Л 6-7. Эп деревообрабатывающих станков.

График нагрузки лесопильной рамы

График соответствует условиям работы рамы при распиливании бревен длинной 6,5 метров, диаметром от 20 – 40 м. на две доски по 25мм, две доски по 50 мм и один брус 140 мм.

Скорость подачи от 15 до 20 мм/с на распиловку затрачивается 5-7 мин. как видно из графика, по мере передвижения бревна потребляемая мощность повышается с 8,5 до 14 кВт; при 10 пилах она доходит до 25 -28 кВт. Станки с возвратно-поступательным движением рабочих органов (лесопильная рама) для выравнивания нагрузки снижается маховиками. При пуске двигателей станки, как правило, не имеют нагрузки на режущем инструменте. Мощность холостого хода их постепенно уменьшается. Например, для пилорам она за 30 мин работы в холостую снижается на 40%.

В хозяйствах находит широкое применение одноэтажные лесопильные рамы с просветом пильной рамки 560-650 мм типов ЛРМ-79, ЛР-46, Р-65-1, ЛР-55, РПШ-55 производительностью от 2,5 м³/ч до 8,2 м³/ч соответственно. Потребляемая мощность их от 20 до 35 кВт, частота вращения 250-240 мин^-1 ,наибольший диаметр распиливаемого бревна от 350 до 400 мм, а Р-65-1 (520 мм) при массе рамы от 1500 кг до 8600 кг.

Определение мощности ЭД для привода лесопильной рамы.

На лесопильной раме распиливают бревна диаметром до 45 см на доски, брусья и другие пиломатериалы длинной от 2 до 8 м.

Приводной двигатель рамы должен обладать достаточным пусковым моментом, т.к. нередки случаи, когда перед пуском в действие пильная рамка находится в нижнем мертвом положении. При редукторной или клиновой передаче коленчатого вала в качестве приводного применяются АЭД с фазным ротором, обеспечивающий плавный пуск и большой пусковой момент при относительно малом значении пускового тока, что очень важно при питании двигателя от трансформатора соизмеримой мощности.

При конструировании лесопильных рам мощность привода определяют исходя из заданных диаметров бревна, числа пил, величины подачи, частоты вращения коренного вала и хода пильной рамки с учетом сил трения.

Мощность привода:

Где – потребная мощность привода на валу ЭД

–мощность, затрачиваемая на резание с учетом затупления пилы

–мощность, затрачиваемая на холостой ход

–мощность, затрачиваемая на подачу.

Мощность, затрачиваемая на резание:

(1)

Где F – усилие, затрачиваемое на пиление, Н

U – скорость резания, м/с

Для лесопильной рамы F определяют по формуле:

(2)

Где k – удельное сопротивление пилению, н/м²

Подача на 1 зуб, мм	Значение k при распиловке сосны на лесопильных рамах при средней высоте пропила Нср.см.
	12-16	18-22	24-28	30-34	36-40
0,2	81,5	85,5	89	92,2	97
0,4	71	74,5	78,5	82,4	86,3
0,6	63,8	67,5	71,7	75,5	79,5
0,8	60	63,8	67,7	71,6	75,5
1,0	57	61	64,8	68,8	72,7
1,6	52	56	60	63,8	67,7

В – ширина пропила, мм

Н – ход пильной рамки, мм

- сумма высот пропилов (мм), измеряемая по середине бревна и определяемая по формуле

Где диаметр среднего сечения бревна, мм

Z – число пил в поставе

0,75 – коэффициент использования формы бревна.

Если принять за единицу значения К для острой пилы, то в зависимости от продолжительности ее работы принимают следующий поправочный коэффициент:

Продолжительность работы пилы	1	2	3	4
Поправочный коэффициент	1,14	1,27	1,4	1,5

Для других древесных пород значение К принимают с поправочным коэффициентом для липы 0,8, ели 0,9, лиственницы 1,07, березы 1,3, дуба 1,55, ясеня 2.

