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

где ] 2 # — сумма

высот пропилов;

пп — число

пропилов;

Т А Б Л И Ц А 6

Н е о б р е з н ы е шпалы

Обрезные

шпалы

Способ

распиловки

"п

'<ш

"п

><ш

С подгорбыльной

доской

3

0,66

6ч-8

0,55

2

0,75

4-5-6

0,6

Диаметр пилы определяют по формуле (303), в которой Ьх =

Нтах.

Приближенно Нтах

= dmax.

Диаметр пилы принимают в соответствии

с

табл. 3.

Скорость резания v =

50 ч- 60 м/сек, а скорость надвигания в шпа-

лорезных станках

переменна, она регулируется по уравнению

Р н =

=

const или приближенно

с

.

от.,

l,9N

,

Fr = 1,97V

и vH = -—

где

Я — высота

пропила,

мм;

vH

•— скорость надвигания, м/сек.

При неизвестной мощности значение Fc

определяют

по

произво­

дительности через среднюю скорость надвигания

ин .с р ,

иепользуя

формулу (310). В этой формуле

Qc p —средний объем кряжа,

L H

—

общий

путь надвигания

при

распиловке кряжа

Ьп

= Ь'ппл

= (1ш + О + 10)пп,

.

(355)

где

L B

— путь надвигания

при одном пропиле;

пп — число пропилов;

D—диаметр

пилы;

/ ш — д л и н а

шпалы;

м.

/„ — путь надвигания до пиления и после него, /0 =

0,6

-~-

1,0

Коэффициенты п0 и Кл

в формуле (310) для данного случая

имеют

следующие значения:

Ун

где v o x

О. X

v0_х

=

— скорость обратного хода кряжа после

надвигания,

=

1,5ч-2 м/сек,

с учетом разгона

и останова

п0

—

0,3-н0,4.

Коэффициент

К„ = —,

где tn

и t — время

надвигания

и

общая

работе без выпиливания подгорбыльной доски Кп

= 0,6

и с подгор-

быльной доской К„ = 0,7.

Скорость v„_ с р ,

определенная по формуле

(310),

соответствует

среднему по объему

кряжу и вместе с тем и средней высоте

пропила

Я с р для этого кряжа. Это дает возможность получить Fc

=

wH.с р Я с р ,

ветствующим Кш средняя скорость

надвигания

будет

v

= t »

K m d

c p .

(356)

н. ср

н. ср

.

,

. ^ '

по

производительности станка,

используя

формулу (325), в которой

L H

находят по уравнению (355), Я = Я с р

для расчетного кряжа, зна­

чения коэффициентов п0 и /Сп

те же, что и при расчете по формуле

(310).

Механизм надвигания

шпалорезного станка

Т = Т т +

Т р ,

'

(357)

где

Тр — определяют по

уравнениям

(350) или (351);

ТТ — сопротивление

движению

транспортного

устройства,

где

Q — вес кряжа;

TT = (Q +

G)wu

G — вес тележки с оборудованием на ней;

— коэффициент сопротивления движению ходовых опор;

w1 = 0,l.

кряжа

Вес тележки с установленными на ней механизмами зажима

вигании / р <0, 5 м,

во время обратного хода он может быть более 1 м.

В

общем случае мощность, необходимая для перемещения тележки

в

процессе пиления,

N*=4ir1~v»'

( 3 5 9 )

где он — скорость

надвигания, соответствующая наибольшему

диа­

метру кряжа. Если разгон происходит до начала пиления и 1р <

0,5 м,

то в формуле (359) Р{ =

0. Если в

шпалорезных станках механизмы

пиления и надвигания

приводятся

в движение от одного двигателя,

то мощность двигателя

станка N = Nn + Ntt.

жет дать

значительного эффекта,

но здесь допустима перегрузка

дви­

гателя .с

коэффициентом /Сп = 2

при соответствующей проверке

его

на нагрев.

и мощность двигателя без учета силы инерции

N6 = QVr + Gew

( 3 6 0 )

Ю0т1б

где G6

— вес механизма боковой подачи;

|д.б — коэффициент трения механизма об опору;

т)б

— к. п. д. механизма боковой подачи.

