Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации лесопильных рам

Уширение зубчатой кромки необходимо для обеспечения нормальной работы пил. Величина уширения зависит от породы и состояния обрабатываемой древесины, толщины и ширины пилы.

Уширение зубьев рамных пил на одну сторону при обработке хвойной древесины влажностью до 30 должно быть 0,6…0,7 мм, влажностью больше 30 - зимой 0,6…0,7 мм, летом 0,7…0,8 мм, при обработке твердых лиственных пород - 0,45…0,6 м.

2.9 Последовательность наладки и настройки станка (привести необходимые схемы)

От того насколько правильно будут установлены и закреплены пилы в пильной рамке, будет зависеть производительность работы лесопильной рамы и качество пиломатериала. Для выполнения этой операции пильная рамка оснащается комплектом пил (поставом), обеспечивающих распиливание бревен и брусьев согласно заданному плану раскроя.

С учетом конструкции лесопильной рамы создается нужный уклон рамной пилы в рамке по уклономеру. Постав пил на верхней и нижней поперечине располагается посредине и симметрично (допуск 3 мм). Пилы выверяются согласно направлению движения бревна с помощью линейки и угольника с допуском 0,1 мм на ширине полотна. Верхние прокладки следует устанавливать так, чтобы расстояние от них до комля бревна в нижнем положении рамки было не менее 80 мм; нижние прокладки, опирающиеся на щечки подвесок, не должны доходить до верха нижних вальцов на 50 мм. Окончательную затяжку или ослабление пил следует производить равномерно и симметрично от краев к середине постава в несколько приемов. Натяжение пил должно быть минимальное, но достаточное для устойчивости (жесткости) их полотен в боковом направлении. Средняя величина нормальных напряжений в поперечном сечении пилы составляет 80…120 . Плоскости полотен должны быть параллельны линии движения бревна и направляющим рамы. Полотно пилы должно быть так расположено в захватах, чтобы наибольшее напряжение испытывала режущая кромка. Пилы должны быть правильно размещены по отношёнию друг к другу и надежно закреплены с боков, а также подобраны по толщине соответственно высоте пропила. Натяжение и закрепление полотен пил в пильной рамке в продольном направлении осуществляется захватами (карабинами). Захваты должны давать возможность быстро натягивать, закреплять пилы, изменять их наклон, заменять отдельные пилы в поставе в случае их разрыва или излома зубьев, быть прочными и простыми.

2.10 Требования техники безопасности работы на станке, экологические требования

лесопильный рама режущий станок

Безопасность эксплуатации рам обеспечивается следующим:

- тормоз рамы обеспечивает безотказное торможение при любом положении пильной рамки;

- передние ворота рамы сблокированы с пусковым устройством так, что пуск рамы невозможен, если ворота не полностью закрыты;

- рама оборудована двусторонней светозвуковой сигнализацией;

- верхний передний посылочный валец рамы закрыт ограждением;

- ограждение кривошипно-шатунного механизма сблокировано с пусковым и тормозным приспособлениями;

- проемы между воротами и остовом, проемы в самих воротах и остове рамы, через которые пильной рамкой могут быть выброшены куски древесины и осколки поломавшихся пил или через которые возможно случайное прикосновение к движущимся частям, надежно перекрыты листовой сталью или решетками типа жалюзи. Для обслуживания рамы ограждения имеют открывающиеся и плотно закрывающиеся дверки;

- для предотвращения подбрасывания горбылей и боковых досок в конце распиловки применяются специальные приспособления.

Бревна с поперечными пропилами и гнилью, промороженные и обледенелые, не должны распиливаться на рамах.

При обслуживании лесопильных рам запрещается:

- пускать в работу заведомо неисправную раму;

- пускать в работу раму без пил в пильной рамке. Число пил в рамке должно быть не менее четырех;

- пускать раму, не очистив ее предварительно от опилок, коры и мусора и не убедившись в том, что на раме не оставлены инструмент или какие-либо посторонние предметы;

- пускать раму без установленных ограждений и без подачи звукового сигнала;

- заправлять бревно в вальцы до того, как установится полный ход рамы;

- оставлять раму на ходу без присмотра;

- производить чистку, обмотку, смазку механизмов, ручную уборку опилок, прочистку вальцов до полной остановки рамы;

- производить на ходу подтягивание болтов и какие-либо ремонтные работы;

- выбивать «занозы» до полной остановки рамы;

- снимать и надевать на ходу ремни, надевать руками цепи на движущиеся звездочки;

- снимать ограждения до полной остановки рамы;

- открывать ворота во время работы рамы;

- останавливать раму во время распиловки бревна или бруса, за исключением аварийного случая;

- начинать замену пил до полной остановки рамы;

- производить распиловку неподготовленными пилами;

- поддерживать бревна, доски или горбыли при подбрасывании их пилами в процессе распиловки;

- загромождать подходы к раме;

- производить пуск рамы при неисправностях блокировок;

-производить даже частичное ослабление тормоза при открытом ограждении коленчатого.

К обслуживанию рамы допускаются лица, прошедшие курс обучения, хорошо знающие устройство и правила безопасной эксплуатации и прошедшие инструктаж на рабочем месте.

У каждой рамы вывешивают таблицы посылок и уклонов пил, нормы выработки и инструкционную карту с технической характеристикой рамы, основными правилами работы, организации рабочих мест и техники безопасности.

Экологические требования: в результате функционирования предприятия, концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, не должны превышать установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов на границе санитарно-защитной зоны данного предприятия.

Уровни шума, создаваемого предприятиями должны соответствовать требованиям, регламентируемым “Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий” (СН 245-71) и “Санитарными правилами организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию”.

Участки и цехи механической обработки материалов, деталей должны быть оснащены пылеулавливающими установками.

Деревообрабатывающие цехи и участки должны иметь исправные устройства достаточной мощности для улавливания древесной пыли.

Руководитель и персонал предприятия должны пройти обучение по вопросам природоохранной деятельности и обеспечения экологической безопасности. Руководитель предприятия несет полную ответственность за действия персонала, приводящие к загрязнению окружающей природной среды.

Производственный экологический контроль производится на основании приказа по предприятию и в соответствии с Положением по организации производственного экологического контроля.

2.11 Выводы по разделу

По заданию требуется распилить брус из древесины сосны на обрезные доски и два горбыля.

В данном разделе для обработки данной заготовки я выбрала одноэтажную лесопильную раму Р63-4Б, так как она затрачивает немного электроэнергии и обеспечивает высокую производительность.

Произведен расчет параметров режущего инструмента, выбран стандартный инструмент со следующими характеристиками: передний угол г=15°, угол заострения в=47°, задний угол б=28° и угол резания д=62°.

Для того, чтобы добиться наибольшей эффективности работы на пилораме нужно выполнить ряд простых и в то же время необходимых условий, имеющих решающее значение. Сюда можно отнести следующие из них:

1) рамные пилы должны быть соответствующим образом напряжены посредством вальцовки, либо обработки молотком;

2) установочные пластины должны быть приклепаны к пиле точно одна напротив другой и перпендикулярно относительно спинки пилы;

3) пила должна быть плоской без вмятин и выпуклостей;

4) пила должна быть правильно заточена;

5) пилы должны быть правильно установлены на пилораму.

В разделе проработаны и даны основные данные по подготовке режущего инструмента: правке, вальцовке и заточке рамных пил. Приведены требования к качеству обработанной поверхности,методы устранения дефектов обработки, учтены требования, обеспечивающие безопасную эксплуатацию лесопильной рамы.

3. Расчетная часть

3.1 Кинематический расчет механизмов резания и подачи ( V,V_s )

Скорость резания определим по формуле:

где: Н- ход пильной рамки Н=400 мм;

n - частота коренного вала n = 289 мин^-1.

мин^-1

где:n_дв -частота вращения двигателя, n_дв=740 мин^-1.

Определим скорость подачи по формуле:

м\мин

где:n_в -частота вращения вала, мин^-1;

R - радиус, R=0,125 м;

n_дв -частота вращения двигателя, n_дв=35,5 мин^-1.

