Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рахманов С.И. Основы расчета оборудования лесозаготовок

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.01 Mб
Скачать

Расчет ролика ведется из предположения, что груз лежит на двух роликах, по крутящему моменту Мр и осевому усилию Р0< действую­ щему на ролике

 

 

Q

 

sin ( а — й) .

+ <7рОл} ,

(295)

 

 

 

L

cos В

• .

 

 

 

 

 

 

 

P0 = 0,5Q|x1 C 0 S ( C T - P ) ,

 

(296)

 

 

 

 

 

sin р

 

 

Осевое усилие воспринимается упорным подшипником.

 

Расчет поперечного

винтового

транспортера

 

Ц е л ь

р а с ч е т а — определение основных параметров и потребной мощ­

ности двигателя транспортера.

 

 

 

 

 

И с х о д н ы е

д а н н ы е :

 

назначение транспортера — подача шпаль­

ника к шпалорезному

станку, длина транспортера 4 м, длина пути

поперечного

перемещения

груза — 2 м, производительность — 100 кряжей в час, наиболь­

ший, объем 0,75 м3, длина шпальника — 2,75 м, коэффициент заполнения С х

=

= 0,8 м, расстояние между кряжами i = 1 м.

 

 

Диаметр ролика по гребню D p =

0,15 м, угол упора р =

0,175 рад, шаг

винта t — 0,15 м при п0

= 1.

 

 

 

п а р а м е т р о в .

Расчетный

вес

О п р е д е л е н и е

о с н о в н ы х

 

кряжа

 

 

 

 

 

 

 

 

Q = 0,75-800 =

600 дан.

 

 

Скорость поперечного движения по производительности *

 

 

 

/77ч

1100

 

,

 

 

vn =

— =

 

= 0,35 м сек.

 

 

 

3600 Сх

3600 0,8

 

 

Угловая скорость роликов

 

 

 

 

 

 

 

 

0,35-2

. ,

 

, .

 

 

 

со =

= 4,7

рад/сек.

 

 

 

 

0,15

 

 

 

 

 

Из формулы (290) угол винтовой

линии

 

 

 

 

t g а =

0 , 1 5

• = 0,235

и а = 0,35 рад.

 

 

 

3,14-0,15

 

 

 

 

 

Наименьшее продольное

перемещение при работе с направляющим упором

 

 

S n p

= 2-0,175 =

0,35 м.

 

 

Из формулы (293)

 

 

 

 

 

 

 

ctg (0,35 — 0,17) > |.iy или (ху < 7.

Следовательно, можно иметь упор в виде деревянного бруса,

так как для

него (Ху = 0,5. Длина

роликов / р =

S n 0 n =

2 м. Расстояние между

роликами

 

 

/

 

 

 

где I — длина кряжей

шпальника,

i <1,4

м, принимаем

1 м. Число роликов

«р = 3.

 

 

 

 

 

Мощность двигателя определяется при следующих

условиях: вес одного

пустотелого ролика qp = "25 дан,

коэффициент сопротивления вращению на

120

цапфах

ролика шх

0,06, коэффициент

трения Кряжа о гребень ролика \ix =

= 0,4,

число

кряжей на транспортере 4. По формуле (278)

 

N =

0,15

4.600-0,4 s i

n ( 0 > 3 5 - Q

j 1 7 5 )

+(4-600+ 3-25)-0,06 X

 

2- 3,14

 

cos 0,175

 

 

 

 

X

4,7-30

1,4

кет.

 

 

 

974-0,8

Г л а в а XI

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ОТСЕКАТЕЛЕЙ ДЛЯ БРЕВЕН

Поштучная загрузка транспортных устройств непрерывного дей­ ствия производится посредством отсекателей, отделяющих крайнее бревно от смежных с ним, лежащих в один-два ряда в лотке или на

Рис. 27. Расчетные схемы отсекателей

площадке (рис. 27, а). В последнем случае смежные бревна действуют на крайнее, что затрудняет его отделение. Этот случай и принимается в качестве расчетного.

Положим, что ряд бревен, лежит на площадке п—я и при отделении крайнего из них бревно перемещается по другой наклонной плоско­ сти т—т (рис. 27, б). Со стороны смежных бревен на него действует сила 5, параллельная плоскости п—п и, кроме того, вызванная ею сила трения

где б — коэффициент трения бревен между собой.