P 3 = P l - ( Q + PV2)

Г И Г >

( 3 6 1 )

/б + ф г

где Р — усилие

резания;

Q — вес

кряжа;

/ = 0,7

г;

г — радиус

кряжа;

/б — расстояние между крюком и центром поперечного сечения

кряжа,

/б =

0,2/-;

|д.г — коэффициент

трения скольжения

груза по опоре,

при смо­

ченных

поверхностях р,г = 0,1.

Если

пренебречь

трением,

то Р3 =

0,35

Р, следует принимать Р3

— Р.

рости движения v3 =

0,4

- г -

0,5

м!сек.

Расчет

шпалорезного

станка

Ц е л ь

р а с ч е т а

— определение основных

параметров

и мощности дви­

гателей механизмов

станка.

м,

И с х о д н ы е

д а н н ы е :

длина шпального

кряжа

/ ш =

2,75

диаметр

наибольший

dmax

— 40

см,

средний

объем шпальных

кряжей

Q c p =

0,2

ж 3

и dtp

= 30

см', сменная

производительность /7С М ='80

м3

при

С 2

=

0,8

и выпи­

ловке

шпал

без подгорбыльнон доски; скорость резания

v — 50

м/сек;

вес

те­

лежки с механизмами поперечного перемещения и зажима G =

1600

дан.

6i = dmax

+ 30 = 400 + 30 = 430 мм;

D ^

2 (80 + 430)

=

1 2 Q

0

^

1 — 0,15

Принимаем по табл. 3 пилу с диаметром D =

1250 мм, с числом зубьев Z = 72

и толщиной

Ьа

= 5 лш; шаг зубьев £ = 55 мм, диаметр фланцев пилы с1ф =

— 0,15-1250 =

190 мм; ширина

пропила

при s = 1,2 мм, Ь= 5 + 2-1,2 =

= 7,5 мм. Часовая производительность

Пч

= — ^ — = 13,5 м3.

7-0,85

Средняя

скорость

надвигания для среднего

по объему кряжа

[формула

(310)] при п0

=

0,3; « п

= 2; Кп =

0,6 и при пути

надвигания

[формула (355)]

1,', = (2,75 +1,25 + 0,75) = 4,75 м,

4,75-2(1+0,3)13,5

„ . .

v» со =

*—•

'

= 0,4

м/сек.

р

0,6-3600-0,2

Полученная скорость надвигания соответствует средней

высоте

пропила

для d c p при выпиловке необрезных

шпал без подгорбыльной доски, когда Кш —

= 0,75 и по формуле (354) Я с р =

0,75-30 = 22,5 см. Скорость

надвигания ре­

гулируется

по уравнению

Я с р - и н

= const.

При Я с

р

=

22,5 см и ин .с р

= 0,4 м/сек

кряжи распиливаются при диаметре

до 30 см на необрезные

шпалы, а свыше 30 см на обрезные во всех случаях без

подгорбыльной

доски. При этом условии

в результате

регулирования

средняя

скорость надвигания по формуле (356) имеет следующие

значения:

диаметр кряжа d, см

26 30 34 38 42

скорость

надвигания ун , м/сек . . .

0,46 0,4

0,44 0,40 0,36

.. 0,75 - 30

п ,о

,

V « CD = ° > 4

— = ° > 3 8

М С Е К -

" • с р

0,6-40

Величина надвигания на зуб при v = 50

м/сек

К = 4,9-1,4 = 6,9

дан/мм2.

Усилие резания на пиле [формула (312)]

Р = 6,9

- 7,5 - 400 ^ = 157 дан.

50

Мощность двигателя механизма

пиления при т|п = 0,95

Л/п =

157-50

0 „

= 83 кет.

1000,95

Приближенно мощность пиления определяется

по производительности

станка

по формуле (325), в которой

следует

принять

для данного

случая

L H - L i . n n -

где пп — число пропилов в шпале; L H =

4,75 м и число пропилов при выпиловке

необрезных шпал без подгорбыльной доски пп =

2 и Я с р =

225 мм

6,9-7,5-225 4,8-2 ( 1 + 0,3) 13,5

Nn =

— !

