2 Расчетная часть

2.1 Кинематический расчет цепей станка, расчет баланса расхода мощности и составление ручьевой диаграммы

Расчеты потерь мощности в кинематической цепи механизма резания представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Расчеты потерь мощности в кинематической цепи

Наименование i - го элемента	КПД i – го элемента, η	Мощность отводимая I –го элемента, кВт Pi=Pi-1*η	Потери мощности в ш
Клиновый ремень	0,96	P1=Pдв*0,96=45*0.96=38,25	Pдв-P1=45-38,25=6,75
Подшипник качения	0,996	P2=38.25*0.996=36.01	P2=38.25-36.01=2.24
Муфта	0.9	P3=36.01*0.9=32.41	P3=36.01-32.41=3.6

Ручьевая диаграмма механизма резания представлена на рисунке 3.

Число оборотов электродвигателя механизма резания определяется по формуле

(1)

Скорость резания определяется по формуле

(2)

Расчеты потерь мощности в кинематической цепи механизма подачи представлены в таблице 3.

Наименование i - го элемента	КПД i – го элемента, η	Мощность отводимая I –го элемента, кВт Pi=Pi-1*η	Потери мощности в ш
Клиновый ремень	0,96	P1=Pдв*0,96=3,2*0,96=3,072	Pдв-P1=3,2-3,072=0,128
Подшипники	0,9937	P2=3.072*0.9937=2.12	P’2=3.072-2.12=0.952
Косозубая передача	0,972	P3=2.12*0.972=1.99	P’3=2.12-1.99=0.13
Муфта	0,95	P4=1.99*0.95=1.88	P’4=1.99-1.18=0.81
Зубчатая передача	0,984	P5=1.18*0.984=1.09	P’5=1.18-1.09=0.09

Ручьевая диаграмма механизма резания представлена на рисунке 4.

Число оборотов электродвигателя механизма подачи определяется по формуле

(3)

Скорость резания определяется по формуле

(4)

2.2 Расчет скоростей подачи по мощности привода по качеству обработки, по работоспособности инструмента, расчет сил

2.2.1 Расчет мощности резания при пиления круглыми пилами

Исходные данные по данному расчету представлены в таблице 4

Таблица 4 – исходные данные

Диаметр пилы

Частота вращения

Число зубьев

Расстояние от оси пилы до стола

Ориентация пилы по отношению к столу

Время работы после переточки

Толщина пилы

Высота пропила

Способ уширения зубьев

Порода древесины

Влажность древесны

Температура древесины

Скорость подачи

Число пил

D, мм

n, об/мин

Z, шт

h,мм

под

Тр, мин

S, мм

t, мм

∆

П

W, %

T, ◦С

Vs, м/мин

i, шт

400

2900

96

52

300

2,5

48

ДСтП

10

20

95,6

2

1)Определяем угол выхода:

φ_вых=arccos =arccos =76,6⁰ – угол выхода режущего элемента (при расположении пилы над столом)

Где φ_вых – угол выхода режущего элемента, грудусы.

R=D/2=400/2=200 мм (D = 400 мм, h=52 – исходные данные) (5)

Где R – Радиус пилы, мм

2)Определяем угол входа:

φ_вх=arccos =arccos =89,5⁰ – угол входа режущего элемента (при расположении пилы под столом) (6)

Где φ_вх – угол входа режущего элемента, градусы

3)φ_ср= = =83,05⁰ – средний угол (7)

Где φ_ср – средний угол , градусы

4)φ_в= φ_ср=83,05 – угол встречи с волокнами древесины

Где φ_в – угол встречи с волокнами

5)φ_к= φ_вых- φ_вх=89,5-76,6=12,9⁰ угол контакта режущего элемента (8)

Где φ_к – угол контакта режущего элемента, градусы

6)l=π*D* φ_к/360⁰=3,14*400*12,9⁰=45 мм длина срезаемого слоя (D=400 исходные данные) (9)

Где l – длина срезаемого слоя, мм

7)Lp=l*n*Tp/10⁶=45*2900*300/10⁶=39,15 м – путь резания (Tp=300 мин, n=2900 об/мин) (10)

Где Lp – путь резания, м

8)a_попр=а_n*а_w*а_t*а_φ*а_ρ*а_δ*а_v*а_i – общий поправочный множитель

а_n- поправочный множитель на породу древесины

а_n-0,95 (если мягкая порода)

а_w-поправочный множитель на влажность

а_w=1,0 (для ДСтП при влажности 10%)

а_φ-поправочный множитель на угол встречи с волокнами

а_φ=1,0 (для ДСтП при φ_в=83,05

а_t- поправочный множитель на температуру древесины

а_t=1,05 (для ДСтП Т=20 ⁰С)

а_ρ-поправочный множитель на остроту инструмента

а_ρ=f(П;Lp)

а_ρ=1,5

а_δ- поправочный множитель на угол резания

а_δ=0,86

v= = =60.7 м/с (D= 400мм, n=2900 об/мин)- скорость главного движения резания (11)

Где V – скорость главного движения резания, м/с

а_v – поправочный множитель на скорость резания

а_v=1,02(при v= 60,7 м/с)

а_i – поправочный множитель на высоту пропила

а_i=0,95 (при t= 48 мм – исходные данные)

a_попр=0,95*1,0*1,0*1,05*1,5*0,86*1,02*0,95=1,24 (12)

Sz= = =0.34 мм/зуб – подача на зуб (V_s = 95,6 м /мин, n=2900 об/мин, Z = 96 шт) (13)

Где Sz – подача на зуб, мм/зуб

10)S₁=f(П;W;T;D) – уширение зубьев на сторону при продольном пилении

S₁=0,6 (при П=ДСтП W=10%, T=20 ⁰C, D=400 мм)

Где S₁ – уширение зубьев на сторону при продольном пилении

11)Впр=S_t=S+2* S₁=2,12+2*0,6=3,32 мм (S = 2,12 ширина пропила)

Где Впр – толщина пропила, мм (14)

12)f_n=Bпр*t=3,32*48=159,36 мм² площадь поперечного сечения срезаемого слоя (t=48 мм – исходные данные) (15)

Где f_n – площадь поперечного сечения срезаемого слоя, мм²

13) V1c=i*f_n*v_s/60=2*159.36*10^-2*95.6*10² / 60=507,8 см³/с – секундный (16) объем срезаемого слоя (V_s=95,6 м/мин, i= 2 шт – исходные данные)

Где V1c – секундный обьем срезаемого слоя

14)в ∆=S=в=2,12 мм ширина срезаемого слоя

Где ∆ - ширина срезаемого слоя

15)а_ср=S_z*sinφ_cр*Впр/в=0,76*sin83,05⁰*3,32/2,12=1,18 мм средняя толщина срезаемого слоя (17)

Где а_ср – срелняя толщина срезаемого слоя, мм

16)К_т=f(а_ср) удельная работа резания (табличная)

Кт=36 Дж/см³

17)К=Кт*а_попр=36*1,24=44,64 Дж/см³ – удельная работа резания (18)

Где K – удельная работа резания, Дж/см²

18)Рр=К*V1_c=44,64*507,8=22668 Вт = 22,6 кВт (19)

Где Рр – мощность электродвигателя, кВт