Обработка лесоматериалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

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;

- величина развода зубьев на одну сторону, мм, = 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 - коэффициент полезного действия привода пильного диска,

= 0,92

13. Мощность на надвигание пильного диска, кВт

(14)

где - коэффициент полезного действия привода надвигания

пильного диска, = 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 - объемная масса древесины, кг / м3, = 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;

к - коэффициент трения короснимателя, к = 0,18 … 0,20.

7. Усилие холостого хода механизма подачи, Н

(7)

где 1 - коэффициент трения подшипников подающих вальцов,

1 = 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 0 - коэффициент соотношения между радиальным и осевым

усилиями, 0 = 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 п - коэффициент трения подшипника ротора, п = 0,01;

- коэффициент полезного действия механизма привода ротора,

= 0,80 … 0,85.

13. Мощность механизма подачи, Вт

(13)

где - коэффициент полезного действия механизма привода подачи,

= 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;

ц1 - коэффициент использования рабочего времени, ц1 = 0,85;

ц2 - коэффициент загрузки окорочного станка, ц2 = 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;

- объемная масса древесины, кг / м3;

сухая: = 750 … 800, сырая: = 850 … 950, мерзлая: = 900 … 950.

2. Коэффициент клина

(2)

где - угол трения клина о древесину; = 110 … 140;

- угол клина, град.

3. Коэффициент, учитывающий влияние ширины опоры

(3)

где B - расчетная ширина опоры, м;

если B 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 т - коэффициент трения скольжения упора по опоре, т = 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;

г - коэффициент трения скольжения чурака по опоре, т = 0,35 … 0,45

9. Мощность привода цепного колуна, Вт

(9)

где U - скорость движения цепи, м / с;

- коэффициент полезного действия механизма привода

цепного колуна, = 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.

ц1 - коэффициент использования рабочего времени, ц1 = 0,85;

ц2 - коэффициент загрузки цепного колуна, ц2 = 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.;

- угловая скорость фрезы, рад. / с, = 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;

- коэффициент полезного действия механизма привода фрезы,

= 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;

ц1 - коэффициент использования рабочего времени, ц1 = 0,85;

ц2 - коэффициент загрузки шпалоокорочного станка, ц2 = 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 1, град

2. Угол наклона между линией лезвия ножа и направлением волокон древесины 2, 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 уск., усж - 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 кс - коэффициент, учитывающий затупление ножей

для острых ножей: кс = 1,0

для затупленных ножей: кс = 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 з - КПД передачи от двигателя к ножевому диску, з = 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 ц1 - коэффициент использования рабочего времени, ц1 = 0,7…0,8.

ц2 - коэффициент использования машинного времени

для многоножевых рубительных машин: ц2 = 0,1 … 0,4

для малоножевых рубительных машин: ц2 = 0,5 … 0,8

Размещено на Allbest.ru