-

= 50 кет.

100-0,95

3600-0,2-0,6

Расчетный изгибающий момент на валу пилы

Л1р = 2-157-1,25 =

390

дан-м.

М е х а н и з м н а д в и г а н и я .

Расчетное

усилие — натяжение ка­

ната при перемещении

тележки

в процессе

пиления находят по формуле (357)

при w1 = 0,1 и весе кряжа

Qmax

Qmax

=

hi*

0,432-8 00-2,75 =

320 дан'

4

Т=

1,4-157+(320+

1600)-0,1 = 410 дан.

Без перегрузки двигателя

возможная

сила

инерции

при

разгоне Я,- = Т =

=

410 дан. Из формулы (358)

путь

разгона

при этой

силе

инерции

и ин =

=

0,38 м/сек

.

1920

0.382

/р =

= 0,03

м.

v

2-9,81

410

= 0,38 м/сек и Я,- =

0

[формула

(359) ]

..

410-0,38

Л/,,

=

-.

= 2,6

кет.

100-0,6

Мощность двигателя

станка

// =

83 +

2,6 =

85,6 кет.

М е х а н и з м

п о п е р е ч н о й

п о д а ч и .

Мощность двигателя, формула

(360), при Уб =

0,15

м/сек, G(, =

200 дан и j.ir

=

[Хб = 0,25 и г]б == 0,75

.,

(320 +

200)-0,25-0,15

Л/б =

•

—•

•— = 0,25 кет.

100-0,75

М е х а н и з м

з а ж и м а .

Усилие

зажима [формула (361) ] при ц г = 0

Я 3 = 0,35-92 =

32 дан.

157 дан.

Принимаем в расчет Я 3 = Я =

0,7

Мощность двигателя

при v3 =

0,5 м/сек и т)3 =

л/

157-0,5

,

,

Л', =

=1,1

кет.

100-0>7

Расчет

основных

параметров

К основным параметрам

относятся: тип цепи и пиль­

ной шины,

скорость

пиле­

ния и надвигания, а также

диаметр

и

число

оборотов

звездочки

для

пильной

цепи.

Тип и размеры пильной

цепи

являются

основными

факторами,

определяющи­

ми размеры и конструкцию

остальных частей

пильного

механизма.

Большое

зна­

чение

имеет шаг

цепи

t.

Рис. 34. Расчетная схема станка с пильной

Для механических

инстру­

ментов

принимают

t

=

цепью

= 1 5 ч - 2 0

мм,

для

стан­

ков

t — 25 ч- 30 мм.

При

выборе шага цепи следует иметь в виду, что с увеличением

его возра­

струментов толщина среднего звена цепи аг

=

1,2 ч- 2,2 мм и

край­

них а2 =

0,7 ч-

1,4

мм,

т. е. а 2 =

0,6 ах. Диаметр звеньев в уширен­

ной части

D =

12

мм,

диаметр

отверстия

у

среднего звена

d1 =

= 6,5 мм,

у крайнего d2

= 4 мм. Пильные

цепи с такими размерами

звеньев допускают нагрузку до 50 дан, что для станков

недостаточно,

вследствие чего появляется необходимость иметь для

них специаль.-

ные усиленные

цепи. При расчете пильных

цепей для

станков за ос-

. D =

$dt;

ах = р ^ ;

а 2 =

р , ^ и d2 = 0,6afx.

Для

существующих

пильных

цепей

р = 1,8;

Pi =

0,25;

р 2

= 0,2.

В этом случае при допускаемом

напряжении

на разрыв

500

дан/см2

di = Q,l2VT,

(362)

или

^ = 1 , 2 | / ~ ^ ,

(363)

где

Т — тяговое усилие;

N — мощность

двигателя

механизма

пиления;

11 — к. п. д.

приводного

механизма;

v — скорость

резания.

