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

книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.83 Mб
Скачать

зом, 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

 

 

 

 

----- ,

 

 

 

 

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.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