Рабочий орган отсекателя А движется в направлении т—т, поднимая бревно. Размер его подбирается таким, чтобы он захватывал

121

всегда одно бревно, независимо от его размеров. Поэтому высоту его следует иметь достаточной для подъема самого крупного бревна и вместе с тем отсекатель не должен захватывать два самых мелких бревна. С этой целью необходимо знать4 направление равнодействую­ щей сил 5 и F, которое характеризуется углом р, определяемым по равенству'tg р = цб. В зависимости от величины коэффициента тре­ ния р,б и угла наклона а возможны два следующих случая: первый при

(а + 2р!)> -— рад, когда равнодействующая Rx пересекает окруж­ ность сечения бревна в точке С" слева от точки а, лежащей на на­ правлении действия силы тяжести бревна, и второй, при котором (а + 2 р 2 ) < « р а д и точка С" находится справа от той же точки а.

В первом случае для захвата самого крупного бревна конец рабо­ чего органа отсекателя должен находиться в точке С' (см. рис. 27, б), а его наименьший размер А'С = h'min

h'min = °.Чтл-11 - sin (а + 2 P l

+

Р)].

(297)

При этом условии момент от веса бревна,

отнесенный к концу ра­

бочего органа, т. е. к точке С, будет создавать устойчивое

положение

бревна на нем.

 

(рис. 27, в)

 

При захвате бревна минимального диаметра

для того,

чтобы не захватить смежного с ним, такого же размера, следует иметь конец рабочего органа в точке а' и наибольший размер этого органа a'A' = h ' m a x -

max

 

A ; « = 0,5d< n t a [r + 2sin(a + P)-cosp].

(298)

При этом условии момент от равнодействующей будет препятство­ вать захвату второго бревна, смежного с крайним.

Во втором случае, когда (а + 2 р 2 ) < - | - рад

и точка С" находится справа от точки а, при захвате самого крупного бревна (см. рис. 27, б) конец рабочего органа следует иметь в точке а, сам рабочий орган размером h"min = Aa или

Кип = 0 , ^ ( 1 - cos Р ) .

(299)

При этом условии момент от равнодействующей R придает бревну •устойчивое положение на рабочем органе. При захвате мелкого бревна во втором случае конец рабочего органа помещают в точке С" (см. рис. 27, в). Наибольший размер рабочего органа

U"

_

Д"Г"

 

Птах

А

Ь '

 

ИЛИ

 

 

 

Кшх ~ ° . 4 , i » f1 + 2 sin (а + Р) - s i n ( a + Р + 2р2 )].

(300)

122

С целью захвата только одного бревна, как крупного, так и мелкого, необходимо иметь размер рабочего органа при

( а - | - 2 р 1 ) > - ^

 

рад,

hi- llmax ""Ь llmin

 

при + 2 р 2 ) < р а д

h2

= Н'"ах + h"lin

Если

а-|-2р = — рад

иточка С совпадает с точкой а или крайнее бревно не соприкасается со смежными и сила S — 0, то размер рабочего органа определяется по формуле (299).

Сувеличением угла В высота рабочего органа возрастает.

Если груз перемещается с трением по опоре т—т, то усилие, при­ ложенное к рабочему органу отсекателя в направлении его движения, параллельное т—т, будет

P = Q (ur cos В + sin В) + S [(р, +. цг ) sin (а -+ В) —

 

— (1 |i|ir )cos(o + B)],

(301)

где р.г и |.i — коэффициенты трения груза и рабочего органа об опору. Если груз перемещается без трения по опоре т—т, то р,г == 0.

Усилие 5, передаваемое от смежных бревен,

 

 

 

 

 

 

 

S = Q (sin а — p, r cosa)n,

 

 

 

 

 

(302)

где

п — число

бревен;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\it

— коэффициент трения

 

бревен об опору;

 

 

 

 

 

 

 

Q — наибольший вес бревна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет

отсекателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц е л ь

р а с.ч е т а — определение

размера рабочего

органа

и

усилия на

нем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И с х о д н ы е

 

д ' а н н ы е:

назначение

отсекателя

— поштучное

отделение

бревен,

лежащих

на наклонной площадке (см. рис. 27);

угол наклона

площадки

а =

 

рад,

на

площадке

находится пять

бревен, наибольший

и

наименьший

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диаметры

их

d m a x

=

60 см и d,m -n

=

12

см,

коэффициент

трения

 

между

брев­

нами

[го == 0,4 н о

площадку

г

=

 

0,3;

вес

наибольшего

бревна

800

дан;

угол

наклона

 

подъемной

площадки

f> =

рад.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

О п р е д е л е н и е

р а з м е р а

р а б о ч е г о

о р г а н а .

