Определение мощности приводов механизмов резания и подачи деревообрабатывающего станка ЦА-2А диленно-реечного с ролико-дисковой подачей
Характеристика и классификация станка ЦА-2А диленно-реечного с ролико-дисковой подачей, предназначенного для продольной распиловки досок и брусков толщиной от 10 до 80 мм. Расчет сил и мощности резания, потерь мощности в элементах кинематической цепи.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.05.2011 |
| Размер файла | 503,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию
Сыктывкарский лесной институт - филиал
ГОУ ВПО "Санкт-Петербургская государственная
Лесотехническая академия имени С.М. Кирова"
Кафедра технологии дервообрабатывающих производств
Курсовой проект
По дисциплине: Оборудование отрасли
На тему: Определение мощности приводов механизмов резания и подачи деревообрабатывающего станка ЦА-2А диленно-реечного с ролико-дисковой подачей
Пояснительная записка
Разработал: Ануфриева Алла Григорьевна,
студентка заочного факультета,
5 курс, 5350 гр.;
бюджетная форма обучения,
специальность ТДО,
Руководитель проекта:
Ганапольский С.Г., к. т. н., доц.
Сыктывкар 2010
Задание на курсовой проект
Исходные данные
|
Название |
Порода |
Влажн. |
Длина |
Ширина |
Толщина |
Диаметр |
Шерох. |
||
|
Заготовка |
Доска необр. |
сосна |
65 % |
5 |
210 |
40 |
- |
||
|
Деталь или её элементы |
Доска обрезная |
сосна |
180 |
40 |
- |
500 мкм |
СТРУКТУРА КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Введение (цель и задачи курсового проекта)
Общая часть
Назначение и полная классификация станка.
Место станка в технологическом потоке.
Описание конструкции станка и принципа работы с указанием взаимодействия механизмов функциональных узлов.
Техническая характеристика станка с предельными параметрами обработки.
Режущий инструмент (вид, тип, номер ГОСТа, линейные и угловые размеры).
Обеспеченность требованиям стандартов безопасности (ограждения, блокировки).
3. Расчетная часть.
Расчет скорости резания и скорости подачи по кинематической схеме станка
Расчет потерь мощности в передаточных механизмах приводов резания и подачи, построение ручьевых диаграмм.
Решение обратной задачи по резанию древесины, назначение скорости подачи заготовки.
Построение расчетной схемы станка - функциональной схемы, совмещенной с планом сил.
Определение значений составляющих силы резания и суммы их проекций на оси X и У.
Составление уравнения тягового баланса, определение значения тягового усилия.
Определение значений потребляемой мощности на резание и подачу, вывод о возможности выполнения задания.
Заключение, общие выводы.
4. Графическая часть
В состав графической части проекта входят чертежи: общего вида станка, его кинематическая и функциональная схемы.
Лист 1: общий вид станка ЦА-2А диленно-реечный с ролико-дисковой подачей
Лист 2: кинематическая схема станка
Лист 3: функциональная схема станка
Календарный график выполнения проекта
|
Разделы |
Общая часть |
Расчетная часть |
Графическая часть |
Оформление |
|
|
Удельный вес, % |
20 |
30 |
40 |
10 |
|
|
Сроки выполнения |
Реферат
Ануфриева А.Г. Станок диленно-реечный ЦА-2А с ролико-дисковой подачей КП.260200.5530. ПЗ: Курс. Проект/ СЛИ, кафедра ТДП, руководитель Ганапольский С.Г. - Сыктывкар, 2006г. - Гр. ч.1 л. ф. А1, 2л. ф. АЗ; ПЗ 24 стр., 6 рис, 5 табл., 3 источника. ДЕРЕВООБРАБОТКА, СТАНОК, РАСЧЕТ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Цель работы - изучить конструкцию станка, произвести технологические, кинематические, конструктивные расчеты, определить производительность станка.
Приведена общая характеристика станка и его полная классификация, описание инструмента. Произведены следующие расчеты: кинематической схемы, технологические силовых показателей, скорости подачи с учетом ограничений.
Сделаны общие выводы по назначению и использованию станка.
Оглавление
- Задание на курсовой проект
- Реферат
- Введение
- 1. Анализ конструкции станка
- 1.1 Назначение станка и полная классификация станка
- 1.2 Место станка в технологическом потоке
- 1.3 Описание конструкции станка с указанием взаимодействия механизмов функциональных узлов
- 1.4 Техническая характеристика станка ЦА-2А
- 1.5 Режущий инструмент
- 1.6. Обеспеченность требованиям стандарта безопасности
- 2. Кинематические расчеты
- 2.1 Расчет скорости подачи
- 2.2 Расчет скорости резания
- 3. Расчет потерь мощности в элементах кинематической цепи
- 4. Решение обратной задачи по резанию
- 4.1 Расчет скорости подачи по мощности резания
- 4.2 Расчет скорости подачи по заданному уровню шероховатости обрабатываемой поверхности
- 4.3 Расчет скорости подачи по работоспособности инструмента
- 5. Расчет сил и мощности резания
- 6. Составление уравнения тягового баланса по расчетной схеме
- Заключение
- Библиографический список
Введение
Целью данного курсового проекта является углубленное изучение станка ЦА-2А. Круглопильный станок ЦА-2А получил широкое распространение на предприятиях страны. Эти станки серийно выпускает ОАО "Тюменский станкостроительный завод".
Станок ЦА-2А до сих пор используется на предприятиях страны, так как хорошо зарекомендовал себя простым и надежным в эксплуатации, но его недостаточная механизация ограничивает применение в процессах точного раскроя.
1. Анализ конструкции станка
1.1 Назначение станка и полная классификация станка
Станок диленно-реечный с ролико-дисковой подачей ЦА-2А предназначен для продольной распиловки досок и брусков толщиной от 10 до 80 мм.
Станок применяется на деревообрабатывающих предприятиях, лесопильных заводах, на строительных площадках и на других производствах, связанных с деревообработкой.
На пильный вал данного станка можно установить одну или две круглых пилы.
По назначению станок ЦА-2А является круглопильным специализированным одноцелевым станком для обработки необрезных досок. Специализация станка снижает универсальность, но упрощает конструкцию, повышает степень концентрации обработки и уровень технологии.
По характеру движения рабочих органов и заготовок станок относится к станкам проходного типа. То есть деталь не останавливается для обработки, а обрабатывается в процессе непрерывного движения.
По степени механизации станок относится к полумеханизированным станкам, так как человек выполняет часть операций энергетического потока. Механизировано только главное движение.
По технологическому признаку - это круглопильный станок для продольной распиловки досок и брусков толщиной 10-80 мм.
По конструктивным признакам: по числу одновременно обрабатываемых деталей - однопоточный; по числу главных рабочих органов - одношпиндельный; по принципу взаимного расположения функциональных узлов - горизонтальная компоновка станка.
станок распиловка доска
По способу управления станок относится к станкам с программным управлением в наладочном режиме, позволяющим осуществлять предварительную настройку машины во время обработки предыдущей детали или кратковременной остановки.
1.2 Место станка в технологическом потоке
Исходя из своего предназначения, станок обычно устанавливается в лесопильном цехе в потоке с любым бревнопильным оборудованием, раскраивающим бревно на необрезные доски. Данные станки обладают довольно высокой производительностью, поэтому они хорошо справляются с поступающим на них сырьем от лесопильных рам и бревнопильных круглопильных и ленточных станков. Станок, как правило, устанавливается на втором этаже лесопильного цеха.
Перед круглопильным станком устанавливается стол, на котором доски ориентируются относительно пилы станка.
Диленно-реечный станок обслуживает один рабочий.
1.3 Описание конструкции станка с указанием взаимодействия механизмов функциональных узлов
Общий вид станка представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 ? Общий вид станка ЦА-2А
Станок ЦА-2А состоит из следующих составных частей: направляющая линейка 1, механизм прижима 2, валец передний подающий 3, станины 4, ограждение верхнего подающего механизма с когтевыми завесами 5, вал пильный 6, отсос 7, механизм верхний подающий 8, валец задний подающий 9, ограждение 10, привод пильного вала 11, редуктор механизма подачи 12, электрооборудование 13.
В конструкции станка предусмотрена возможность установки второй пилы на расстоянии 10-50 мм от коренной пилы (с градацией 5 мм). |
Подача материала осуществляется нижними приводными подающими вальцами и верхним подающим механизмом, включающим зубчатый диск, расклинивающий диск и валец.
Все подающие элементы этого механизма ? приводные.
Станок имеет шесть скоростей подач. Изменение скоростей подач производится переключением обмоток трехскоростного электродвигателя и перестановкой цепи с одной пары звездочек на другую.
Для предохранения работающего от вылета материала и его частей станок имеет две когтевые завесы: нижнюю, установленную в столе станка, и верхнюю, установленную в ограждении верхнего подающего механизма.
Ограждения станка сблокированы с пусковым устройством. При открытой крышке ограждения верхнего подающего механизма и открытой дверке ограждения клиноременной и цепной передач пуск станка невозможен.
Механизм подачи станка снабжен срезным штифтом. При внезапной остановке пилы, значительных перегрузках штифт срезается, предохраняя станок от поломок, а электродвигатели от длительных перегрузок.
Станина состоит из двух стоек, скрепленных между собой стяжкой, и стола коробчатой формы. Внутри станины установлены электродвигатель привода пильного вала, электродвигатель привода подачи с редуктором, пильный вал, передний и задний подающие вальцы, отсос.
На верхней плоскости стола крепится верхний подающий механизм и его ограждение с верхними когтевыми завесами. В окне стола размещена нижняя когтевая завеса. В левой стойке станины находится ниша для электроаппаратуры. С передней и задней стороны станина закрыта крышками.
Отсос охватывает нижнюю часть пилы и служит для отвода опилок. Для удобства присоединения станка к эксгаустерной системе отсос имеет специальный переходный фланец.
Пильный вал смонтирован на двух опорах в жестком корпусе, который крепится с внутренней стороны стола. На одном конце вала насажен шкив, на другом крепится пила. Конструкцией станка предусмотрена возможность установки второй пилы. Расстояние между пилами устанавливается набором сменных проставных шайб и может выбираться в пределах от 10 мм до 50 мм с градацией в 5 мм. Для предотвращения поворота пильного вала при закреплении пил предусмотрена возможность удержания его ключом, для чего на конце пильного вала имеются лыски.
Верхний подающий механизм состоит из двух кронштейнов, укрепленных шарнирно на оси. На валу переднего кронштейна укреплен подающий диск, а на валу заднего кронштейна - рифленый валец с расклинивающим диском. Прижим распиливаемого материала к нижним вальцам осуществляется весом кронштейнов.
При установке на станке второй пилы в ее плоскости устанавливаются второй подающий диск и второй расклинивающий диск. Расстояние между подающими дисками устанавливается набором сменных проставных шайб, а расстояние между расклинивающими дисками - набором сменных проставных зубчатых венцов.
Верхний подающий механизм закрыт общим ограждением сварной конструкции. Сверху ограждение имеет крышку. Сбоку ограждения находится качающийся щиток, предохраняющий работающих от вылета мелких обрезков и сучков сбоку. Внутри ограждения находится перед пилами когтевая завеса.
Концы когтей имеют форму трехзубого сектора, что обеспечивает надежное заклинивание материала различной толщины в случае обратного выброса.
Передний подающий валец выполнен рифленым для лучшего сцепления с распиливаемым материалом. Валец вращается в шарикоподшипниковых опорах, получая вращение от заднего вальца через цепную передачу.
Задний подающий валец выполнен рифленым, приводным. Валец получает вращение от редуктора механизма подачи через цепную передачу и срезной штифт. При чрезмерных нагрузках штифт срезается, и механизм подачи станка останавливается. Для возобновления функционирования механизма подачи необходимо установить новый штифт.
Привод пильного вала включает электродвигатель и клиноременную передачу. Натяжение ремней осуществляется опусканием по пазам плиты, на которой закреплен электродвигатель.
Редуктор механизма подачи служит для уменьшения числа оборотов трехскоростного электродвигателя. На выходном валу редуктора находятся две звездочки, от одной из которых вращение передается через систему цепных передач к механизму подачи станка.
Изменение скорости подачи можно также осуществить перестановкой цепи с одной из звездочек редуктора и заднего подающего вальца на другую, рядом расположенную звездочку.
Ременная передача станка и цепные передачи закрыты общим ограждением сварной конструкции. Для удобства обслуживания передач в ограждении имеются две дверки.
Направляющая линейка служит для размерной настройки станка на ширину выпиливаемых деталей и направления распиливаемого обрезного материала. Линейка устанавливается по шкале и закрепляется в нужном положении рукояткой.
Прижимной механизм служит для создания постоянного прижима обрезного материала к направляющей линейке. Он устанавливается в зависимости от ширины распиливаемого материала и фиксируется рукояткой.
1.4 Техническая характеристика станка ЦА-2А
Техническую характеристику станка ЦА-2А представим в виде таблицы 1:
Таблица 1 ? Техническая характеристика станка ЦА-2
|
Ширина обрабатываемого материала, мм |
10-300 |
|
|
Толщина обрабатываемого материала, мм наибольшая наименьшая |
10-80 |
|
|
Наибольшая скорость резания, м/сек |
61 |
|
|
Скорость подачи материала, м/мин |
34; 42; 44; 55; 65; 82 |
|
|
Наименьшая длина обрабатываемого материала, мм |
600 |
|
|
Наибольший диаметр пилы, мм |
400 |
|
|
Расстояние между пилами, мм |
10-50 |
|
|
Габаритные размеры станка, мм |
||
|
длина |
1365 |
|
|
ширина |
1040 |
|
|
высота |
1165 |
|
|
Масса станка (с электрооборудованием), кг |
1080 |
|
|
Количество электродвигателей на станке |
2 |
|
|
Тип электродвигателя привода пильного вала |
АО2-51; С2; М301 |
|
|
Мощность электродвигателя привода пильного вала, кВт |
10 |
|
|
Частота вращения электродвигателя привода пильного вала, об/мин |
2920 |
|
|
Тип электродвигателя привода подачи |
ФТ-2-42/8-6-4 С2; М301 |
|
|
Мощность электродвигателя привода подачи, кВт |
0,8; 1,0; 1,4 |
|
|
Частота вращения электродвигателя привода подачи, об/мин |
700; 900; 1350 |
1.5 Режущий инструмент
На станке ЦА-2А применяются дисковые пилы для продольной распиловки типа А с разведенными зубьями диаметром до 400 мм и толщиной до 2,5 мм. Диаметр внутреннего отверстия 50 мм.
Рекомендуется ставить пилы, имеющие следующие угловые параметры: г=35, в=40, б= 15, д=55.
Размеры дисковых пил и число зубьев определяется по ГОСТ 980-69. Профиль зубьев пилы представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Профиль зубьев пилы
Пилы крепятся на пильный вал при помощи прижимных план-шайб. В пиле имеется специальное отверстие, в которое вставляется штифт, препятствующий повороту диска пилы при пилении.
1.6. Обеспеченность требованиям стандарта безопасности
К обслуживанию станка допускаются только рабочие, хорошо знающие устройство станка и назначение органов управления.
1. Перед началом работы необходимо убедиться в исправности механизмов, ограждений, заземления.
2. Упоры (когти) когтевых завес должны быть остро заточенными и свободно возвращаться в исходное положение под действием собственного веса. Суммарный зазор между когтями не должен превышать 1 мм.
3. Одежда работающего должна быть плотно застегнута.
4. Необходимо периодически проверять правильность работы блокировочных устройств.
5. При работе на станке рекомендуется пользоваться противошумными наушниками.
При работе на станке запрещается:
1. Пускать в работу неисправный станок или использовать его для работ, несоответствующих его прямому назначению.
2. Запускать материал в распиловку, пока пила не набрала полные обороты.
3. Регулировать, чистить, смазывать станок до полной остановки его механизмов.
4. Распиливать материал неисправной, плохо заточенной и разведенной пилой.
5. Работать при плохом освещении, затрудняющем контроль за работой станка.
6. Оставлять работающий станок без надзора.
7. Поднимать переднюю когтевую завесу при распиловке материала.
2. Кинематические расчеты
Станина состоит из литых элементов коробчатой формы, скрепленных между собой. Внутри станины встроены: пильный вал VIII, нижние подающие вальцы 22 (задний) и 27 (передний), электродвигатель механизма резания 24, трехскоростной электродвигатель 1 с редуктором привода механизма подачи, а также приемник опилок, присоединенный к эксгаустерной системе.
На верхней части станины шарнирно закреплены рамки, на одной из которых (над вальцом 22) установлен зубчатый диск 18, на другой рамке (над вальцом 27) ? рифленый верхний подающий валец 23 с расклинивающим диском. Подающие вальцы и зубчатый диск кинематически связаны с электродвигателем подачи.
Для прижима к установленной на столе направляющей линейке предусмотрен ролик, который снимают при распиловке материала разной толщины (горбылей, реек).
Системой управления, аппаратура которой размещена в нишах станины, предусмотрена блокировка: электродвигатель подачи можно включать только при включенном электродвигателе пильного вала. В электроцепь электродвигателя 24 введено реле времени, определяющее время торможения пильного вала при его отключении. Для изменения скорости подачи предусмотрен барабанный включатель, при помощи которого увеличивают или уменьшают число оборотов трехскоростного электродвигателя 1.
В процессе работы доски, бруски или рейки подают вручную под зубчатый диск, который вместе с нижним подающим вальцом подает их на пилу. При выходе из пилы распиливаемый материал прижимается вальцами 27 и 23, а выходя из вальцов ? принимается рабочим.
Привод пильного вала включает в себя электродвигатель 24 и клиноременную передачу 25-26. Натяжение ремней осуществляется опусканием электродвигателя по продольным пазам.
Механизм подачи состоит из нижнего переднего вальца 22, установленного пред пилами и нижнего заднего вальца 27. Вальцы размещены под столом и незначительно выступают над его рабочей частью (поверхностью). Передний валец вращается в шарикоподшипниковых опорах, получая вращение от заднего вальца через цепную передачу 20-19, задний вращается от электродвигателя 1 через редуктор и цепную передачу 6-8 (7-9) со срезным штифтом. При чрезмерных нагрузках штифт срезается, и механизм подачи станка останавливается. Для возобновления функционирования механизма подачи необходимо установить новых штифт. Сверху на станке смонтированы два качающиеся рычага на концах, которых установлены передний зубчатый диск 18 и задний рифленый валец 23 с направляющим диском увеличенного диаметра. Направляющий диск входит в образовавшийся пропил и обеспечивает сохранение направленного движения заготовки, предварительно прижатой специальным прижимным устройством к боковой направляющей линейке. Кроме того, этот диск предотвращает зацепление холостой части пилы в пропиле.
