Система функционального обеспечения локального комплекса механической обработки древесины

Одной из важнейших задач, стоящих перед отечественной промышленностью, является выпуск товарной продукции, которая отвечает требованиям качества и конкурентоспособна на мировом рынке. Данная задача является актуальной для предприятий машиностроительного комплекса, в частности, судостроения. При отделке внутренних помещений судов применяется большое количество изделий из древесины. К качеству их изготовления предъявляются высокие требования, что определяет специфику финишных операций, требующих применения ленточно-шлифовальных станков и соответствующих инструментов.

К числу факторов, сдерживающих развитие деревообрабатывающего производства судостроительных предприятий, относятся эвакуация стружки из рабочей зоны станка с обеспечением допустимой концентрации и переработка ее до вида вторичной продукции. Нормативы запрещают использование деревообрабатывающих станков без систем удаления стружки, которая по структуре и размерам является пылью. Общецеховые системы переработки воздуха не решают проблемы, так как они не защищают рабочее место от попадания пыли. В цехах появились локальные комплексы механической обработки древесины (ЛКМОД), в состав которых входят: станок и система функционального обеспечения. Такой комплекс является комплектным оборудованием для механической обработки древесины. Он обеспечивает выпуск продукции и защиту рабочей зоны от попадания пыли. Тем самым появляется возможность выполнения жестких ограничений по экологической безопасности.

Важным недостатком существующих систем функционального обеспечения ЛКМОД является то, что сопутствующие технологические среды (СОТС), в качестве которых, как правило, используется вода, осуществляют мокрую очистку от пыли и удаляются вместе с ней через канализацию. При этом имеет место повышенный расход СОТС, исключается возможность применения специальных водных эмульсий. Предприятие вынуждено дополнительно оплачивать услуги Водоканала или создавать собственные защитные сооружения.

Данная проблема имеет весьма эффективное решение путем создания систем функционального обеспечения в составе ЛКМОД, работающих по схеме оборотного водоснабжения, т. е. в замкнутом цикле многократного использования СОТС.

Задача использования данного резерва в реальных условиях обработки на современных деревообрабатывающих станках является актуальной.

Значимость решения указанной задачи привела к необходимости выполнения работ в рамках ряда отраслевых научно-технических программ: МНТК «Надежность машин», «Экология деревообрабатывающих производств» и др.

Цейью работы является снижение энергозатрат системы функционального обеспечения ЛКМОД на основе замкнутого цикла применения СОТС.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

• Анализ ситуации в исследуемой области. Выявление проблем, связанных с функциональным обеспечением механической обработки изделий из древесины.

• Разработка системы функционального обеспечения локального комплекса механической обработки древесины.

• Экспериментальные исследования системы функционального обеспечения ЛКМОД.

• Реализация системы функционального обеспечения ЛКМОД в цеховых условиях действующего деревообрабатывающего производства. Патентная защита принятых технических решений.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в:

— предложений структуре системы функционального обеспечения ЛКМОД на основе классификации способов и устройств для пылеудаления, позволяющей осуществлять замкнутый цикл применения СОТС;

— разработанной физической модели процесса разделения водных суспензий древесной пыли на фильтре с подвижной разделительной перегородкой, позволяющей осуществлять непрерывную регенерацию фильтрующей поверхности;

— полученных зависимостях для определения производительности фильтр-насоса с подвижной разделительной перегородкой, которые позволили предложить систему многократного использования СОТС;

— выполненном моделировании системы функционального обеспечения ЛКМОД, которое позволило выбрать рациональные кинематические и динамические характеристики фильтра с подвижной разделительной перегородкой и оценить основные параметры разработанной системы функционального обеспечения ЛКМОД.

Практическая ценность выполненных разработок заключается в:

— реализации системы функционального обеспечения ЛКМОД в цеховых условиях, что позволило снизить энергозатраты и повысить экологическую безопасность на предприятии;

— разработке конструкции фильтр-насосов типа ФЦЖ в составе системы функционального обеспечения ЛКМОД, которые защищены в вариантах на уровне патентов и свидетельств на полезную модель РФ допустимых режимов в пространстве варьируемых параметров с учетом грибологических особенностей наномодификаторов в трибосопряжениях.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием разделов теорий резания, механики сплошных сред, фильтрацииудовлетворительным совпадением результатов расчетов и экспериментовположительным эффектом внедрения разработанных устройств и опытных образцов в промышленных условиях.

