Министерство по образованию
и науки Российской Федерации
ФГБУ ВПО «Сибирский государственный
технологический университет»
Федеральное агентство по образованию
СИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет:
Механической технологии древесины
Кафедра:
СТИ
(СТИ.000000.076.ПЗ)
Курсовое
проектирование станка прототипа ЦДК5-2
Руководитель:
_____________
Очирова Л.А.
(подпись)
Выполнил:
Студент группы 43-1
_____________
Тимофеева А.И
(подпись)
Реферат
В курсовом
проекте приведены результаты
разработки пятипильного прирезного
станка ЦДК5-2 с гусеничной подачей для
продольного пиления древесины. Целью
курсового проекта является получение
максимальной производительности станка
при оптимальном качестве поверхности
обрабатываемого пиломатериала. Как правило,
станок обеспечивает максимальную производительность
и оптимальную шероховатость при постоянных
параметрах обрабатываемой древесины
(влажность, плотность, толщина пропила
и др.) и технических характеристик станка
(скорость подачи, диаметр пил, скорости
резания).
Содержание
Введение
Благодаря универсальности
своего технологического назначения круглопильные
станки используют во всех деревообрабатывающих
производствах. Оборудование производств
с учетом научных достижений в последнее
время заметно обновляется. Традиционные
станки старых моделей претерпели серьезные
изменения. Были улучшены параметры рабочих
процессов, усовершенствованны конструкции
режущих инструментов, повысилась их прочность
и надежность.
В след за улучшением конструкций
и требований к организации эксплуатации
станков на предприятие пришло и улучшение
качественных показателей выпускаемой
продукции.
ЦДК5-2 – круглопильный станок
для продольного пиления древесины. Данный
станок устанавливается в лесопильном
цехе. Круглопильные станки это станки,
в которых в качестве режущего инструмента
используются круглые пилы. По техническому
назначению круглые пилы разделяют на
три основные группы: для продольной распиловки;
поперечной распиловки; форматной распиловки.
Виды и модели круглопильных
станков различаются как по схеме, так
и по конструктивным признакам:
по количеству пил, виду подачи (ручная
или механическая), типу механизма подачи
(вальцы, конвейер, диски, суппорт), виду
привода (механический, электрический,
пневматический), а так же от общей композиции
станка.
ЦДК5-2 – прирезной станок с
гусеничной подачей, предназначен для
чистовой распиловки брусков, досок и
реек одновременно на несколько частей.
На станине коробчатой формы размещены
основные узлы станка. Механизм подачи
гусеничного типа с бесступенчатым изменением
скорости подачи. Поверхность пластинчатых
звеньев гусениц рифленая. Для точного,
направления и базирования распиливаемого
материала на поверхности стола установлена
передвижная линейка.
Пильный вал расположен в верхней
секции шарнирно закрепленной станины.
Впереди пил и за ними расположены прижимные
ролики, оси которых закреплены на суппорте.
Распиливаемый материал дополнительно
удерживается прижимом, установленным
перед пилами.
Верхняя часть станины вместе
с пилами и 2 парами прижимных вальцов
двигаются по высоте и зависит это от толщины
распиливаемой древесины. Пилы установлены
по высоте таким образом, что верхняя часть
зубьев всегда выступает за нижнюю поверхность
распиливаемого материала. В связи с этим
гусеничная лента движется по специальным
направляющим, которые делают ее «ныряющей»
па участке, расположенном напротив пилы.
Во избежание выброса мелких срезков и
дощечек из станка на входе материала
установлена двухрядная когтевая защита.
- Общая часть
Круглопильный станок ЦДК5-2
Круглопильные станки применяются
во всех деревообрабатывающих производствах
и характеризуются большим числом типов
и широким диапазоном технических показателей.
Техническая характеристика
круглопильного станка с гусеничной подачей
для продольной распиловки ЦДК5-2.
Ширина обработанного материала,
мм
10-250
Толщина обрабатываемого материала,
мм
10-100
Длина обрабатываемого материла,
мм
450
Количество пил, шт
5
Диаметр пил , мм
315-400
Толщина пил, мм
1,8…2,2
Частота вращения пильного
вала, об/мин
3600
Скорость подачи, м/мин
до 60
Норма обслуживания, чел
2
Габаритные (Д х Ш х В), мм
1935 х 1500 х 1350
Общая масса станка, кг
2750
Количество электродвигателей,
шт
4
Общая установленная мощность,
кВт
24,36
- Технологическая часть
- Характеристика обрабатываемого
материала
На круглопильном станке обрабатываются
необрезные доски. Материал обрабатывается
путем резания. Влажность материала
- качественная характеристика, определяется
весовым методом путем взвешивания, либо
специальными приборами – электровлагомерами.
По заданию влажность составляет
10%, шероховатость обработанной поверхности
500 мкм, порода – береза.
Размеры обрабатываемой:
- Толщина a = 0,032 м;
- Ширина b = 0,3 м;
- Длина l = 2,5 м;
- Выбор параметров инструмента
(выбор круглых пил)
Рисунок 2.1 – Схема расчета
диаметра пилы при верхнем расположении
пильного вала.
