МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Луцький національний технічний університет

ТЕОРІЯ ТА КОНСТРУКЦІЇ ДЕРЕВООБРОБНОГО УСТАТКУВАННЯ

методичні вказівки до практичних занять для студентів спеціальності

6. 090200 „Обладнання лісового комплексу” машинобудівного факультету денної та заочної форм навчання

Частина 1

Редакційно - видавничий відділ ЛДТУ

Л уцьк 2011

УДК 674.05(075.8)

ББК 37.13

В81

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни „Теорія та конструювання деревообробного устаткування”(частина 1) для студентів спеціальності 6. 090200 „Обладнання лісового комплексу” / М.В. Вржещ - Луцьк: ЛНТУ, 2011.- 44 с.

Укладачі: М.В. Вржещ

Рецензент: Б.Ф. Пасаман

Відповідальний за випуск: М.В. Вржещ

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ,

протокол № від 2007р.

Рекомендовано до друку науково-методичною радою ННВІІ та ІТ,

протокол № від 2007р.

Затверджено на засіданні кафедри „Обладнання лісового комплексу”, протокол № 3 від 30.11. 2007р.

З

............4

міст

Вступ.........................................................................................................4

П

............5

рактичні заняття №1,2.

Силовий розрахунок круглопилкового верстата ЦДК 4 - 3 …….5

П

............5

рактичні заняття №3,4.

Силовий розрахунок рейсмусового верстата моделі СР6 - 9…

............20

....13

П

............5

рактичні заняття №5,6.

Силовий розрахунок пилорами моделі 2Р80 – 1…….………........24

П

............5

рактичні заняття №7,8.

Силовий розрахунок пилорами моделі 2Р80 – 1…….………........

Література.................................................................................................

Додаток………………………………………………………………….

Вступ

Дисципліна „Теорія та конструювання деревообробного устаткування” займає важливе місце у навчальному процесі спеціальності „Обладнання лісового комплексу”. Адже студенти, що вивчають цю дисципліну – майбутні механіки галузі. Вони повинні уміти керувати верстатом, усувати несправності у його роботі, перевіряти якість різального інструменту, налагоджувати верстат тощо. Для цього механіку необхідно знати як конструкції деревообробних верстатів, так і теоретичні обґрунтування їх параметрів.

Мета цих методичних вказівок – допомогти студентам опанувати методики силових розрахунків різних деревообробних верстатів: круглопилкового, фугувального та вертикальної пилорами. Розрахунки розпочинають з викреслювання принципових схем верстатів, вказують силову взаємодію між інструментом, органами подачі та притискачами заготовок. У міру проходження заготовки через верстат розглядають три випадки. На стадії входу заготовки у верстат, коли подача здійснюється тільки передніми органами подачі. На стадії подачі заготовки усіма органами подачі та на стадії виходу заготовки, коли подача здійснюється тільки задніми органами подачі. Для пилорами розрахунок ведуть окремо для холостого та робочого ходу пилок з урахуванням ковзання пилок по дну пропилу.

Зміст методичних вказівок відповідає методиці силових розрахунків деревообробних верстатів, яка подається у розділі „Приводи деревообробних верстатів” літературного джерела [].

Практичні заняття №1,2 Силовий розрахунок круглопилкового верстата моделі цдк4 – 3

1. Мета та завдання заняття

1.1. Мета заняття полягає у визначенні числових значень опору подачі, тягового зусилля, сили притискання заготовок 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 заготовок.

1.2.4. Визначити потужність на подачу.

2. Вихідні дані.

З технічної характеристики верстата ЦДК4-3 відомо, що потуж­ність двигуна механізму різання N_д.р. =13 кВт. Частота обертання пилкового вала п = 2910 хв.^-1. Діаметр пилки D = 400 мм. На верстаті розпилюють березові дошки товщиною 40 мм.

3. Розв’язання.

3.1. Розрахункова схема.

Для розрахунку вводять систему координат так, щоб вісь х було направлено за напрямком швидкості подачі v_s, вісь у - перпендикулярно до неї (рис. 3.1).

R

F_m

Рис. 3.1. Схема круглопилкового верстата з гусеничною подачею для розрахунку опору подачі та тягового зусилля гусениці

3.2. Визначення сили різання.

Дотичну силу різання P_Z визначають з умови максимального завантаження двигуна механізму різання:

, (3.1)

де - коефіцієнт корисної дії (ККД) механізму різання, причому

(3.2)

а v – швидкість різання

м/с. (3.3)

Крім того, — ККД муфти; - ККД підшипників кочення; - ККД, що враховує вентиляційні втрати потужності протягом обертання пилки.

Нормальна складова сили різання P_y:

. (3.4)

Перехідний множник т= 0,5 для зубів середньої гостроти визначають з табл. 1 (див. додаток).

Горизонтальна проекція сили різання:

, (3.5)

де - кінематичний кут зустрічі між швидкістю різання та швидкістю подачі, причому для круглопилкових верстатів з верхнім розміщенням пилки:

(3.6)

(3.7)

До формули (3.6) входять такі параметри: R = 200 мм– радіус пилки; h =40 мм — висота пропилу; с = 2 мм - вихід пилки за матеріал.

