Csanády, Etele

Németh, Szabolcs

Repository of the Academy's Library

12  2002. DECEMBER nagyságában. A vetemedés (a görbületi sugár) változásának mértékét a nedvességtartalmi mo-dell csak jelentéktelen mértékben befolyásolja. Nagyságrendben azonos nedvességtartalom-változás eloszlások hasonló vetemedést idéznek elő. A kidolgozott parabolikus modell a ned-vességtartalom és hőmérséklet rétegeken belüli eloszlását a valóságot jobban megközelítő mó-don követi, ugyanakkor tartalmazza a lineáris megadás lehetőségét is. Végeredményben tehát elmondhatjuk, hogy a gyakorlati számításoknál a parabolikus modell alkalmazása a saját feszültségek és alakváltozások értékére ponto-sabb eredményt ad. A megalkotott modell alkal-mas tetszőleges rétegszámú és tulajdonságú ré-tegelt ragasztott tartó vagy egyéb réteges fa-szerkezetek klímaváltozás hatására létrejött alakváltozásainak és sajátfeszültségeinek számí-tására.   Irodalmi hivatkozások 1. Henrici, D. 1977. Zur Mechanik des vielfach geschichteten Verbundstabes unter Temperatur- und Feuchtigkeitsbeanspruchung. Die Bautechnik 5, 156-163. 2. Szalai J. 1985. Rétegelt ragasztott íves fatartók gyártás és klimatikus igénybevétel során fellépő sajátfeszültségeinek és alakváltozásának meghatár-ozása. Sopron. EFE. 1985. 200 old. 3. Szalai J. 1986 Theoretische und experimentelle Untersuchung der Herstellungsbedingten Eigen-spannungen von gekrümmten Brettschichtträgern. Holz Roh Werkst 44. 1986. 69-75. 4. Szalai J. 2001 A faszerkezetek méretezését és gyártását befolyásoló sajátosságok. Wittman Gy. szerk. Mérnöki faszerkezetek II., 18 fejezet  Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó. Budapest. 143-262 5. Szalai J., Kánnár A. 2002. Réteges felépítésű faszerkezeti elemek klímaváltozás során bekövetkező vetemedésének és sajátfeszültségeinek számítása I. rés.: elméleti összefoglaló. Faipar 50(1):19-23.    Többfejes gyalugépek rezgésvizsgálata  Csanádi Etele, Németh Szabolcs   Vibrations of multi-head planers - Part 2.  Earlier studies have established basic relationships concerning the vibrations of moulders. Two 5-head moulders were studied based on these relationships. The study included the vibrations of the machines and the oscillations of the material. Results showed little variation when compared between the two machines. Standard evaluations were also attempted, but no straightforward method was found. The first part of the article contained the theoretical background, methodology and part of the experimental results. The second instalment describes the rest of the results, the evaluation and concludes the study.   A dolgozat első része a mérések elméleti hátterét és a vizsgálati módszereket, valamint egy Griggio típusú ötfejes marógép vizsgálatát ismertette. A második rész egy másik ötfejes megmunkáló berendezés vizsgálati eredményeit, és azok értékelését tartalmazza, valamint értékeli és összefoglalja a kapott eredményeket.  kezdeti állapot lineáris közelítés  parabolikus végső állapot lineáris                          közelítéssel  közelítéssel közelítésvégső  állapot parabolikus    3. ábra – Három rétegű szalagparketta nedvességtartal-mának kiinduló és végállapot értékei, lineáris és paraboli-kus megközelítés esetén (a). A nedvességtartalom válto-zásból származó belső feszültségek eloszlása a két meg-közelítés alapján (b). a.) Nedvességtartalom [%] b.) Sajátfeszültség [MPa]7 9 5 6 4 2 0 2 4 6 8 10h1h2h3 Dr. Csanádi Etele CSc., egy.doce;, Németh Szabolcs okl. faipari mérnök, NyME Gépészeti Intézet.  