![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие
.pdfзом, что при увеличении силы сжатия пружины сила на тягах 5 уменьшается и, следовательно, давление лыжи на залежь увеличи вается, а при уменьшении силы сжатия пружины давление на лыжу уменьшается.
Фрезер БФ-9,5-2 имеет два амортизатора, а другие модифи кации— одни. Для передачи крутящего момента от вала отбора
мощности трактора к редуктору фрезера служит карданный вал, который ограждается специальным кожухом, установленным меж ду задним мостом тягача и редуктором фрезера (рис. 85).
В результате сокращения числа секций можно получить моди фикацию фрезеров БФ-6,5-2 и БФ-4,0-2. Так, удалив две внутрен
ние |
секции, получим |
пятисекционный |
фрезер |
с шириной 'захвата |
|
6,5 |
м, удалив четыре |
внутренние секции, |
получим трехсекцнон- |
||
ный фрезер с шириной захвата 4 м. Рама |
БФ-4,8 состоит из трех |
||||
секций. В отличие от |
БФ-9,5-2, рама |
фрезера |
БФ-4,8 ие имеет |
распорных пружин. Количество режущих элементов в модифици рованных фрезерах перечислено в табл. 9.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 9 |
|
|
|
|
|
Марка фрезера |
|
|
Показатели |
БФ-9,5-2 |
БФ-6,5-2 |
БФ-4,8 |
БФ-4,0 |
||
|
|
|||||
Ширина захвата, м ..................................... |
|
9 , 5 |
6 , 5 |
4 , 8 |
4 , 0 |
|
Окружная скорость фрез, м / с ................. |
8 , 9 |
8 , 9 |
1 0 ,6 |
8 , 6 |
||
Трактор-тягач .................................................. |
(рабочие), км/ч . |
Д Т - 7 5 |
Д Т - 7 5 |
БПФ |
Д Т - 5 5 |
|
Скорости передвижения |
7 , 0 ; 7 ,8; |
7 ,8 ; |
8 ,7 6 ; |
4 , 8 5 |
4 , 6 4 — 6 , 3 |
|
Вес, т |
|
8 , 7 6 |
5 ,4 ; |
6 , 3 |
|
|
прямом проходе, |
3 , 1 5 |
2 , 3 |
1 , 6 |
1 ,2 5 |
||
Производительность на |
|
|
|
|
|
|
га/ч .................................................................. |
|
6 , 2 ч - 8 |
4 ,2 - 7 - 5 , 5 |
2 , 3 |
2 , 6 ч - 3 , 4 |
|
Число ш тиф тов............................................. |
|
3 7 2 0 |
2 6 5 2 |
1252 |
1684 |
Фрезеры БФ-9,5-2 и БФ-6,5-2 предназначены для работы в скре перно-добывающем комплексе с уборочной машиной УМПФ, фре
зер БФ-4,8 — для работы |
в пневмодобывающем комплексе с пнев |
мокомбайном БПФ, |
а фрезер БФ-4,0-2 — для работы в |
скреперо-перевалочном комплексе с отвальным валкователем СВ-2 при уборке торфа машинами УПФ.
Перечисленные выше фрезеры являются прицепными маши нами.
Все указанные фрезеры имеют диаметр фрез 221 мм с числом режущих штифтов в плоскости резания 3. Глубина фрезерования залежи — от 5 до 20 мм.
Фрезер с проходными ножами Фпр-9,5
Фрезер шириной захвата 9,5 м предназначен для послойного фрезерования торфяной залежи. Он работает в прицепе к трак тору ДТ-75М и обеспечивает глубину фрезерования до 50 мм.
Фрезер (рис. 86) |
состоит из следующих основных узлов: рабо |
чего органа — фрезы |
с ленточными проходными ножами, транс |
миссии, рам секций |
фрез, рамы сцепки с ходовыми колесами, |
пружинно-рычажных механизмов со следящими лыжами и гидро системы.
