4. Усилие и мощность, требующиеся для резания и пиления

Для перемещения резца при резании к нему необходимо при­ложить усилие, называемое усилием резания. Одна часть данного усилия затрачивается собственно на резание, другая - на преодо­ление трения стружки о резец и резца о плоскость резания, а также на деформацию стружки.

Отношение силы резания к площади поперечного сечения сни­маемой стружки принято называть удельным сопротивлением реза­нию древесины:

К = Рр / bh,

где К – удельное сопротивление резания,

Рр - сила резания,

b - ширина стружки, м;

h - толщина стружки, м.

Удельное сопротивление резанию является переменной вели­чиной, зависящей от толщины снимаемой стружки, угла резания и затупления резца, породы и влажности древесины, направле­ния резания, скорости перемещения резца. Удельное сопротивле­ние резанию определяют опытным путем. Полученные эмпирические значения сопротивления корректируют с учетом реальных условий резания.

К = К₀ а_n a_w a_δ a_h a_p a_v a_t,

где К₀ - основное удельное сопротивление резанию, равное удель­ному сопротивлению резания воздушно-сухой сосны острым резцом при угле резания δ = 45°, толщине струж­ки h = 1мм и скорости резания а = 50-60 м/с;

а_п - коэффициент, учитывающий породу древесины.

a_w - коэффициент, учитывающий влажность древесины;

a_δ - коэффициент, учитывающий угол ре­зания;

a_h - коэффициент, учиты­вающий толщину снимаемой стружки;

а_р - коэффициент, учи­тывающий затупление зубьев;

a_v - коэффициент, учитывающий скорость резания;

a_t - коэффициент, учитывающий температуру древесины.

При всех направлениях резания удельное сопротивление тем больше, чем тоньше стружка.

Угол резания оказывает наибольшее влияние на сопротивле­ние резанию при резании в торец, наименьшее - при резании поперек волокон.

Используя эмпирические данные о величине удельного сопро­тивления резанию определяют силу и мощность, требу­емую для резания.

Усилие резания (Рр) находят по формуле:

Рр=Кbh

Работа, затрачиваемая на срезание стружки,

А = Ррl,

где l - длина снимаемой стружки.

Мощность, требующуюся для резания древесины, определяют как произведение силы резания на скорость резания:

N_р =Рр*V

Мощность, требующаяся для резания, прямо пропорциональна объему древесины, превраща­емому в стружку за единицу времени.

При пилении необходимо учитывать как скорость движения зубьев пилы, так и скорость надвигания пилы на древесину (скорость подачи).

Объем древесины, превращаемый в опилки за 1 секунду (q₀ ):

q₀ = bHu,

где b - ширина пропила, м;

H - высота пропила, м;

и— скорость подачи, м/с.

При поперечной распиловке круглых лесоматериалов H = 0,8d, при продольной

Н =√ d² -4х²,

где d – диаметр;

х - расстояние от плоскости пропила до поперечной оси бревна.

N = kbHu, формула требующаяся для пиления

Усилие, необходимое для подачи пилы при резании древеси­ны, называется усилием подачи и определяется по формуле:

Рu = (0,7...1,0)Р_Р.

Производительность чистого пиления - это пло­щадь пропила, которая может быть произведена пилой за 1 секунду.

П ч.п. = Hu = Np/Kb