FAIPAR L. ÉVF. 4. SZÁM  13 Weinig Profimat 23E típusú ötfejes gyalugép ismertetése A Weinig Profimat 23E öt fejes kivitelű, azonban az ötödik fej nem univerzálisan dönthe-tő, hanem fix kialakítású. A gép tömörfa teljes keresztmetszetének megmunkálására alkalmas. A gép alapja az öntvényből készült nehéz géptest (2300 kg), mely rezgésmentes, és stabil. A tengelyek és az előtoló rendszert tartó geren-da a gépvázhoz kapcsolódik. A tengelyek csapá-gyazása szűkített hézagú amiből a nagy szer-számfutási pontosság adódik. A gerendán rögzítettek az előtoló henge-rek tengelyei és az azokat hajtó szerkezet. A hajtó szerkezet első eleme a meghajtómotor, amely a gerenda etetőoldali végén van rögzítve. A motortól a hajtás közlőmű tengelyen jut az egyes hajtóműegységekhez. A közlőmű tengely a hajtóműházak között külön darabból áll és körmös tengelykapcsolón keresztül kapcsolódik azok ki- és behajtásához. A gerenda a gépváz-hoz egy tartó konzolon keresztül kapcsolódik; ennek segítségével süllyeszthető és emelhető a kívánt faanyag vastagságnak megfelelően. Az előtológörgők és a kitológörgők a hajtómű-házaktól kettős kardánhajtáson keresztül meg-hajtottak. A 1. ábrán látható az előtoló görgő kialakítása. Az előtoló görgők (∅140) a felső fej előtt speciálisan bordázottak, így biztosítva a pontos és nyugodt megvetetész a faanyag számára.A felső fej utáni kitoló felsőgörgő (∅140) gumi palástú, hogy a munkadarad felülete sima ma-radjon. Az alsó kitoló henger (∅101) sima acél henger, borítás nélkül. Az előtoló és a felső kitoló henger előfeszítését pneumatikus hen-gerek adják. Az előtoló és a felső kitoló henger előfeszítését pneumatikus hengerek adják. Az első előtoló henger előfeszítése külön állítható a többitől. Két oldalsó megvezető görgő a bal-oldali fej előtt van felszerelve. Ezek szabadon futók és rugós előfeszítésűek. A vastagoló fej előtt rugóterhelésű leszorító elem található. A fej után – az előtolás irányából nézve – egy le-szorító papucs található, amely az alsó fejhez a megtámasztást biztosítja. A papucs pontos be-állítása nagyon fontos mert a végső felület kiala-kítását jelentősen befolyásolja. Rossz beállítás esetén a faanyag elején és végén belekaphat a felületbe. Rezgésmérés a Weinig Profimat 23E típusú ötfejes gyalugépen Az érzékelőre felszereltük a mágneses rögzítő egységet. Folyamatos munka közben mértük a kitéréseket a gép 2. ábrán látható pontjain.A gép paraméterei a mérés közben • fordulatszám: 6000 ford./perc, • előtolás: 12 m/perc, • behúzó henger: 1,4 bar, • kitoló gumírozott henger: 2,4 bar, • közbenső hengerek: 1,8 bar. A megmunkálás előtti anyag keresztmet-szet 51 x 15 mm, a megmunkálás utáni 40x 10 mm. Fogásvételek az egyes fejeknél: • egyengetés: 2 mm, • jobb oldal: 5 mm, • bal oldal: 4 mm, • vastagolás: 2 mm, • alsó fej: 1 mm. A vízszintes fejek hossza 240 mm, a füg-gőlegeseké 130 mm. A fejek átmérője 125 mm. A mért eredmények a 1. táblázatban látha-tók. A mérések második szakaszában az előző mérés sorozathoz hason-lóan a faanyag lengését vizsgáltuk. A mintadarabok az előző méréseknél használt faanyagok voltak. A furatokat mélyíteni kellet, hogy az érzékelő ne sérüljön a forgácso-lás során. 1. ábra – Az előtológörgő kialakítása 2. ábra – Mérési helyek a gépen 14  2002. DECEMBER A gép paraméterei a forgácsolás során: • előtolás: 12 m/perc, • fordulatszám: 6000 ford./perc, • behúzó henger 1,4 bar, •  kitoló gumírozott henger 2,4 bar, • közbenső hengerek 1,8 bar. A faanyagban az első mérés során füg-gőleges helyzetben, a második mérés során vízszintes helyzetben volt az érzékelő a meg-munkálás közben. Az értékek arra a pillanatra vonatkoznak, amikor a munkadarab elhalad a fej előtt. A faanyaglengéseket a 2. táblázatban soroltuk fel. A mérés menete és paraméterei megegyeztek a Griggio gyalugépnél használ-takkal.  