Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет силовых показателей оцилиндровки древесины с получением технологической щепы

В настоящее время актуальной является задача изготовления оборудования, позволяющего производить оцилиндровку круглых лесоматериалов надлежащего качества и приемлемой себестоимости.

Расчет силовых показателей возможных вариантов при оцилиндровки древесины выполнен с учетом основных технических характеристик оцилиндровочного станка (таблица 1).

оцилиндровочный станок лесоматериал

Таблица 1. Основные технические данные оцилиндровочного станка

При выполнении оцилиндровки резец является активной частью режущего инструмента. Конструкция ножа должна обуславливать требованиям предъявляемым к технологической щепе.

Конструкция ножа сборная. Режущий элемент представляет собой резец U_образной формы, который крепится к державке посредством двух винтов. Резец имеет боковую зарезную, главную режущую и боковую подрезную кромки.

Углы резания существенно влияют на процесс стружкообразования и выбираются в зависимости от условий резания.

Угол заточки предопределяет режущие свойства резца. Анализ литературных источников и опыта эксплуатации оборудования по производству технологической цепы показывает, что данный угол может находиться в пределах 40-45.

Для уменьшения сил трения между задней поверхностью резца и обрабатываемым материалом рекомендуется формировать режущие кромки с задним углом 12-15 в случаях выполнения операций по формированию стружки, что имеет место для зарезной и главной кромок. Подрезная же кромка практически не соприкасается с обрабатываемым материалом, поэтому можно рекомендовать задний угол в пределах 5-8.

Использование составной конструкции ножа позволяет упростить монтаж инструмента и способ его регулирования. Ножи можно устанавливать при оцилиндровке по спирали в специальных кронштейнах в один или два ряда (рис. 1). Количество режущих элементов и их рядность зависит от диаметра обрабатываемых бревен (величины сбега) и их длины. Следует отметить, что при данном способе крепление ножей жесткое и величина падения спирали обусловлена толщиной щепы (S_Щ).

Данный инструмент можно использовать и для окорки древесины. В этом случае устанавливают 1-2 ножа, но с использованием плавающей системы ориентации ножа по отношению к обрабатываемому материалу, т. е. требуется оснастить станок следящим устройством.

Скорость подачи определяется по формуле:

оцилиндровочный станок лесоматериал

V_S = S_Z Ч z Ч n / 1000, м/мин (1)

где z - количество ножей, шт.;

n - частота вращения ротора, мин;

S_Z - продольная подача на нож (S_Z = l_Щ), мм.

Скорость резания определяется по формуле:

V_Р = р Ч D_бр Ч n / 60 Ч 1000, м/с (2)

где D_бр - диаметр обрабатываемого бревна, мм.

Принципиальная схема

Из формулы (1) можно получить зависимость для определения количества режущих элементов:

z = 1000 Ч V_S / S_Z Ч n.

Длина щепы регламентирована ГОСТ 15.815-88 и для производства древесноволокнистых плит приемлемы параметры по длине 10-35 мм толщиной не более 5 мм, а для древесностружечных плит соответственно 10-60 мм. Условно для расчетов принято S_Z = 35 мм. Тогда для частот вращения ротора и скорости подачи оцилиндровочного станка, согласно технических данных (таблица1), получим необходимое количество режущих инструментов. Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Количество режущих элементов можно определить учитывая толщину снимаемого слоя древесины.

Как видно из рисунке 1. значение

h = D_бр - d,

где d - диаметр полученной заготовки, мм.

Таблица 2. Расчет количества режущих инструментов для получения технологической щепы

В этом случае

z = h / S_Щ.

Сила резания при получении технологической щепы, зависит от ее толщины и длины. Согласно исследований [1] расчетная формула имеет вид.

При получении щепы с параметрами имеем:

F = 366 - 0,63 Ч l_Щ - 109,5 Ч S_Щ + 1,88 Ч l_Щ Ч S_Щ + 14,3 Ч S²_Щ, Н (3)

При l_Щ=35 мм и S_Щ=5 мм имеем:

F = 366 - 0,63 Ч 35 - 109,5 Ч 5 + 1,88 Ч35 Ч 5 +14,3 Ч 5І = 482,9 Н.

Приведенная формула действительна для обработки древесины сосна острыми резцами. В случаях обработки других пород затупленными резцами необходимо учитывать поправочные коэффициенты. Поправочные коэффициенты на породу представлены в табл. 3.

При критическом затуплении режущих элементов поправочный коэффициент на затупленность составляет а_с = 1,6.

Учитывая выше изложенное:

F_д= F_c Ч a_n Ч a_с.

Так при обработке древесины береза затупленными резцами для принятых условий касательная суммарная сила резания составит:

F_д = 482 Ч 1,25 Ч 1,6 = 965.8 H

Таблица 3. Поправочные коэффициенты на породу древесины

Мощность резания определяется по формуле:

P = F Ч V Ч z / 1000Ч,

где z - количество режущих элементов;

- к.п.д. механизма резания ( = 0,94).

При получении технологической щепы и заготовки диаметром 150 мм с числом ножей z=1 имеем:

V = р Ч d Ч n / 60 Ч 1000 = 3,14 Ч 150 Ч 300 / 60 Ч 1000 = 2,4 м/с.

Мощность привода должна быть не менее:

Р_{д в}= 965,8 Ч 2,4 Ч 1/1000 Ч 0,94=2,5 кВт.

Предложенный способ имеет следующие преимущества:

- возможность получения технологической щепы;

- использование одного ножа позволит снизить энергозатраты на процесс оцилиндровки;

- высокое качества обработки;

- простота наладки механизма резания.

Недостатки способа:

- эффективность достигается за счет сортировки бревен вследствие жесткого крепления ножей.

Библиографический список

1. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологии изготовления, подготовки к эксплуатации инструмента фрезерно-брусующих машин серии БРМ», тема 83-84. - Мн.: БТИ, 1985.

Размещено на Allbest.ru