Габариты
обрабатываемых бревен, м:
|
|
- длина
|
1,5 – 7
|
- диаметр
|
0,5
|
Масса станка, кг
|
350
|
Скорость подачи, м/с
|
0,2
|
Скорость пилы, м/с
|
24
|
Потребляемая мощность, кВт
|
7,5
|
Напряжение в цепи питания двигателя 3ф, В
|
380
|
Частота тока, Гц
|
50
|
Габаритные размеры станка, мм
|
9000х1800х1900
|
Диаметр пильных шкивов, мм
|
500
|
Длина ленточной пилы, мм
|
4160 - 4190
|
2.3
Транспортировка к месту работы. Организация площадки под пилораму
Важным
условием при создании мобильной пилорамы является условие транспортировки на
полевой лесозавод. Пилорама частями загружается на автомашины ЗИЛ (или Урал) и
Газель, причем с самой пилорамы сняты электродвигатели и шкивы, которые
составляют значительную массу пилорамы, чтобы облегчить поднятие. Для поднятия
пилорамы предназначено лебедочное устройство. Шкивы и электродвигатели
надеваются на месте работы.
В
лесу высматривается ровная площадка. По всему периметру установки пилорамы
автомашины уплотняют грунт и кладутся доски под рельсовый путь, чтобы пилорама
устойчиво двигалась во время работы.
Предусмотрена
подвеска кабеля питания электродвигателей исполнительных органов ленточной пилорамы от дизельного
генератора, потому что на земле кабель будет истоптан рабочими. Все мелкие
комплектующие (болты, ремни, инструменты и так далее), выбранные из комплекта
автозапчастей (продающихся повсеместно), находятся в специальном ящике. В
комплект поставки пилорамы входит несколько пил. Загрузка бревен на поперечные
стойки происходит при помощи специальных крюков.
При
длительной работе можно сделать навес из досок.
На
полевом лесозаводе работают 3-4 человека.
3
Расчет узлов пилорамы
3.1
Расчет ременной передачи
3.1.1 Подбор электродвигателя
Для выбора электродвигателя определяем требуемую его
мощность и частоту вращения. Определяем потребляемую мощность привода (мощность
на выходе) по формуле:
PВ = P∙ V,
(1.1)
где PВ
– потребляемая мощность,
P – окружная сила на шкиву,
V – скорость подачи пилы.
Сила P определяется формулой:
, (1.2)
где Pокр
= PТ
∙ Q ∙ Bпр∙ αпопр∙ Zреж , (1.3)
где PТ
– табличная касательная сила, Bпр – ширина пропила. Bпр
= 1,5 мм ([2],с.
101),
αпопр = aП ∙ aω ∙ aρ = 1,1 ∙ 0,9
∙ 1 = 0,99
(1.4)
Определяем подачу на зуб по таблице 13 ([2],с.
101):
При высоте пропила H
= 500 мм, UZ = 0,0029, αρ=1, PТ = 9 Н/мм.
Определяем количество режущих зубьев:
зуба
(1.5)
Получаем: Pокр = 8,5 ∙ 1,5 ∙ 0,99 ∙ 22 = 277,7 Н
Qокр = m
∙ Pокр = 0,3 ∙ Pокр = 0,3 ∙ 277,7 = 83,3 Н
Н
PВ = 290
∙ 22 = 6960 Вт
Определяем общий КПД привода:
ηобщ
= ηпк ∙ ηоп.шкивов ∙ ηрп ,
(1.6)
где ηпк = 0,99 – КПД подшипников качения;
ηоп.шкивов = 0,99 – КПД на опору шкивов;
ηрп = 0,95 – КПД ременной передачи.
ηобщ
= 0,99 ∙ 0,99 ∙ 0,95 = 0,931
Определяем требуемую мощность электродвигателя:
Вт
(1.7)
Вычисляем требуемую частоту вращения вала
электродвигателя:
об/мин (1.9)
Выбираем двигатель AО2-42-2
с данными:
P
= 7,5 кВт; n1 = 2900 об/мин; КПД = 88 %; cos φ = 0,91; вес 68
кг;
; ; маховый момент ротора
0,098 кг ∙ м2.
3.1.2 Выбор
сечения ремня и определение диаметров шкивов
По мощности двигателя и его частоте вращения выбираем
сечение ремня типа А
Диаметр ведущего шкива определяем по формуле:
,
(2.0)
где T1 –крутящий момент на валу двигателя определяется
по формуле:
Н∙мм (2.1)
мм
Минимально допустимый d1 = 90 мм.
Берем d1 = 100 мм.