Rezgéseredmények értékelése és összehasonlítása Igazán megfelelő szabványt a faipari gépek rezgéseinek értékeléséhez nem találtunk. A témakörhöz legjobban közelít az ISO 2372–1974/A1–1983(E) szabvány, amely a 10–2000/s fordulatszámmal működő gépek mechanikus rezgéseinek kiértékelési normáit foglalja magában. Ezt a szabványt egy –gerjesztőfor-rásos, szinuszos rezgésekre alkották, így az általunk vizsgált gépekre nem lehetne alkalmaz-ni. A gépeket több motor hajtja, nem egy gerjesztőforrrásos, valamint az előtoló és megmunkáló motorok fordulatszáma eltér egy-mástól. Más módszer hiányában ennek ellenére ezt használtuk, s ezzel értékeltük az adatokat.  A szabvány a gépeket a villamosmotor- teljesítményük alapján VI. osztályba sorolja be. A két gyalugép az összes motorteljesítményük alapján a második csoportba sorolható, amelynek kritériuma 15-75 kW összes villamos-motor teljesítmény. A Profimatról vannak pon-tos adatok: • alsó vízszintes tengelyeknél: 4 kW • felső vízszintes tengelynél: 5,5 kW • függőleges tengelyek ( egy motor hajtja a kettőt ):7,5 kW • előtolásnál: 2,2 kW • összesen: 23,2 kW A Griggionál nem áll rendelkezésünkre pontos motor teljesítményadat, de ennél a gépnél minden szerszámtengelyt külön-külön motor hajt meg, így biztosan sorolhatjuk ugyanabba a csoportba. A gépek gerjesztő frekvenciája azonos, mivel mind a két gép azonos fordulatszámon üzemelt (100Hz). A Griggon mért rezgések átlagos ampli-túdója: A = 3,5 µm. A Profimatnál mért rezgé-sek átlagos amplitúdója: A = 3,07 µm. Az előző adatokból az ISO 2372–1974 (E) szabvány diagrammjáról leolvasható a rezgések sebessé-ge, amely a Griggio-nál: v = 1,8 mm/s. Profimatnál: v = 1,6 mm/s. A rezgések sebes-sége meghatározott osztály alapján ISO 2372–2. táblázat – Felületi érdesség mérés Amplitudó  (µm) Amplitudó  ( µm) Mérés helye 1. mérés 2. mérés 1. Egyengető fejnél 12 15 2. Jobboldali fejnél 30 27 3. Baloldali fejnél 24 18 4. Vastagoló fejnél 30 30 5. Alsó fej 15 40 1. táblázat – A Profimat gép rezgései   Mérés helye Mérés iránya Amplitudó (µm) 1. Egyengető asztal Z 1,8 2. Egyengető asztal Y 2,4 3. Egyengető fejnél Z 3 4. Egyengető fejnél Y 8 5. Jobb oldali fej asztala Z 2 6. Jobb oldali fej asztala Y 2,1 7. Jobb oldali fej asztala Ferde XZ 2,1 8. Bal oldali fej tartó-szerkezet Z 1,8 9. Bal oldali fej tartó-szerkezet Y 2,1 10. Vastagoló fej tartó-szerkezet Z 5 11. Vastagoló fej tartószer-kezet X 4 12. Vastagoló fej tartó-szerkezet Y 4 13. 5. alsó fej asztala Z 1,8 14. 5. alsó fej asztala Y 2,4 15. Gépasztal vége X 2,4 16. Előtoló görgő tartó a ge-rendán Z 3 17. Előtoló görgő tartó a ge-rendán Y 3 18. Előtoló görgő tartó a gerendán X 4 19. Gerenda Z 2,4 20. Gerenda Y 4 FAIPAR L. ÉVF. 4. SZÁM  15 1974 szabványban található táblázatok segít-ségével megállapítható a gépek állapota. Mind-két gép a táblázatok szerint a kielégítő állapotba sorolható. Jelentős különbség nem mutatható ki. A faanyagokon mért rezgéskitérések érté-kei kb. tízszeresei a gépen mért értékeknek. A szintírón készült regisztrátumokon nem csak a megmunkáló fejek előtt való elhaladáskor ta-pasztalható csúcs a görbéken hanem közbenső pontokban is. Ennek oka az lehet, hogy a minta-darabok hossza miatt rajtuk egyszerre több szer-szám is végzett megmunkálást s így a kialakuló lengések nagyon bonyolultakká tették a stabi-litási viszonyokat.  