Файл: Рахманов С.И. Основы расчета оборудования лесозаготовок.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.07.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 0
где Р — наибольшее усилие на клине в процессе его внедрения в чурак. Если Р с р среднее усилие раскалывания, то коэффициент
Рсср
По опытным данным, для клиньев с плоскими щеками при постоян- . стве угла клина а = 0,7 -г- 0,87 рад; т — 0,4; при а = 0,17 -f- 0,35 рад; т = 0,5. Для клиньев с переменным углом а т = 0,6 и для кре стообразного клина т = 0,5.
Станки периодического действия для раскалывания
Мощность для станков с маховиками
„ = mPn4L0 |
( 4 2 9 ) |
р100-6011
где |
л ч |
— число расколотых |
чураков |
в |
минуту. При |
раскалывании |
|||||
чурака |
на несколько частей |
площадь |
раскалывания |
увеличивается, |
|||||||
а пч |
уменьшается. |
Мощность |
определяется по крупным |
чуракам, |
|||||||
для них л ч = 12-Г-15 |
шт/мин. |
|
|
|
|
скорости |
|||||
Вес обода маховика, имеющего диаметр D, при угловой |
|||||||||||
со равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Go 6 |
= 4 - ^ - , |
|
(430) |
||||
где |
б — коэффициент |
неравномерности |
движения |
маховика; |
б = |
||||||
|
|
= V - ^ V • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U' |
'8 • '15> |
энергия, передаваемая маховиками |
при |
рас |
|||||||
— кинетическая |
|||||||||||
|
|
калывании крупного чурака на четыре части тремя ударами |
|||||||||
|
|
|
|
U' = 0,7mPL0 |
дан-м. |
|
(431) |
||||
Вес маховика |
G M = l , l 5 G o 6 . |
|
|
|
|
нахо |
|||||
Поперечное сечение штока, несущего на своем конце клин, |
|||||||||||
дят по усилию на клине Р с учетом влияния продольного |
изгиба. |
||||||||||
|
|
Расчет станка периодического |
действия |
|
|
|
|||||
|
Ц е л ь р а с ч е т а |
— определение основных параметров, действующих |
|||||||||
усилий |
и потребной |
мощности двигателя. |
|
|
|
|
|
||||
|
И с х о д н ы е |
д а н н ы е : |
|
назначение |
станка — раскалывание техноло |
||||||
гического сырья для древесного угля; станок горизонтального типа с поступа
тельно-возвратным |
движением |
клина; угол клина а = 0,78 рад, длина |
лезвия |
|||
Ь = 25 см; на валу |
кривошипа |
имеются два маховика D = |
1500 мм; раскалы |
|||
ваются чураки длиной 1 м, dmax |
= |
50 см; сырье — сосна, береза. |
клина |
|||
О п р е д е л е н и е о с н о в н ы х п а р а м е т р о в . |
Число ходов |
|||||
в минуту пх = 50. |
Необходимая |
глубина внедрения клина [формула |
(420)] |
|||
|
L 0 |
= 0,06-100ctg0,39= 14,5 см. |
|
|
||
Величина хода клина |
[формула (421)] при а = 10 см |
|
|
|||
|
|
L x = |
0,1 +0,145 = 0,245 м. |
|
|
|
Принимаем в расчет L x = |
0,30 м. |
» |
|
|
||
180
Средняя скорость клина [формула (422)]
2-0,30-50 = 0,50 м/сек.
60
Усилие на клине определяют по формуле (424). Предварительно находим коэффициент
K = t g ( p + f
где tg р = 0,2 и р = 0,19 рад, таким образом, К = 0,66. По формуле (427)
|
1 |
Фо = |
=1,15. |
|
1 - 0 , 4 - М ^ - 6 |
|
1 |
Сопротивление раскалыванию [формула (426)] при коэффициенте сопро тивления раскалыванию р = 1 дан/см2, так как / < 2d, для сосны Д"п = 1,0 и Кв = 1,1
Рп = 1,2-0,9-100-50-1,0-1,1 = 6000 дан.
Усилие раскалывания [формула (424)] при К0 = Ы
Р = 2-6000-1,1 -tg|p - | - - y j = 8700 дан.
Для расчета маховиков U' по формуле (431) при т. — 0,4
|
|
W |
= |
0,7-8700-0,4-0,145 = 354 |
дан/м. |
|||
Угловая |
скорость вала |
кривошипа |
|
|
|
|||
|
|
|
|
п |
3,14 |
|
_ „ |
, , |
|
|
со = |
л х |
= |
50 = |
5,2 рад сек. |
||
|
|
|
|
30 |
30 |
|
|
|
Вес |
обода |
одного маховика |
[формула (430)] при б = —— |
|||||
|
|
_ |
|
. 354-3,142-8 . к |
.__ |
8 |
||
|
|
|
я |
|||||
|
|
G 0 6 = 4- |
|
0,5 = 975 |
дан. |
|||
Вес |
маховика |
|
|
1,52-5,22 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
G „ = |
1,15-975= 1125 дан. |
|||
Мощность |
двигателя |
[формула (429)] при л ч |
= 30 шт/мин и г) = 0,8 |
|||||
|
|
N„ |
0,4-8700-30-0,145 |
|
||||
|
|
— —• |
|
|
= 3,2 кет. |
|||
Р100-60-0,8
Станки непрерывного действия для раскалывания
У таких станков' в процессе раскалывания чурак надвигают на клин упором, закрепленным на цепи, приводимой в движение звездоч кой (рис. 40).