мин^-1

мин^-1

м\с

м/с

3.2 Расчет полезной мощности механизма резания и механизма подачи исходя из технической характеристики привода станка, построение «ручьевой» диаграммы

Общая установленная мощность составляет - 52,4 кВт

Привод станка состоит: из двух пар подшипников, цепной и клиноременной передач.

Р_под=52,4*0,99=51,8 кВт

Р_под=51,8*0,99=51,3 кВт

Р_под=51,3*0,99=50,8 кВт

Р_под=50,8*0,99=50,3 кВт

Р_цеп=50,3*0,97=48,8 кВт

Р_кл=48,8*0,96=46,8 кВт

Полезная мощность: Р_пол=46,8 кВт

3.3 Расчет и анализ предельных режимов обработки: использование полной полезной мощности; получения установленного качества обработанной поверхности, производительности инструмента; устойчивости работы инструмента

По табл. 9.4. выбираем t_?=26 мм, s=2,0 мм, из приложения 15 SЧ_?=0,7 мм, (влажность свыше 25%), тогда ширина пропила: b=2+2*0,7=3,4 мм.

Определим число зубьев:

шт

где Н - ход пильной рамки, H=400 мм;

t_? -шаг зубьев, t_?=26 мм.

Так как зубья плющенные, то ширина снимаемого слоя равна ширине лезвия: b=b_л=3,4 мм.

Второму классу шероховатости (Rz=1250 мкм) соответствует подача на зуб 1,0 мм, что соответствует посылке:

??2=S_zz=1*15=15 мм.

Скорость подачи по шероховатости:

м/мин

Прирост радиуса кривизны лезвия за время работы Т=240 мин.

где h=h_ср=0,8(10d_в+С_б)=0,8(10*25см+30мм)=224 мм;

h-средняя высота пропила, мм;

E - коэффициент, приращение затупления резца: E=0,0015 мкм/м;

С_б - сбег бревна, мм.

Тогда а_с - коэффициент учитывающий затупление резца.



где с₀ - начальный радиус затупления острого резца:с₀=5 мкм.

Определяем посылку по производительности пилы (по вместимости впадин зуба) по формуле:

мм

где h_макс - мм

Скорость подачи по производительности:

Средняя касательная сила резания:

,

где P - установленная мощность, кВт;

з - к.п.д. привода; i - число пил в поставе:i=8 шт.

V - скорость резания, м/с.

К.п.д. привода состоит из: к.п.д. клиноременной передачи, к.п.д. две пары подшипников и к.п.д. цепной передач

Н

Подача на зуб может быть определена по формуле:

,

где k - среднее давление резания по передней поверхности резца. Для сосны k=37 H/мм²;

р - удельная сила резания по задней поверхности резца: р=7,2 Н/мм;

b -- ширина стружки (толщина пропила), мм;

б_? - коэффициент интенсивности трения, прессования и перемещения стружки во впадине зуба, б_?=0,2 Н/мм².

мм

Посылка по условию полного использования мощности:

мм

Скорость подачи по мощности:

Определим ?_кр из условия сохранения жесткости пилы.

,мм

где ?_кр - посылка при условии сохранения жесткости пилы;

Н - ход пильной рамки, мм;

h_ср - средняя высота пропила, мм;

F_кр - критическая сила, Н;

К - удельная работа резания, Н*м/см³.

где у - средняя величина нормальных напряжений в поперечном сечении пилы от тыльной кромки до линии впадины, 80-120 Н/мм²;

В - ширина пилы, мм;

l_n - свободная длина пилы: l_n=h+H+50 мм;

С_кр - крутильная жесткость: С_кр=G*I_кр Н/мм²;

G - модуль упругости при кручении: G=8*10⁴ Н/мм²;

I_кр - момент инерции при кручении:I_кр=В*s³/3 мм⁴;

b-ширина пропила, мм;

s-толщина пилы, мм.

l_n=h+H+50=224+400+50=674 мм

С_кр=G*I_кр=8*10⁴*480=38400000 Н/мм²

I_кр=В*s³/3=180*2³/3=480 мм⁴

Посылка по критической силе:

Скорость подачи по критической силе:

3.4 Расчет фактических сил резания

Подача на зуб, согласно выбранной посылке, составляет

мм (U_z - по производительности)

Определим среднюю силу резания на одну пилу:

Необходимые величины для расчета берем из п.3.3.

