Обработка лесоматериалов

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

	

		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;

	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

	

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.

	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 );



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;

	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.

	

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 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