Реализация в промышленности. Создан опытно-промышленный образец системы функционального обеспечения ЛКМОД, испытания которого проводились в цехе № 24 ФГУП «Адмиралтейские верфи». Он принят к внедрению на предприятий с возможностью распространения на предприятия деревообрабатывающей промышленности России.

Апробация работы. Научные результаты, представленные в диссертации, докладывались в интервале 2001;2003 г. г. на ряде Международных научно-технических конференций серии «Технологии третьего тысячеления» и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 117 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 17 таблиц, список литературы, включающий 167 наименования, два приложения.

4.4. Выводы по главе.

По результатам реализации системы функционального обеспечения ЛКМОД в цеховых условиях можно сделать следующие выводы:

1. Проведенные исследования и разработки позволили создать и реализовать на практике, в цеховых условиях систему функционального обеспечения ЛКМОД.

2. В основу разработанной и исследованной системы функционального обеспечения ЛКМОД положен локальный комплекс оборотного водоснабжения.

3. В качестве основного компонента в схеме локального оборотного водоснабжения использованы прогрессивные технические решения конструктивно представленные фильтр-насосами типа ФЦЖ.

4. Конструкция фильтр-насосов типа ФЦЖ защищена в вариантах на уровне патентов и свидетельств на полезную модель РФ.

5. Реализация системы функционального обеспечения ЛКМОД в цеховых условиях снижает энергозатраты и повышает экологическую безопасность на предприятии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Предложена структура системы функционального обеспечения ЛКМОД на основе классификации способов и устройств для пылеудаления, позволяющая осуществлять замкнутый цикл применения СОТС в процессе механической обработки древесины;

2. Разработана физическая модель процесса разделения водных суспензий древесной пыли на фильтре с подвижной разделительной перегородкой, позволяющая осуществлять непрерывную регенерацию фильтрующей поверхности.

3. На основе данной теории полумены зависимости для определения производительности фильтр-насоса с подвижной разделительной перегородкой, которые позволили предложить систему многократного использования СОТС.

4." Выполнено моделирование системы функционального обеспечения ЛКМОД, которое позволило выбрать рациональные кинематические и динамические характеристики фильтра с подвижной разделительной перегородкой и оценить основные параметры разработанной системы функционального обеспечения ЛКМОД.

5. Подтверждена экспериментально возможность непрерывной очистки водной суспензии древесной пыли на фильтре с подвижной раздел ите л ь н о й п ере город ко й.

6. Применение фильтр-насоса типа ФЦЖ позволяет уменьшить габариты и массу элементов системы функционального обеспечения ЛКМОД, а также обеспечить непрерывную фильтрацию суспензий древесной пыли с непрерывной регенерацией рабочей поверхности фильтра.

7. Сопоставительные результаты расчетных и экспериментальных исследований показали удовлетворительную сходимость в пределах 22,7%.

8. По результатам экспериментальных исследований были предположены оригинальные конструктивные решения для фильтр-насосов типа ФЦЖ, позволяющие увеличить его производительность системы функционального обеспечения на 18−25%.

9. Проведенные исследования и разработки позволили создать и реализовать на практике, в цеховых условиях систему функционального обеспечения ЛКМОД.

10. В основу разработанной и исследованной системы функционального обеспечения ЛКМОД положен локальный комплекс оборотного водоснабжения.

13. В качестве основного компонента в схеме локального оборотного водоснабжения использованы прогрессивные технические решения конструктивно представленные фильтр-насосами типа ФЦЖ.

12. Конструкция фильтр-насосов типа ФЦЖ защищена в вариантах на уровне патентов и свидетельств на полезную модель РФ.

13. Реализация системы функционального обеспечения ЛКМОД в цеховых условиях снижает энергозатраты и повышает экологическую безопасность на предприятии.