- •3.2 Расчет полезной мощности механизма резания и подачи исходя из технической характеристики привода машины, построение “ручьевой” диаграммы
- •3.4. Расчет фактических сил резания
- •3.5. Построение графика скоростей подачи для рассматриваемого оборудования
- •3.6. Расчет потребного количества дереворежущего и абразивного инструмента на год
- •3.7. Выводы по разделу
Тогда, частоты вращения, исходя из формулы (3.4) равна:
Подставив полученные значения в формулу (3.3) найдем скорости:
;;;;;;;, м/с.
3.2 Расчет полезной мощности механизма резания и подачи исходя из технической характеристики привода машины, построение “ручьевой” диаграммы
Общая установленная мощность составляет – 44,4 кВт
Привод механизма резания состоит: из клиноременной передачи, работающей от электродвигателя, двух пар подшипников скольжения и подшипников качения.
Полная полезная мощность для механизма резания, кВт, равна
где N=37 кВт мощность двигателя, ηобщ – общий КПД механизма резания.
к.п. – КПД клиноременной передачи = 0,95
под– КПД одной пары подшипников = 0,99
под.с– КПД одной пары подшипников =0,96
Тогда, проверяя по формуле (3.5), полезная мощность механизма резания, кВт, равна
Графически потери мощности механизма резания представим на ручьевой диаграмме рис.3.1.
N,кВт
Рисунок 3.1 – Ручьевая диаграмма механизма резания
Полезная мощность, для механизма подачи, кВт, равна
где N – мощность двигателя механизма подачи, кВт (2,2), ηобщ – общий КПД привода.
Механизм подачи состоит: мотор-редуктор, ηцп – КПД цепной передачи (0,94), ηпп – КПД пары подшипников (0,99), ηзп – КПД зубчатых передач (0,97).
Общим КПД Механизма подачи будет:
Тогда, полезная мощность механизма подачи, кВт, равна
3.3 Расчет и анализ предельных режимов обработки: использование полной полезной мощности; получения установленного качества обработанной поверхности, производительности инструмента; устойчивой работы инструмента
Для расчета предельных режимов обработки необходимо решить (обратную) технологическую задачу.
Мощность резания поставом пил, кВт, определяем по формуле:
где – средняя сила резания за оборот, Н;– скорость резания, м/с. i – число пил в поставе: i=3 шт.
Из формулы (3.6)
По формуле (3.4) полная полезная мощность для механизма резания, кВт, равна
Тогда
Подачу на зуб определяем по формуле:
где k – касательное давление резания на передней поверхности резца, Н/мм2; р – удельная сила резания по задней поверхности резца, Н/мм; b – ширина пропила (ширина зуба пилы), мм; коэффициент интенсивности трения, прессования и перемещения стружки во впадине зуба α∆=0,2 Н/мм2 для рамного пиления принят из табл. 8[2,с. 43]; кинематический угол встречи θ при рамном пилении равен 90°, поэтому sin 90°=1; h - средняя высота пропила, мм; аρ – коэффициент учитывающий затупление резца.
Из приложения 15[1,с. 297], уширение на сторону S׳∆=0,7 мм, (влажность свыше 25%), тогда ширина пропила b равна:
где s-толщина полотна, мм
Высота пропила (высота бруса) h=
Коэффициент учитывающий затупление резца определим по формуле:
где ρ0 – начальный радиус затупления режущей кромки:ρ0=10 мкм.
Приращение радиуса затупления режущей кромки равно:
где Т - прирост радиуса кривизны лезвия за время работы (4 часа); – из табл. 8[2,с. 43],приращение износа лезвия зуба на пути резания 1 пог.м при пилении древесины сосны, мкм/м;n - частота вращения кривошипа , мин-1.
Тогда аρ – коэффициент учитывающий затупление резца, формула (3.8)
Удельная сила резания р, Н/мм, по задней поверхности резца определяется по формуле для древесины сосна:
где – угол перерезания волокон. Т. к. направление волокон совпадает с направлением скорости подачи, принимаем= θ ≈ 90°
Касательное давление на переднюю поверхность резца k, Н/мм2 при e ≥ 0,1 мм для пиления древесины сосна определяется по формуле:
где δ – угол резания, град (δ = 75°).
Исходя из полученных данных, подачу на зуб определяем по формуле (3.7):
Посылка по условию полного использования мощности:
По заданию необходимо получить поверхность Rmmax=400-800мкм, что соответствует классу шероховатости по приложению 1 [1, с. 293].
Посылку по установленному классу ΔRm.max в зависимости от требований к шероховатости поверхности берем из приложения 3 [1, с. 294] для которого= 1 мм. Тогда
Посылку по производительности пилы Δо определяем для первой группы качества по формуле
Посылку по критической силе Δкр находим из условия сохранения жесткости пилы, используя формулу
где Н – ход пильной рамки, мм;
Fкр – критическая сила, Н;
Где – сила натяжения полотна пилы:
где σ – средняя величина нормальных напряжений в поперечном сечении пилы от тыльной кромки до линии впадины, 80-120 Н/мм2;
K – среднее условное давление резания, Н/мм2, определяемое
–свободная длина пилы:=h+H+50 мм;
Скр – жесткость при кручении: Скр=G·Iкр Н/мм2;
G – модуль упругости при кручении: G=8·104 Н/мм2;
Iкр – момент инерции при кручении:Iкр=В·s3/3 мм4;
=h+H+50=100+400+50=550 мм
Iкр=В·s3/3 =160·23 /3=426 мм4
Скр=G·Iкр=8·104·426=34080000 Н/мм2
По формуле (3.15) находим Посылку по критической силе:
Находим скорость подачи по критической силе:
Скорость подачи по мощности:
Скорость подачи по шероховатости:
Скорость подачи по производительности: