/
Текст
ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОЕНИЕ
НМ. ВАЛЬЩИКОВ
н. М. ВАЛЬЩИКОВ
о
РУБИТЕЛЬНЫЕ
МАШИНЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
I
I •'! И .
ИЗДАТЕЛЬСТВО „МАШИНОСТРОЕНИЕ4*
ЛЕНИНГРАД 1970
J ». inSu ’
I 1 V’
рубнтельные машины.
1970 г., 328 стр. Табл.
Вальсиков И. М.
80. Илл. 126. Библ. 52 назв.
R книге приведены промышленные модели ру-
, В Л машин рассмотрены вопросы приекти-
повшшя и расчета’машин дискового и барабанного
типов, а также основные правила их монтажа и
ЭКСКнигааЦрассчитана на инженерно-технических
работников целлюлозно-бумажной, гидролизпои,
лесной и деревообрабатывающей промышленности.
Она также будет полезной студентам вУ^в “ттУ^-
щимся техникумов <
стен.
соответствуют,!!х специально-
Рецензент инж. Е. М. Головко
3-11-10
323-70
Ц Н Т Б
гл вуЛльноТ
• !2л0эоег1 УРСР |
а, Донецке I
Николай Маркович Вальщиков
РУБНТЕЛЬНЫЕ
МАШИНЫ
Редактор
1 ехнический
издательства Г. Н. Павлова
редактор А. А. Бардина
£Даи° в произподстпо 15/X 19СЧ г
Формат бумаги 60x90/,' аПеч. л.
Зак, 356
Ленинградское отделение
Ленинградская тииографщ V (
,Л . г гЛ Глав,,°л||графпрома Ком
ПРОВЕРЬ .□
19П г.
художника Л. II. Чупр>конн
Р. Г. Солодкина, М. С. ШмуклЧ
. печати 22/IV 1970 г. М *
20.5 Уч.-изд. л. 19, (> Тираж 2100 •
Нена 1 р. )9 к.
П-икн . /." гг ^датсльст,,а «МЛП1ИНОСТРО1 НИЕ»
И(,,инград. Д.С5, уд. Дзержинского, 10
г г „ дх^.литета по печати лр»< с
енинград. С-144, ул. Моисеенко, 10
Переплет
Корректоры
Планом развития народного хозяйства СССР в текущем пяти-
летии намечено существенно улучшить структуру производства
лесной, целлюлозно-бумажной, гидролизной и деревоперераба-
тывающей промышленностей на базе комплексного использования
древесного сырья и значительного развития химической и меха-
нической переработки древесины. Намечено также увеличить
заготовку древесины в лесоизбыточных районах Севера. Сибири
и Дальнего Востока и освоить производство новых видов целлю-
лозы, бумаги, картона, фанеры и древесных плит.
Измельчение древесины в щепу рубительными машинами
связано с появлением и развитием целлюлозного производства.
Получение целлюлозы из дерева в производственных условиях
относится к 1860—1880 гг. В России в 1883 г. были построены пер-
вые сульфитные заводы (Окуловский и Каменский), а в 1900 г.
уже работало 12 заводов.
В дальнейшем производство целлюлозы как в нашей стране,
так и за границей все более совершенствовалось и развивалось
и к настоящему времени достигло колоссальных размеров.
В 1966—1970 гг. будут построены крупные лесоперерабатываю-
щие предприятия, особенно на востоке страны: Братский лесо-
промышленный комплекс, Красноярский целлюлозно-бумажный
комбинат, первая очередь Комсомольска-на-Амуре целлюлозно-
картонного комбината и др.
Намечено полнее использовать отходы лесопиления и дерево-
обработки, древесины лиственных пород и дров для выработки
продукции целлюлозно-бумажной, лесохимической и гидролиз-
ной промышленноеги, а также и для производства древесно-стру-
жечных и древесно-волокнистых плит.
По сравнению с 1965 г. производство целлюлозы в 1970 г.
должно увеличиться в 2,6—2,8 раза и достичь 8,4-9,0 млн. т.
Производство бумаги и картона соответственно возрастет в 1,6
и 3 раза.
Быстрое развитие указанных отраслей промышленности по-
требует перерабоп и значительных объемов древесины в тех
нологическую щепу. Основным оборудованием для производства
технологической щепы являются рубнтельные машины.
?ны вопросы проектирова-
- -
использованию и модершь
..„п и созданию нового эко-
-•пьного оборудования но
. отвечающего современному
в ^шАго производства.
11 Д ипге основное внимание уделено
__ п К М »1 I V
..... КИПГЗ, • г"»?
Р«’™Л« Р^“"ада"Хшш.
уделен
рО^Нпб\Родимо отметить, что в khi наплучшИМ с точки зрения
мзктм пубительным машинам какбарабанные машины
качества получаемого "Г^Х'пе » промышленности, особенно
ешеХодят ^= пр—д работки н лесозаготовок,
при переработке в щеп} о .
Автор
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГУБИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ
И ДРЕВЕСИНЕ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
В целлюлозно-бумажной, гидролизной, деревообрабатываю-
щей и других отраслях промышленности рубительные машины
применяются для измельчения древесины в щепу при химической
переработке или использовании ее в производстве древесно-
волокнистых плит. Реже такие машины применяют для получения
топливной щепы.
В начальный период развития целлюлозного производства
для измельчения древесины в варочную щепу применялись раз-
ного рода распиловочные станки, которые разрезали бревна на
отдельные тонкие шайбы. У подобного вида станков отход древе-
сины в виде опилок достигал 12%. В 1887 г. Нитгамером была
сконструирована рубительная машина гильотинного типа (рис. 1),
производительность которой составляла 4 м3!ч.
Первая дисковая рубительная машина была изобретена англий-
ским инженером Ли в 70-х годах XIX в. В настоящее время для
измельчения древесины в технологическую щепу применяются
в основном дисковые рубительные машины. В гидролизной про-
мышленности и на лесозаготовках используют также и барабан-
ные рубительные машины [8; 27].
В барабанных рубительных машинах режущие ножи разме-
щены на поверхности вращающегося барабана (рис. 2). При рубке
эти ножи совершают кругообразные движения, врезаясь в дре-
весину под разными углами наклона, зависящими от толщины
перерабатываемой древесины. Вследствие этого щепа, получае-
мая на барабанных рубительных машинах, обычно имеет неоди-
наковое направление среза и неоднородна по фракционному
составу.
В дисковых рубительных машинах (рис. 3) режущие ножи 2
расположены па вращающемся в вертикальной плоскости диске 7
под постоянным углом наклона как к поверхности диска, так и к
направлению подачи. Резание древесины в дисковых рубительных
машинах производится под одинаковым углом к плоскости диска,
а также при постоянных соотношениях режимов резания и затя-
гивания древесины к ножам независимо от ее толщины. Вследствие
этого щепа, полученная на этих машинах, имеет практически
одинаковое направление среза и по сравнению со щепой.
о
ножевой барабан; 2 -
1 — питающий патрон
электродвигатель; 3 — консул*
5 — станина с контрножом
пубИТСЛ ИНЫМИ МаШИНаМИ, HMqqt
барабанным ть п0 фракционному составу
аВ"„Н1 ипе дисковых рубительпых маШНн
°” отличающихся по условиям подачи
ИЛГОТОВЛеН НОИ ,
««явно большую •
За постедпие годы на п . . _____
создано много ^"Фпкап^'"н0Сти диска, по режиму резания и др'
- эевесниы, по форме поверх» прерывистым и непрерывным про-
Дисковые машины бываю! г вИСТЫМ режимом резания
нессом резания. Машины г J4) , работают при чередовании
рте 4. !,) „„«от „ало „о»« 3 «)евс£!и11ы I
резания с остановкам» в под в ыомент внедрения ножа
При этом режиме пе113°е ...Лонный состав щепы и приводит
в древесину, что ухудшает фраки
к’смятню поверхности Реза- жимом резания ножи постоянно
- В машинах в «впрер“Врев‘с^о»» (рис. 4, б), что создает более
находятся в контакте с дн спокойные условия резания и
спокойные условия резания и
Рис. 4. Схемы прерывистой и непре-
рывной рубки баланса на машинах
с плоским (а) и геликоидальным (б)
дисками
обусловливает получение щепы
лучшего качества.
Непрерывное резание древе-
сины обеспечивается большим
числом (10—16) режущих ножей
на диске, приближенных к цен-
тру диска. Вид резания обусло-
вливается диаметром бревен.
Для толстых бревен непрерыв-
ное резание может быть обес-
печено и при 4—6 ножах.
По форме рабочей поверх-
ности диска многоножевые
машины делятся на машины
с плоской (рис. 4, а) и геликои-
дальной (скошенной, рис. 4, б)
поверхностями.
Наиболее благоприятные ус-
ловия резания древесины имеют
место в машинах с геликоидальной поверхностью диска. На этих
машинах получас тся щепа повышенного качества, иногда упот-
роляемая без дальнейшего сортирования.
ПТ°Да баланса (бревна) к ножевому диску руби-
иими патппнГ1Ы /Ь,Ваю2 с наклонным и горизонтальным питию-
к горизонту 45™52°ИСр 2:..П.атрон 3 (рис- 3> имеет Угол IiaKJlOfi!
изводится под углом к
В основном служат для ру'бки 'бревен
Для рубки длинных бревен (6
"ые бревна сщциаиным тг'Ы В °*)Изонтальной плоскости. Дм""'
пециальиым транспортером подают к ножевому диску
машины на угол ю’- 30°Кразворот от продольной оси вала
извотится ппд vrnr этих машинах резание баланса п| '
в«=„°.ХГ™-К 6P“'ia- Подобного тина и»»»»-
[ длиной до 3 а/. | g
— 6,5 м и более) прпмсияюь 1
тращ портером подают к ножевому Д,,сК^
под углом 45—38 . При использовании этих наитии не требуется
постройки высоких зданий и также массивных фундаментов.
Рубнтельные машины изготовляют с верхним и нижним вы-
бросом щепы. При верхнем выбросе (рис. 3) щепу с помощью ло-
паток 6 направляют по трубопроводу 1 (щепопроводу) в циклон
пли бункер. Отсюда щепа поступает на сортирование и далее
па варку., При нижнем выбросе (рис. 5) щепа попадает на распо-
ложенный под машиной транспортер или бункер и направляется
на дальнейшую переработку.
Кроме указанных типов рубительпых машин имеются и другие,
например машины с наклонными или горизонтальными дисками.
Ряс. 5. Рубптельная машина АЗ-12
Яри переработке реек и горбылей часто применяют машины
с принудительной подачей. этих машин патрон снабжен питаю-
щим устройством, обеспечивающим механическую подачу древе-
сины к ножевому диску.
Для переработки толстых бревен (0 1000 и > ) спроектиро-
вана планетарная машина. Для этих же целей могут быть исполь-
зованы и машины с переменной длиной режущих ножей.
П >и подготовке щепы на лесосеках из пор .«очных остатков,
а также в местах скопления отходов лесопиления используются
передвижные машины, монтируемые на тракторе, автомобиле
пли на спеЦыа 1ьных колесных шасси.
В истории развития технологии и оборудования <ля приго-
товления щепы имелись различные направления.
