Расчет силы и мощности резания при поперечном пилении древесины круглыми пилами. Задание № 6

Задание №6

Расчет силы и мощности резания при поперечном пилении древесины круглыми пилами.

Наименование параметров и их размерность	Обозначение	Числ. Значение
Диаметр окружности резания, мм	Dср	800
Частота вращения диска, об/мин	n	700
Длина щепы, мм	lщ	10
Число ножей в диске рубительной машины, шт.	z	10
Угол резания, град	δ	30
Диаметр бревен, см	dв	18
Порода	сосна
Длина бревен, м	L	2
Угол резания волокон древесины, град	ψ	45
Угол наклона, град	φ	15

Функциональная схема рубительной машины

1 – диск

2 – ножи

3 – вал

4 – кожух

5 – загрузочный патрон

6 – подножевая щель

7 – подшипники

8 – конрнож

Кинематические параметры

  Скорость резания, м/с

                       

Где D_cp – средний диаметр окружности резания, мм

                        D_cp=0,6D        D=D_cp/0,6=800/0,6=1333,33

       D – диаметр ножевого диска, мм

       n – частота вращения ножевого диска, мин^-1

            Скорость подачи, м/мин

                       

Где l_щ – длина щепы, мм

       z – число ножей на диске, шт

            Выставка ножей, мм

                       

            Длина пути резца в древесине, мм

                       

Где Н – толщина слоя древесины, поступающего в загрузочный патрон, мм

                        Н=d_расч=10(d_в+0,5сL)=10(18+0,5*1*2)=190мм

                        с=1см/м

            Минимальная толщина слоя древесины или минимальный диаметр сырья, при которых осуществляется непрерывное резание, мм

                       

            Средний шаг между ножами на ножевом диске, мм

                       

            Число ножей, одновременно действующих в резании, шт

                       

Расчет производительности рубительной машины

При переработке баланса

Где d_расч – средний расчетный диаметр балансов, м

           l_щ – длина щепы, м

          n_ср - средняя частота вращения диска рубительной машины, мин^-1

                       

          n – номинальная частота вращения балансов, мин^-1

         n_к – конечная частота вращения диска, мин^-1

                       

s_доп –допускаемое скольжение вала электродвигателя, s_доп=0,1

z – число ножей на диске, шт

k_u – коэффициент загрузки рубительной машины, k_u=0,3…0,6 – для многоножевых машин

Расчет мощности двигателя привода ножевого диска

Расчет мощности электродвигателя основывается на уравнении движения привода ножевого диска

                       

Где ΣА – суммарная работа, необходимая для рубки на технологическую щепу одного  

баланса, Дж

        N – номинальная мощность двигателя, кВт

         η – коэффициент полезного действия привода, η=0,8…0,85

         λ – коэффициент допустимой кратковременности перегрузки двигателя, λ=2,0…2,4

        tp – время рубки баланса расчетной длины, с

                       

L – расчетная длина баланса, м

k_l – коэффициент, учитывающий неравномерность длины щепы при отдельных

отрубах, k_l = 0,93…1,0

n_cp – средняя частота вращения ножевого диска, мин^-1

z – число ножей на диске, шт

l_щ – длина щепы, м

J – приведенный к валу диска момент инерции вращающихся деталей машины и

привода, кг*м²

                       

Jд – момент инерции ножевого диска, кг*м²

                       

m – масса диска, кг

                       

b – толщина диска, b=0,1…0,12 м

ρ – плотность материала, ρ = 7850кг/м3

D – диаметр диска, м

J_р – момент инерции электродвигателя, кг*м²

J_м – момент инерции муфты, кг*м²

J_в – момент инерции вала, кг*м²

            Для упрощения моментами инерции J_р, J_м, J_в в расчетах можно пренебречь ввиду их относительной малости.

            Суммарная работа, необходимая для рубки одного баланса, Дж

                       

Где А_р-работа одного отруба баланса, Дж

                       

р – удельное усилие резания при получении технологической щепы, Н/м

                        p=p_ok₁k₂=8,5*10⁴*1,4*1,0=119000

р_о – удельное усилие резания, для сосны р_о=(8,5…10,5)10⁴

k1 – коэффициент, учитывающий затупление ножей, k1 = 1,0 для острых ножей

k2 – коэффициент, учитывающий состояние древесины, k2 = 1,4 для мерзлой древесины

            Номинальная мощность электродвигателя, кВт