 

Значение

угла

а +

при tg

р =

0,4

и р =

0,38

рад;

угол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а +

2 р =

+

0,76 = 1,29 рад < — .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

123

Таким образом, имеем второй случаи, для которого высота рабочего органа находится по формулам (299) и,(300)

hmin

= 0,5-60( 1 — cos —

| = 1 5 см,

 

 

 

 

3

 

 

' W v = 0,5-12

1 +

2sin - у — sin^ - | - + 0,76

= 13,6 см,

 

,

 

15+13,6

, , „

 

 

 

h =

— =

14,3 см.

 

Усилие на рабочем органе

отсекателя в направлении движения груза [фор­

мула (301)], где S определяется

по формуле

(302), п =

4

5 = 800 Z'sin—

0,3 cos—У4 = 770 da«,

 

^

6

6

 

 

 

Р = 800 [ 0,3 cos —

+ s i n — ) +

770

(0,3 +

0,4) sin

 

3

 

3

 

 

 

— (1 — 0,30,4) cos

=

1460 дан.

Если скорость'движения о = 0,5 м/сек, то мощность на рабочем органе

N = • 1460-0,5 = 7,3 кет. 100

Г л а в а XII

О БЩ ИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА К Р У Г Л О П И Л Ь Н Ы Х СТАНКОВ

Расчет круглопильных станков состоит в выборе и определении основных параметров механизмов резания, надвигания и поперечной (боковой) подачи. Исходными данными для этого служат размеры обрабатываемого материала итюлучаемой продукции.

В зависимости от назначения и режима работы круглопильные станки для обработки круглого леса предназначаются для попереч­ ной и продольной распиловки и подразделяются на станки периоди­ ческого или непрерывного действия. Все круглопильные станки имеют в основном одинаковое устройство механизма пиления, но отличаются

• конструкцией механизма надвигания и боковой подачи.

Механизм пиления

Механизм

пиления состоит из круглой пилы с валом и фланцами

и приводного

шкива.

Диаметр пильного диска определяется в зависимости от числа пил, производящих пиление в одном пропиле (рис. 28, а). При двух пилах диаметром D' D"

D"

п = —,

D'

124

диаметр пилы

 

 

 

 

 

 

 

 

D' —

+ ^ +

+

 

 

 

 

 

 

(\+п)(\-т)

 

 

 

 

где m =

— диаметр

фланца,

закрепляющего пилу на валу; т =

D

=0,14—0,16;

 

 

 

 

 

Д величина перекрытия

пил по высоте

пропила;

Ьг

— размер

распиливаемого материала,

для

поперечной

 

распиловки

круглого

леса Ьг = d,

где d — его диа­

 

метр; при продольной

распиловке

Ьг =

Я, где Н —

 

высота

пропила;

а'

и а" — припуски

на заточку

 

пилы;

д л я ' пил

диаметром до

1

м

припуск —

50 — 60 мм и более 1 м — 80—100 мм.

Рис. 28. Расчетные схемы механизма пиления

Диаметр второй пилы D" = hD'. Отношение п = 1,0 — 0,5. Для

станка с одной пилой в формуле (303) п = 0, Д =

0 и а" = 0.

При отпиливании длинных отрезков, - когда

/ ' • < / , где /' — рас­

стояние от шкива до пилы и / — длина отрезка,

в формуле (303)

m =

^ L . ,

 

 

D

 

где dui — диаметр шкива на валу

пилы.

 

Расстояние между валами пил по высоте пропила

Круглые пилы по ГОСТ 980—69 имеют размеры, приведенные в табл. 3.

125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 3

 

 

П р о д о л ь н ы е

пилы

 

 

П о п е р е ч н ы е

пилы

 

Д и а м е т р ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

толщина,

мм

число

зубьев

толщина, мм

число з у б ь е в

800

2,8;

3,2;

3,6

72;

120

3,2;

3,6

72;

96;

120

900

3,2;

3,6;

4,0

72;

120

3,2;

3,6

 

72;

96

1000

3,6;

4,0;

 

4.5

72;

120

3,6;

4,0

 

96

1250

4,5;

5,0

72;

120

4,5

96;

120

1500

4,5;

5,0;

 

5,5

72;

120

4,5;

5,0

96;

120.