Сила резания всего постава:

iP=1001,71*8=8013,68 Н

Критическую силу мы определили и она равна:

F_кр=9440,07 Н

Условие жесткости пилы соблюдено:

F<F_кр8013,68<9440,07

Мощность резания всего постава пил:

кВт

м/с

Касательная сила резания по задней поверхности резцов одной пилы:

Н

Сила резания по передней поверхности резцов:

Н

Радиальная сила резания определяется по формуле:

,

где д - угол резания, д=62°

ц - угол трения, ц=20-25°

Для всего постава пил: 84,87*8=679,03 Н

Сопротивление подачи:

iQ=iR=679,03 H

что составляет ?13%

3.5 Построение графика скоростей для рассматриваемого оборудования

Пересчет по производительности:

мм

мм

Пересчет по мощности:

мм

мм

мм

мм

3.6 Расчет потребного количества дереворежущего и абразивного инструментов на год

Потребное количество дереворежущего инструмента определим по формуле:

,

где Т - время работы инструмента в год, ч;

z - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок, 8 рамных пил;

a - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента, 80 мм;

b - величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку, 0,8 мм;

t - продолжительность работы инструмента между двумя переточками, 4 ч;

к - коэффициент, учитывающий поломку и непредвидимые расходы инструмента, 0,15.

где l - число рабочих дней в году;

m - число смен;

Т_см - продолжительность смены, ч;

з - коэффициент загрузки станка.

Принимаем 77 пил на год.

Для заточки рамных пил по контуру зубьев применяют круги прямого ПП или конического профиля ЗП, изготовленные из электрокорунда белого или нормального. Потребное число абразивных инструментов в год определим по формуле:

,

где b_a - расход абразивного инструмента на одну заточку, b_a = 0,02 шт.

Принимаем 154 круга.

3.7 Выводы по разделу

На основе выполненных расчетов определена рациональная скорость подачи, рассчитана мощность на резание, рассчитаны силы резания.

Определено необходимое количество режущего инструмента и абразивного инструмента для его заточки на год для выполнения заданного технологического процесса.

Таким образом, мы заключаем, что параметры станка и инструмента, которые выбрали, нас полностью устраивают.

Список литературы

1. Оборудование отрасли: учебник / В.В. Амалицкий, Вит. В. Амалицкий. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. - 584 с.: ил.

2. Швырев Ф.А., Зотов Г.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента: Учебник для профтехучилищ. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1979.-240 с.

3. СТП БГТУ 002-2007. ПРОЕКТЫ (РАБОТЫ) КУРСОВЫЕ. Требования и порядок подготовки, представление к защите и защита. - Мн. БГТУ.2007

4. Паспорт станка.

5. Амалицкий В.В., Санев В.И. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий. - М.: Экология, 1992.-480 с.

6. Соловьев А.А., Коротков В.И. Наладка деревообрабатывающего оборудования: Учеб. Для СПТУ. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1987. - 320 с.

7. Дереворежущие инструменты. Грубе А.Э. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 344 с.

8. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических линий. Грубе А.Э., Санев В.И. - М.: Лесная промышленность, 1973. - 384 с.

9. Кутуков Л.Г. Конструкции и расчет деревообрабатывающего оборудования: Учебник для техникумов. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 263 с.

10. Бершадский А.Л., Цветкова Н.И. Резание древесины. - Мн.: Высшая школа, 1975.

11. Теория и конструкции деревообрабатывающих машин/Н.В. Маковский, В.В. Амалицкий, В.В. Амалицкий, Г.А. Комаров, В.М. Кузнецов: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 608 с.

12. Янушкевич А.А. Производственное обучение по деревообработке: учеб. Пособие для студентов специальности «Профессиональное обучение (деревообработка)»/А.А. Янушкевич, С.В. Шетько, Ю.В. Жданович. - Минск: БГТУ, 2006. - 188 с.

Размещено на Allbest.ru