Например, в шведском патенте № 44134 за 1925 предла-
галась конструкция рабочего органа, облегчающая рез щепы
9
Рис. 6. С хема располо-
жения рабочих органов
при получении щепы
по шведскому патенту
м апш и*1
ф Рис. 8. Губительная
Рис. .. Губительная машина фирмы
(стружки) в направлении, близком ; параллельному волокнам
(рис. 6). Так как такая конструкция не обеспечивала постоянства
толщины щепы и ограничивала производительность установки,
опа не получила распространения.
Фирма «Гуйлит» пошла по другому пути, создав машину с на-
клонным диском (рис. 7). Процесс резания древесины параллельно
волокнам осуществлялся здесь специальными ножевыми дис-
ками, к которым подводилась древесина. Эта машина также ока-
залась неудачной.
Рис. 9. Новая барабанная машина
Конструкция машины фирмы сВиггер* (рис. 8) допу кала рубк
коротких бревен. подаваемых наклонными цепями к обычному
диску7. При указанном сочетании иодачи и диска не удалось <3000
нечить стабильного положения балансов, вследствие чего и на
конструкция не получила распространения
Наиболее удачной конструкцией, обеспечивающей продольное
ре шине древесины, является бараоанная рубительн ая машина
с пенной подачей балансов (рис. 9). Две новые барабанные
машины с 1959 г. работают в Канаде ПО]. Лнгло-канадск in фирма
бемагожелательных машин освоила выпуск барабанных машин
с цепной подачей балансов. В последнее время также Зарабанные
машины с цепной подачей балансов стала выпускать шведская
фирма «ОЗДерхамнс» 1501.
,„пМ эти машины готовят более однородную
Н1М ' полученная из этой щепы, имеет Пп
- ’в поеликне 3-4 года фирма
:а3а,7к-т.рубительные машины с ножами, рас ''
выпуска р-к011Ическ11Х дисках (рис. 10 и Ц) [40?
допускают поштучное измельчение прямолинейных
По отзывам
размерам щепу • .
вышенные показател!
хамнс» стала :
ложечными спирально^ ,
Эти машины ,
брТИ‘ 1LHU₽ рубительные машины наиболее часто применяют
Д'ХДД щепу горбыль,.ой части бревна перед |1епо.
средственным направлением его
на пилораму, так как на рас-
пиловку подаются более при
мне бревна, зажатые в подаю-
Рис. 10. Общий вид спиральной руби-
тельной машины
Рис. 11. Спиральная рубительная ма-
шина с открытым кожухом
щей тележке, предотвращающей возможные повороты бревна [11].
всрИ nf^H°BKe ЗТИХ машин на лесопильных заводах исключаются
С1₽п 1т’п, Т ,НЫе с отделением и утилизацией горбылей.
лозно-бу мажнг ftНаТЬ’ ч™ на современном этапе развития целлю-
мышленности основщ м°г ^атывающей и других отраслей про-
видов древесины п то Ипом машИн Для измельчения различных
рубительные машины рНологическую щепу являются дисковые
тических и конструктив! hTS обосноваШ1ЫЙ выбор их кинема-
сообразным но и нргГт параметров является не только целе-
и не°входимым.
нр!ая ДРевесИна хвойных поппТКИ целлюл°зы применялась бал«"
‘"е время в СССР, а такжеТп’ В Основном ели и сосны. В послед-
топали0 ИСП°Льзовать Древ, и, ' ’,.'ЧХ странах и этих целях стали
и др У ЛИс'гвенных пород: березу, осину»
-БУМАЖНОМ производстве
применялась балан
В США (31 ] в 19G0 г. по сравнению с 1940 г применение лист-
венных пород увеличилось по крафт-целлюлозе с 6,5% до 13,2%
а по сульфитной целлюлозе — с 22,6% до 39% от общего коли-
чества переработанной древесины. Во Франции в 1960 г. выработка
беленой целлюлозы из лиственных пород составила 228,8 тыс. т
против 126,2 тыс. т из хвойных пород. Целлюлозно-б}мажная
промышленность Венгрии использует древесину лиственных пород
в качестве основного сырья [321.
Широко применяются лиственные породы древесины в целлю-
лозно-бумажном производстве Англии, Японии, Италии и других
стран [33].
Как показали исследования, проведенные в нашей стране
и за границей, при надлежащих условиях варки целлюлоза, полу-
ченная из древесины лиственных пород, по своим свойствам лишь
немногим уступает хвойной целлюлозе. Исследования, проведен-
ные ЦНИИбуммашем в 1961 —1962 гг. по измельчению древесины
березы и осины, показали, что эти породы могут измельчаться
в щепу на том же самом оборудовании, что и древесина хвойных
пород 1101. Таким образом, широкое использование древесины
лиственных пород является значительным расширением сырьевой
базы целлюлозно-бумажной промышленности Советского Союза.
В последнее время начинает находить применение и дровяная
древесина для получения технологической щепы. Однако широкое
применение дровяной древесины ограничено из-за наличия в ней
гнили. Начиная с 1964 г., ВНИИБом проводятся исследования
по удалению гнили различными способами: избирательного измель-
чения. в вертикальном воздушном потоке (пневмосепарацией),
на специальном пневмосортировочном столе и методом вакууми-
рования и пропитки водой.
Длина бревен выбирается при проектировании предприятия
и зависит от системы транспортировки и окорки баланса. Наи-
меньшая стоимость подготовки древесины к процессу рубки полу-
чается при применении карманных корообдирок типа «Хильбом»
или корообдирок типа «Камбио», которые рассчитаны на длину
бревна 6—6,5 лг и более. На многих предприятиях используют
бревна длиной 1,0—2,2 .я. Диаметр бревен, поступающих на руби-
тельные машины, в каждой партии колеблется в широких преде-
лах. Нижний предел диаметра составляет 80—100 льч, а верхний
предел зависит от района произрастания. При использовании
древесины на предприятиях Сибири приходится учитывать воз-
можность рубки перестойной древесины больших диаметров.
Помимо наибольшего и наименьшего диаметров, характеризую-
щих древесинх, при расчете производительности значительный
интерес представляет эквивалентный диаметр древесины, который
может быть определен, если известно относительное содержание
?ч, %, . . ., отдельных категорий древесины по их диаметрам
в общей партии древесины.
13
Эквивалентный
зависимости
.лтп d « определяется по
диаметр «
елсдуюии^
= ] х/г 3- М* + ’ ’ ’
0)
средние диаметры бревен но отдельным
категориям.
данным Гипроб) ма приведено распределение бала.,,
головне для Европейской части СССР.
Таблица 1
где dp «2, • •
В табл. I по
СОВ IIО ---
Распределение балансов по толщине для Европейской части СССР
Группы балансов Диаметры бревен в Содержание в общем штабеле балансов в % X ^ЭКв в мм
I 100—180 55 0,55
2 180—200 15 0,15 190
3 200-250 20—25 0,24 0,25
4 250—300 10-5 0,13-0,05
В проекте рубительной машины марки АЗ-01, по данным Гип-
роб^ма (табл. 2), заложено распределение древесины по диаметрам,
характерное для Северо-Восточных районов Европейской части
СССР и Урала. Для Восточной Сибири (табл. 3) распределение
древесины по диаметрам может быть принято на основании техни-
ко-экономической записки по обоснованию сырьевой базы Селен-
ги к го целлюлозно-картонного комбината Бурятского Совнар-
хоза, выполненной в сентябре 1961 года.
Таблица 2
е бала >в по толщине для Северо-Восточных районов
европейской части РСФСР
Таблица 3
Распределение балансов по классам толщины
для Восточной Сибири при замерах на высоте 6 м от земли
11орода Распределение балансов в % при верхнем диаметре в шв
12—15,9 16—19.0 20-27.9 28—31,9 32—50 в сч
Сосна 10 22 41 14 13 27
Кедр 8 28 41 12 11 25,6
Лиственница 8 32 37 12 11 ’ 23,6
Ель и пихта 19 34 36 7 4 22
В среднем 9,1 27 38,7 12,5 П.7 26,0
Балансовая древесина, предназначенная для выработки цел-
люлозы, должна быть здоровой и соответствовать ГОСТу. Особые
требования к качеству древесины предъявляются при выработке
беленой целлюлозы.
Отходами лесопиления и деревообработки являются горбыли
и рейки, длина которых может быть от 0,1—0,5 м (стульчики)
до 4,5—6,5 м. Ширина горбылей зависит от размеров перераба-
тываемой деловой древесины, кривизны бревен, способов утили-
зации и др.
Тонкие рейки подаются в машины россыпью или в пучках
Мелкие отходы деревообработки — стульчики (длиной от 30
до 300 мм) для переработки в щепу в целлюлозном произволе ве
применять нецелесообразно. При рубке стульчиков получается
весьма неравномерная щепа, так как значительная час1Ь х
ходит через подножевые щели без надлежащего измельчения
Физико-механические свойства перерабатываемой древесины
зависят от пределов прочности 13, 10, 19, 38) той или иной породы
дерева, что сказывается на процессе образования элементов щепы
I! па расходе энергии (табл. 4).
Порода древесины и ее физико-механические свойства оказы-
вают влияние на процесс стружкообразования, на усилие резания
и расход энергии. В табл 5 приведены средние данные по расходу
энергии на рубку древесины различных пород при длине щепы
18—20 Л1.« на основании данных [4, 6, 10, 16, 37, 46, 47 1.
Следует отмстить, что в отдельных случаях ддя одной и той
же породы древесины могут быть получены неодинаковые резуль-
таты, что может быть объяснено различием их условий произра-
стания и степенью влажности.
15
1 а б л и ц а
Прочность древесин MJ 1.1ВНЫХ пород '1* скалывание вдоль волокон
Пределы прочности и кГ/,им»
Псрода Влажность в % в радиальной а тангенциаль-
плоскости ной плоскости
— „ — \ в О II 11 Ы с
- - 0,49 -0,59 0,59
Ель 0,68- 0,96 —
Сосна 0,36—0.59 0,78
Пихта Лиственница — 0,78—0,94 0,88
Лиственные
Осина 15 0,41-0,57 —
15 0,62—0.92
Береза 0,77
Вяз 15 0,70
Клен 15 0,87- 1,17 1,32
Дуб 15 0,81-1,04 0,91 Г
Бук 15 0,68-0,99 0,92—1,31
Ясень 15 0,8 1,33 О
'Г г Таблица 5
Усилие резания и расход энергии при рубке древесины различных пород
Породы древесины Удельное уси- лие рёзания в кГ/жл Удельный рас- ход энергии на рубку в кет -ч/пл. м3 Относительное увеличение рас- хода энергии на рубку щепы
Ель 7-9 1,5-2,1 1,0
Пихта 6-8,5 1,5—2,1 1,0
Тополь 8,5—11 2,1-2,9 1,2
Сосна 8,5—10,5 2,1-2,4 1,15—1,22
Лиственница 8,5-10,5 2,1—2,4 1,23
Ясень 12-13,5 3,0-3,2 1,6
Клен 10,5—17 2,4—4,0 1,64
Береза 11-14
Дуб 2,6—3,3 1,4-1,7
Осина 15—16,5 3,2—3,6 1,85
Бук 7—9 1,4-2,1 0,9-1,0
Чинара 15—16,5 2,2-2,5 1,85
— 9—11 2,2-2,5 1,22
Примечании »«ине. перхпиД . к подсу^Д "Р'ДМ относится к вллжиой (117 - 50%) Д|«- ’ * J U /)).
16
Влажность древесины, поступающей на рубку, может коле-
баться в широких пределах в зависимости от метода ее траиспоо-
тировки, храпения и времени гола. Так, например, древесина
транспортируемая железнодорожным транспортом, может иметь
относительную влажность 20-30%; древесина, доставленная спла-
вом и пролежавшая несколько месяцев на лесобирже, имеет влаж-
Hocib от 18—20 /о до 40—45%. Древесина, поступающая непосгед-
ственно из воды, имеет обычно влажность в пределах 50—55°,
Известно, что с увеличением влажности усилие резания,
удельный расход энергии и мощность резания уменьшаются. Это
позволяет сделать вывод об экономической целесообразности
подачи древесины па рубку непосредственно из воды.
3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЕ
Качество и размеры щепы оказывают большое влияние на хи-
мические и механические свойства целлюлозы, а так ке на ее вы-
ход. Варочной жидкостью щепа пропитывается в основном вдоль
волокон. С боковых поверхностей щепа пропитывается значительно
медленнее. Поэтому для равномерной пропитки щепы во всех
направлениях ее длина должна в несколько ра^ превышать тол-
щину.
Срез щепы должен быть гладким, без смятия капилляров,
под постоянным углом к направлению волокон, открывающим
наибольшую поверхность капилляров. Смятие капилляров умень-
шает выход целлюлозы из щепы на 3—5% и резко снижает меха-
нические свойства целлюлозы.
В 1964 г. на Красноярском ЦКБ были проведены исследования
по выявлению влияния качества щепы на хнмико-механическне
показатели вискозной целлюлозы [41]. При исследованиях про-
изводились пробные варки щепы различного качества (табл 6).
Таблица 6
Химико-механические показатели небеленой целлюлозы
в зависимости от качества шепы
Щепа Жесткость (пер- манганантные единицы) Непровар в % Содержание а-целлюлозы в % 1 1 Вязкость В МПЗ Процент волокон длиной (н мм)
менее 0,6 1 — м» 1 от 0,6 до 2,0 более 2,0
] |орм<1льная 39,7 0,83 89,0 218 5.6 52.9 41,5
Механическая поврежден- 44,9 1.96 88,3 223 14.5 52,5 33,0
пая
С мягым торцом 42,3 1,40 88,1 | 203 10,8 58,6 Ю.6
Мелкая (осколки и ще- почки длиной 5—10 льн) 35,3 0 53 86,3 167 36,91 <3,6 18,95
2 П. М. Вялыцн Lb ц н т в
I МШсте^стм вуильве!
| промисл*»ов<1
Kw видно ИЗ табл. ^‘Хьно влияет на провар, жестко^
ЬЧтений в тепе отрииа.. проНСходит вследствие То
ТРУДОМ « медлен.,ее. чем
качество целлюлозной
B Hop.
|{ СОДЧ'1"
ЧТО В эту шел у
ма ОсоЕнно большое ^^’д^Г^тожиине. Короткая щепа“
пкпадвают размеры uie,£ "° е поврежденных волокон и поэтому
как правило, содержит ^Паническими показателями. ДаИ11Ь1е
тает целлюлозу с низкими м качеств0 целлюлозы приводятся
О влиянии размеров щепы норвежского института бумаж.
В табл. 7, составленной ПОД^^
нон промышленности ( .
1) однородность по размерам:
2) определенный фракционный состав;
3) чистый срез без снятия слоев древесины.
4) длина щепы в зависимости от вида назначения целлюлозы
или полуцеллюлозы должна колебаться от 12 до 20 мм. а опти-
мальная толщина щепы 2—3 мм.
Для беленой целлюлозы фракционный состав должен быть
следующим:
Влияние размеров щепы на свойства
Т а б л и ц а
сульфитной целлюлозы
Количество крупной щепы, остающейся на енте с ячей-
ками 30 30 .им........................... t lie допу-
скается
Количество щепы, остающейся па сите с ячейками 15
X15 мм ................... <300,)
Количество щепы, остающейся на сите с ячейками 5
X 5 мм .............................................. 70".
Количество опилок, проходящих через сито с ячейками
5X5 мм:
летом........................................... 1%
зимой..................................... ... 2° л
линия в км
Количество
двойных
перегибов
Размеры
щепы в жя
Прочность на
продавливание
в кГ/см*
Градусы
помола в IIIР
25—30 13 36 49 3,3 9,6 9,7 1,7 6.1 6,3 2 3150 3350
15 3,1 1,5 9
16—20 36 8,1 4,9 1300
71 1 8,6 5,0 1700
14 2.5 1,2 3
8-12 70 7,4 3,9 600
78 7,3 4,0 700
Для небеленой целлюлозы:
Крупная щепа ... ...
Нормальная ... .......................
Опилки........................... . .
6%
95—98%
0,9-1,1° 0
Варка целлюлозы для этих исследований проводилась на каль-
циевом основании с шестипроцентной варочной кислотой, при
соотношении варочной кислоты и древесины 4 : 1. Варка целлюлозы
крупной щепы требует более продолжительного времени, б°‘
кр, пкой варочной кислоты или щелочи высоких давлении
и потому не всегда экономична. Д
ческой ' имости °J вида продукции требования к технологи
ческой щепе могут быть весьма различными.
к технологическ основные требования, предъявляемые
мой В целлюточи г-51' 1)аз?Нчных пород древесины, прпменяс
дующему; ' >умажнои промышленности, сводятся к е.
Выполнение перечисленных требований обеспечивает одно-
родную пропитку и равномерный провар, что способствует полу-
чению целлюлозы с высокими показателями.
Практикой установлены некоторые средние размеры щепы по
длине, при которых качественные показатели массы удовлетво-
ряют требованиям промышленности. Процессы варки щепы такой
длины идут достаточно быстро при экономически выгодных кон-
центрациях варочной жидкости и режимах.
По этим признакам длину щепы принимают в пределах 5—25.и ч,
оптимальную длину 16—20 мм. При варке в аппаратах непрерыв-
ного действия размеры щепы по длине снижаются до 8—12 мм.
Щепа с оптимальными размерами по длине в партии должна со-
ставлять не менее 80—85°о; мелкая щепа 12—15%; мелочь (опилки)
0—3%; крупная щепа (размерами более 30 мм) 1 2°<>.
Требования к качеству щепы особенно повышаются при пере-
работке ее на беленую целлюлозу, а также при ее непрерывной
варке 1181. Как при сульфатной, так и при сульфитной варке
древесины использование неоднородной по размерам щепы, а
также большого количества мелочи, опилок и коры ре?ко снижают
выход и ухудшают технико-экономические показатели и качество
целлюлозы. Однако требования к щепе для сульфатного произ-
водства могут быть несколько снижены.
В гидролизной промышленности к щепе предъявляют менее
высокие требования, чем при выработке целлюлозы.
19
50 леи
вать приготовление
ои.пютпе плиты изготовляют из щепы срав111ь
евесно-волокнистьк и которой может доходить до 35 '
> низкого качества, 4-^^ машины должны обеспечщ
. Таким о^^р^дной щепы с чистым срезом, длиной 5,
12, 16* 25, 30 леи и более.
Основным, pato««
ХХТвалу 8, вращающемся в двух или трех подшипниках.
На щевой стороне диска в специальных гнездах установлены
пежушие ножи 2 (рубнтельные ножи). Вдоль всей режущей кромки
ножа оставлена сквозная подножевая щель для прохода щепы
после отруба на приводную сторону диска.
При верхнем выбросе щепы на ободе диска имеются лопатки -
гребки 6: при нижнем удалении щепы эти лопатки отсутствуют.
Диск закрыт кожухом 5, сваренным или склепанным из стальных
листов. На боковых сторонах кожуха имеется два закрывающихся
окна (одно против другого), необходимых для смены режущих
ножей и технического осмотра. <
С лицевой стороны в кожухе вырезано окно для установки
питающего патрона 3, а с приводной — круглое отверстие вокруг
вала для забора воздуха.
В верхней части кожуха 5 установлен патрубок 1 для присо-
единения щепопровода от циклона. В последних моделях руби-
тельных машин обеспечена рециркуляция воздуха. При нижнем
уда _ ши щепы снизу кожуха имеется специальное окно.
Подача древесины к ножевому диску производится с помощью
патрона, монтируемого с лицевой стороны машины.
Б 5 ренняя часть патрона футеруется съемными защитными
тами. Внизу патрона у рабочей части его стороны установлены
контрножи. 1 -Jj
Ь машин отдельных типов питающий патрон (рис 12) относи
тельно ножевого диска может располагаться:
\ \ Углом наклона а к горизонтальной плоскости;
плоскости Л.НИтельным углом разворота сс2 в горизонтальной
с. и rj ). 0 4 слуиае питающий патрон имеет два угла наклона
Некоторые ги и Ч Lf,f’0Ta в горизонтальной плоскости
под углом а3 машин имеют патроны со скошенным дном
"ые леталиНсмонтир27ыИнаПаТР°Н’ К°ЖуХ ” дРУгие ,1С[1,’диН-
Привод ЦИСКОПкту - г \ а плите машины.
вило, от индив1(дуатюУпг7еЛЬНЬ,Х машии осуществляют, как нРл
J агннхронного электродвигателя с по-
мощью ременной передачи и шкивов 7 (см. рис. 3) или эластичш г
муфты. Для останова машины служит тормозное устройство. По-
ворот диска во время смены ножей и технического осмотра у тя-
желых машин обеспечивается специальным рычажным приспособ-
лением; у легких машин поворотное приспособление отсутствует.
Рис. 12. Питающий патрон рубнтсльной машины
Принцип работы дисковых рубительпых машин заключается
в следующем. Древесину, подвергаемую измельчению в щепу,
по питающему патрону подают под вращающиеся ножи тиски.
Каждый нож отрезает (отрубает) кусок древесины толщиной h
Рис. 13. Параметры пезлиия древесины
(у — зоний угол; Л — угол резания;
(рис. 13), равной выпуску режу-
щих ножей за плоскость диска.
Отрубаемая древесина распа-
дается на отдельные элементы
(щепу), которые сквозь подно-
жевую щель проходят на при-
водную сторону диска, а затем
удаляются из машины.
Процесс получения щепы
с помощью рубительпых машин
может быть рассмотрен как част-
ный случай резания толстых
стружек древесины. В примене-
нии к условиям работыдисковых
рубительпых машин особенности этого процесса обус ювлпваются
свойствами древесины, а также особенностями статической и кине
матической геометрии режущего инструмента и режимов резания
При измельчении наклоненных к плоек чип шска круглых
бревен каждый режущий нож обрубает глиптической формы
равными
шайбы с осями,
d
СО? 01| ’
d
cos а / ’
где « cose = cosatcosa...
i , также углы наклона патрона, Ч||СЛО
Диаметры бРсвен ‘ ’ азЫСры радиусов резания Rp влияют
режущих ножей 2 древесины.
непрерывность резан. я Д1 11НЫ (с достаточной точностью
Непрерывность рс ы ' ст обеспечена при выполнении
следующих соотношении (| • 1
J sin ф
2а^АВ или ^^-Rp-H Ь
Рис. 14. Схема непрерывного резания древесины
Ъ словно непрерывности резания древесины имеет вид
d 2R cos a. sin —
z
или
2cos</1 sin —
z
сины ура7нев‘1^Ь;з°Ибуд^,И''з'Л гоРиз°нтальной подачей древе-
считать угод вазвопптГго также справедливы, если за угол ai
тальной плоскости1 ‘ ' Ра >ана от оси вала машины в горизон-
?-anna дисковых ДбитАгт?10' ^‘амма для 01,РеДСклеш1я параметров
рывное резание балансог маи,ии, обеспечивающих непре
HHf всех четырех (Ьактппгчп номограмма учитывает влия-
' '^('нцы QHa ПОсТрО ’ °9У<‘ловливающих процесс ру^к11
22 основании выражения (3).
Например, бревно диаметром 250 мм при а, 48 и z = 6
будет непрерывно измельчаться при радиусе резания Rp = 374 мм.
Если принять z = 10, то радиус резания при других одинаковых
условиях может быть увеличен до = 600 мм. Пользуясь этой
же номограммой, можно определить диаметр бревна, с которого
Рис. 15. Номограмма по выбор\
параметров резания для диско-
вых рубительных машин
начнется непрерывное резание,
при заданных других параметрах.
Например, при = 374, z = 10
и ад — 48 d 158 мм, а при
z — 16 d = 100 мм.
08=1щ
ОД—
0С=1щ
Рис. 16. Схема определения
длины щепы и углов наклона
патрона
Выбор потребных параметров резания зависит от конкретных
условий эксплуатации рубительных машин.
Длина щепы 1Щ зависит от углов наклони питающего патрона сц
и а2, а также от выпуска ножей h дэис. 13 и 16) и определяется ио
выражению
/ = 71 -1— = - (4)
м< cosa1cosa2 cos a cosa/y ’ }
где a// — угол, образованный осью оу и осью бревна.
При одном угле наклона патрона от горизонта (а.> 0)
длина щепы Г1Ц будет равна
/' h
1Ц ~ cosoij ’ На)
23
горизонтальной подачеи дреВеС| L
еляют по формуле Ы
~~ COS «2 ' J)
. 16 углы наклона питающего патр0,1а
В соответствии с: Р»с- 'ой системы координат обозначен,
относительно осей угдов с углами наклона
ЖХЛХг- ««>«'“ ""I; .
az==90 —«1,
cos az = sin af, J
cos а» = cos аг cos a2; (5)
Sr _ --- -
cos ax = )/T=^ - cos2 aj cos2 a2-
с одним углом разворота a2 =_4825f;Z, Р,Уб"™^1Х Ма^И"
и a2 = 104-30 . I
В табл 8 приведены значения углов наклона патрона для наи-
Мяшины с горизонтальной подачеи древесины имеют патроны
с отат таом разворота «, = 48 + 55“. У рубительных маши„
С наклонной подачей балансов питающие патроны имеют а, == 45-
ч-55°
более часто встречающихся моделей дисковых рубительных
машин.
Толщина щепы зависит от геометрии режущего инструмента,
в частности от углов заточки [3 и углов встречи 8, создающих
Таблица 8
Углы наклона в град питающего патрона у дисковых рубительных машин
с наклонной и горизонтальной подачей древесины
Подача баланса а. ал ау а2
45 20 76 48°20' 45
45 15 79°40' 46°45' 45
48 0 90 48 42
Наклонная 48 10 78 48°45' 42
48 15 76 49°30' 42
52 0 90 52 38
52 10 84 52°30' 38°5
55 0 90 65 15
Горизонтальная 0 п 48 42 48 90
0 52 38 52 90
Ь ПООИРГГП 0 55 35 55 90
в процессе резания
1 1Ы (см. рис. 13) бывающие усилия вдоль волокон тревв
21
Факторами, влияющими на толщину щепы, являются также
физико-механические свойства древесины (предел прочности,
расположение годичных колец, влажность и др.) в направлении
действия скалывающей силы.
При внедрении ножа (рис. 17, а) его передняя грань воздей-
ствует на древесину с усилием Q и fQ. Силы давления на заднюю
грань резца R и fR в образовании элементов щепы не участвуют.
В соответствии с приведенной на рис. 17, а схемой сил . плос-
кости скалывания АВ действуют силы, равные (F fx\' , в пер-
пендикулярной плоскости — сила Л\
Рис. 17. Схема сил при резании древесины
Сила N стремится оторвать элемент щепы от основного мате-
риала. Эту силу можно определить исходя из условий прочности
древесины на растяжение (разрыв) в направлении, перпендику -
лярном волокнам, т. е.
N=lufiKpc:. (6а)
где в — ширина резания;
— предел прочности древесины на растяжение силой,
направленной перпендикулярно волокнам.
Условие раввопрочности на скалывание элемента древесины
и его сжатие (смятие) вдоль волокон может быть записано в виде:
F _ fv\r = $вКеж ; (66)
F — Агк
г ;е д____предел прочности скалывания древесины вдоль во-
локон;
д —предел прочности древесины на сжатие вдоль во-
1окон;
[ _ коэффициент трения древесины о древесину в
момент скалывания;
s — толщина щепы.
Преобразовав выражения (6а) и (66). получим
•мши (6) толщина щепы зависит от ,,
Как видно из выражуь и м’ха„ических свойств Древесин^
длины, а также от' i_ - - прочности.
характеризуемых пределт 1ЫХ пород указанные пред
Так “К Д “п|ш Р>Ле балансов различных по*
прочности не совпади о„ толщННЬ1. I
поле чается шепа "^обстоятельство, связанное с определением
Отметим еще одно и нсследования, часть древесины
толщины щепы как и „ ью ножа> частично повре>к’
соприкасающаяся с Р^ ения зависит от длины ,цеЛы
лается. Велишнаi j ножей и патрона.
" 'пХох\ПТментР скалывания элемента щепы наступает При
некотором хотя и незначительном, уменьшении длины щепы, т. е.
Г ° 7 Отмеченная разница увеличивается с увеличением
1ск *Щ* •
ДЛ С цельюЫуточнения расчета в выражение (6) введем коэффициент
К Величину этого коэффициента можно найти
опытны// путем при испытании машин различных типов или на
основании данных по упругости и пластичности древесины.
Подставив А' в выражение (6), запишем
S = К1ск4Ч. (7)
сж !1
Таблица 9
Толщина элементов щепы для различных пород древесины
в зависимости от ее длины
Породы древесины Коэффициент проч- ности в кГ/ммг Толщина щепы при ее длине в мм
СА. 7 рс 12 16 20 25
Ель 0,49— 0,55 0,45 3,9 2,35- 2,5 3,1—3,3 3,9—4,2 4,8—5,2
Сосна 0,53— 0,68 0,5 2,8 3,55— 4,2 4,7-5,6 5,9—6,4 7,1-8,5
Пихта 0,36- 0,52 0,5 2,5 3,1-3,9 4,1-5,2 5,2—6,5 6,3-7,9
Береза 0,70— 0,92 1,08 4,65 3,2—3,9 4,8 6,0 7,5
Осипа Липа 0,57 0,62 0,69 0,80 3,70 3 65 3,2-3,6 4,3 5,4 6,2
Дуб 0,85- 1,01 0,95 4,09 4,1— 4,7 4,8 5,4—6,2 6,0 6,8-7,8 7,6 8,3—9,5
«Листвен- ница 0,48 0,7 3.0 3,4 4,5 5,7 6,9
Я<енъ 26 1,0 0,8 4,76 __I7 4,9 6,2 7J5 ,
В табл. 9 приведены расчетные данные для определения тол-
щины элементов щепы из различных пород древесины при Д’
1,0; Л = 0,бч-0,7.
Теоретические исследования, выполненные Н. П. Рушновым
139 I, позволили получить следующую расчетную формулу для
определения толщины элементов щепы в зависимости от раз-
личных факторов, определяющих процесс резания на рубитель-
ных машинах:
/ —__________________I1__________________
1Ц { sin Th 11 + etg ч + d) etg (< + d)j - ’
— IJd t1 — tg (Ф + 5) etg (<p' + d) |
где 1Щ — длина щепы;
твц — предел прочности древесины при скалывании вдоль
волокон;
ао»еф — предел сопротивления древесины смятию под углом
к направлению волокон древесины;
<р' — трансформированный угол встречи вектора скорости
резания с направлением волокон древесины;
срк — угол наклона;
Ф — эквивалентный угол действия;
б — угол резания;
fx — коэффициент добавочного сопротивления при сдвиге
элемента щепы;
fd — коэффициент трения древесины по передней грани ножа.
Изменение предела сопротивления древесины смятию
в зависимости от угла 0(| определяется по формуле проф. Ю. А\. Ива-
нова
Для определения величины угла 0получена формула
cos е(Г = cos 6 sin <рк ]/1 — + sin 6.
Трансформированный угол встречи вычисляется по истин-
ным значениям угла встречи (р, и угла наклона фя
cos <р' =
c°s_q>
COSQ’h ’
Эквивалентный угол действия в данном случае определяется
по известной из теории резания формуле
1 Г 1 — fd tg 6 ।
*=агс‘е [-щб+тг + N ‘
М А Дешевого, учитывающий iionepe
dxl) и и" ент М. А. '(ц
глс расширение сТР>'Я^"Ментов'щепы, полученные ио Иы
Отметим, что толщины чНтельНЫе расхождения. <•
жени» (7) « <» ""слой древесины, внедряются с „ек„то
Ножи диска, срезая
переменной силон »,(ф)
в/(ф)
„чрпьное усилие резания;
№, м" пределы изменения ширины резания.
б1 (ф) ив2 (<г) для отдельной шайбы будет равна
Работа резания для
Ф1
ф2 в2 (ф)
А = р J Rp dtp J de,
<Ti в, (<p)
или
где ф, и ф2 — углы поворота диска, зависящие от радиуса реза-
ния Rp и длины эллипса резания 2а.
После интегрирования получим I
л
А = рпав — р ,
г 4 cos aL cos ач
где лае = ————--------площадь эллипса резания,
‘t COS COS CC2 r
Полезная мощность резания зависит от числа отрубов в се-
к\нду и может быть определена по следующему выражению:
7Vn = O.OOlp -------------квт
^coscqcosa, 60-102 ш
где р в кГ/мм и d в млг,
п — число оборотов диска в минуту
z число режущих ножей в диске
Для некруглой древесины
(9)
мощность резания будет равна
Nn = U,001pFp -gQ^02- кет, (9а)
Г К 1^₽к~видно1аДЬ резаиия в ММ2. Я
нальна квадрату диаметпТлЯ МО1Ц.ность резания пропори»!
ших пределах, когда в г>«с;РеВеН' вел»чина меняется в боли
1аа по толщине древесина ’(г? * 10 маш,1»У поступает разлий
2в I весина (От 60-100 до 4002500 МУМ с диаметре)-
Мощность электродвигателя окончательно определяют из усло-
вия обеспечения пропуска бревна максимального диаметра, соот-
ветствующего ширине патрона, с учетом длины бревна, величины
маховых масс и электромеханических свойств двигателя (о чем
будет более подробно сказано ниже).
