Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. Н.В. Кравченко и др. Совершенствование конструкций … 2018 № 4 (40) с. 40-46 41 optimal values were established for linear and angular parameters of the teeth of the frame saw design with a standardized pitch for sawing frozen wood. The proposed technique can be recommended for the introduction into the practice of designing wood cutting tools that operate under different climatic conditions. Keywords: frame sawing; frame saw construction; saw tooth; angular and linear parameters of the saw; frozen wood sawing; inter- dental hollow. Введение Рамные пилы используются на вертикальных лесо- пильных рамах. В процессе пиления древесины рамная пила осуществляет как собственно резание, так и транс- портирование опилок из пропила. Размеры и форма по- лотна пилы, зубьев и межзубовых впадин в значитель- ной мере влияют на эффективность работы режущего инструмента наряду с физико-механическими свойства- ми материала режущей части зубьев пилы. Вопросами конструирования рамных пил в разные годы занимались И.П. Остроумов, А.С. Коргушов, М.Н. Орлов, Г.Ф. Прокофьев, С.М. Хасдан, А.Л. Воро- нцов, Е. Кивимаа, Б. Тунелл, В.Ф. Фонкин и др. [1–6]. К настоящему времени установлено наличие взаимо- связи угловых параметров резца с силовыми и качест- венными показателями процесса рамного пиления дре- весины, освещены вопросы использования инструмен- тальных материалов и способов подготовки пил к работе. Форма зубьев пил, их угловые и геометрические па- раметры зависят от свойств распиливаемой древесины и выбираются исходя из конкретных условий распи- ловки с учетом особенностей процесса стружкообразо- вания, характера формирования, размещения и степени уплотнения опилок, жесткости (устойчивости) зуба пилы, их влияния на силовые и энергетические показа- тели процесса пиления. Известные рекомендации [7– 14] содержат широкие диапазоны варьирования линей- ных и угловых параметров, характеризующих геомет- рию зубчатого венца рамных пил, что затрудняет их практическое использование. Создание оптимальной конструкции рамной пилы представляет собой сложную комплексную задачу, для решения которой следует использовать современный математический аппарат и методы моделирования. Постановка задачи. Поиск оптимальной формы и геометрических параметров зубьев рамных пил для распиловки мерзлой древесины стал целью данного исследования, поскольку вопросы конструирования дереворежущего инструмента, предназначенного для раскроя мерзлой древесины, недостаточно изучены и освещены. В процессе исследования были сформулированы и последовательно решены следующие задачи: 1) разработана математическая модель профиля зу- ба рамной пилы; 2) проанализированы факторы, влияющие на проч- ность и устойчивость зубьев рамных пил; 3) создана программа для расчета силовых нагрузок на зубья рамных пил при различных условиях работы; 4) создана твердотельная имитационная модель рамной пилы; 5) определены критерии оптимизации профиля зубьев рамной пилы; 6) составлен алгоритм оптимизации профиля зубьев рамной пилы. Выбор оптимальной формы зубчатого венца рамной пилы. Для решения задачи по выбору опти- мальной формы зубчатого венца рамной пилы был ис- пользован метод математического моделирования. Расчетная схема профиля зубьев рамной пилы пред- ставлена на рис. 1. Рис. 1. Расчетная схема профиля зубьев рамной пилы