Расчет сил и мощности при пилении
Скорость надвигания (скорость подачи) задается в исходных данных или определяется по требуемой производительности чистого пиления
, м/с, (11)
где Пп - производительность чистого пиления, м2/с;
Н - средняя высота пропила, м.
Средняя высота пропила
, м, (12)
где D - диаметр пропила, м.
Для определения сил и мощности при пилении необходимо рассчитать величину подачи на зуб, на основании которой определяется удельная работа резания (пиления). Величина подачи на зуб находится из уравнения кинематического соотношения при пилении
, м, (13)
где V - скорость движения пильной цепи (скорость резания), м/с;
tZ - шаг между одноимёнными режущими зубьями цепи, м (для цепей типа ПЦП tz=4tц, а для ПЦУ tZ=8tц).
При заданной частоте вращения ведущей звёздочки скорость резания определяется из выражения
, м/с, (14)
где п – частота вращения ведущей звёздочки, об/мин.
Для определения сил, возникающих при пилении, составляется расчетная схема (рис.3.5).
Рис. 4. Расчетная схема сил при пилении пильным цепным аппаратом
Сила резания при пилении определяется по формуле Денфера
, Н (15)
где К – удельная работа при пилении, Дж/м3;
b – ширина пропила, м;
Н – средняя высота пропила, м;
u – средняя скорость подачи (скорость надвигания), м/с;
V – скорость резания, м/c.
Удельная работа при пилении
, Дж/м3, (16)
где КО – основное значение удельной работы при пилении воздушно-сухой сосны острой пильной цепью, Дж/м3;
КП, КW, Kρ, KV, Кt – поправочные коэффициенты, учитывающие породу древесины, ее влажность, затупление зубьев пилы, скорость резания и температуру.
Величина КО определяется из табл. 1 (см. приложение) в зависимости от ширины пропила и подачи на зуб или рассчитывается по формуле
, Дж/м3, (17)
где uZ и b – величина подачи на зуб и ширина пропила, м.
Значения поправочного коэффициента, учитывающего породу древесины, приведены в табл. 2 (см. приложение).
Коэффициент, учитывающий влажность древесины, определяется по табл. 3 (см. приложение) или по формуле
(18)
где W - абсолютная влажность древесины, %.
Коэффициент, учитывающий затупление зубьев цепи, зависит от числа часов работы и определяется по табл. 4 (см. приложение) или по формуле
(19)
где hц - количество часов работы цепи после заточки, час.
При скоростях резания V ≤ 60 м/с величина КV = 1,0.
Сила подачи (сила надвигания), равная силе отжима РО, определяется по формуле
, Н (20)
где α – коэффициент отношения силы подачи к силе резания (для цепей ПЦУ α = 0,2...0,5, для ПЦП α = 0,5...1).
Для острых цепей принимаются меньшие значения α, а для затупленных – большие. Величина коэффициента α может быть определена по формуле
(21)
Сила, затрачиваемая на преодоление трения цепи о шину
, Н (22)
где μ – коэффициент трения цепи о шину (при работе цепи с постоянной смазкой μ = 0,1...0,15).
Силой трения цепи на нерабочем участке шины можно пренебречь, тогда общее тяговое усилив на ведущей звездочке
, Н (23)
где РЗВ – сила на преодоление сопротивлений в подшипниках ведомой звездочки, Н.
Сила РЗВ = 0,08 Рм, где Рм – сила монтажного натяжения цепи, Н (на ручных мотопилах Рм = 150...200 Н; на валочных машинах и стационарных установках Рм = 200...400 Н).
Мощность, затрачиваемая на пиление и преодоление всех сопротивлений
, кВт, (24)
где η – общий кпд передачи от двигателя на цепь (η = 0,86.. .0,9).
По этой мощности выбирается приводной двигатель – внутреннего сгорания, гидравлический или электрический.
Мощность двигателя внутреннего сгорания выбирается с учетом его перегрузочной способности
, кВт (25)
где КС - коэффициент перегрузочной способности двигателя внутреннего сгорания (КС = 1,25).
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 253;