Производительность дисковых рубительных машин зависит
от размеров перерабатываемой древесины, длины щепы, числа
режущих ножей z и скорости вращения диска п об/мин.
Теоретическую производительность при рубке круглой дре-
весины определяют по следующему выражению:
Q = 60 lU{nz = 60 . л d -— nz пл. лг/ч, (10)
4 4 cos cos а2 * ' 7
где dt h и 1Щ выражены в м.
Для некруглой древесины
QT = 60Fpl^nz пл. м3/ч,
(10а)
где Fp — расчетная площадь поперечного сечения измельчае-
мого материала.
Расчетную производительность дисковых рубительных машин
определяют по эквивалентному диаметру бревна d3KS с учетом
использования машинного времени, оцениваемого некоторым ко-
эффициентом КП (коэффициент загрузки или подачи). Тогда
Сэкв = 60Лп^/щпг. (И)
Аналогично для горбылей и реек
QSKe = ^KnF3Jmnz, (На)
где F3K6 — эквивалентное поперечное сечение измельчаемой дре-
весины.
Для существующих типов рубительных машин шачение коэф-
фициента Кд можно определить из выражения
1'2)
1Де Q _ производительность, указанная в паспорте машины.
Как видно из выражения (11), производительность рубитель-
ных машин также пропорциональна квадрату диаметра бревна.
Кроме того, размеры перерабатываемой древесины обуслов-
ливают основные конструктивные параметры дисковых рубитель-
ных машин, а также расчетные усилия, действующие на детали
машины.
В заключение выведем выражение для определения удельного
расхода энергии на рубку древесины, которое используется при
сравнительном анализе работы различных типов рубительных
машин.
Выражение для определения мощности резания Nu
быть записано в следующем виде.
w — О
Глава II
Р’
на
г,р Р — полезный удс^опи... г
” В квт-ч/пл.м3.
Решая совместно уравнения (9), (10) и (12а), получим
Ер = 2,7-£- квт-ч/пл. я3
(•2aj
Резан Ц;.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ МОДЕЛИ
ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН,
АНАЛИЗ ИХ КОНСТРУКЦИЙ И РАБОТЫ
или
Р = 0,367hEp,
да р выражено в кГлж11 >> в '“„й £ складывается из полез-
Полный “не ™i Ь счет ХМОСТЫХ хо“
ГРХы“—' ^ достаточной нагрузки, когда снижаются
COS ф и к. п. Д.
Таким образом, получим J
Е = Ер + Ех. (15)
Определенной закономерности, очевидно, подчиняется лишь
полезный расход энергии Ер, а второй член Ех зависит от многих
обстоятельств при эксплуатации машин на том или ином пред-
приятии.
Все рубительные машины распределяются по отличительным
конструктивным признакам, причем образцы, выпущенные в СССР,
рассматриваются в тех же классификационных разделах, что
и аналогичные рубительные машины иностранных марок.
Рассмотрение начато с малоножевых рубительных машин,
которые еще используются на предприятиях, но сняты с произ-
водства. Это необходимо было сделать с целью сопоставления этих
машин с другими, а также и потому, что их конструкция принята
за основу при создании новых типов машин. Существующие руби-
тельные машины можно распределить по следующим основным
группам:
1) малоножевые;
2) многоножевые;
3) многоножевые с геликоидальной поверхностью ножей
и диска;
4) с горизонтальной подачей древесины;
5) с переменной длиной режущих ножей;
6) с наклонным и горизонтальным диском;
7) планетарные;
8) для отходов лесопиления и деревообработки
9) передвижные машины;
10) спиральные машины;
11) установка для очистки дровяной древесины ог гнили.
Оценка каждой из моделей рубительных машин производится
по качеству щепы, расходу энергии на ее получение и по конструк-
тивным признакам машины, определяющим затраты, связанные
с ее установкой и эксплуатацией.
Критерием оценки качества щепы является получаемый при
рубке выход щепы. Щепа должна быть с номинальными или очень
близкими к ним размерами, а качество срезов должно обеспечи-
вать равномерную и быструю пропитку щепы при варке.
Оценка качества щепы производится только лабораторными
способами в условиях производства: сортированием шепы с по-
мощью сит, а также анализом качества полуфабриката на меха
ническую прочность, структуру и выход.
Энергетическая оценка рубительных машин производится по
удельному расходу энергии, т. е. по количеству энергии, расхо-
дуемой на единицу объема щепы или баланса.
Ня срзвнинтьнтм миянне купронздодательн^
ножевого диска, габариты ц^'
число
сины. способы ее
1
разных типов были
ческой производив
диаметра d^e 11 п
машины. Другими с
зования
рубительпых машин разлнЧи
1:,.т^итго н\ поопзволитапг Ь,Х
типов" оказывают сУ"^Вго двигателя', скорость вращения д^-
монщость и тип привод но ножевого диска, габариты ц а>
число режущих ножей, . - I меры перерабатываемой Древ
самой машины, а также , , „ отвода от нее щепы.
сины. способы ее подач! . дНСКОвых рубительпых Мац!
пр„ ерзвяндин^»а”аХже соотношения между теоре,""
ельностью при рубке бревен эквивалентного
роизводителыюстью Q, указанной в паспорт
JDVL..MH словами, был определен коэффициент испоЛь.
сшшинного времени, или коэффициент подачи древесины,
выявления соотношений между установленной мощностью
двигателя Хд„ а также теоретической мощностью при рубке
бревен эквивалентного диаметра N3Kt и максимального диаметра
2VmiX определялись следующие коэффициенты:
тг ^дв ,
Дзлв л/ ,
/V эк в
(16)
max у
л шах
Значение указанных коэффициентов для отдельных типов
машин приведено ниже.
5. МАЛОНОЖЕВЫЕ РУБНТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ I
ч₽т1^п^ма1епДИСК0ВЬ1е малоножевые рубнтельные машины с тремя-
столетия - Н0ЖаМИ появнлись в 70-80-х гг. прошлого
(Финляндия) КарЬ11ш7ДГс°кийИПмехВЬШУСКаЛ’ фИрМЭ <<КаРхУлл®
(Швеция) фипмаР«Вигг1пК /г хапическии завод (см. рис. 3)
США, Канады₽и других стран^В С?"*0’ Э ТДКЖе м,1огие ФИРМЫ
трест Лесобуммашина и 3?вод Hif {£ТСКОМ Союзе еще 1940 Г
машины марок ДР-03 BP9R М‘ Рошаля выпускали дисковые
шиной 374—400 ял, ’ Па-,;5 6 И ДР’ для измельчения баланса тол-
МРМ-28 [10] с шириноГпЛ^.т бЫЛа выпУЩена машина марки
Д.ТЯ малоножевых nZ^0 ПаТрона 550
вистое резание древесин £ ЫХ машин характерно прерЫ-
промежутки времени, в течени1аНИе Иа Пих производится чер'
' ируется силами собственного _рК0Т0Рых положение бревен фиК'
отрезки Bi-M-t,9 И СИлами трения о стенки пат-
качегт древесины итПИ МОгУт происходить повороты
поощ|В( 1 'е|1Ы- Кроме того ппг° отрИцательно сказывается па
SюХТеЛЬ,,0СТ1’ мвХжевь хРкЫВИСТОСТЬ Реза»»я уменьшав
*<ВЫМИ мячнп...... ксвых машин по сравнению с много-
!”’"а " диск. в „„ отрезки™,““а “ сила“« трения о стенки
__ впрыгивание» древесины чтИИ МОГУТ происходить поворот1,1
' того ппгп отРИцательно сказывается
и»»»» У“'"”да"
32
3
>
}
Технические параметры малоножевых рубительных машин
\В1ПЧг ... . У нои9do X d х эк v и V X iv о нч 1г в к и э м е к oij ихэонНюк хнаиНиффеоя 0.36 0,36 0,46 0,3 0.32 0.3 1 0,35 0.31
cdidHBiiV ojoh -ЧГВКИЭЯВК HOnOdQ OMQXd и du винBead чхэотпо^ 225 310 410 100 310 390 1 130 320 390
ИНОК -odn охончкткиэмвк вин -ВЯОЕЧ1ГО11ЭИ ХНЭИ1|||ффго\| 0.8 0,67 0.57 1.0 0,9 1,0 0,6 0,8 1.0
л/вл i и н udiOK -Biitf oJOHiHdifRiniflME ен -uady anyXd iidii чхэончх-ох -nVoarnodu KBMoahiiiodooj 25 45 i Г* f 00 1 13 40 10 1 в - »
Диаметр бревна в мм Н1ЧНХНЭ!ГЕЯИЯМ£ 220 260 260 ООО с с с — 04 OJ X—* *•4 Г * • МИ Ча.
HHiiqfBKiidMeyv О C О ьО О О -г Ю LC OVS 002 000 —“•* *—* О с 1О 1 Г? lC iC 1
W9X Я К1ГЭ±ВЛИЯ£ чхэснйподо 80 110 150 180 80 110 35 45 90 110 1 10 150
h/sH- ‘IV Я 4X3OH4L'91HVOHCHOdLI 20 30 30 35 15 25 25 10 33 50 1/7 »С О I — Г? tC' i;i - S Ж ]
9M9IlV VH UOM'OH OLf9l<h ... -*** W—• •— - -т•• - -г 1 Д i Д
HIIW/UO n BinialHUdH qxaodoMj 200 170 220 1 VII , 2'1 003 200 175 175
н и* я BMontf d±9KBHt 1 1 ,'1< с >б\ ммашина I 2500 *ДЮ’ 2800 им Рошаля МР М-2.8 ' 2800 2200 K-;'P-’""‘vuu.< 2800 скип ..IB' iKMV\ 1000 2000 Bniiii'i 28(Х) 3000 I
Предпри ятие и фирма 1 1
ninth э СССР Швеция кин
М. Вл.11>1цик<>в
—-------" lJ\j HHJN
Ode oJoiinvBKna^K В»»
.S,.,OB4L-OI13H 1НЭН1ШФФ£О>1
эм?и£ EH HdM'OH OLQllfr
нпк.до я
KUHoiiipdfl qjLoodoMj
«Я&ЯМЙ
ь f и уц Я cd-LJK
-виЖ oJOHiHai'Miiox6 8,1
>do «oXd fidu чхэончь-м
Э(Ю _____ .
сч
оq
с
*
сч
СЧ
<У
£
\0
£
г.
\₽«’^ HJ'b’dQ
ИНН1НЭ1*ЕАИАМ£
ИННЧГВЛ'ЮМВ1\
iupy я qicoHinow
co о СЧ co О СЧ о 00 О to о гГ lO о
GOO 700 1000 о co co о CO 360
00 о •- о
сч
сч
сч
СЧ
сч
СЧ
о CO co 1 о со 1 с > -75
о о >
i о сС' СО
СЧ СЧ СЧ LA J
h/tH 'VV я
Ч1ЭОНЧГЭ1ИГОЯ€ИО(1 [J
28—37 Л 7 R9 q о 2> 1 ?) о г и q О 5 1- 1 1 q сч 5 со
м я вмэиГ diawvwtf
о о I о о
о сч О о С о »о
О Г- О со со СО У *
о ю со
о to о о о о ю
X со сч 00 oq
tQ
сч
СЧ —'
сч со
л ГО
tl аХ
О 03
рм«
cL ( СО
73 оз L S
л
7
о
f-
г
Л
S
Технические параметры малоножевых рубительных машин как
отечественных, так и зарубежных приведены в табл. 10 [10, 36,
371. Из табл. 10 видно, что для тихоходных машин различных
фирм коэффициент использования машинного времени (коэффи-
циент подачи) составляет Кп ~ 0,6ч-1,0 и Ктах 0,3ч-0,5
При нормальной загрузке и острых ножах эти машины дают
2—3% мелкой щепы и 6—10% крупной щепы.