Фрезер Фпр = 9,5 комплектуется из одной центральной секции, выдвинутой вперед по ходу движения трактора, и двух крайних
задних. Центральная |
секция состоит из двух фрез диаметром |
500 мм. Фреза (рис. 87) |
выполнена из стальных труб с приварен |
ными к ним дисковыми кронштейнами, в пазах которых специаль ными замками-секачами крепятся режущие элементы — ленточные проходные ножи. Общее число ножей 54 шт. (по три ножа в пло скости резания).
а
-SJ0-
т о
|
|
|
Рис. 86. Общий вид фрезера с проходными |
ножами |
ФПр “®»®: |
|
о пнд |
сбоку; б —вид |
сверху; I, |
2, 3 —рамы сцепки фрезера — центральная |
и |
боковые; 4, 5, ff —рамы секций фрез — центральная и |
|
боковые; |
7 —редуктор; |
8 — каток; |
9 —лыжа; /0. //, /2 — фрезы; 13 — амортизатор; |
14, |
15 — карданные валы |
корпус фрезы; £ —стойка |
кольцевая; 3 — стойка трехлепестковая; '/ — нож; |
5 — корпус |
подшипника; ь — стопка шестплепестковая; |
1 |
крышка подшипника; 8 — прижимное |
кодьцо; 9 — |
замок |
При фрезеровании ножи, расположенные на кронштейнах по винтовой линии, проходят между залежью и срезаемым слоем тор фа, встречая при этом минимальное лобовое сопротивление. Ок ружная скорость ножей 6,1 м/с. Рамы секций фрез — центральная и боковые, сварные, коробчатого сечения; выполняют роль несу щих конструкций, в которые вмонтированы фрезы. Одновременно эти конструкции служат ограждениями фрез. Каждая рама опи рается на три точки: шарнирное соединение с трактором, перед ние ходовые колеса и заднюю следящую лыжу.
Центральная рама имеет нишу для установки коническо-ци линдрического редуктора. Рама секций фрез через приваренные к ней коробчатые кронштейны шарнирно соединяется с рамой •сцепки по линии осей катков. Такое конструктивное решение по зволяет секциям фрез поворачиваться относительно рамы сцепки фрезера, состоящей из центрального звена, двух боковых звеньев и шести катков. Центральное звено имеет два шарнира для под соединения боковых звеньев. Указанные звенья имеют по два пустотелых катка, с которыми вместе и составляют раму сцепки фрезера. На этих звеньях рамы смонтированы стойки для гидро цилиндров и амортизаторов, а также имеются буферные устройст ва и ограничительные цепи, обеспечивающие нормальную работу карданных валов. Каждая секция оборудована пружинно-рычаж ным механизмом со следящей лыжей, конструкция которого заимствована у фрезера УФБ-3, частично переделанного примени тельно к новому фрезеру. Независимая компоновка рам секций фрез и система подвески позволяют автоматически регулировать глубину фрезерования при незначительной деформации поверх ности ходовыми колесами и лыжей.
При отклонении глубины фрезерования от заданной, когда фрезер работает на ровной поверхности, глубина фрезерования восстанавливается действием пружинно-рычажного механизма. В этом случае после уборки торфа повторяется профиль прежней поверхности. Если фрезер проходит выпуклую или вогнутую по верхность в продольном направлении карт, то через систему пру жинно-рычажного механизма меняется давление на лыжу, ходовые колеса и сцепку трактора в такой закономерности, при которой выпуклости фрезеруются больше, а впадины меньше, и в этом случае происходит частичное выравнивание поверхности. Незави симая компоновка рам секций фрез показала способность фрезера хорошо копировать рельеф поверхности в поперечном направлении карт.
Следует отметить, что следящая лыжа, снабженная винтом и штурвалом, является не только задней опорой секции, через ко торую осуществляется процесс регулирования глубины фрезеро вания, но она служит стабилизатором прямолинейного движения и основой для установления нормативной величины заглубления фрез в залежь.
