Контрольная работа: Обработка лесоматериалов
Контрольная работа: Обработка лесоматериалов
1.
Поперечное
пиление плоскими круглыми пилами
Исходные данные:
1.
Наибольший диаметр хлыста в зоне пропила, см
2.
Порода древесины
3.
Влажность древесины, %
4.
Число часов работы после заточки пилы, ч.
1. Диаметр пильного диска,
мм
(1)
где d – диаметр шкива на пильном валу, мм,
d = (0,15 … 0,20) × D;
Dmax – наибольший диаметр хлыста в зоне пропила, мм;
c – запас на кривизну и неровность
хлыста, мм, c = 10 … 20 мм;
e – припуск на перезаточку пилы, мм, e = 50 … 60 мм;
s – запас на ограждение привода пилы,
мм, s = 15 … 20 мм.
Примечание: параметры пильного диска (диаметр,
толщина, количество зубьев) принимают в соответствии с ГОСТ 980 – 80 (см.
приложение).
2. Шаг зубьев пильного
диска, мм
(2)
где Z – количество зубьев, шт.
3. Ширина пропила, мм
(3)
где a – толщина пильного диска, мм;
d – величина развода зубьев на одну
сторону, мм, d = 0,7 мм.
4. Максимальная скорость
надвигания пильного диска, м / с
(4)
где i – коэффициент прочности зуба;
для твердой древесины: i = 0,2 … 0,3; для мягкой древесины: i = 0,3 … 0,4;
Vр – скорость резания, м / с, Vр = 50 … 60 м / с.
5. Подача на зуб, мм
(5)
где U – скорость надвигания пильного
диска, м / с, U ≤ Umax
6. Основное значение удельной
работы резанию, Дж / м3
(6)
где Uz – подача на зуб, мм;
b – ширина пропила, мм.
7. Поправочный
коэффициент на влажность древесины
(7)
где W – влажность древесины, %.
8. Поправочный
коэффициент на затупление зубьев пилы
(8)
где Т – число часов работы после заточки
пилы, ч.
9. Удельная работа
резания, Дж / м3
(9)
где КП – поправочный
коэффициент на породу древесины
Сосна: КП = 1,0 Ель: КП =
0,95 Осина: КП = 0,85
Берёза: КП = 1,25 Лиственница:
КП = 1,1
10. Усилие резания, Н
(10)
где b – ширина пропила, м;
H – средняя высота пропила, м, H = 0,56 × Dmax
11. Усилие надвигания, Н
(11)
где Kс – коэффициент соотношения усилия
резания и надвигания
(12)
12. Мощность резания, кВт
(13)
где h – коэффициент полезного действия привода пильного диска,
h = 0,92
13. Мощность на надвигание
пильного диска, кВт
(14)
где h – коэффициент полезного действия привода надвигания
пильного диска, h = 0,80 … 0,84.
14. Мощность электродвигателя
пильного диска, кВт
(15)
где Kм – коэффициент допустимой перегрузки
по моменту, Kм = 1,5 … 1,8;
Kк – коэффициент использования
кинетической энергии вращающихся масс, Kк = 1,15 … 1,20.
Основные размеры плоских круглых пил
(ГОСТ 980 - 80)
D, мм |
a, мм |
Количество зубьев, шт. |
Исполнение 1 |
Исполнение 2 |
900 |
3,6 4,0 |
72 |
96 |
3,2 3,6 |
120 |
- |
1000 |
4,0 4,5 |
72, 120 |
96 |
1250 |
4,5 5,0 |
72, 120 |
96 |
1500 |
5,0 5,5 |
72, 120 |
96 |
2.
Окорка круглых
лесоматериалов на роторных станках
Исходные данные:
1.
Порода древесины
2.
Диаметр бревна, см
3.
Длина бревна, м
4.
Скорость подачи, м / с
5.
Количество короснимателей, шт.
6.
Ширина контактной кромки, см
1. Средний диаметр
бревна, м
(1)
где d – диаметр бревна, м;
L – длина бревна, м;
S – сбег бревна, м / м.