По мере затупления ножей процент мелкой щепы возрастает
с 2,5—3 до 6—7,5% и более. При значительном содержании круп-
ной щепы (до 8 —10%) требуется сортирование щепы с последую-
щим измельчением ее в дезинтеграторе.
6. МН0Г0Н0ЖЕВЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Первые дисковые многоножевые рубительные машины появи-
лись в США и странах Западной Европы в 1937—1940 гг., после
того как была выяснена несостоятельность ранее распространен-
ного взгляда на условия подачи древесины во время резания и до-
казано явление самозатягивания баланса режущими ножами.
Дисковая многоножевая рубительная машина (рис. 18) состоит
из следующих узлов: станины /, на которую монтируются подшип-
ники и контрнож, кожуха 5, подшипников 8, являющихся опорами
вала, ножевого диска 6 с маховиком (маховик 7 имеется у ма-
шин не всех типов), загрузочного патрона 3, тормозного уст-
ройства, уменьшающего время выбега после остановки машины
(имеется у машин не всех типов), муфты 9, передающей вращение
от двигателя валу машины при соосной установке двигателя 10
(или клиноременной передачи при другой схеме установки дви-
гателя), устройства для проворачивания, лопаток 4 для выброса
щепы (при нижнем выбросе лопатки отсутствуют).
Опорами вала ножевого диска обычно являются сферические
роликоподшипники. В некоторых конструкциях в подшипнике
с «лицевой» стороны монтируют дополнительно упорный подшип-
ник, воспринимающий осевую составляющую силы, возникающей
при рубке баланса.
Установка необходимого зазора между контрножом и ножами
диска производится либо регулированием положения контрножа
с помощью винтов и клиньев с последующим закреплением бол-
тами (машина марки МРМН-20), либо перемещением вала и диска
вместе с роликоподшипниками (фирма «Картейдж» и «Муррей»
США, фирмы «Кархула» и «Тампелла-Оттерсланд» Финляндия,
машины марки АЗ-01 и АЗ-02 СССР).
Подшипники вмонтированы в стальные стаканы, которые могут
с помощью винтового устройства 2 перемещаться с валом, диском
и маховиком вдоль чугунных корпусов подшипников Войлочные
или севанитовые уплотнения предохраняют подшипники от попа-
дания пыли и вытекания смазки.
3* 35
Диск обычно изготовляют из катаной стали марки Ст 5 но
он может быть выполнен и в виде стальной отливки. К валу диск
крепится при помощи специальной ступицы, надеваемой на вал
в горячем состоянии.
Исходя из технологических соображений (сложноегь обра-
ботки гнезд для установки ножей), ножевой диск часто выполняют
из двух дисков толщиной 52 и 150 мм «фирма «Тампелла-Оттер-
слаид» и машин марки АЗ-01 и АЗ-02), скрепленных между собой
заклепками, установленными без зазора в отверстия из-под раз-
вертки.
Рис. 19. Установка режущих ножен и контрножа у десяти ножевом
руби тел ь но и м a ш и н ы
Для предохранения от истирающего действия балансов
к (иску прикреплены сев горные защитные листы /, которые за-
меняют после их износа (рис. 19).
Диск имеет наклонные по ходу относительно радиуса окна
для выхода щепы. В гнезда окоп вставляют режущие ножи 4,
которые располагают на специальных опорах 5, установленных
на теле диска Прижим ножен обеспечивается держателем 2 с по-
мощью болгов 6.
При замене режущих ножей ослабляют крепежные бол гы н
у каждого ножа. Затепленные ножи вынимают, а на их место
Вставляют острые, после чего затягивают крепежные болты.
Для получения хорошего качества щепы необходимо выдер
Живать Одинаковый выпуск лезвия у всех режущих ножей.
На практике каждый
щают в мерительную Г’Г
а следовательно. " с помощью регулировочных
рабочей ширины ножен осу ш асП0Л()Же1111Ь1Ч с тыльной стороны
(дистанционных) винтов о, ।
каждого режущего ножа. затоЧенпый режущий нож поме,
копобку 7 и при помощи указанных ранее
зв 8 выбирают образовавшийся после за-
^Качество menBbn? рТХ эн^гии зависит не только от правиль-
„пЛХювки ножей, но и от величины зазора между режущими
ножами и контрножом 3. Этот зазор не должен превышать 0,8—|
Величина зазора обеспечивается винтовой парой 2 (рис. 18),
установленной в корпусе переднего подшипника, за счет осевого.!
перемещения вала ножевого диска относительно неподвижного!
контрножа.
В летних условиях режущие ножи рекомендуется затачивать
подуглом р=37 38 вменять их один раз в смену при одной под-
точке в середине смены. В зимних условиях угол заточки ножей
рекомендуется увеличивать примерно на 2 и ножи менять 2 раза
в смену. Не следует допускать в машину баланс, загрязненный
илом или песком. Своевременная замена контрножей в питающем
патроне и защитных секторов на диске будут способствовать улуч-
шению качества щепы и снижению расхода энергии.
Многоножевые машины имеют от 8 до 16 ножей. Число ножей
в каждом отдельном случае определяется диаметром баланса,
для рубки которых предназначается данная машина. Ножи выпол-
няют из стали марки ЗХС или 6ХС с НВ 580. Твердость контр-
ножей достигает НВ 480.
Для увеличения махового момента у ряда машин имеются
маховики, которые крепятся на валу аналогично диску, одновре-
менно маховики являются и тормозными шкивами. 1
Пи ающий патрон рубительной машины выполняется литым
“уюТиЛов^ь„7^р“7Ь "Р™°У™ьную. круглую. эллнптнчес-
ОтХ₽а^ «Тампелла-
бен ппи nuui лпп АЗ 02). Разъемный патрон более удо-
торпус" итХТм3^Л""ИМ""Я брм™ " "Р" Рем0||тах- внутр}
износе ТСЯ зацО1тные листы, сменяемые при их
.юг» жг; т™ ™м“т*хи z к₽епле""я игр>' 'и,|-!
к плите. флан ц для крепления патрона
клона naTpoHa^^ByxPn^ocKocT^^roj^10 “ашины с У^ами на-
тельно горизонтали составляет патрона относи-
самоподачу баланса к лигк-v мо,., 1 • oz , что обеспечивает
к диску машины под действием силы тяжести.
гтля увеличения площади среза (что улучшает проникновение
1Оцитывающих составов в щепу) патрон имеет угол поворота
П плане относительно проекции оси вала а., 10 4 30 .
° Поворот патрона относительно нормали к диску, особенно
при прямоугольной или овальной его форме, обеспечивает скаты-
вание балансов малого диаметра по дну патрона в направлении
центра вала. Вследствие этого уменьшается радиус, по которому
приложено усилие резания, и уменьшается момент сопротивления,
что благоприятно сказывается на энергетическом балансе системы.
Кроме этого, при скатывании баланса малого диаметра к центру
вращения диска дольше сохраняются условия непрерывного реза
двумя ножами.
Кож^х предназначен для ограждения диска и направления
потока щепы. Сваривают кожух из листовой стали. Состоит он
из верхней и нижней частей, соединяемых болтами. Для удобства
монтажа машины верхняя часть кожуха — съемная
При выбросе щепы вниз на транспортер кожух имеет цилин-
дрическую форму и срезан внизу по хорде, отверстие окантовано
уголками, к которым крепят бункер. В центральной части кожуха
имеется отверстие под патрон и два отверстия в противоположных
стенках с дверцами для смены ножей.
В случае поступления щепы в циклон или бункер в верхней
части кожуха предусматривают два рукава: один—для щепы,
другой—для рециркуляционного воздуха, возвращающегося из
циклона. Кроме того, в кожухе имеется отверстие для проверки
установки контрножа и отверстие для очистки машины при засо-
рении.
Для выброса щепы и создания воздушного потока, необходимого
для транспортирования щепы по рукаву до циклона, на диске
устанавливают лопасти.
Маховик п муфта привода также ограждены кожухами, сва-
ренными из листовой стали. Привод дисковых многоножевых рубт
тельных машин осуществляется от асинхронных электродвига-
телей.
Основные технические данные многоножевых машин прнве
дены в табл. 11. Из таблицы видно, что коэффициент подачи
изменяется в пределах 0,45-0,7. Лишь для быстроходной
(// диска равно 580 об!мин} машины марки МРМП-20 этот коэффи-
циент составляет 0,27.
Коэффициент мощности по максимальному диаметру Л1П(.
для машин, имеющих скорость вращения диска 350 375 об мин,
равен 0,2 0.3; для машины марки 53-02 0,43; тля быстро-
ходных машин (и диска равно 460 — 580 об мин) он составляем
0,1 0.12.
Из приведенных значений Ктах видно, что у многоножевых
бысгроходных машин благодаря более полному использованию
кинетической энергии маховых масс установочная мощность
Таблица И
Технические харакiсристики многоножевых рубительных машин отечественных и зарубежных фирм
Н ।именов.э»!не MPMII 20 СССР \3-O2 АЗ-01 « Кар- те П дж» 19И г (ЛИА «Муррей», «Мурко» 1955 г
В
Финляндия
1 Троизводительность
/гл м3 ч:
по паспорту
фактическая
Размеры лиска в
диаметр
толщина
Число ножей в шт.
Скорость вращения диска
в об/мин
Мощность двигателя в кет
Скорость вращения
в об, мин
Размеры древесины:
длина в м
диаметр в мм
Выброс щепы
25—30
50
100 -120
им.
2000
150
580
80
580
250
21 10
10
280
375
300, 240
2440
10
459
500
375
500, 440
1700
10
360
725
До 300
Вниз
Форма патрона
вниз
Круглый
□дина щепы в леи
10—30
вниз
Прямо-
угольный
12—24
вниз
Прямо-
угольный
12—24
Капле-
видный
16—19
«Т амиелле».
«Отте р гланд»
«К арх ул а»,
•Оттерсл ан д
1954 г.
140 \ 150 99 75—100 1
2286 2592 2140 2440 1
— — “ - 214 1
10 1 10 10 1 10 1
360 375 350 365 1
440 515 1 400 ’ 370 1
— — — 1
—— — 2,0 2,0 1
До 500 600 460 530
Вниз Вниз Вверх, вниз Вверх, вниз
Круглый Круглый Круглый Овальный
(0 582) (0 621) (0 480) (0 350 650)
16—24 j 16—24 12—24 18-24 1 1
Продолжение табл. 11
СССР
США
Финляндия
Нзимечсланй»-
«Кар-
те Пд ж»
1944 г.
«Муррей», «Мхрко»
1955 г.
«К арх ул а»,
«Отте рола нд»
1954 г.
«I ампелле».