Следящая лыжа расположена на минимальном расстоянии от двух поддерживаемых ею фрез и проходит по нефрезерованной
поверхности залежи, что положительно влияет на точность глуби ны фрезерования. Незначительные размеры лыжи с заданным удельным давлением и малой затратой энергии на ее скольжение по залежи стали возможны потому, что часть веса секции фрез через пружинно-рычажный механизм передана на катки и сцепку трактора; кроме того, сила, выталкивающая фрезы из залежи,, разгружает ее. Фрезер перемещается на шести катках и трех сле дящих лыжах.
Подъем фрез в транспортное положение и опускание их в рабочее осуществляется силовыми гидроцнлпндрами, питаемыми от гидросистемы трактора, управление которыми производится ма шинистом из кабины трактора. Привод фрез осуществляется от вала отбора мощности трактора и карданно-телескопическим валом передает движение через фрикционную муфту предельного' крутящего момента и коническо-цилиндрический редуктор на цент ральную и боковые секции. Для передачи крутящего момента бо ковым секциям фрез служат промежуточные карданные валы, оборудованные предохранительными кулачковыми муфтами. Рабо чие скорости фрезера 8; 9,06; 14 км/ч. Производительность фрезера на прямом проходе 8,5 га/ч. Вес фрезера 3500 кг.
Фрезер ФПр-9,5 в отличие от штифтовых фрезеров позволяет: ускорить сушку фрезерной крошки в слое за счет уменьшения в. 1,4—2,5 раза количества мелких фракций и увеличения в 2 раза
крупных |
фракций размерами 10—25 мм; |
уменьшить |
более чем |
в 2 раза |
коэффициент неравномерности |
благодаря |
применению- |
независимой компоновки рам секций фрез, автоматического регу лирования глубины фрезерования и более равномерного распре деления сфрезерованной крошки на поверхности; снизить на 20— 30% энергоемкость фрезерования с помощью геометрии режущей части ленточного проходного ножа, в которой резание преобла дает над ударным дроблением, а скорость отбрасывания частиц торфа значительно уменьшена; освободиться от забивания фрез: торфом и мелкой древесиной; обеспечить заданную глубину фре зерования при эскавации-сильно уплотненных залежей с понижен ной влажностью верхнего слоя, в особенности в периоды хорошей сушки с помощью ножа, геометрия режущей части которого ус пешно решает эту задачу; заменить 3720 штифтов 54 ленточными проходными ножами и снизить затраты на изготовление и ремонт режущих элементов.
Совокупность указанных преимуществ при применении фрезе ра Фпр-9,5 увеличивает производительность на фрезеровании на 10% при резерве мощности, повышает сезонные сборы фрезерного торфа с 1 га в среднем иа 15%•
Все эти преимущества ФПр-9,5 имеют свое значение и перед фрезерами с тарельчатыми ножами, предназначенными для полу чения торфяной подстилки. Фрезер с проходными ножами дает лучший фракционный состав на залежах, пригодных для произ водства подстилки.
Расчет параметров фрезерования
Основные параметры фрезерования — глубина фрезерования, угол дуги контакта, величина подачи на один нож, толщина струж
ки, скорость резания, скорость |
отбрасывания сфрезерованной |
массы и скорость движения фрезера |
(рис. 88). |
Рис. 88. К определению параметров фрезерования
Величина экскавируемого слоя торфяной залежи, измеряемая по вертикали диаметра фрезы, называется глубиной фрезерования, которая определяется условиями сушки торфа.
При двухдневном цикле сушки торфа расчетная глубина фрезе рования принимается 11 мм. Фактическая ее величина будет пере менной, так как на работу фрезера влияют неровности поверхно сти поля и неравномерная просадка опор вследствие различной несущей способности залежи.