1600

4,5;

5,0;

 

5,5

72;

120

4,5;

5,0

96;

120

При расчете усилия резания и мощности с достаточной точностью можно принимать толщину пилы Ь0 по формуле

и

D

 

D

Йп =

— -т-

300

 

200

 

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

(304)

где D — диаметр пилы.

 

 

 

Ширина пропила Ъ зависит

от

величины развода зубьев на одну

сторону

 

 

 

b = b0 + 2s.

Для пил диаметром менее 1000 мм s = 0,2 -=- 0,7 мм и для пил диаметром более 1000 мм s = 0,9 ч - 1,2 мм. Меньшее значение отно­ сится к распиловке сухого леса и большее — к сырому. Профиль зубьев выбирается в зависимости от условий пиления. Пила зажи­ мается между фланцами, из которых один закреплен на валу пилы неподвижно. Осевое усилие прижима определяется по формуле

 

 

 

 

 

?о = -?г-,

 

 

 

(305)

 

 

 

 

 

Цвф. ср

 

 

 

 

где

4р,с £

— расчетный диаметр фланца, <2ф- с р = 0,9^;

 

 

 

Р — усилие резания;

 

 

 

 

 

 

р, — коэффициент

трения между

фланцем и

пилой,

р. =

 

 

= 0 , 1 ч -

0,15.

По усилию Р0

рассчитывается крепление

 

 

пилы

на

валу.

 

 

 

 

 

 

Обычно пила приводится в движение ременной передачей. Для

плоского

ремня

диаметр

шкива

принимается

при

/ ' < /

йш =

=

(0,2 - 4 - 0,25) D.

Если / ' > / (рис.

28, б)

и шкив

не оказывает

влия­

ния на возможную высоту

пропила,

диаметр его берут

из конструк­

тивных соображений — от 400 до 800 мм. Для использования шкивов в качестве маховиков они делаются с утяжеленным ободом.

Диаметр вала пилы рассчитывают по усилиям, действующим на него. К ним относятся сопротивления резания ч надвигания, натяже-

126

ние обеих ветвей ремня, а также вес пилы и шкива. Расчет ведут по изгибающему моменту, так как он примерно в 4 раза больше крутя­ щего, действующего на пильном валу. Для определения диаметра вала пилы приближенно можно принимать расчетный изгибающий момент

МР =

2PD,

 

 

где Р — сопротивление резания;

 

 

 

D — диаметр пилы.

 

 

 

При расчете круглопильных станков приближенно диаметр

вала

 

пилы d мм) можно определять по формуле

 

 

d = 25 +

0,03D.

(306)

ч

Для определения изгибающего момента от действия' сил на пиле необходимо знать величину и направление равнодействующей этих сил. В процессе пиления на круглую пилу действуют две взаимно перпендикулярные силы: резания и надвигания (рис. 28, в). При наи­ худших условиях пиления сила надвигания РН = Р, поэтому их равнодействующая

Я р = | / 2 Р .

 

(307)

В этом случае Rp направлена под углом —

рад

к силе резания, ко-

4

 

 

торую считают параллельной хорде дуги

дна

пропила.

Натяжение ветвей плоского ремня, приводящего в движение шкив

(рис. 28, б),

. •

t

SC + SU = 3P^-.

 

(308)

Скорость резания и надвигания

Пиление происходит при наличии двух движений — резания и надвигания. Скорость резания или окружная скорость пилы v при­ нимается от 50 до 80 м/сек. Скорость надвигания vH выбирается в за­ висимости от условий заполнения опилками пазухи зубьев и требуе­ мой производительности станка. Для выполнения первого условия необходимо удовлетворить неравенство:

 

va<n3-±-v,

(309)

 

л

 

где

t — шаг зубьев пилы;

 

Я -=- высота пропила;

 

п3

— коэффициент, зависящий от формы зуба и степени

заполне­

 

ния его пазухи. Для продольных пил п3 = 0,1, для попе­

 

речных с симметричным зубом п3 = 0,3 и несимметричным

 

0,2.