^Оттерсланд-
1955 г
Габ фиты машины в им
шина с двигателем
* без двигателя
и (Ирина
ВЫ< OI.1
Ьсе машины в кг
В । - нс редачи г дви а тел и
Эким вален • и ьш ia а метр
бревна в ии
Пронин uin п,
ви Ha.it и гном
в ru и
При
ан 1ме1ре
Коэффициент
ванин мвшинио!
Щ’ПОЛЬЗО-
; <•времени К и
Мощность резания макси- .
млж диаметра бревна
в мт
Коэффициент мощно»л и ера
МРМН-20
АЗ 02
АЗ-01
389) 5700 6800 3850
2200 — I. 2060
3200 31 ю .3100 2750
2170 1232 1000 I960
22600 и—•
Муфт л Муфтой М (|)|oii 11л ос ко
рСМСНН.Ч я
150 190 220 190
НО но 150 140
0.27 0.16 0.7 0,45
з.О 6 И» 1700 770
0.117 0,13 0 J 0.1
I4S0
280
Ктинире
мениая
220
200
250
2500
I .’.О
диаметра
22 600
29 500
260
0.2
• более тихоходных
ма-
воз.
л|„,водного двигатели ' и» „есколько завышена дан
у машин марки АЗ 02мошв > л
можиост» рубки АР“«""ЫТ1)ДЫ’' "“орЛИХ приведены в табл.
Кг°',е шшины типа «Оттерсла,.д> марок
необходимо \помян\и> . ____
МО с девятью »ожа”" " Х'ск'пм Таводом (Швеция).
Кар.™,тадсннм мет и >
42^’
типа ....- мглгл оос’
х гчх« iifonij вверх и МНС) 335
550 и 650 с литым патроном '^сварным патроном, выпускав
-------------и кохглым ПИвеиНЯ). I
мпогопожевые рубнтельные машины
мых карлш^д^........ -- м11ого11ожевые руотелы^ «шшшщ
Фирма «Самнер» вып) с < мл( для рубки бревен
с диаметром диска 2120, 2М0, ббои ]
большого диаметра. „11ПГПНОжевой рубителыюй машины
Основное преимущество ч'»/'У" ” анал„.,е качества
"° ы’так" при экепматаиии машины МРМН-20 на Советски,
“т^Хжиоч комбинате "ОЛучеиы сдедуюцШ е Ф «тнщ
данные по фракционному составу щепы за месяц. лупина , о,
крупная щепа — 4,6%, обычная щепа — 74,6 и, мелкая щеп
20 2%, опилки—0,5%. л „I
При испытании рубителыюн машины марки АЗ-02 применяли
сита с ячейками размером 40 . 40,25 25, 15 > 15 и 5 5 мм. Фрак-
ционный состав щепы, полученный во время испытаний, приведен
в табл. 12.
Таблица 12
Фракционный состав щепы в %, полученной на машине АЗ-02
Сорт древесины % Я 1'111 -Olli Ч1ЭОПЖПь'Я Крупная щепа (более 40 мм) Нормальная фрак- ция Мелкая щепа (от 5 до 15 мм) Опилки
10—25 ,п.м 25—15 м и
Круглая древесина (баланс и дрова) 52,5 Нет 6,9 50,3 35,3 7,5
Горбыли длиной 1500— 2500 .ил/ 46,0 4,0 10,6 57,0 25,0 3,4
оаалЙКДс в нучках длиной 2000-2500 мм 42,0 8,5 13,1 46,1 28,3 4,0
Обрезки досок и реек в пуч- ках длиной 1000-1500 ,ич 11,0 34,4 10,3 27,0 24,0 4,3
— —
Сопоставление паи nt iу д
• табл. 12), полученной . ',Ож^акц,|Г)||[|^мУ составу крупной щепь1
машинах марки МРМЦ-9п ‘ аЛоиО/Кевой дисковой машине и 11,1
,е гва М1|°тоножевых рубит • т?арКИ показывает преимУ'
। хмельных машин.
В табл. 12 данные о количестве опилок несколько завышены
вследствие значительной примеси гнилой древесины в исполь-
зованном во время опытов сырье.
Автором в 1962 г. на Соликамском целлюлозно-бумажном ком-
бинате и на Приозерском целлюлозном заводе испытывались
десятиножевые рубнтельные машины типа «Оттерсланд: фирмы
«Тампелла» (Финляндия) [101.
При этих испытаниях определяли расход энергии на рубку
баланса, качество щены по фракционному составу, вентиляцион-
ные (пневматические) параметры машин данного типа, произво-
дительность машины при рубке различных пород древесины.
Щепу сортировали на четыре фракции лабораторными ситами,
имеющими ячейки 30 30, 15 15 и 5 5 ил/, путем просеивания
проб (табл. 13).
Таблица 13
Результаты испытаний десягиножевой рубительной машины типа
«Оттерсланд» при угле заточки ножей 38° и влажности 45—50%
Порода древесины Полный )з О ь С" Ш X х £ На холостой ход 5 -и _ л £ a * ь О На резание • 33 Ы •с* -1 На вентиляцию ~ Крупная "3 икционн щепы ж = 1 л .у ЫЙ СОС7 } О* з: J ав % 'Ы' В- овые пропорции смеси щепы и воздуха К 1ЦСП1 н к но дух•
Осина Береза Ель 2,55 3,37 2,93 0,35 0,56 0,60 2,02 2,54 2,07 0,18 0,27 0,26 ! 2-7 3,5 3,16 1 1 88 88,3 83.8 6,9 6.2 9.9 1 2.4 2,0 3.0 5.2 3,7 1
Сопоставляя данные табл. 12 и 13 с временными техническими
условиями на щепу из отходов лесопиления и деревооораоотки,
предназначенную для выработки небеленой сульфагной целлю-
лозы на экспорт (по ТУ 146-51) и для внутреннего рынка (по
ТУ 184—52), можно сделать следующие выводы’
1) щепа полученная на многоножевых рхбитель ы\ м 1ш *» х
при рубке круглой древесины различных пород, может быть
использована без сортирования для изготовления как древесио-
волокнистых плит, гак и пол у целлюлозы,
2) щепа, полученная из горбылей и реек, может быт! и он
зована как сырье (ля производства ревес но-волокн к г »ix плит
с предварительной отсортировка и крупных фракции и опилок,
3) щепа, полученная из коротких обрезок досок и реек, может
быть использована лишь в качестве топлива.
в
,1Ых машин вместо малоножевых
увеличило ее выход и сократило
рования и дальнейшего "змельченю . ~ . всемесТ110 вытеснили
жевых машин способствовали том}, пи '......
малоножевые
лон древесины.
Наряду с п
ные машины имеют и
сковых многопожевых рубитель.
пезко улучшило качество щепы,
-'следующие процессы сорта-
Эти преимущества миоюно-
„,и. ра„ее „о пол „з^зви,..еся ДЛЯ рубки кру!
рассмотренных дисковых малоножевщ , поверхности ру-
статкам следует отнести несоответствие форх
бительного диска закону перемещения древесины, затяг ц
Н°ЖПлоская поверхность диска не обеспечивает -бхо=го
при резании соответствия в *омент' резания
бревно Сильно Прижимается к поверхности ножа причем создаю-
щееся давление вызывает изменение формы отруба, так как рез
производится не по естественно винтовой плоскости. Наличия
давления при подаче приводит к значительному износу поверх-
ности диска.
У современных машин с геликоидальными ножами (конструк-
ция машины рассмотрена в п. 7) указанные недостатки отсутст-
вуют. 1
Другим недостатком многоножевых рубильных машин является
форма питающего патрона, имеющего большой угол наклона к го-
ризонтальной плоскости (45—52 ). Этот недостаток объясняется
тем, что подача древесины к диск)’ происходит под действием
силы тяжести. Такое конструктивное оформление узла питания
выбывает необходимость двухэтажной компоновки зданий древес-
ных цехов. ДМ ||||
При использовании баланса длиной до 2—2,5 м двухэтажная
компоновка зданий не вызывает трудностей, а при длине бревен
до 6 л/ она затруднительна. J
, 11 лавных условий полного использования возмож-
ХХ='°Ж““Х машин является нал.......
пая ст . обн< clicTtMU 11тачи древесины в машину. Пропуск-
“"КГ"'”0® Хи,,шС“Т1!еТСТВ<’МТ"
снортер; а “Ушествляться вниз (на трап-
направлять ее пепосрецтвиш. ' Просе ,цепы вниз недопустимо
С большой скоростью т р X транспортер. Щепа движется
'ни, и вследствие'ч ппо га ? адает запасом кинетической эпер-
Перед лентой нУ£ ° «метро ее разрушает.
Рого щена °я ">'«> бункер и питатель, из кот°*
равномерно, независимо пт гранспоРтеР с небольшой скоростью
И ’ ме>кду рубкой отдельных брЧ
вен. При выбросе щепы вверх в циклон мощность установки во
время рубки толстых бревен возрастает на 50—100 кет.
Для сохранения теплового баланса цеха, особенно в зимнее
время, необходимо создать рециркуляцию воздуха из циклона
в рубительную машину, так как иначе с воздухом будет уноситься
большое количество тепла
7. ГЕЛИКОИДАЛЬНЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Первые дисковые мпогоножевые рубительные машины с гели-
КО11ойЛЬ,1а^и1 пожами типа «Норман» были выпущены в Швеции
в о 1954 гг. В дальнейшем этот тип машины получил широкое
распространение. С 1958 г. машину типа «Норман» выпускает
Рис. 20 Геликоидальная рубительная машина с наклонной
подачей древесины АЗ-11
фирма «Энсо—Гутцейт» (Финляндия), фирма Самнер (США) и ряд
других фирм.
В Советском Союзе изготовлены два типа рубительных машин
с геликоидальными ножами: первый — с наклонным патроном
АЗ-11 (рис. 20), второй — с горизонтальной подачей древесины
АЗ-12 (см. рис. 5).
В основном элементы конструкции \ геликоидальных машин
те же, что и других типов дисковых многоножевых рубительных
машин. Поэтому следует остановиться лишь на тех особенностях,
которые отличают эту машину от других многоножевых машин,
т. е. на конструкции диска и форме заточки ножей.
Все ранее рассмотренные многоножевые рубительные машины
имели гладкий диск с выступающими из него ножами В машине
же типа «Норман» и др. диск между ножами представляет
которые сливаются с задними
Ученными по той же винтовой
пне геликоидальной.
ножевым диском (см. рис. 4, о)
«бой части винтовые nowpx""™»
кромками ножей (см. ри<. 4, <),
поверхности, носящей наиме,'°^ ,
В обычной машине с плоским — • „ актной поверхности
в момент резания вследствие "большой кон „ и
бревном возникают значи-
тельные удельные давления,
которые приводят к смятию
торцовой поверхности и сни-
жению качества щепы.
При геликоидальной по-
верхности диска и ножей
(см. рис. 4, б) контакт бревна
с диском осуществляется
почти по всей поверхности
Рис. 21 Геликоидальная рубительная
машина типа «Норман 50»
среза. Возникающее здесь
контактное напряжение ока-
зывается незначительным.
Рез пол\чается правильным, края щепы не смяты. При этом мелкой
щепы оказывается меньше, чем у обычных многоножевых машин.