A Felületi érdesség értékelése és az adatok összehasonlítása A megmunkált faanyagok felületén min-dig keletkeznek egyenetlenségek, amelyeket a megmunkáló szerszámok és a faanyag tulaj-donságai okoznak. Ezek közül megkülön-böztethetünk hullámosságot (hullámhossza 1 mm-nél nagyobb), illetve érdességet (1 mm-nél kisebb hullámhosszal) (Fischherz 1997). Gyalulási, marási műveleteknél az egyik lejellemzőbb egyenetlenség a megmunkálás kinematikai okaiból keletkezik. A forgó szer-szám az egyenes vonalban mozgó faanyagon ciklois íveket hagy hátra. Ezen hullámoknak két jellemző adata a hullám hossza és a hullám mélysége. Hullámhossz a megmunkálás alapvető paramétereiből számítható: zn1000vSz ⋅⋅= ,  [1] ahol Sz - hullám hossza (mm) v - előtolási sebesség (m/perc) n - fordulatszám (1 /perc) z -vágóélek száma A gyakorlatban azonban a vágóélek számát 1-re szokás venni (z=1), mert a hullámot mindig csak a legjobban kiálló él hozza létre. Az elméleti hullámmagasság meghatáro-zásához az előzőleg kiszámított értékre és a szerszám élkörátmérőjére van szükség:  D4St2z= , [2] ahol t - hullám magasság (mm) D - élkörátmérő (mm) Sz - hullám hossza (mm) A hullám magasság azonban a számított értékeknél egy kicsit kisebb, mert a hullám csúcsa benyomódik, elnyíródik. A Griggo-nál számított értékek: mmSz 83,0600010005 =⋅=  [3] mmt 0013,01254832,0 =⋅=  [4] A Profimat-nál számított értékek: mmSz 26000100012 =⋅=  [5] mmt 0076,012542 =⋅=  [6] Az érdességmérő műszeren hossz irányban felvett regisztrátumoknak jó közelí-téssel ezt kellene mutatnuk. Ez helyenként ta-pasztalható is, de más tényezők hatásai miatt a profil nem igazán alakul ki. Három alapvető csoportba sorolhatjuk ezeket a tényezőket: • a megmunkált anyag tulajdonságai, • a szerszám tulajdonságai, • a forgácsleválasztás paraméterei. A jó felületi minőség eléréséhez általában az alábbi feltételekre van szükség: • az éles szerszám, • az él környezetében kialakuló nyomófeszült-ségek, • a kis forgácsvastagság, • az elegendően nagy kerületi sebesség, • a szerszámfutás pontossága, • a minimális rezgések. 16  2002. DECEMBER A Weinig kiadványában szereplő minő-ségi osztályzás a felületi hullámokat vizsgálja, az osztályokat a hullám magasság alapján álla-pítja meg, 3. ábra. Ez alapján a Griggio a legmagasabb minőségi osztályba sorolható, de az előtolás értéke itt alacsony volt. A Profimat a közepes minőségi osztályba sorolódik de az előtolás több mint kétszerese volt a Griggionak. A meghatározó a fordulatszám és az előtolás. A késélek mérései során  csorbulásokat lehetett megfigyelni. A regisztrátu-mokon látszott, hogy a hosszú késeken több és nagyobb kitörések vannak. A csorbulász összevetve a műszer kalibrálásával össze-vetve a csorbulásokat azt látjuk, hogy a hosszú késen kb. 30–40 µm nagyságúak a kitörések. Az egyik rövid késen szinte semmilyen ki-törést nem találunk, míg a másikon 10 és egy 20 µm nagyságú kitörés észlelhető. A nagy élki-törés lényegesen rontja a felületi minőséget, és növeli a rezgéseket is. A Profimaton megmunkált faanyagokon keresztirányú érdességi mérések is készültek. Ezeken az ábrákon a késél csorbulásai miatt  domborulatokat kell keresni. A vastagoló késsel megmunkált oldalakon lényegesen több dombot lehet találni, ami a kés érdességi eredményeit támasztja alá. Az ábrákon azonban sok völgy látható, amely a fa struktúrájából adódik. Az érdességmérőnél használt tűt elektromikrosz-kóppal bemértük. A tű csúcssugara 32 µm volt. A méréseknél használt munkadarabok nyír fafajból készültek. A nyír fa edényeinek átlagos átmérője 80–90 µm, a korai pásztában azonban ennél még nagyobb is lehet. Így a felvételeken kimutathatók voltak az edények. Ez megnehezíti a regisztrátumok elemzését. A hosszirányú felvételeken még nagyobb tévedéseket idézhetnek elő az edények, mert a tű hegye ezekbe beleesve a mért iránytól eset-leg kissé eltérhet. Bizonyos idő elteltével azon-ban a barázdából átugrik egy másikba, ilyenkor a regisztrátumon ez észlelhető, így nem a cikloi-soknak megfelelő lesz az ábra. A két gépen mért faanyaglengések érté-keit, külön a vízszintes és függőleges irányokat, egy-egy diagramon ábrázolva láthatjuk a 4. és 5. ábrán. A gépek értékeit így láthatóbban összevethetjük. A méréshelyek számai (1, 2, 3, 4) a gépek megmunkálófejeit jelentik.  