Оборудование отрасли Лекция Особенности процесса резания древесины рамными пилами
l Пиление рамными пилами – это процесс пиления на лесопильных рамах – основных отечественных станках лесопильного производства. l Пильная рамка с комплектом пил движется в вертикальной плоскости перпендикулярной направлению подачи бревна (бруса). l Перемещение рамки осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма, состоящего из кривошипного (коленчатого) вала с маховиками и шатуна.
1 - пильная рамка; 2 – постав пил; 3 – подающие вальцы; 4 – бревно; 5 – шатун; 6 – кривошипный (коленчатый) вал; 7 - маховик; Н – величина хода пильной рамки; R - радиус кривошипа
Расчётно-технологическая схема 2 U Vхх U Vрх Q Рн h φ Vрх 1 Р Рк Vа
l При рамном пилении с непрерывной подачей распиливаемого материала 1 скорость его движения U постоянна, а пилы 2 совершают возвратно-поступательное движение с переменной скоростью главного движения V, изменяющейся по закону синуса (Vхх – за холостой ход и Vрх - за рабочий ход пил). l При V = 0 пильная рамка находится в крайнем верхнем положении (верхней мертвой точке ВМТ). l Когда пильная рамка доходит до крайнего нижнего положения (нижней мертвой точки НМТ) скорость опять становится равной нулю.
l Расстояние между крайними положениями называется ходом пильной рамки Н Н = 2 R, где R - радиус кривошипа. l На половине хода пильной рамки скорость главного движения достигает максимума. l Зубья пилы срезают стружки только при движении вниз - при рабочем ходе. Возврат пилы в верхнее положение холостой ход.
Схема стружкообразования с непрерывной подачей материала Холостой ход U Рабочий ход Vхх t emax Н emin emax Зона скобления ∆/2 ∆ У=∆/2 Vрх
l При непрерывной подаче бревна (бруса) с постоянной скоростью пилы должны быть установлены в пильной рамке с уклоном. l Величина уклона у равна горизонтальной проекции части линии вершин зубьев пил, вертикальная проекция которой равна величине хода пильной рамки Н. l Оптимальная величина уклона определяется по зависимости у = ∆ / 2 + (1… 2), мм где ∆ - посылка, мм, которая является величиной подачи материала за один двойной ход пильной рамки (или за один оборот коленчатого вала).
l Необходимость установки пил с уклоном объясняется необходимостью уменьшения зоны скобления задними гранями зубьев о дно пропила при холостом ходе пил (заштрихованный участок на схеме). l Увеличение уклона по сравнению с оптимальной величиной приводит к потере хода пил, а уменьшение – к увеличению продолжительности скобления. l Скобление вызывает отбой (отжим) древесины в направлении обратном направлении подачи, снижает надёжность работы пил, ухудшает качество пиломатериалов, увеличивает затупление зубьев.
l Вектор абсолютной скорости резания зуба в пропиле Vа в каждый момент времени рабочего хода или возврата пилы будет иметь различную величину и направление, следовательно траектории движения зубьев будут криволинейными (синусоидальными). l Толщина продольного сечения стружки переменная: наибольшая – в начале и в конце рабочего хода, наименьшая – в середине хода пилы.
Кинематические параметры и их соотношения l Средняя скорость резания Vср = 2 Н n / 60, м/с где Н – величина хода пильной рамки, м; n - частота вращения коленчатого вала, мин-1. l Скорость подачи U = ∆ n / 1000, м/мин где ∆ – посылка лесопильной рамы, мм. l Средняя подача на зуб на траектории резания Uz = ∆ / z = ∆ t / H, мм где z - число зубьев, участвующих в резании, z = Н / t.
l Средний кинематический угол встречи, приближённо равный углу перерезания волокон Ψ, на траектории движения зубьев за рабочий ход Q = Ψ = 90 – φ, град где φ - угол между вектором абсолютной скорости резания и вектором скорости резания за рабочий ход φ = arctg (U/60 Vср), град l Средняя толщина стружки, мм для плющёных зубьев e∆ = Uz sin. Q; для разведённых зубьев e٨ = (в/s)Uz sin. Q
Расчёт силы и мощности резания l Средняя сила резания за оборот кривошипа, Н: Pк = i к в hср U aм / (60 vср ), где i - число пил, участвующих в резании; к - удельное сопротивление резанию, МПа; hср - средняя высота пропила, мм; aм - коэффициент, учитывающий состояние древесины: 1 - талая, 1, 2 мёрзлая;
Удельное сопротивление резанию К = Кп + ( (٨ ) hср) / в + (а ) /e (٨ ) где Кп - фиктивное давление передней грани зубьев на стружку, МПа; ¡ сосна, ель - 37 МПа, ¡ берёза - 41 МПа; - фиктивная удельная сила резания по задней грани зубьев, Н/мм; • сосна, ель - 7, 2 Н/мм; • берёза - 10 Н/мм; (٨ ) - удельное сопротивление резанию от трения стружки о стенки пропила (коэффициент интенсивности), МПа; = 0, 2 МПа; ٨ = 0, 25 МПа; а - коэффициент затупления а = 1 + (0, 2 ) / 0 0 - начальный радиус округления лезвия, 10 мкм; - приращение радиуса округления лезвия за период между переточками, мкм.
Мощность резания, к. Вт N = Pк Vср / 1000
Скачать презентацию Оборудование отрасли Лекция Особенности процесса резания древесины рамными
Л8_Пиление рамн_пил.docx.pptx