Siodłowość pił taśmowych

• Autorzy: Król R.

Warianty tytułu

EN

The saddle shape of bandsaws

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Istotnym zagadnieniem w badaniach związanych z cięciem drewna jest analiza stabilności pił taśmowych oraz związany z tym zagadnieniem problem zsuwania się piły z bębna w czasie cięcia. Czynnikami wpływającymi na zsuwanie się piły taśmowej mogą być: siła odporu, zmiana długości taśmy w wyniku nagrzewania się stępionych zębów oraz siodłowość piły taśmowej w stanie nałożenia na bęben, która jest zależna od promienia bębna oraz materiału piły. W artykule uwagę poświęcono promieniowi siodła piły taśmowej zginanej na bębnie. Celem artykułu było porównanie obliczeń teoretycznych, uzyskanych ze wzorów z teorii sprężystości dla cienkich płyt z obliczeniami 6086 numerycznymi przy użyciu Metody Elementów Skończonych (MES). Przygotowanych zostało 12 modeli MES piły taśmowej, różniących się od siebie parametrami materiałowymi, geometrycznymi jak również warunkami brzegowymi oraz liczbą warstw elementów skończonych. Analiza nieliniowa przeprowadzona została w programie MSC Marc. Obliczenia wykazały, że model czterowarstwowy taśmy jest niewystarczająco dokładny dla taśm o grubości 2 mm. Zbyt mała liczba warstw w modelu może prowadzić do znaczących rozbieżności między rezultatami uzyskanymi z obliczeń teoretycznych a rezultatami uzyskanymi w obliczeniach MES. W modelach ośmiowarstwowych, z elementami skończonymi wyższego rzędu, otrzymano dobrą zgodność rezultatów. Obliczenia wykazały, że piła taśmowa nawinięta na bęben o średnicy 450 mm z liczbą Poissona 0.3 ma siodło o głębokości 0.12 mm, gdy jej szerokość wynosi 27 mm. Gdy szerokość piły wynosi 60 mm, to głębokość siodła wzrasta do 0.6 mm przy średnicy bębna 450 mm i liczbie Poissona 0.3. Są to wartości, które w połączeniu z innymi czynnikami mogą istotnie wpływać na przyczepność piły do bębna o płaskim wieńcu.

EN

The important problem in the wood cutting research is the analysis of the tracking stability of the bandsaws which is similar with the bandsaw drift during cutting. The factors influencing bandsaw drift are: cutting force, increase of the bandsaw length due to heating of the bandsaw teeth during cutting and the saddle shape of the bandsaw when improperly tensioned on the wheels. The saddle shape radius is dependent on a wheel radius and a bandsaw material. The main attention in this article is given to the radius of the bandsaw saddle which is bent on the wheels. The main aim of the article is the comparison of the theoretical calculations (derived from the theory of elasticity equations for the thin plates) with the numerical calculations based on the Finite Element Method (FEM). The twelve FEM models of the bandsaw have been prepared which differ in the material and the geometric parameters as well as the boundary conditions and number of the layers consisted of the finite elements. The analysis has been performed in the MSC Marc software. The analysis showed that four layer model is not enough accurate for the bandsaw thickness of 2 mm. Too small number of layers in the model can lead to significant discrepancies in the results of the theoretical and FEM analysis. In the eight layer models the good convergence between the theoretical and FEM results is obtained. The calculations showed that for the wheel diameter of 450 mm and Poisson number 0.3, a bandsaw with a width of 27 mm have the depth of the saddle equal to 0.12 mm. When the bandsaw have the width of 60 mm, the saddle depth increases to 0.6 mm for the wheel diameter of 450 mm and Poisson number 0.3. That values, combined with the other factors can significantly influence the tracking stability.

Słowa kluczowe

PL

piła taśmowa; siodłowość; metoda elementów skończonych

EN

saddle shaped functionals; bandsaw; finite element method

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 6078--6087
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., pełny tekst na CD3

Twórcy

autor

Król R.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu , Wydział Mechaniczny, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Borchelt J. E., Galip Ulsoy A., Papalambros P., Efficient Computation of Band Saw Blade Stresses. Transactions of the ASME, Vol. 106, September 1984
• 2. Legnoc L., Vibration of bandsaws. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering in the University of Canterbury, University of Canterbury 1990
• 3. Legnoc L., McCallion H., Wide bandsaw blade under cutting conditions: Part II: Stability of a plate moving in its plane while subjected to parametric excitation. Journal of Sound and Vibration, Vol. 186, Issue 1, 1995, pp. 143-162
• 4. Legnoc L., McCallion H., Wide bandsaw blade under cutting conditions: Part III: Stability of a plate moving in its plane while subjected to non-conservative cutting forces. Journal of Sound and Vibration, Vol. 186, Issue 1, 1995, pp. 163-179
• 5. Orlicz T., Piły. Budowa i eksploatacja. Wydanie II poprawione i uzupełnione. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1970
• 6. Timoshenko S., Goodier J. N., Theory of elasticity. McGraw-Hill Book Company, Inc. New York, Toronto, London, 1951, pp. 255
• 7. Ulsoy A. G., Mote Jr C. D., Szymni R., Principal developments in band saw vibration and stability research. European Journal of Wood and Wood Products. Vol. 36, Issue 7, July 1978, pp. 273-280
• 8. Veselkov V. I., Veselkova B. A., Effect of the flatness of bandsaw blades on their stability and the efficiency of bandsaws. Journal Derevoobrabatyvayuschaya Promyshlennost No. 11, 1990, pp. 16-19
• 9. Wong D. C., Factors affecting bandsaw tracking behavior and stability. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of applied science. The University of British Columbia, Department of Mechanical Engineering, October 1996
• 10. Yang B., Mote Jr C. D., Vibration control of band saws: Theory and experiment, Wood Science and Technology, Vol. 24, Issue 4, 1990, pp. 355-373