Вертикальна проекція сили різання:

(3.8)

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

Опір подачі на першій стадії, коли заготовка входить у верстат:

(3.9)

де Q₂ , Qз - сили притискання колодок, які визначають з умови, що вертикальна складова сили різання у випадку використання гострого інструменту не повинна відривати заготовку вгору від гусениці, тобто

(3.10)

У формулах (3.9),(3.10): = 1,3 - коефіцієнт запасу, т_Г = 0,25 - перехідний множник для гостро­го інструменту (див. додаток табл. 1); f = 0,25 - коефіцієнт тертя ковзання колодок по заготовці (див. додаток табл. 2); = 0,6 см - коефіцієнт тертя кочення (див. додаток табл.3); R_P = 3 см - радіус притискного ролика; Q₁ - сила притискання переднього ролика, яку визначають за умови надійного подавання заготовки на першій стадії, а саме

, (3.11)

де T_I - тягове зусилля гусениці на пер­шій стадії подавання заготовки, причому

(3.12)

У формулах (3.11), (3.12): G_з =140 Н - сила ваги заготовки; = 0,46 - коефі­цієнт зчеплення гусениці з поверхнею заготовки (див. додаток табл. 4).

Підставивши до лівої частини рівняння (3.11) вираз (3.12), а до правої вираз (3.9), одержимо величину сили притискання переднього ролика

(3.13)

Обчислимо коефіцієнт запасу на першій стадії подачі заготовки, використовуючи рівняння (3.11):

. (3.14)

Визначимо опір подачі на другій стадії, коли заготовка проходить через верстат і притиснута усіма роликами та колодкою:

(3.15)

де Q₁ = Q₄ (див. рис. 3.1).

Тягове зусилля на другій стадії:

(3.16)

Коефіцієнт запасу тягового зусилля на другій стадії:

(3.17)

Силу притискання заготовки заднім роликом визначають з умови надійного подавання заготовки на третій стадії, коли вона виходить з верстата та не притискається переднім роликом, тобто

. (3.18)

Формули для визначення Т_ІІІ та S_III такі ж, як і для Т_І та S_I , тому Т_ІІІ = Т_І , S_III = S_I , звідки Q₄ = Q₁ та .

Розрахунки показують, що на усіх стадіях проходження заготовок через верстат запас тягового зусилля достатній для надійного подавання їх без зупинок.

4. Визначення потужності на подачу.

Потужність на подачу заготовок визначають за формулою:

, (3.19)

де - можлива швидкість подачі за потужністю двигуна механізму різання.

Можливу швидкість подачі визначають за відомою з теорії різан­ня методикою розв'язування оберненої задачі. Спочатку визначають добуток К_T · S_Z :

(3.20)

де К_T - питома робота різання, Дж/см³; S_z - подача на зуб пилки, мм; N_Д.Р. - потужність двигуна механізму різання, Вт; а_попр. - поправковий коефіцієнт; b - ширина пропилу, мм; h - висота пропилу, мм; z - кількість зубів пилки; п - частота обертання пилки, хв.^-1.

Нехай на верстаті установлено стругальну пилку за ГОСТ 18479-83, тип 1 - пилка одноконусна для поз­довжнього розпилювання. Діаметр пилки D = 400 мм, товщина b = 3,6 мм, кількість зубів z = 60 з кутом рі­зання = 70°.

Поправковий коефіцієнт для розпилювання круглою пилкою можна визначити:

(3.21)

де а_n = 1,25 - множник, що враховує породу, для берези (див. додаток табл. 5); а_w = 1,05- множник, що враховує вологість, для напівсухої деревини (див. додаток табл. 6, W = 25—30%); а_p = 1,5 - множник, що враховує гостроту інструменту, для часу роботи пилки 120 хв. (див. додаток табл. 7); а_v = 1,02- множник, що враховує швидкість різання, для v = 60,9 м/с (див. додаток табл. 8); = 1,34 - множник, що враховує кут різання, для = 70° ( див. додаток табл. 9); а_h = 0,95 - множник, що враховує висоту пропилу, для h = 40 мм (див. додаток табл. 10).

За величиною K_Т·S_z з таблиці 11(див. додаток) шляхом інтерполяції визначають S_z=0,19 мм, а далі швидкість подачі за формулою:

(3.22)

Результати розрахунків зведені до табл. 3.1.

Таблиця 3.1.

Результати силового розрахунку круглопилкового верстата моделі ЦДК4-3

№ з/п	Назва показників	Одиниця вимірювання	Величина показника
1.	Дотична сила різання Рz	Н	204,0
2.	Нормальна сила відтиску Рy	Н	102,0
3.	Горизонтальна проекція від сил різання РГ	Н	228,0
4.	Вертикальна проекція від сил різання Рв	Н	2,25
5.	Опір подачі на першій стадії SI	Н	473,2
6.	Опір подачі на другій стадії SII	Н	687,4
7.	Опір подачі на третій стадії SIII	Н	473,2
8.	Тягове зусилля на першій стадії ТI	Н	615,1
9.	Тягове зусилля на другій стадії ТІІ	Н	1108,0
10.	Тягове зусилля на третій стадії ТІІІ	Н	615,1
11.	Сила притискання колодок Q2 і Qз	Н	62,0
12.	Сила притискання роликів Q1 і Q4	Н	1071,0
13.	Швидкість подачі	м/с	33,17
14.	Потужність на подачу Nn	Вт	494,0