Привод верхних подающих элементов осуществляется от заднего нижнего вальца через зубчатую передачу 10-11 и цепные передачи 12-13,14-15,16-17.
На схеме видно, что пильный вал IX вращается от электродвигателя 24. Вальцы и подающие диски механизма подачи приводятся во вращение от трехскоростного электродвигателя 1 с частотой вращения 700, 900 и 1350 об/мин.
Скорость подачи материала 34, 44, 65 м/мин. При перестановке цепи с одной пары звездочек (6-8) на другую (7-9) можно получить еще три скорости подачи 42, 55 и 82 м/мин.
2.1 Расчет скорости подачи
Движение от электродвигателя (Лист 1, поз.1) передается на подающий валец (Лист, поз.22). Кинематическая цепь включает две зубчатые передачи и две цепные передачи. Общее передаточное отношение i2, 19:
, (2)
где: nI - частота вращения вала I, равная частоте вращения вала двигателя; nVII - частота вращения вала VII, на котором смонтирован подающий валец.
Так же общее передаточное отношение i2,9 может быть найдено из выражения:
. (3)
Выразив передаточные отношения кинематических пар через размеры их элементов, получаем:
, (4)
Подставляя заданные значения в выражение (4), получаем:
.
Из выражения (2):
.
На валу VII закреплен подающий валец, окружная скорость которого будет соответствовать скорости подачи U, м/мин:
, (5)
где dв - диаметр подающих вальцов, мм;
nVII - частота вращения подающих вальцов (вала VII).
2.2 Расчет скорости резания
Движение от электродвигателя (Лист 1, поз.24) передается на пильный диск (Лист, поз.21). Кинематическая цепь включает клиноременную передачу. Передаточное отношение i25,26:
(1)
где: nVIII - частота вращения вала VIII, равная частоте вращения вала двигателя; nIX - частота вращения пильного вала IX.
Из выражения (1), получаем частоту вращения пильного вала IX:
.
На валу IX закреплена пила, окружная скорость которой будет соответствовать скорости резания V, м/с:
,
где D - диаметр пилы, мм;
n - частота вращения пильного вала, об/мин
.
Для кинематической схемы табличные и полученные значения вносим в таблицу 2.
Таблица 2 - Расчет кинематической цепи
|
Поз. |
Наименование элемента |
Характеристика элемента |
Передаточное отношение, i |
Частота вращения, n, мин-1 |
Скорость подачи, U, м/мин |
Скорость резания, V, м/с |
|||
|
Диаметр, мм |
Число зубьев, шт. |
Шаг, мм |
|||||||
|
1 |
Электродвигатель подачи |
- |
- |
- |
- |
700 |
- |
- |
|
|
I |
Вал электродвигателя подачи |
- |
- |
- |
- |
700 |
- |
- |
|
|
2 |
Колесо зубчатое, z2 |
- |
20 |
- |
2,5 |
700 |
- |
- |
|
|
3 |
Колесо зубчатое, z3 |
- |
50 |
- |
2,5 |
280 |
- |
- |
|
|
II |
Вал |
- |
- |
- |
- |
280 |
- |
- |
|
|
4 |
Колесо зубчатое, z4 |
- |
20 |
- |
2,5 |
280 |
- |
- |
|
|
5 |
Колесо зубчатое, z5 |
- |
50 |
- |
2,5 |
112 |
- |
- |
|
|
III |
Вал |
- |
- |
- |
- |
112 |
- |
- |
|
|
6 |
Звездочка, z6 |
- |
16 |
- |
1,2 |
112 |
- |
||
|
7 |
Звездочка, z7 |
- |
14 |
- |
1,5 |
112 |
- |
- |
|
|
8 |
Звездочка, z8 |
- |
19 |
- |
1,2 |
94 |
- |
||
|
9 |
Звездочка, z9 |
- |
21 |
- |
1,5 |
75 |
- |
- |
|
|
IV |
Вал |
- |
- |
- |
- |
94 |
- |
- |
|
|
10 |
Колесо зубчатое, z10 |
- |
16 |
- |
1 |
94 |
- |
- |
|
|
11 |
Колесо зубчатое, z11 |
- |
16 |
- |
1 |
94 |
- |
- |
|
|
V |
Вал |
- |
- |
- |
- |
94 |
- |
- |
|
|
12 |
Звездочка, z12 |
- |
14 |
- |
1,3 |
94 |
- |
- |
|
|
13 |
Звездочка, z13 |
- |
18 |
- |
1,3 |
72 |
- |
- |
|
|
14 |
Звездочка, z14 |
- |
18 |
- |
0,8 |
72 |
- |
- |
|
|
15 |
Звездочка, z15 |
- |
15 |
- |
0,8 |
90 |
- |
- |
|
|
VI |
Вал |
- |
- |
- |
- |
90 |
- |
- |
|
|
16 |
Звездочка, z16 |
- |
18 |
- |
0,8 |
72 |
- |
- |
|
|