Величину подачи при распиловке на лесопильной раме определяют по формуле:

Где -коэффициент площади впадины, представляющий собой отношение площади впадины, определяемой геометрическим путем, к квадрату шага зуба;

- коэффициент разрыхления древесины ( при распиловке хвойных пород 0,4 – 0,7, твердых пород 0,8 – 1,5)

l – длинна бревна, м

t – шаг зуба пилы, м

Шаг зуба пилы с учетом прочности зуба:

Где Е – коэффициент прочности зуба (для мягких пород 0,30,4, для твердых 0,20,3)

S – толщина пилы, мм

h – высота пропила, мм

Скорость резания на лесопильной раме – величина переменная и зависит от скорости движения пильной рамки. Скорость движения пильной рамки при радиусе кривошипа R определяется

При расчетах скорость резания обычно определяют по упрощенной формуле

Максимальная скорость резания будет при , то есть

На практике скорость резания определяют как среднюю величину за ход пильной рамки. В этом случае средняя скорость резания

При H=D

Где Н – ход пильной рамки, м

D – диаметр кривошипа, м

n– частота вращения коренного вала, мин^-1

После подстановки в уравнение (1) значений F и U из (2) и (3) получим

Мощность холостого хода пилорамы определяется по следующим формулам:

а) на шариковых подшипниках

б) на подшипниках скольжения

Где m – масса движущихся частей, кг

R – радиус кривошипа, м

Мощность, затрачиваемая на подачу

Где Q – усилие, затрачиваемое на подачу бревна ( принимается приблизительно равным F, затрачиваемому на пиление), Н.

- КПД механизма подачи

- скорость подачи (м/с), определяемая по формуле:

Где – подача на зубец, принимаемая 0,00140,002,м

T – шаг зубца, м

После подстановки в формулу (4) в место Q – значение F из выражения (1) мощность на подачу выразится

а т.к. , а U=, то

С учетом уравнения (5) вместо выражения Рпр=Ррез+Рпод+1,1Рх можно записать

Энергетические схемы управления приводом механизмов лесопильной рамы

РД-75-2приводить не будем.

Определение потребной мощности ЭД для привода кругло пильных станков.

Помимо лесопильных рам, для распиловки бревен применяют кругло пильные станки, которые могут быть одно и многопильными.

В однопильных станках бревно подается на тележке. Эти станки используют главным образом для выпиливания брусьев. В многопильных станках бревно подается бесконечной цепью с упорами, брусья-вальцами.

В зависимости от толщины S полотна пилы при разведенных зубьях (при продолжительном пилении) принимают следующие величины подачи на один зуб:

для чистового распиления

для обычного распиления

при ребровом распиливании мягкой древесины

для твердой древесины

при плющеном зубе

Мощность привода пилы зависит от системы подачи заготовки и КПД механизма привода заготовки могут подаваться непрерывно одна за другой, как это бывает на станках для продольной распиловки или периодически с промежутками между заготовками по этому в обоих случаях мощность ЭД для привода пилы выбирают по разному .

В первом случае, т.е. при длительном режиме

Где k – удельная работа резания определяемая по таблицам и номограммам.

в – ширина пропила, мм

H - высота пропила, мм

u – скорость подачи, м/мин

F – средняя касательная сила резания, Н

U – скорость резания, м/с

Скорость подачи U в пильных станках зависит от возможности подачи древесины на один зуб пилы . Опытом установлено, что для круглых или продольной распиловке пиломатериалов, например хвойных пород, относительные подачи на зуб составляют 0,8 – 1 мм.

Принимая за исходную величину подачи на один зуб , можно определить скорость подачи различных станков. Для круглопильных станков скорость подачи

Где n – частота вращения пилы мин^-1

Z – число зубьев пилы

Средняя касательная сила резания (на окружности резания)

Скорость резания U в круглопильных станках представляет собой скорость передних режущих кромок, что соответствует окружной скорости круглой пиля D^

Где D – диаметр круглой шины, мм

Обычно скорость резания соответствует 40-70 м/с. При подаче заготовки с промежутками ЭД работает в повторно кратковременном режиме, в соответствии с этим определяется и его мощность

Электрические инструменты для обработки дерева.

К ручным электроинструментам для обработки дерева относятся дрели, рубанки, дисковые и ленточные пилы, долбёжники, фрезерные, шлифовальные машины и др. Большинство электроинструментов имеет привод от асинхронных двигателей с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, в то время как силовые сети мастерских в большинстве случаев имеют напряжение 380 В. Некоторые инструменты (электролобзики, электроотвёртки, электрошлифовальные машины) приводятся в действие при помощи однофазных двигателей, имеющих частоту вращения 12-14 тыс.. Вращение рабочему органу передаётся через редуктор.

Находят широкое применение электроинструментам на токе повышенной частоты – 200 Гц. Используются преобразователи напряжения, преобразователи частоты, понижающие трансформаторы (380/220 – первичная обмотка, вторичная обмотка 220/127, 36 В мощность от 0,5 до 25 кВА).

Для повышения частоты тока, подводимого к высокоскоростным двигателем электроинструментов применяют двигатель-генераторы и асинхронные преобразователи частот, инверторы (постоянный-переменный ток).