123530 303024 2405101520253035400 1 2 3 4 5Mérés helyekAmplitudó (m)Griggio Profimat4. ábra – Vizszíntes lengései adatok összehasonlítása6090301830403027150204060801000 1 2 3 4 5Mérés helyekAmplitudó (m)Griggio Profimat 1 Profimat 25. ábra – Függőleges lengései adatok összehasonlítása  3.ábra – Felületi érdesség értékelő táblázat FAIPAR L. ÉVF. 4. SZÁM  17 A gépek végső összehasonlítása A gépekről nem sok különbség állapítható meg a szerkezeti felépítésükben. A motorok tekintetében, a Griggio-ban minden fejet külön motor hajtott, míg a Profimat-ban a két függő-leges tengelyt egy motor hajt. A legnagyobb két különbség a két gép között talán a gerendák felszerelésében van és a csapágyazás fajtájában. A Griggo gerendáját két helyen – az egyengető fejnél valamint a vastagoló fej után – tartja osz-lop a gépvázhoz erősítve. A profimatnál a gerendát egy helyen támasztják meg a gép közepén. A csapágyazás különbsége abban adódik, hogy míg a Grrigio normál (régebbi gyártmány), addig a Profimat szűkített hézagú csapágyazású. A szűkített hézagú csapágyazás nagyobb pontosságot eredményez a tengelyek futásánál, de szerelése és karbantartása is nagyobb fegyel-met és figyelmet követel meg. Ezért a Weinig gépen központi zsírzóhely van, hogy a karban-tartás során egyetlen helyet se hagyjunk ki. Az ötödik fej is különböző, amiből az is adódik, hogy a Griggio súlya nagyobb. A méréseknél lénye-ges különbségek nem adód-tak. A gép rezgéseinél a Profimat amplitúdója egy kicsivel jobb mint a másik gépé. A mérések során viszont az előtoló görgők leszorító ereje a Griggio-nál nagyobbra volt állítva. Méréseinket egyidőben egy Weinig Hydromat 8 fejes gyalugépet is mérés alá vet-tek ugyanazon műszerek-kel. Ezen vizsgálat eredmé-nyei a 5. táblázatban láthatók. A vizsgálati irányok az előtolási irányra merőlegesek, vízszintesek vagy függőlegesek. A Hydromat alapvetően eltér a másik két géptől (8 fejes). Értékeiről azonban megállapít-ható, hogy nagyságrendjében nem különbözik a másik két kisebb méretű gép adataitól, de jóval kisebb az adatok szórása. Ez valószínűleg a jóval nagyobb szerkezetnek és ezáltal a jóval nagyobb saját tömegnek tudható be. Végezetül, érdekes megállapítani, hogy a mostani korszerű gépek pneumatikus leszorítása kisebb lengésamplitudókat adott a két-három évtizeddel ezelőtti gépekhez viszonyítva.  Irodalom  1. A. Fischherz, W. Dax,  K. Gundelfinger, W. Häffner , H. Itschner, G. Kotsch, M. Staniczek 1997. Fémtech-nológiai táblázatok. B+V Kiadó, Budapest, 74-76. 2. Horváth L. 2000. Weinig gyártmányú 8 fejes kereztmetszet megmunkáló gép műszaki ismertetése Szakdolgozat, NyME, Sopron   5. táblázat – Géprezgések összehasonlításai (Horváth 2000) Amplitudó (µm) Mérés helye Mérés irány Griggio Profimat HydromatEgyengető fejnél Vízszintes 1 8 3,0 Egyengető fejnél Függőleges 2 3 2,5 Jobb oldali fejnél Vízszintes 2,5 2,1 4 Jobb oldali fejnél Függőleges 2 2 2,0 Bal oldali fejnél Vízszintes 2,5 2,1 2,0 Bal oldali fejnél Függőleges 2,5 1,8 3 Vastagoló fejnél Vízszintes 7,5 4 3 Vastagoló fejnél Függőleges 7,5 5 3 

Többfejes gyalugépek rezgésvizsgálata : 2. rész = Vibrations of multi-head planers : Part 2.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository of the Academy's Library