2. Объем бревна, м3
(2)
3. Вес бревна, Н
(3)
окорка лесоматериал
раскалывание станок
где g – объемная масса древесины, кг / м3,
g = 800 … 950 кг
/ м3.
4. Ширина снимаемой
полоски коры, м
(4)
где u – скорость подачи, м / с;
z – количество короснимателей, шт.;
n – частота вращения ротора, мин -1, n = 430 мин -1.
5. Удельное сопротивление
окорке, Н / м
для ели: (5.1)
для сосны (5.2)
где b0 – ширина снимаемой полоски коры, мм
6. Усилие резания на
одном короснимателе, Н
(6)
где q – давление кромки короснимателя, Н / м, q = 15000 … 30000 Н / м;
b – ширина контактной кромки, м;
mк – коэффициент трения короснимателя,
mк = 0,18 … 0,20.
7. Усилие холостого хода
механизма подачи, Н
(7)
где m1 – коэффициент трения подшипников подающих вальцов,
m1 = 0,01 … 0,05;
dп –
диаметр подшипника, м, dп =
0,05 м;
f – коэффициент трения качения вальцов
по бревну, м, f = 0,03 м;
dв – диаметр подающих вальцов, м, dв = 0,3 м;
iв – общее количество подающих вальцов, шт., iв = 6 шт.;
Gв – вес одного вальца, Н, Gв = 1300 Н.
8. Усилие на подачу
бревна, Н
(8)
где a0 – коэффициент соотношения между радиальным и осевым
усилиями, a0 = 0,2 … 0,3.
9. Скорость резания, м /
с
(9)
10. Вес ротора, Н
(10)
где Mг – масса окорочной головки, кг, Mг = 670 кг;
Mк – масса короснимателя, кг, Mк = 6,9 кг.
11. Окружная скорость
подшипника, м / с
(11)
где dр – диаметр ротора, м, dр = 0,8 м.
12. Мощность привода
ротора, Вт
(12)
где mп – коэффициент трения подшипника
ротора, mп = 0,01;
h – коэффициент полезного действия
механизма привода ротора,
h = 0,80 … 0,85.
13. Мощность механизма
подачи, Вт
(13)
где h – коэффициент полезного действия
механизма привода подачи,
h = 0,75 … 0,80.
14. Сменная
производительность окорочного станка, м3
(14)
где Т – время смены, ч., Т
= 7 (8) ч.;
Тпз –
подготовительно-заключительное время, ч, Тпз = 0,5 ч;
φ1 – коэффициент
использования рабочего времени, φ1 = 0,85;
φ2 – коэффициент
загрузки окорочного станка, φ2 = 0,8 … 0,9;
Средний сбег бревен хвойных пород
Толщина
бревна, см
|
12 … 13 |
14 … 18 |
20 … 22 |
24 … 26 |
28 … 30 |
32 … 34 |
36 … 38 |
Сбег, мм / м |
7,5 |
8,0 |
9,0 |
10,0 |
11,0 |
11,5 |
12,5 |
3.
Раскалывание
короткомерных лесоматериалов
Исходные данные:
1.
Порода древесины
2.
Длина чурака, м
3.
Диаметр чурака, м
4.
Состояние древесины
5.
Скорость движения цепи, м / с
6.
Угол клина, град.
1. Вес чурака, Н
(1)
где d – диаметр чурака, м;
L – длина чурака, м;
g – объемная
масса древесины, кг / м3;
сухая: g = 750 … 800, сырая: g = 850 … 950, мерзлая: g = 900 … 950.
2. Коэффициент клина
(2)
где r – угол трения клина о древесину; r = 110 … 140;
a – угол клина,
град.
3. Коэффициент,
учитывающий влияние ширины опоры
(3)
где B – расчетная ширина опоры, м;
если B ³ d, то B = d; если B < d, то B = 0,1 м (ширина
опоры);
4. Удельное сопротивление
раскалыванию, Н / м2
(4)
где d – диаметр чурака, м;
L – длина чурака, м.