Диаметр ведомого шкива определяем по формуле:
d2 = d1∙ UРП∙ (1 - ε), (2.2)
где ε – коэффициент скольжения, ε = 0,01…0,02
UРП – передаточное число ременной передачи,
равное:
, (2.3)
где nТР
– требуемое количество оборотов вала электродвигателя, тогда
d2 = 100 ∙ 1,581 ∙ (1 – 0,02) = 154,938 мм
Принимаем d2
= 160 мм.
Уточним передаточное отношение:
(2.4)
Рисунок 4 – Кинематическая
схема ременной передачи
3.1.3 Определение
межосевого расстояния
Определим ориентировочное межосевое расстояние:
a ≥ 1,55 ∙ (d1 + d2) = 1,55 ∙ (100 + 160) = 403 мм, (2.5)
Принимаем a
≥ 390 мм
Определим расчетную длину ремня:
(2.6)
мм
Округляем до ближайшего стандартного, принимаем L = 1250
мм.
Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной
длине
(2.7)
мм
Угол обхвата ремнем ведущего шкива находим по формуле:
(2.8)
3.1.4 Определение
скорости ремня
Скорость ремня находим по формуле:
,
(2.9)
где n1 – число оборотов ведущего шкива,
[υ] – допустимая скорость. Так как ремень
клиновой, то [υ] = 25 м/с.
м/с
3.1.5 Определение количества клиновых ремней
Количество клиновых ремней определяется по формуле:
, (2.10)
где Pном
– мощность двигателя, кВт;
[PП] – допускаемая мощность, передаваемая одним
клиновым ремнем, кВт.
[PП] = [P0]
∙ CP ∙ Cα ∙ CL ∙
Cz, (2.11)
C – поправочные
коэффициенты, определяющиеся по ([4]).
CP = 1,3; Cα = 1; CL
= 0,95; Cz = 0,95.
[PП] = 1,71
∙ 1,3 ∙ 1 ∙ 0,95 ∙ 0,95 = 2,006 кВт. Тогда z = 3,7 ≈ 4 ремня.
3.1.6 Определение силы давления на вал
Силу давления на вал определяем по формуле:
, (2.12)
где
PРП – силы давления на вал с ременной передачи,
Н;
P0
– сила предварительного натяжения
ремня, Н.
(2.13)
Н
PРП = 2 ∙ 77,64 ∙ 4 ∙ sin (172,3/3)
≈ 620 Н
3.2 Приближенный расчет вала
Диаметр ведомого (основного) вала рассчитываем через
передаточное отношение ременной передачи. Диаметр ведущего вала на
электродвигателе известен. Он стандартный.
,
(2.14)
где диаметр основного вала
= 52,16 мм
Принимаем
= 52 мм.
4
Техника безопасности. Экологический фактор
Все
рабочие полевого лесозавода по закону должны пройти инструктаж по технике
безопасности. На месте работы предусмотрен огнетушитель, аптечка и так далее.
Перед работой и сборкой ленточной пилорамы необходимо ознакомиться с нормами и
правилами эксплуатации пилорамы. Заметим, что по нормам два человека могут
поднимать не более 60 кг в течение 2 часов на высоту 1 метра, для этого на
пилораме работают 4 человека, чтобы не было простоя в работе.
На
пилораме предусмотрена защита в виде дверок. Они закрывают пилу. Место укладки
пиломатериалов не должно мешать работе пилорамы и самим рабочим, пиломатериалы
не должны вручную накладываться на высоту более 1 метра. Рабочие также
выполняют погрузочно-разгрузочные работы, но для этого они тоже должны пройти
соответствующий инструктаж. Рабочие должны иметь документы по вождению
автомашины, а также должны правильно укладывать пиломатериалы.
Полевой
лесозавод может работать месяцами и после него может остаться много мусора.
Автомашины, проезжая по лесу, приносят большой вред окружающей среде. Опилы
могут служить хорошим удобрением. Места проездки автомашин предусмотрено
посыпать опилками, и вокруг пилорамы тоже должны лежать опилки. После окончании
работы лесозавода происходит уборка территории.
Список
используемой литературы
1)
Анурьев В.И. – Справочник конструктора-машиностроителя:
В3-х т. Т. 1. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980.- 728 с.,
ил.
2)
Малахов И.К. – Расчет, конструирование,
производство и эксплуатация лесопильных рам. – М.: Лесная промышленность,
1965.- 440 с., ил.
3)
Соловьев А.А., Коротко В.И. – Наладка
деревообрабатывающего оборудования. – М.: Высшая школа, 1982. – 312 с., ил. –
(Профтехобразование).
4)
Чернавский С.А., Ицкович Г.М. – Курсовое
проектирование деталей машин. – М.: Машиностроение, 1980. – 351 с., ил.
5)
Www.pilorama.spb.ru
6)
Www.siena-stanki.narod.ru
7)
Www.bomz.by.ru
8)
Www.oookrona.narod.ru