Угол поворота фрезы, проходя который режущие элементы находятся в контакте с залежью, называется углом контакта, и
соответствующая часть траектории — дугой |
контакта. Две смеж |
ные дуги контакта, находящиеся в одной |
плоскости резания, |
очерчивают профиль стружки. Частное от деления площади про
филя стружки |
на длину дуги контакта называется средней- |
т о л щ и н о й |
с т р у ж к и. Произведение площади профиля струж |
ки на расстояние между двумя смежными плоскостями резания (ширину стружки) называется о б ъ е м о м с т р у жк и .
Следует отметить, что геометрия фрезерования, на основании которой получены понятия о стружке, не отражает действительный результат взаимодействия резца с залежью.
Отделенный от торфяного месторождения объем всегда пред ставляет собой раздробленную совокупность частиц разной вели
чины. Отрезок пути, на который фреза перемещается за время поворота на угол между двумя смежными ножами, находящимися
в одной плоскости резания, называют п о д а ч е й |
ф р е з ы на |
один |
нож. П од ш а г о м р а б о ч и х э л е м е н т о в |
понимается |
рас |
стояние между серединами двух рабочих элементов, расположен ных рядом по образующей фрезе.
Определение производительности. Производительность фрезе ра, выраженная в объеме срезаемого слоя залежи,
|
П — BhW, |
|
|
||
где |
В — ширина захвата фрезера, м; |
|
|
||
|
/г — толщина срезаемого слоя залежи, м; |
|
|||
|
W — скорость передвижения фрезера, м/с. |
|
|||
|
Подача фрезы на один нож |
|
|
|
|
|
с = |
60\Ѵ |
|
|
|
|
----- , |
|
|
||
|
|
z0n |
|
|
|
где |
2 0 — число ножен в одной плоскости резания; |
||||
|
п — частота вращения фрезы, об/мин. |
|
|
||
|
Угол контакта фрезы с залежью |
|
|
|
|
|
Фо = |
Фі + |
Фг> |
|
|
.где |
фі — передний угол контакта; |
|
|
|
|
|
фг — задний угол контакта; |
|
|
|
|
|
R — |
h |
. |
с |
, |
|
Фп = arc cos----------L arc sin |
---- |
|||
|
R |
|
|
2 R |
' |
гдeR — радиус фрезы, мм;
h — глубина фрезерования, м.м. Максимальная толщина стружки
(IX. 1)
(IX.2)
(IX.3)
(IX.4)
ômax = СЭІПф,. |
(IX.5) |
Силы, действующие на фрезу. В процессе экскавации на фрезу
.действует сила реакции залежи Р, которую определяют по двум ее ортогональным составляющим: Pt — направленной по касатель ной к окружности фрезы и равной окружному усилию; Рп — нор мальной составляющей, направленной по радиусу к оси фрезы. Составляющая реакция Pt называется сопротивлением резанию.
Pt = Щ , . |
(IX.6) |
где k — коэффициент сопротивления резанию; X/ — сумма сечений стружек.
Сечение стружки, срезаемой режущим элементом фрезы,
/ = ôcpb,
где b — ширина захвата одного режущего элемента; ôCp — средняя толщина стружки,
Ôср
ch
Я«То
(IX.7)
(IX.8)
Сила реакции залежи |
|
|
|
|
|
P = }fPï + Pl. |
|
(IX.9)' |
|
Точки приложения силы реакции залежи: |
|
|||
при с<1г |
2 |
с |
2 |
(IX. 10). |
Фа = — Фо — агс sin |
~ |
— Фо; |
||
при С > І І |
фа« ЗН-73, |
|
|
где фа — координатный угол точки приложения силы реакции за лежи.