 

127

Для станков, предназначенных для поперечной распиловки леса с периодическим надвиганием, скорость надвигания находят по за­

данной

производительности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

L H

(1 + я 0 )

Л„

 

 

(310)

 

 

 

 

 

 

 

3600Qc p Kn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Пч

— часовая

производительность;

 

 

 

 

 

Qcp — средний

объем

отрезка;

 

 

 

 

 

 

 

L H

— общий путь надвигания;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L U

= L + 0,\MM,

 

 

 

(311)

где

L — путь

надвигания

в

пропиле,

для радиального надвигания

 

 

L =

d

и тангентального

L =

1,1ч- 1,2 d,

где

d — диаметр

 

 

пропила;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п0 — —

 

принятое отношение скорости надвигания и обратного

 

 

v ° - х

 

хода;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

где

^ п н л

— время работы станка;

t — длительность цикла вместе с по­

дачей под пилу. Для коротких отрезков длиной

/ =

1 м\

п =0,7ч - 0,8

и для длинных

/ =

3,5 м,

Кп

=

0,5

ч- 0,6;

меньшее

значение

для

мелкого

леса

и большее — для

крупного. Скорость надвигания,

по­

лученная по формуле (310), должна удовлетворять неравенству (309).

Усилие резания. Усилие резания

на зубьях пилы

 

 

 

 

 

 

 

Р^КЬН^-,

 

 

 

 

(312)

где

 

К — коэффициент сопротивления пилению;

 

 

b

и Я — ширина

и высота пропила,

 

 

 

v

и

У н скорости

резания и

надвигания;

 

 

Коэффициент сопротивления пилению

 

 

 

 

 

 

 

 

К = К'КАК0,

 

 

 

(313)

где Ко — коэффициент,

зависящий

от

степени заострения

зубьев,

 

 

при заточке один раз в смену

Ко — 1.4; при заточке

через

Кд

смену К0

=

1,7;

 

 

 

 

 

— коэффициент,

который выражает зависимость сопротивле­

 

 

ния пилению от породы дерева; для сосны и ели

Кя

= 1,

 

 

для березы — 1,25, дуба — 1,7, бука — 1,5, липы и осины—

 

 

0,8 и для

лиственницы 1,1.

 

 

 

 

К' — коэффициент, зависит от условий

пиления.

 

 

Для поперечного пиления сырой сосны

пилами диаметром до

1000 мм он имеет значение, приведенное

в табл. 4, а для продольной

распиловки — в табл.

5.

 

 

 

 

 

 

128

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 4

 

 

Значение К ' ,

daHJMM'1,

при величине

надвигания

на з у б ,

мм

Ширина

 

 

 

 

 

 

 

пропила,

 

 

 

 

 

 

 

мм

0,02

0,04

0,05

0,08

0,1

0,15

0,2

3,5

10

8,6

7,7

7,2

6,7

6,1

- 5,5

5,0

8,3

6,8

6,1

5,4

5,0

4,2

3,9

При распиловке пилами диаметром от 1200 мм и более при боль­ шой высоте пропила сопротивление пилению увеличивается на 30— 5Q.%. Величина надвигания на один

зуб

 

 

 

С =

/ - ^ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота

пропила и путь надви­

 

 

 

 

гания. Под высотой пропила по­

 

 

 

 

нимается

проекция

дна

пропила

 

 

 

 

АВ

на нормаль

п—п

к траектории

 

 

 

 

надвигания

(рис. 29, а).

Для

про­

 

 

 

 

дольной распиловки

высота

про­

 

 

 

 

пила

зависит от величины

сбега

Рис. 29. Высота пропила и путь

поверхности

бревна

и принимается

 

надвигания

 

в процессе

пиления

как

величина

 

 

 

 

постоянная.

В

этом

случае

высота

пропила

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я = 2 | /

г2—х\

 

(314)

где

г

радиус

поперечного

сечения

бревна;

бревна (рис. 29, б).

 

х

расстояние

от плоскости

пропила до оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 5

 

 

Величина

надви ­

,. Значение

/ С ,

Величина

надвига­

Значение

К',

 

 

гания

на

з у б

С,

 

ния на

з у б С,

 

 

дан/мм'

 

 

дан/мм^

 

 

 

 

.4.11

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

0,05

 

 

 

10,5

 

 

0,25

4,9

 

 

 

0,10

 

 

 

8,6

 

 

0,30

4,5

 

 

 

0,15

 

 

 

6,4

 

 

0,40

4,1

 

 

 

0,20

 

 

 

5,5

 

 

0,50

3,9

 

 

В процессе поперечной распиловки высота

пропила

величина

переменная. Наибольшее

и среднее значения ее будут

 

 

 

 

 

 

 

 

Нmax

 

 

 

(315)

 

 

 

 

 

 

 

тт

Л

d2

 

 

(316)

 

 

 

 

 

 

 

 

с р

_ Т Т

 

 

 

129

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