Усилие на упоре |
|
|
Р у п |
= Р ( ц . г ^ + 1), |
(432) |
|
U |
|
181'
где |
-Р — усилие раскалывания |
[формулы |
(424), (426)]; определяется |
||||||||
|
|
при ф0 |
= |
1,0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
ц т |
— коэффициент |
трения |
скольжения |
упора |
по опоре; |
|
||||
|
h0 |
— высота |
упора; |
|
|
|
|
|
|
||
|
/ х в |
—длина |
хвостовика упора. |
|
|
|
|
||||
|
Тяговое усилие на цепи в процессе раскалывания |
|
|
||||||||
|
|
|
|
Т 4 |
= |
2qTL0]xr + Qj.ir + |
Руп > |
|
(433) |
||
где |
qT |
— вес 1 м цепи |
с |
упорами; |
|
|
|
|
|||
|
L 0 |
— расстояние |
между звездочками; |
|
|
|
|
||||
|
Q — вес чурака; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
р г |
— коэффициент |
трения |
его об опору. |
натяжение цепи S |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Полное |
|||
|
|
|
|
|
|
|
без |
учета |
динамической |
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
грузки вследствие |
неравно |
|||
|
|
|
|
|
|
|
мерности движения |
цепи |
на |
||
|
|
|
|
|
|
|
ходят по формуле |
|
|
||
|
|
|
N = 7 > |
(434) |
|
|
|
ЮОп |
|
где v — скорость движения |
цепи. |
|
||
Расчет станка |
непрерывного |
действия |
||
Ц е л ь р а с ч е т а |
— определение |
основных параметров, действующих |
||
усилий и потребной |
мощности. |
|
|
|
И с х о д н ы е |
д а н н ы е : |
назначение станка — раскалывание технологи |
||
ческого сырья для древесного угля; станок с неподвижным клином", чурак над-
182
вигается на клин упором, |
закрепленным на цепи |
транспортера (см. рис. |
40); |
||||||||
длина чурака 1 м; средний объем Q c p = |
0,03 м3; наибольший |
диаметр dmax |
— |
||||||||
== 50 см; порода — береза; часовая производительность Я ч = |
25 м3; угол клина |
||||||||||
у лезвия а х |
= 0,26 рад и а 2 |
= 0,96 рад; цепь транспортера с шагом t = 100 мм; |
|||||||||
высота упора 160 мм; вес 1 м цепи с упором |
qT |
= |
20 дан/м; |
длина хвостовика- |
|||||||
lXB = 2t = |
200 мм; расстояние между упорами с = |
1,6 м; из общего числа чу- |
|||||||||
раков 80% |
раскалывается на две части и остальные на четыре части. |
|
|||||||||
О п р е д е л е н и е |
о с н о в н ы х |
п а р а м е т р о в и м о щ н о с т и |
|||||||||
д в и г а т е л я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота |
клипа над цепью |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Н = dmax+Ю |
см = 50+10 |
= 60 см. |
|
|
|||||
Длина |
транспортера |
L„ = 21, где / — длина чурака, 1„ = 2 м. Вес груза |
|||||||||
на 1 м цепи при весе чурака |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Q = 0,8-0,52'1-800 = |
160 дан. |
|
|
|||||
Сопротивление |
раскалыванию |
[формула |
(426)], при Кп — 1,15; Кв = 1,1; |
||||||||
р = 0,9 дан/см*; ср0 |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рл |
= 0,9-100-50-1,15-1,1 = 5700 дан. |
|
|
||||||
Усилие |
раскалывания |
[формула (424)] |
Ко — 1.1 |
|
|
||||||
|
|
Р = 2-5700-1,1 tg (p + ^ i - ) = 4100 дан. |
|
|
|||||||
Усилие на упоре [формула (432)] (лт = 0,2
Р У п = 4 1 0 о ( о , 2 - ° - ^ + Л = 4800 дан.
Тяговое усилие на цепи [формула (433)] при цг = 0,4
Г 4 = 2-20-2-0,2+ 160-0,4 + 4800 = 4880 дан.
Среднее число частей, на которое раскалывается чурак
я п = 0,8-2 + 0,2-4 = 2,4.
Скорость цепи определяется по производительности при Сх = 0,8 [формула (423)]
25-1,6(2,4— 1)
v = — i = 0,65 м/сек.