Силу, выталкивающую фрезу из залежи Qz, находят как сумму проекций составляющих Pt и Рп на вертикальную ось координат:
Qz = Л sin Фо + Pncosqa. (IX.И):
Силу сопротивления подачи фрезы находят как разность про екций составляющих силы реакции залежи на горизонтальную ось. координат:
Qx ■■=Pt COS ф0 — РпSin фа- |
(ЬХ. 12)* |
Мощность, необходимая для фрезерования. Мощность, необхо димая для работы фрезеров, удобнее определять по удельному' расходу энергии, так как вычисление мощности по силе резания и сечеиию стружки не всегда возможно. Мощность, необходимая для фрезерования торфяной залежи,
ІѴФ= ПСА = В Ш А , кгс ■м/с, (IX.13>
где Пс — производительность фрезерования, м3/с; А — полный удельный расход энергии на единицу объема,
где
t
|
А = /е ■104 |
(IX. 14). |
k- ІО4 — удельная работа на резание пласта, кгс-м/м3; |
||
X і>о— удельная |
работа на сообщение |
кинетической энергии |
2Я |
|
|
срезанной массе, кгс-м/м3; |
|
|
у — объемный вес фрезеруемого слоя залежи, кг/м3; |
||
g — ускорение силы тяжести, м/с2; |
экскавпрующмм эле |
|
Ѵ(, — скорость, |
сообщаемая массе |
|
ментом, |
|
|
ѵі = ( и - W)\ |
(IX. 15) |
|
где V — окружная скорость фрезы. |
|
|
Угол вылета сфрезерованной массы из-под фрезы |
|
|
sin а « sin фо = |
-4— |
(IX. 16) |
■' |
2R |
|
Зная мощность, необходимую для работы экскавнрующего ор гана, можно вычислить тангенциальную составляющую силы ре акции залежи
ПСА |
BhWА |
(IX. 17) |
|
|
VV
Вокончательном виде формулу по определению мощности на фрезерование можно написать так:
N,Ф BhW k- ІО4 -|— — (y— W f |
i |
(IX. 18) |
---- , КГС • м/с, |
%11
где |
f| — к. п.д. механизма передач |
от |
вала |
двигателя |
до вала |
|||||
|
фрезы. |
мощность двигателя для |
работы |
фрезера- |
||||||
|
Полная потребная |
|||||||||
с заданной скоростью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N = N4, + (N3~ N n) + NT, |
|
|
|
(IX. 19) |
|||||
где іУэ— мощность, необходимая для движения |
фрезера, |
|
||||||||
|
N. = W z r - Q û b + Ж - Ш * 1ЦУ, кгс• м/с, |
(IX.20) |
||||||||
где |
G(i)=GK+ G a — полный |
Щ |
|
|
распределенный |
на кат |
||||
вес фрезера, |
||||||||||
|
ки и лыжу, кг; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Q : = Q I; + Q : I — сила, |
выталкивающая |
фрезу |
из |
залежи, |
|||||
|
уменьшающая |
на |
эту величину |
нагрузку на |
||||||
|
катки и лыжу, кг; |
|
|
|
качению |
катков; |
||||
|
— коэффициент |
сопротивления |
||||||||
|
/л — коэффициент трения лыжи о залежь; |
|
||||||||
|
т)і— к. и. д. механизма |
передач |
от вала двигателя |
|||||||
|
тягача до вала ведущих звездочек его; |
|
||||||||
|
Nn — мощность сопротивления подаче, |
|
|
|||||||
|
|
|
Nn = |
|
, |
|
|
|
|
(IX.21) |
где |
г;2 — к. п.д. механизма |
передач |
от |
вала |
двигателя |
до вала |
||||
|
фрезы; |
|
|
|
собственного |
передвижения |
||||
|
/Ѵх — мощность, необходимая для |
|||||||||
|
тягача, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д^т = - ^ - , |
кгс-м/с, |
|
|
|
(IX.22) |
|||
где |
G — вес тягача, кг; |
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перекатыванию |
гусениц |
||||||
|
/с — коэффициент |
сопротивления |
||||||||
|
тягача. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Известно, что одной из основных величии является коэффициент |
сопротивления резанию. Он равен давлению срезаемого торфа на кож, отнесенного к единице площади поперечного сечения стружки:
(IX.23)
где Рі — давление стружки на нож, кгс; В — площадь сечения стружки, см2.