По значению dx

находят и остальные размеры звеньев,

применяя

соответствующие значения приведенных

коэффициентов.

Ширина пропила

определяется по уравнению

Ь = а1 + 2а2 + к,

(364)

где Д — величина развода зубьев пилы по обе стороны,

А =

3,5 мм.

Диаметр звездочки,

приводящей в движение цепь

(рис. 34, б),

А,в =

—

я

,

(365)

sin

где

t — шаг цепи, z

— число зубьев или впадин на ободе

звездочки

Для

пильных цепей

механических инструментов z — 6, для

станков

2 =

8-5-10.

Длина шины зависит от расстояния между концевыми звездочками

цепи,

которое для механических

инструментов

принимается

равным

г \

&тах

а для

станков

1 0 = ( 1 , 5 ч - 2 ) й ш в к ,

где

dmax — наибольший

диаметр

пропила.

Толщина шины

равна

толщине цепи или меньше ее на 1 мм.

Шине придается криволинейное очертание, обычно в середине ее

ширина больше, а по краям меньше. Ширина

по краям

Вш

D3B,

а по середине

В ш = 0 з в + 2 ^ ,

.

( 3 6 6 )

ООо

где

q — вес 1 м цепи;

S0

дан.

-S0

— первоначальное

натяжение цепи,

= 15-5-20

Вследствие

изменения

величины скорости цепи

при набегании

на звездочку

и появления

инерционной нагрузки,

скорость цепи

звездочке z =

6, скорость цепи о =

8ч - 10

м/сек, при г =

8 ч- 10

v — 12 ч- 18 м/сек.

Для станков она будет

больше, для инструмен­

тов

меньше.

Скорость цепи-

где

со — угловая скорость звездочки.

Скорость надвигания

при пилении с учетом влияния заполнения

пазухи

принимают

i/„ = (0,1

4 - 0 , 2 ) ^ - ,

где

v — скорость

резания;

Н — расчетная

высота пропила,

Н он d.

Величина надвигания

на 1 зуб

3 V

где

4 — шаг зубьев. В зависимости от конструкции звездочки /3 =

= (4 ч- 8) t, где t — шаг звеньев

цепи.

Путь надвигания, отнесенный

к центру пропила,

L n = R0(y

+ Y),

(368)

где

у' — угол

поворота

до начала

пиления;

у ' = 0,085 рад;

у — угол

поворота

шины в процессе пиления,

R0

— расстояние от центра пропила до оси вращения

шины.

Угол у находят

из уравнения

s i " - H ^ '

< 3 6 9 >

где

d — диаметр

пропила;

R0

определяется по формуле

Ro = L 0 —

° » + ^ «

.

(370)

xa = VRl—yl.

(371)

S = S 0 - fcP u +T,

(372)

где

S0 — первоначальное

натяжение цепи;

5 0 =

15ч-20 дан;

' u

натяжение от действия центробежной

силы;

тяговое усилие на цепи;

Т

\

Р и = 1 Г '

( 3 7 3 )

где

q — вес 1 ж цепи;

g — ускорение силы

тяжести.

Вследствие того, что v и q имеют небольшие значения, Рц незна­

чительно

по своей величине и его можно не учитывать.

Тяговое усилие находят по формуле

Р — усилие резания

Г = Р ( Ц - | х ) ,

(374)

где

на

цепи;

ц — 0,2ч-0,25.

р. — коэффициент трения

цепи о шину,

Усилие резания определяют по формуле

(312), в которой коэффи­

сухой древесины

при пилении цепными пилами приведены в табл. 7.

Т А Б Л И Ц А 7

Значения

К ' при величине надвигания

на один з у б , мм

Ширина пропила .

мм

0,1

0,2

0,3

0,4

5

3,5

2,7

2,4

2,3

8

3,0

2,3

2,1

2,0

12

2,6

2,0

1,8

1,7

Pv

, или v„ =

ЮОЛ/т]

(375)

КЬН

где аг

толщина

среднего

звена;

D

ширина среднего звена у отверстия;

dx

диаметр

отверстия;

сгр -< 500 дан/см2.