17 |
Звездочка, z17 |
- |
15 |
- |
0,8 |
90 |
- |
- |
|
|
VII |
Вал |
- |
- |
- |
- |
90 |
- |
- |
|
|
18 |
Зубчатый диск |
160 |
- |
- |
- |
90 |
- |
- |
|
|
19 |
Звездочка, z19 |
- |
12 |
- |
1 |
94 |
- |
- |
|
|
20 |
Звездочка, z20 |
- |
12 |
- |
1 |
94 |
- |
- |
|
|
VIII |
Вал |
- |
- |
- |
- |
94 |
- |
- |
|
|
21 |
Пильный диск |
315 |
- |
- |
- |
2920 |
- |
61 |
|
|
22 |
Передний нижний подающий валец |
150 |
- |
- |
- |
94 |
44,27 |
- |
|
|
23 |
Рифленый верхний подающий валец |
165 |
- |
- |
- |
90 |
- |
- |
|
|
24 |
Электродвигатель привода резания |
- |
- |
- |
- |
2920 |
- |
- |
|
|
IX |
Вал |
- |
- |
- |
- |
2920 |
- |
- |
|
|
25 |
Шкив |
150 |
- |
- |
1 |
2920 |
- |
- |
|
|
26 |
Шкив |
150 |
- |
- |
1 |
2920 |
- |
- |
|
|
X |
Вал |
- |
- |
- |
- |
2920 |
- |
- |
|
|
27 |
Валец |
150 |
- |
- |
- |
94 |
44,27 |
- |
3. Расчет потерь мощности в элементах кинематической цепи
Для построения ручьевой диаграммы потерь необходимо рассчитать потери мощности в каждой передаче кинематической цепи. Расчет начинается от двигателя и заканчивается исполнительным органом (для механизма резания и механизма подачи). Потери в каждом элементе определяют через его КПД. Мощность N, отводимая после каждого элемента, и потери в нем N определяются:
, (7)
, (8)
где: i - порядковый номер элемента;
- КПД элемента кинематической цепи (табличное значение)
Расчет потерь мощности в механизме привода подачи оформим в виде таблицы 3.
Таблица 3 - Расчет потерь мощности
|
Наименование элемента |
КПД элемента |
Мощность, отводимая после элемента, кВт Ni=Ni-1i |
Потери мощности в элементе, кВт N'i=Ni-1-Ni |
|
|
1. Зубчатая передача |
0,983=0,94 |
N1=0,8 0,94=0,75 |
N'1=0,8-0,75=0,05 |
|
|
2. Подшипники качения |
0,995=0,95 |
N2=0,752 0,95=0,71 |
N'2=0,75-0,71=0,04 |
|
|
3. Цепная передача |
0,965=0,81 |
N3=0,714 0,81=0,58 |
N'3=0,71-0,58=0,13 |
Рисунок 3 - Ручьевая диаграмма потерь мощности в механизме привода подачи.
Общий КПД механизма подачи определяется по формуле (9):
Мощность, необходимая на подачу определяется по формуле (10):
Расчет потерь мощности в механизме привода резания оформим в виде таблицы 4.
Таблица 4 - Расчет потерь мощности
|
Наименование элемента |
КПД элемента |
Мощность, отводимая после элемента, кВт Ni=Ni-1i |
Потери мощности в элементе, кВт N'i=Ni-1-Ni |
|
|
1. Клиноременная передача |
0,96 |
N1=10·0,96=9,6 |
N'1=10-9,6=0,4 |
|
|
2. Подшипники качения |
0,992=0,98 |
N2=9,6·0,98=9,4 |
N'2=9,6-9,4=0,2 |
Рисунок 4 - Ручьевая диаграмма потерь мощности в механизме привода резания
Общий КПД механизма резания определяется по формуле (11):
Мощность, необходимая на резание определяется по формуле (12):
4. Решение обратной задачи по резанию
Методика выбора скорости подачи состоит в следующем. С привлечением справочных материалов рассчитывают наибольшую скорость подачи исходя из условий:
? полного использования мощности привода механизма резания U;
? обеспечения заданного уровня шероховатости обработанной поверхности по ГОСТ 7016-82 ? U.
? работоспособности инструмента (для пил - из условия нормального заполнения емкости впадины между зубьями) ? Uд.
К назначению должна рекомендоваться минимальная из полученного ряда расчетных значений скорости подачи. Выбранная скорость подачи U должна находиться в пределах кинематических возможностей станка, то есть Umax < U < Umin, где Umax … Umin - диапазон скоростей подачи станка (по кинематическому расчету). Если скорость подачи ограничивается кинематикой станка, делается заключение о целесообразности модернизации механизма подачи.