Диаметр вала, мм:
D=2R,
(2.1)
где R – радиус пилы, мм.
Радиус пилы, мм:
(2.2)
где dш – диаметр
шайбы принимается от 100 до 120 мм;
Δ =50 – расстояние от шайбы до
заготовки, мм;
t – высота пропила по заданию, мм;
k =5 – величина
выхода пилы над заготовкой, мм.
R=315/2=157,5 мм.
Определив диаметр круглой
пилы выбираю инструмент с параметрами,
в соответствии с ГОСТ 980-80.
Выбираю пилу 3161-3163 со следующими
параметрами: D=315 мм, d=80мм, z=36 шт, S = (1,8…2,2).
Частота вращения пилы, мин-1
(2.2)
где Vг = 50 – скорость
резания, м/с;
D=315 – диаметр пилы, мм.
Скорость подачи вычисляем
по заданному уровню шероховатости Rmmax=500 мкм. Подача
на зуб по шероховатости определяется
по справочным таблицам: Szш=0,92 мм.
(2.3)
где z – число зубьев пилы, шт;
n –
частота вращения пилы.
Так как по технической характеристике
станка ЦДК5-2 заданы возможные скорости
подачи, то считаем, что найденная скорость
приемлема.
- Определение мощности резания
Угол входа и выхода (пила над
столом), рисунок 2.2:
(2.4)
(2.5)
Угол контакта:
(2.6)
Угол встречи (средний угол):
(2.7)
Общий поправочный множитель
aпопр, определяется
по формуле: [Приложение А2]
(2.8)
где
- поправочные коэффициенты соответственно
на породу, влажность, толщину заготовки,
угол резания, скорость резания, затупление
резцов и угол встречи.
Принимаем:
=1,25 для березы
[Приложение А5];
=1,0 при W= 10%
[Приложение А6];
=0.9 при t =32
[Приложение А7];
=1 при
=60о
[ Приложение А8];
=2.2 при Т=240
[Приложение А10];
=0,72 при
[Приложение А10а];
=0,98 при Vг=50 м/с
[Приложение А9].
Ширина пропила, мм:
(2.9)
где b1 – величина
уширения пропила на одну сторону, мм,
принимается по справочной таблице для
W<25% зимой при D<400 b1=0,45 мм.
Длина срезаемого слоя, мм:
(2.10)
Шаг зубьев пилы, мм:
(2.11)
Среднее число одновременно
режущих зубьев:
(2.12)
Средняя толщина срезаемого
слоя, мм:
(2.13)
Табличная удельная работа
определяется по справочным таблицам
в зависимости от aср [Приложение
А2]:
(2.14)
Удельная работа резания, Дж/см3:
(2.15)
Секундный оббьем измельчаемой
древесины, см3/с:
(2.16)
Мощность резания,
Вт:
(2.16)
Мощность двигателя механизма
резания, Вт:
(2.17)
где η – КПД привода механизма резания.
(2.18)
Где
- КПД подшипников качения = 0,99;
Принимаем по специальным техническим
таблица трехфазный асинхронный двигатель
:
- Тип – 5АМ25052;
- Мощность, P, кВт = 75 кВт;
- Частота вращения, n, мин-1 =2960.
- Определение касательной и
радиальной составляющей сил резания
Касательная окружная сила
резания, Н:
(2.19)
Радиальная окружная сила резания,
Н:
(2.20)
где m – переходный множитель
от касательной к нормальной силе резания.
Принимаем: m = 0,09 при Sz=0,92 мм, Т=180
мин [Приложение А10]:
- Определение значений и направлений
составляющих сил резания Fп и Fн
Сила резания по подаче (рис
2.2) определяется по формуле, Н:
(2.21)
Составляющая Fп складывается
из двух проекций сил: Fx и Fz на направление
вектора скорости подачи Vs.
Сила резания нормальная к подаче,
Н:
(2.22)
Составляющая Fн складывается
из двух проекций сил:
и
на перпендикуляр к направлению вектора
скорости подачи Vs.
Рисунок 2.2 – Схема сил резания
процесса пиления круглой пилой (пила
над столом)
- Определение тяговых усилий
Целью расчета является определения
потребного усилия прижима заготовки
подающими элементами для обеспечения
нормальных условий работы тягового усилия,
мощности привода подающего механизма.
Тяговое усилие механизма подачи Т – это
усилие, которое механизм должен передать
заготовке по направлению ее перемещения.
Тяговое усилие должно быть больше суммы
сил сопротивлений подаче, возникающих
в процессе обработки заготовки.
Рисунок 2.3 – Схема функционально
– технологическая прирезного станка
ЦДК5-2.
Тяговое усилие механизма подачи,
Н:
Т=Т1,
(2.23)
где Т1 – тяговое
усилие гусеничного конвейера, Н;
T1=F2*Y,
(2.24)
где F2 – сила трения
скольжения, Н;
=0,3-0,4
T1= ψ(2gв+G1+Fн+Gк),
(2.26)