется выраже­ нием:

hmin = Иг Sin <pBX)' или hmin = иг sin срвых.

Наибольшая толщина стружек hmax получается при

<р = 90°, если hmax = uz.

Толщина стружек при фре­

и конструктивными данными станка, может быть определена по

где H —высота пакета перерабатываемой древесины, мм; D —диаметр окружности резания, мм';

Фвх —угол входа ножа в пакет древесины, град.

При проектировании стружечных станков рекомендуется прини­

допускаемые пределы изменения толщины стружек, предусмотрен­ ные действующей технологической инструкцией по производству древесностружечных плит. Путем увеличения диаметра ножевого вала при неизменной толщине пакета перерабатываемой древесины пределы изменения толщины стружек могут быть уменьшены.

В процессе стружкообразования фрезерованием необходимо учитыЕщть влияние кинематических параметров, например угол

62