5. Сопротивление
раскалыванию, нормальное к плоскости
раскалывания, Н
(5)
где КП – поправочный
коэффициент на породу древесины
Сосна, Ель: КП = 1,0 Берёза:
КП = 1,2
КС – поправочный
коэффициент на состояние древесины
Сухая: КС = 1,0 Сырая: КС
= 1,1 Мерзлая: КС = 1,5
6. Усилие раскалывания
чурака, Н
(6)
где КЗ – коэффициент,
учитывающий степень заострения
режущей кромки
для острой кромки: КЗ =
1,0; для затупленной кромки: КЗ = 1,10 … 1,15.
7. Усилие на упоре, Н
(7)
где mт – коэффициент трения скольжения
упора по опоре, mт =
0,15 … 0,22;
hо – высота упора, м, hо = 0,16 м;
Lхв – длина хвостовика упора, м, Lхв = 0,32 м.
8. Тяговое усилие цепи
при раскалывании, Н
(8)
где qт – вес погонного метра тягового
органа, Н / м, qт = 200 Н / м;
Lo – длина транспортера, м, Lo = 2,0 … 2,5 м;
mг – коэффициент трения скольжения
чурака по опоре, mт =
0,35 … 0,45
9. Мощность привода
цепного колуна, Вт
(9)
где U – скорость движения цепи, м / с;
h – коэффициент полезного действия
механизма привода
цепного колуна, h = 0,80 … 0,85.
10. Сменная
производительность цепного колуна, м3
(10)
где Т – время смены, ч., Т
= 7 (8) ч.;
Тпз –
подготовительно-заключительное время, ч., Тпз = 0,5 ч.
φ1 – коэффициент
использования рабочего времени, φ1 = 0,85;
φ2 – коэффициент
загрузки цепного колуна, φ2 = 0,50 … 0,85;
Vч – объем чурака, м3;
m – коэффициент,
учитывающий повторные расколы поленьев.
m = 1,0 ( диаметр чурака до 0,26 м );
m = 1,5 ( диаметр чурака 0,26 … 0,40 м
);
m = 2,5 ( диаметр чурака более 0,40 м
);
4.
Окорка
фрезерованием
Исходные данные:
1. Порода древесины
2. Время работы фрезы
после заточки, ч
3. Влажность древесины, %
4. Толщина срезаемого
слоя коры, мм
5. Толщина срезаемого
слоя древесины, мм
6. Ширина окариваемой
поверхности, мм
1. Величина подачи на
нож, м
(1)
где u – скорость подачи, м / с, u = 0,3 м / с;
m – количество ножей на фрезе, шт., m = 8 шт.;
w – угловая
скорость фрезы, рад. / с, w = 103 рад. / с.
2. Основное значение
удельной работы резания для древесины, Дж / м3
(2)
где Uz – величина подачи на нож, мм;
hд – толщина срезаемого слоя
древесины, мм.
3. Основное значение
удельной работы резания для коры, Дж / м3
(3)
где hк – толщина срезаемого слоя коры, мм.
4. Поправочный
коэффициент на влажность древесины
(4)
где W – влажность древесины, %
5. Поправочный
коэффициент на затупление ножей
(5)
где T – время работы фрезы после заточки,
ч
6. Удельная работа
резания для древесины, Дж / м3
(6)
где КП – поправочный
коэффициент на породу древесины
Ель: КП = 1,0 Осина: КП =
0,85 Берёза: КП = 1,25
7. Удельная работа
резания для коры, Дж / м3
(7)
где КП – поправочный
коэффициент на породу древесины
Ель: КП = 1,1 Осина: КП =
1,15 Берёза: КП = 1,05
8. Удельная работа
резания, дж / м3
(8)
9. Толщина срезаемого
слоя, м
(9)
10. Мощность привода
механизма резания, Вт
(10)
где Z – количество фрез, шт., Z = 2 шт.;
b – ширина окариваемой поверхности, м;
h – коэффициент полезного действия
механизма привода фрезы,
h = 0,80 … 0,85.
11. Сменная
производительность шпалоокорочного станка, шт.