4.1 Расчет скорости подачи по мощности резания
Мощность резания Nрез, кВт, определяется по "объемной" формуле (13):
где k - удельная работа резания, Дж/см3; В - ширина пропила, мм; Н - высота пропила, мм, U - скорость подачи, м/мин.
Удельная работа резания определяется по формуле (14):
где kт - табличное значение удельной работы резания, Дж/см3;
a0 - поправочный коэффициент.
Поправочный коэффициент определяем по формуле (15):
где поправочные коэффициенты оформим в виде таблицы 5:
Таблица 5 - Поправочные коэффициенты
|
Обозначение |
Значение |
|||
|
Поправочный коэффициент на породу |
ап |
сосна |
1,00 |
|
|
Поправочный коэффициент на влажность |
аw |
W=65 % |
1,1 |
|
|
Поправочный коэффициент на угол резания |
ад |
д=55 |
0,86 |
|
|
Поправочный коэффициент на затупление |
ас |
Т=360 мин. |
2,8 |
|
|
Поправочный коэффициент на высоту пропила |
аН |
Н = 40 мм |
0,9 |
|
|
Поправочный коэффициент на скорость резания |
av |
V=61 м/с |
1,02 |
Ширина пропила определяется по формуле (16):
,
где b - толщина пилы, мм; b? - развод зубьев пилы на сторону, мм.
Скорость подачи определяется по формуле (17):
где Uz - подача на зуб, мм;
z - число зубьев пилы;
n - число оборотов пилы, об/мин.
Подставляем (14), (15), (16), (17) в формулу (13) и выражаем Кт·Uz:
По таблице определяется [2, с.22] Uz = 0,2, Кт = 60 Дж/см3.
Тогда скорость подачи найдется по формуле:
4.2 Расчет скорости подачи по заданному уровню шероховатости обрабатываемой поверхности
Рисунок 5 - Пиление со встречной подачей
Для определения скорости подачи при пилении воспользуемся зависимостью шероховатости поверхности пропила от подачи на зуб Uz при различных углах цвых и способах подготовки инструмента. По найденному в соответствии с заданной шероховатостью Rz max значению Uz определяем скорость подачи по формуле:
Определяем угол выхода пилы из заготовки по формуле (18):
где R - радиус пилы, мм;
Н - толщина заготовки, мм;
h - расстояние от центра пилы до поверхности заготовки.
(19)
где h3 - высота зуба, мм;
t - шаг зубьев пилы, мм:
………. (20)
где D - диаметр пилы, мм;
z - число зубьев пилы.
,
Принимаем h3 = 12 мм.
Угол входа определяется по формуле (21):
Средний угол определяется по формуле (22):
Зубья пилы разведенные, по таблице определяем Uz = 0,75, так как цвых = 61,64 и Rz max =500 мкм.
Отсюда определяем скорость подачи по формуле (17):
4.3 Расчет скорости подачи по работоспособности инструмента
Напряженность работы впадины между зубьями пилы характеризуется коэффициентом напряженности:
где и = 0,35…0,55 - коэффициент формы зуба;
у = 0,5…2,0 - коэффициент напряженности;
t - шаг зубьев пилы, мм:
Н - высота пропила, мм.
Из формулы (23) выражаем и находим Uz:
Искомая допустима скорость подачи определяется по формуле (17):
Из полученного ряда скоростей подач выбирается наименьшая U = 28 м/мин. В данном случае ограничение скорости подачи происходит по мощности резания.
5. Расчет сил и мощности резания
Функциональная схема станка совместно с планом сил изображенная на рисунке 6.
Рисунок 6 - Функциональная схема станка ЦА-2А
1 - круглая пила, 2 - нижние приводные вальцы; 3 - стол; 4 - верхний подающий валец с расклинивающимся диском; 5 - зубчатый диск; 6 - когтевая завеса.
Окружная касательная сила резания определяется по формуле по формуле:
Нормальная окружная сила резания определяется по формуле:
где m - переходный множитель от касательной силы резания к нормальной. По таблице 2 m = 0,25.
U = 28 м/мин; Uz=0,2 мм; Кт=60 Дж/см3.
Удельная работа резания k определяется по формуле (14):
Составляющая силы резания, направленная вдоль подачи, определяется по формуле (26):
Составляющая силы резания, направленная нормально к подаче, определяется по формуле (27):
Расчет потребляемой мощности на резание находится по формуле (22):
Расчет потребляемой мощности на резание электродвигателем находится по формуле (23):
6. Составление уравнения тягового баланса по расчетной схеме
Уравнение тягового баланса имеет следующий вид
где Т - тяговое усилие, необходимое для осуществления подачи заготовки при обработке;
Рс - суммарная сила сопротивления;
б = 1,3…1,5 - коэффициент запаса.
где Q3 - вес заготовки, Н;
f - коэффициент трения скольжения древесины о поверхность стола [2. с. 20].