3600-0,03 0,8 Мощность-двигателя [формула (434)] при г) = 0,8
., |
4880-0,65 j n |
N ~ |
'•— = 40 кет. |
|
100-0,80 |
Раскалывание происходит в течение 0,1 сек и повторяется через 2,5 —3 сек, что дает возможность принять' мощность двигателя
Л?д в = 0,5-40 = 20 кет.
183
Г л а в а XIX
ОСНОВЫ РАСЧЕТА С У Ч К О Р Е З Н Ы Х ' СТАНКОВ И УСТРОЙСТВ
Для очистки деревьев от сучьев "применяют различные станки и устройства, состоящие из механизмов резания и перемещения дерева. В качестве механизмов резания используют вращающиеся ножевые головки барабанного типа — фрезы и неподвижные ножи.
Механизм резания
При продольном передвижении дерева в процессе обрезки сучьев неподвижные или вращающиеся ножи располагают по всему периметру поперечного сечения ствола в той его части, где находятся сучья, т. е.
Рис. 41. Расчетные схемы сучкорезных установок
крона дерева. Так как не только отдельные деревья, но даже и один ствол имеет разные диаметры поперечного сечения, то полный охват жесткими ножами по их периметру невозможен при любом очертании лезвия ножей. Лучший охват можно получить при большом количе стве ножей и частичном срезании коры дерева. Положим, что высота сучка, оставленного после обработки дерева /гс, а кора срезается ча стично с лубом на глубину /гк (рис. 41, а), то угол охвата одним но жом определяется из уравнения
cos'- 2 |
r — hK |
(435) |
|
r + hc |
|||
|
где г — радиус поперечного сечения ствола дерева.
Число ножей при ср в радианах определяется по формуле
2л |
|
(436) |
2 = Ф |
' |
|
Так как п р и г = 6 /гс = 0,1 г, а при |
2 = 5 /гс = 0,16 |
г, то принимать |
число ножей меньше б нежелательно. |
Ножи имеют |
прямую или ко- |
184
сую заточку. Угол косой заточки |
(рис. 41, б) у = 0,26 ч - 0,35 рад. |
При такой заточке усилие резания |
в направлении движения резания |
уменьшается, а путь перемещения при резании увеличивается. Длина
лезвия прямого |
ножа с косой |
заточкой |
определяется |
по уравнению |
||||
|
|
|
• |
Ф |
|
|
|
(437) |
|
|
L = d-sin —— |
|
|
|
|
||
|
|
|
cos у |
|
|
|
|
|
где d — расчетный диаметр поперечного |
сечения |
ствола; |
|
|||||
|
|
|
2л |
, |
|
|
|
|
|
|
Ф = — |
|
|
|
|
||
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
где г — число ножей; у — угол |
косой заточки. Если заточка прямая, |
|||||||
то |
7 = 0. |
|
|
|
рад, а |
|
|
|
|
Угол заточки ножей 6 = 0,44 ч- 0,52 |
угол |
резания |
5 = |
||||
= |
0,52 ч- 0,61 рад. Ножи для обрезки сучьев с криволинейным очер |
|||||||
танием лезвия |
изготовляются |
подобно |
ножам |
для |
окорки, |
шпал |
||
(рис. 41, в). Лезвию придают форму |
эллипса или окружности, |
в по |
||||||
следнем случае |
радиус ее определяется |
|
|
|
|
|||
R
2 cos б
где d — диаметр сечения в месте обрезки сучьев, его принимают наи большим;
б — угол резания. Угол охвата
|
|
|
ш = |
2я |
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
г |
|
|
|
|
и длина |
ножа по хорде |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
B = d s i n ^ - . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Наибольшее значение высоты сучка, оставленного после обрезки |
||||||||
криволинейными ножами, будет при пяти |
ножах пс — 0,03 d, |
при че |
||||||
тырех |
/гс |
0,05 d |
и при трех hc ^ |
0,07 |
d, где d — диаметр |
расчет |
||
ного наибольшего |
сечения ствола. |
|
|
|
а один от |
|||
По длине ствола ножи ставят на некотором расстоянии |
||||||||
другого, |
причем следует брать а > 0 , 5 dc, |
где dc |
— диаметр |
наиболь |
||||
шего |
сучка. |
|
|
|
|
|
|
|
Усилие резания на одном неподвижном ноже определяется по |
||||||||
эмпирической формуле для углов резания б около 0,52 рад |
|
|
||||||
|
|
|
P„ = (30dc +10)dc |
дан, |
|
|
(438) |
|
где dc |
— диаметр сучка, см. |
|
|
головке |
|
|
||
Общее усилие резания на стационарной ножевой |
|
|
||||||
|
|
|
Р г = Р„пс , |
|
|
|
(439) |
|
где пс |
— число одновременно срезаемых |
сучков |
по середине |
их се |
||||
чения, |
как правило, / г с < ; 2 . |
|
|
|
|
|
||
185