(11)
где Т – время смены, ч, Т
= 7 (8) ч.;
Тпз –
подготовительно-заключительное время, Тпз = 0,5 ч;
φ1 – коэффициент
использования рабочего времени, φ1 = 0,85;
φ2 – коэффициент
загрузки шпалоокорочного станка, φ2 = 0,50 … 0,60;
Lш – длина шпалы, м, Lш = 2,75 м.
5.
Расчёт
параметров дисковой рубительной машины МРНП-30Н-1
Исходные данные:
1. Угол встречи вектора
скорости резания с направлением волокон древесины a1, град
2. Угол наклона между
линией лезвия ножа и направлением волокон древесины a2, град
3. Число ножей Z, шт
4. Выпуск ножей h, мм
5. Порода древесного
сырья
6. Период работы машины
1. Минимальный диаметр
чураков, мм
где Rp – радиус резания, Rp = 535 мм.
2. Длина элементов щепы,
мм
3. Толщина элементов
щепы, мм
где σск., σсж –
пределы прочности древесины на скалывание и сжатие
вдоль волокон, Па.
4. Угол встречи (угол
среза элементов щепы ), град.
5. Удельная сила резания
для конкретных условий, Н / м
где кρ – коэффициент, учитывающий затупление
ножей
для острых ножей: кρ = 1,0
для затупленных ножей: кρ = 1,25
кw – коэффициент, учитывающий влажность древесины
кw = 1,1 (W =
25…30 %)
кw = 1,0 (W =
50…57 %)
кс – коэффициент,
учитывающий состояние древесины
зима: кс = 1,4 лето: кс =
1,0
кп – коэффициент,
учитывающий породу древесины
сосна: кп = 1,0 осина: кп
= 0,85 ель, пихта: кп = 0,87
берёза: кп = 1,25 лиственница:
кп = 1,07
6. Средний диаметр
измельчаемых чураков, м
где dmin – минимальный диаметр чураков, м
dmax – максимальный диаметр чураков, м
7. Средняя ширина
измельчаемого материала, м
8. Сила резания на ноже,
Н
9. Угловая скорость
ножевого диска, рад. / с
где n – частота вращения
ножевого диска, мин -1
10. Скорость резания, м /
с
где D1 – диаметр окружности, проходящей
посередине длины ножей,
укреплённых на диске, м; D1 = 1070 мм.
11. Среднее число
одновременно работающих ножей, шт.
где Н – толщина
измельчаемого материала, м
(для круглых
лесоматериалов Н = dср.)
12. Мощность резания, Вт
где η – КПД передачи
от двигателя к ножевому диску, η = 0,95.
13. Установочная мощность
электродвигателя, Вт
где Кз – коэффициент
загрузки:
для рубительных машин с
плоским диском:
малоножевых (8 ножей и
менее): Кз = 0,7…1,0
многоножевых (более 8
ножей): Кз = 0,3…0,6
для рубительных машин с
геликоидальным диском:
многоножевых (12 … 16
ножей): Кз = 0,1…0,3
по Nуст. выбираем
электродвигатель.
14. Средняя угловая
скорость ножевого диска, рад. / с
где Кд – коэффициент
снижения угловой скорости ножевого диска,
Кд = 0,4…0,5.
15. Время резания, с
где Lбр – длина бревна, Lбр = Lмах
16. Время на
восстановление ножевым диском нормальной угловой
скорости, с
где m – масса ножевого диска, кг; m = 1500 кг.
D – диаметр ножевого диска, м; D = 1,27 м.
17. Возможный коэффициент
загрузки рубительной машины.
18. По значению К’з
корректируем Nуст.
Если К’з > Кз, то Nуст.
необходимо пересчитать:
19. Производительность
рубительной машины, м3 / ч
(для круглых лесоматериалов)
где φ1 – коэффициент
использования рабочего времени, φ1 = 0,7…0,8.
φ2 – коэффициент
использования машинного времени
для многоножевых
рубительных машин: φ2 = 0,1 … 0,4
для малоножевых
рубительных машин: φ2 = 0,5 … 0,8
|