где м - коэффициент сцепления рифленого вальца с заготовкой.
Приравниваем уравнения через коэффициент б:
Отсюда,
Решая это уравнение, получаем q = 163,96 Н.
Отсюда,
Потребляемая мощность двигателя механизма подачи определяется по формуле (33):
Заключение
В данной курсовой работе был проведен анализ диленно-реечного станка с ролико-дисковой подачей ЦА-2А. Станок классифицирован по всем показателям: ЦА-2А - специализированный, проходного типа, полумеханизированный, с программным управлением в наладочном режиме, круглопильный для продольной распиловки досок и брусков, одноцелевой, одношпиндельный с прямолинейной подачей материала и горизонтальной компоновкой.
В технологическом потоке станок ЦА-2А может использоваться для получения обрезной доски из необрезной и для продольного раскроя пиломатериалов.
Станок соответствует всем требованиям стандартов безопасности. В его конструкции предусмотрены различные электрические блокировки, когтевая защита и ограждения.
Распиливание материала происходит при скорости резания V = 61 м/с, скорости подачи U = 28,03 м/мин Скорость подачи рассчитана с учетом ограничений, рассчитаны силы резания и мощность привода механизма резания, составлено уравнение тягового баланса.
Библиографический список
1. Амалицкий, В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты [Текст]: учебник для среднего профессионального образования / В.В. Амалицкий, В.В. Амалицкий. - М.: ИРПО: Издательский центр "Академия", 2002. - 400 с.
2. Ганапольский, С.Г., Копылов, В.В. Определение мощности механизмов подачи и резания деревообрабатывающего станка [Электронный ресурс]: Методические указания к практическим занятиям по курсу "Оборудование отрасли". - Киров: Изд-во ВятГУ, 2009. - 24с.
3. Положение о дипломном проектировании [Текст]: ч.1. Единые требования к текстовым документам: нормативн. изд-е / сост.В.А. Паршукова, А.А. Митюшов; СЛИ. Сыктывкар, 209. - 36 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание конструкции станка с гусеничной подачей, предназначенного для продольной распиловки досок, брусков и щитов. Рассмотрение свойств станочного инструмента. Подготовка пил к работе. Расчет режимов резания. Разработка кинематической схемы станка.
курсовая работа [432,4 K], добавлен 13.07.2015Этапы выбора наивыгоднейшего режима резания. Выбор типа резца, его основных размеров. Проверка выбранного режима резания по крутящему моменту (мощности) на шпинделе станка. Определение коэффициента загрузки станка по мощности (крутящему моменту).
курсовая работа [1010,5 K], добавлен 03.04.2011Исследование методов оптимизации процесса резания с учетом ограничения по кинематике и мощности привода главного движения станка, по периоду стойкости инструмента. Определение скорости, подачи резания и мощности фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [435,6 K], добавлен 24.05.2012Процесс торцевого фрезерования на вертикально-фрезерном станке, оптимальные значения подачи, скорости резания. Ограничения по кинематике станка, стойкости инструмента, мощности привода его главного движения. Целевая функция - производительность обработки.
контрольная работа [134,0 K], добавлен 24.05.2012Обработка детали на токарно-винторезном станке. Выбор типа, геометрии инструмента для резания металла, расчет наибольшей технологической подачи. Скорость резания и назначение числа оборотов. Проверка по мощности станка. Мощность, затрачиваемая на резание.
контрольная работа [239,2 K], добавлен 24.11.2012Полный аналитический расчет режимов резания. Выбор геометрических параметров резца. Определение подач, допускаемых прочностью пластинки, шероховатостью обработки поверхности. Расчет скорости, глубины, силы резания, мощности и крутящего момента станка.
курсовая работа [711,8 K], добавлен 21.10.2014Устройство, состав и работа фрезерного станка и его составных частей. Предельные расчетные диаметры фрез. Выбор режимов резания. Расчет скоростей резания. Ряд частот вращения шпинделя. Определение мощности электродвигателя. Кинематическая схема привода.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 20.01.2013Рассмотрение особенностей модернизации деревообрабатывающего продольно-фрезерного станка. Расчет высоты снимаемого слоя по мощности механизма резания. Расчет припуска на обработку для выбранной заготовки. Оценка нормирования времени изготовления детали.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 27.10.2017Анализ конструкции станка. Кинематические и энергетические показатели процесса резания. Проверка геометрической точности механизма резания. Операция подготовки инструмента: плющение и формование зубьев пил. Квалификационная характеристика станочника.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.01.2016Обзор отечественных и зарубежных продольно-фрезерных станков. Описание работы станка. Расчет режимов резания. Рассмотрение силового и мощностного расчета станка. Подготовка к первоначальному пуску. Определение настройки, наладки и режима работы.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 12.08.2017
