3.3. Пиление древесины

Процесс пиления значительно сложнее, чем резание элементарным резцом. При пилении одновременно работают несколько режущих кромок, отделение стружки происходит в закрытом пространстве, называемом пропилом. В зависимости от положения плоскости пропила относительно волокон древесины различают три направления пиления: поперечное (плоскость пропила перпендикулярна на­правлению волокон древесины), продольное (плоскость пропила параллельна направлению волокон древесины), смешанное (плоскость пропила расположена под углом меньше 1,57 рад к направлению волокон древесины).

Схема срезания дерева цепной пилой показана на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема срезания дерева цепной пилой

Тяговое усиление, сообщаемое пильной цепи ведущей звездочкой, находится из выражения

, (3.48)

где Z₀ - монтажное натяжение пильной цепи, H; P_n - усилие резания при пилении, H; P_u-усилие подачи при пилении, Н; µ-коэффициент трения пильной цепи о шину (µ = 0,2); g – ускорение свободного падения, м/с²; ℓ-расстояние между осями звездочек пильного аппарата, м; m – масса 1 пог.м. пильной цепи (приложение 2), кг.

_, (3.49)

где k_n - удельная работа резания при пилении, Дж/м³; b_n – ширина пропила, м; H_n – высота пропила, м; u – скорость подачи, м/с; υ – скорость резания, м/с.

Средняя высота пропила H_n, м, за время срезания дерева и скорость подачи u, м/с, определяются из выражений:

, (3.50)

, (3.51)

где d_c – диаметр дерева в месте срезания, м; П_ч.п – производительность чистого пиления, м²/с.

Усилие подачи при пилении рассчитывается по формуле

, (3.52)

Удельная работа резания при пилении определится по формуле

, (3.53)

где а_п, а_w, а_ρ- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние на удельное сопротивление резанию при пилении соответственно породы, влажности и затупления пилы (приложение 2); а_ρ – поправочный коэффициент, учитывающий состояние распиливаемой древесины, для талой древесины = 1, для мерзлой = 1,3…1,5 (в зависимости от температуры); k_о – основная удельная работа резания (для воздушно-сухой сосны острыми пилами), Дж/м³.

Основная удельная работа резания находится из таблиц приложения 2 в зависимости от ширины пропила b и подачи на зуб u_z или по формулам

, (3.54)

, (3.55)

где t_ст – шаг одноименных строгающих зубьев. Для цепей ПЦУ-20, ПЦУ-30 , где t- расстояние между осями шарниров цепи.

Мощность, потребная на пиление, Вт,

, (3.56)

Производительность чистого пиления – это площадь пропила, которая может быть произведена пилой в единицу времени и измеряется в м²/с.

При поперечном пилении круглого леса

, (3.57)

где t – время пропила, с.

Подставляя значение u из уравнения (3.56), получим

, (3.58)

Время, затраченное на один пропил, найдется по формуле

, (3.59)

где – коэффициент использования производительности чистого пиления.