Практичні заняття №5,6

Силовий розрахунок пилорами моделі 2Р80 – 1

Мета та завдання заняття

1.1. Мета заняття полягає у визначенні числових значень опору подачі, тягового зусилля, сили притискання колод та потужності на подачу.

1.2. Завдання заняття:

1.2.1. Скласти розрахункову схему.

1.2.2. Визначити сили різання.

1.2.3. Визначити опір подачі, тягові зусилля та сили притискання колод.

1.2.4. Визначити потужність на подачу.

 

Вихідні дані

З технічної характеристики пилорами 2Р80-1 знаходимо, що по­тужність двигуна механізму різання N_Д.Р. = 125 кВт, частота обертання колінчастого вала п = 320 хв.^-1, хід пилкової рамки Н = 700 мм. Розпилюють соснові колоди діаметром 40 см поставом з 8-ми пилок.

 

Розв’язання.

3.1. Розрахункова схема

 

 

Рис. 3.1. Схема пилорами для розрахунку опору подачі та тягових зусиль

 

 

 

 

Рис. 3.2. Схема для визначення сили тертя по напрямних ножах пилорами

3.2. Визначення сили різання.

 

Силу різання визначають з умови максимального завантажен­ня двигуна механізму різання:

 

(3.1)

 

де - ККД механізму різання; - середня швидкість різання.

Коефіцієнт корисної дії механізму різання:

 

(3.2)

 

де =0,96 – ККД для клинопасової пе­редачі; = 0,99 - ККД для підшипників кочення; = 0,95 - ККД повзунів пилкової рамки; = 0,97 - ККД, що враховує вентиляційні втрати потужності протягом руху пилок;

 

Середня швидкість різання:

 

(3.3)

 

 

Фактична сила різання протягом робочого ходу:

 

(3.4)

 

 

3.3. Визначення опору подачі, тягових зусиль та сили притискання колод.

Сила відтиску колоди для тупих пилок:

(3.5) де m =0,3 - перехідний множник (див. додаток табл.1).

Сила скобління зубів пилок по дну пропилу для пилорами:

(3.6)

Силу притискання верхньо­го вальця визначають за формулою:

(3.7)

Приймають (див. рис. 3.1.): - коефіцієнт запасу; - довжина колоди; - відстань від зубів пилки до вісі передніх вальців; - відстань від зубів пилки до вісі задніх вальців; - сила ваги колоди, причому

(3.8)

 

де d =0,43м – діаметр колоди; = 600 кг/м³ – щільність соснових колод; g = 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння.

Визначають силу притискання ко­лоди верхнім вальцем за умови надійної подачі під час робочого ходу пи­лок за формулою:

 

(3.9)

де = 0,35 – коефіцієнт тертя зчеплення верхнього вальця (див. додаток табл. 12); =0,4 - коефіцієнт тертя зчеплення нижнього вальця з деревиною (див. додаток табл. 12); = 24500 Н - сила ваги передрамного візка.

Це показує, що під час робочого ходу колоду притискати не потрібно, тому приймають:

Q₁ = Q_1(x.x.) = 4800 Н. (3.10)

Опір подачі на першій стадії - колода входить у пилораму, визначаємо за формулою:

(3.11)

 

Тягове зусилля, що його створюють передні подавальні вальці на першій стадії:

(3.12)

Коефіцієнт запасу на першій стадії:

(3.13)

Опір подачі на другій стадії руху колоди через пилораму:

 

(3.14)

 

Силу тертя колоди по напрямних ножах пилорами визначають за формулою:

, (3.15)

де f_H = 0,4 – коефіцієнт тертя ковзання деревини по металу (див. додаток табл.2), Q_2(х.х.) - сила притискання заднього вальця, причому

(3.16)

Сила тертя кочення колоди по підтримуючих роликах зарамного конвеєра:

(3.17)

де R_P = 80 мм - радіус роликів конвеєра; = 0,8 см – коефіцієнт тертя кочення (див. додаток табл.3).

Тягове зусилля на другій стадії створюється передніми та задніми подавальними вальцями:

(3.18)

Коефіцієнт запасу на другій стадії:

(3.19)

Опір подачі на третій стадії - вихід колоди з пилорами:

(3.20)

Тягове зусилля, що його ство­рюють задні подавальні вальці на третій стадії:

(3.21)

Коефіцієнт запасу на третій стадії:

(3.22)

Для визначення потужності на подачу необхідно знати можливу швидкість подачі за потужністю механізму різання. Для цього використовують ві­дому з теорії різання методику. Добуток К_Т ·S_z для пилорами:

(3.23)

де а_n - поправковий коефіцієнт

(3.24)

причому а_n = 1 - для сосни (див. додаток табл. 5); = 1,42 часу роботи 180 хв. (див. додаток табл. 7).

У формулі (3.23): n =320 хв.^-1 – частота обертання колінчастого вала пилорами; і = 8 - кількість пилок у поставі; b_пр. - ширина пропилу, причому

(3.25)

де S = 2,5 мм – товщина пилок; S_p = 0,7 мм - розширення зубів пилок (рамні пилки - ГОСТ 5524-75), тип 1 з кроком зубів t_з =32 мм.

 

Середня висота пропилу:

(3.26)

де l = 6 м - довжина колоди; с = 10 мм/м - збіг колоди.

Кількість зубів пилки, які беруть участь у різанні за подвійний хід пилкової рамки:

, (3.27)

де H = 700 мм – хід пилкової рамки.

За таблицею (див. додаток табл.14) знаходять S_z = 0,8 мм.

Можлива швидкість подачі:

(3.28)

 

Потужність на подачу:

(3.29)