При подаче древесины через патрон бревно находится одно-
временно под воздействием двух ножей, что устраняет его под-
прыгивание в патроне. Благодаря меньшему удельному давлению
межд\ бревном и диском у машины с геликоидальными ножами
1 2 3
Развертка по дуге
Рж 22 Ножевой диск рубительной .машины типа
«Норман»
"осто«™я?таТкаГпоВюхимпП°ГО проФиля диска Длина щепы
’Ххг" ™яется ,,ролм>ки"'е,‘
луюшие <Х" ХЙ*"" »» (рис. 2|) ИМееТ еле-
» гузочный), цривод v резания, питающий патрон
и. УХ двска. корпуса подшипников вала
диска, электродвигатель и пнтя1г...,и.т
общей фундаментной плите литой итисваоной ' М011ТИР0ваны на
Механизм резания (пис 22),ZСварнои “Обструкции.
диска 4, несущего на себе режущие /псбиЛ виде вращающегося
ликоидальной поверхностью заточки.Р> ель,1ые) ножи с ге-
Режущие ножи расположены на подкладочных секторах 9
лицевой стороны
секторами 7 с помощью
образуют геликоидальную
которые крепятся к телу диска винтами 8 С
режущие ножи зажаты прижимными
шпилек 5. Прижимные секторы также
45 90
Рис. 23. Футеровочная кор<х5ка
патрона машины типа Норман»
режущих ножей прижимаются
с помощью кольцевой гайки 2
поверхность. Внутренние кромки
к телу диска конусным кольцом 3
и нарезной втулки /, которая крепится винтами 6. Ножевой диск
смонтирован консольно к валу; расположенному в двух радиально
сферических двухрядных роликоподшипниках Вал дис^ка с0
единен с электродвигателем эластичной пальцевой муфтой. „ иск
с режущими ножами закрыт защитным кожухом, изготовленным
В нижней половине кожуха имеется окно для
Верхняя часть кожуха выполняется
дает возможность производить замену режущих
ножей и технический осмотр машины.
изготовляется прямох го.и
Он расположен под углом
из листовой стали
удаления щепы из машин,
съемной, что
Питающий патрон (Р,,с
ного сечения [
52 к горизонту и развернут в
размером 250 250 «.«. Он расположен иод м.™
1 1 3 горизонтально» и юскости на 10 .
~ Внутпи^пи’таюпгего патрона имеется футеровочная коробка
с кон?рХамиЖ^Ужи! для >с-новк;. конгриожеи^щщнгы
внутренней поверхности патрона от истц 1 1
плоскости
. ПОМОЩЬЮ винтов -
лиска, имеют гнел
вых н один ннжни
ками 5.
к телу коробки заклеп-
л - «косвенными в ней контрножами
коробку с за1;Рс,,п этом ушко / входит в сне-
inтающего лотка, р
цнальный паз корпуса патрощ.
Крепление коробки в теле
Рис. 24. Варианты монтажа рубитель-
ных машин типа «Норман»
расположении».» ...□ •• патрона производится винтами,
зазоров между о ж- ш?0 " Г,')КОВЫХ его стенках. Регулирование
перемещением фУтеровочной°ХТ' ” КОНтрножами производится
рона. ’ Р корооки относительно корпуса пат-
предусматривают нижнее удале111ш0Р’МаП>> в^боль1ПИНстве случаев
портер (рцс 24, либо но», . ' 111епь1 либо на ленточный транс-
под машиной (рис 24 п> сРелствеино в бункер, расноложеи-
ляющий щепу в пневмати’че коп"' ПаконеЧ. в питатель, направ-
... Ч1ск\ю установку (рис. 24, в). I
Для получения качественной щепы с равномерной длиной ча-
стиц и чистым отрубом большую роль играют величины зазоров
между режущими ножами и контрножами, правильная заточка
и установка ножей, а также их острота.
Принципиальная схема резания древесины в данном типе дис-
ковой рубителыюй машины предполагает сопряжение заточных
фасок режущих ножей с геликоидальной поверхностью прижимных
секторов диска. В связи с этим режущий нож должен иметь пере-
менный но длине угол заточки (у машины «Норман 50 от 34 56'
до 30°56').
При указанной заточке режущих ножей поверхность epesa
древесины в процессе отруба соприкасается с геликоидальной
поверхностью заточной фаски ножей и прижимных секторов 1181.
При эксплуатации этих машин необходимо тщательно следить
за правильностью заточки режущих ножей. Геликоидальная за-
точка их производится на обычных заточных станках типа ТЧН
с помощью специального приспособления 8 (рис. 25), обеспечи-
вающего одновременную заточку двух ножей. Это приспособле-
ние представляет собой стальную пластину размером 200 100
Х735 мм, на которой установлены подкладные бруски, тыльные
упоры и изгибающие зажимы. Подкладные бруски бывают трех
видов: прямоугольные 4, с положительным углом скоса 1 и с отри-
цательным 5. Тыльные упоры 9 представляют собой бруски, при-
крепленные к основной пластине. Опорная грань упоров имеет
скос по отношению к передней кромке пластины с размерами по
концам 83 ± 0,05 и 82,2 ± 0,05.
Изгибающие зажимы 2 крепят к основной пластине с помощью
потайных винтов 3 с шестигранной головкой под торцовый ключ.
Приспособление для заточки ножей в сборе крепят на поворотную
плиту заточного станка с помощью четырех болтов, устанавливае-
мых в отверстия D.
Режущие ножи 6 устанавливают на подкладные бруски и при-
жимают к ним изгибающими зажимами. При этом режущие ножи
изгибаются. После этого поворотную плиту заточного станка уста-
навливают под углом 32 56 по отношению к плоскости точильного
камня. Далее производится обычная заточка режущих ножей
так же, как и при заточке других пластинчатых ножей с постоян-
ным углом заострения. Ширина ножей поддерживается ia счет
сменных накладок 7.
Отечественная геликоидальная машина АЗ 12 предусматривает
горизонтальную подачу древесины. Такое исполнение дает воз-
можность снизить высоту здания и обеспечивает более удобную
компоновку транспортеров, подающих материал для рубки.
Патрон’машины имеет ширину 450 .ч.ч, что позволяет разру-
бать горбыли и доски сечением 420 50 мм Эта машина больше
всего приспособлена для рубки отходов лесопиления (горбылей.
Досок). Ее средняя производительность составляет 10-12 пл. .к3 ч,
4 Н. М. Вальщиков
Рис. 25. Приспособление для заточки геликоидальных режущих ножен
что соответствует среднему расчетному поступлению отходов от
двух лесопильных рам.
Геликоидальная машина АЗ 11 (рис. 26) имеет наклонный пат-
рон 5, снабженный внизу контрножом 6. В патрон древесина по-
надает сверху по желобу. Отверстие патрона выполнено с разме-
рами 250 250 мм, поэтому машина больше приспособлена для
рубки круглой древесины.
^Основной частью машины является стальной диск 1 диаметром
1270 мм и шириной 140 мм. В теле диска имеется широкая (от
0 290 до 0 1100 мм) кольцевая выемка глубиной 75 мм. В остав-
Рис. 26. Диск машины АЗ-11
шейся части тела диска толщиной 65 мм имеются сквозные отвер-
стия специальной формы для прохода щепы 8, получаемой при
рубке бревен 7.
В кольцевой выемке к телу диска между отверстиями посред-
ством подкладок 2 и накладок 3 прикреплены ножи 4 В машинах
АЗ-11 и АЗ-12 установлено соответственно 16 и 12 ножей; подкла-
док и накладок. В машине АЗ-12 ножи направлены по касатель-
ным к окружности радиусом 85 мм. При таком положении ножей
удалось получить достаточно большую ширину патрона при
сравнительно небольшом диаметре диска
Наиболее сложной деталью диска, во многом определяющей
качество щепы, является накладка, которая должна быть обра-
ботана с высокой точностью.
Ножи для машины АЗ 11 и АЗ-12 выполнены из ванадиевой
стали 9Х5ВФ.
Для привода машин использованы асинхронны* коро!козах
кнутые двигатели.
4*
51
чпннд иампбаемого материала для
длина раш> .... „писателя, бо.
ла мсиьи.т- ~ что для данной машины
й’машину АЗ-11, допускает па-
Применнть двигатель
, так
,м,Лчрмого материала для машины
Максимальная ллина |>а I ’ ее двигателя, больше, чем
ЛЗ-12. .-CWJJ
Д„е„"о«зшая двигатель с Д‘> 338 обМил,
шин падение числа оооротов при руоке^
Обычный Лввгат^ь приводящ
копьжением и для машины АЗ-Н не удалось
К мощности не выпускаются.
денис оборотов тол
с повышенным Cl-
как подобные двигатели нужной
Рис. 27. Сечения патрона машины АЗ-12 (слева —
в нормальном сечении; справа — в проекции на
плоскость ножевого диска)
Патрон с контрножом 6 рубительной машины АЗ-11 — наклон-
специТтаыюТНжГ° сечения’ а У машины АЗ-12 он имеет сечение
рабочую поверхность ди?^™^ максимально использовать
сте^кой'поТуглом'ге 27? П* бЫЛ Изготовлеи с передней
разворачивали доске ’ 27 ’ При испытании машины ножи
положении ^издлиРоеб?аЛт * К Передней степке « в эТ°*
почти параллельно передней стен!рК напРавление ножа быЛ°
чалось невысоким было м.., патрона, качество щепы нолу-
Работа машины оказалась (ie. t Кр’ПНЬ1Х ,,еРазРубленпых кусков
выбрать наил\чший угоч '’вле'ворительной. Для того чтобы
52 ’ ' 'Уклона, было изготовлено несколько
ВК/1АДЫ,1.1гИ ® патРон Д.™ установки передней стенки под углами
в оО и 45 . Кроме того, был проверен вариант патрона с тем же
углом передней стенки (72 ), но с уменьшенной на 134 ,и.и дли-
ной сечения. После установки каждого из вкладышей проводи-
лась пробная рубка, после чего сравнивался фракционный состав
щепы. Наилучший результат показал вкладыш с углом 45'
(рис. 27). Этот вариант и был принят для машины серийного вы-
пуска.
Эти машины полностью соответствуют технической характери-
стике и обеспечивают гарантированный выход кондиционной
нцпы (92—93%). По своим технологическим данным — по выходу
кондиционной щепы и производительности — обе машины (АЗ-11;
АЗ-12) соответствуют современным иностранным образцам. Удель-
ный расход электроэнергии у них ниже, чем у машины РАЮ-1600
(табл. 15).
Таблица 14
Предельные значения
длины в м баланса
или горбыля
Сечение разрубаемого материала в см2 АЗ-11 АЗ-12
До 200 3 6
200—250 2,2 4
250—300 1,8 3,2
300—500 1,4 2.8
Таблица 15
Расход энергии в кет h пл. м
при рубке отходов древесины
Измельчаемой материал Р МО-1600 11'1 \ CI
Смесь горбыля и реек 3.2 1,65 1.70
Горбыль толстый 3,4 2,00 1.95
Лом баланса 3,2 1.65 1,70
В табл. 16 приведены основные технические данные дисковых
рубительных машин с геликоидальной поверхностью ножей и
диска.
Если выброс щепы будет осуществляться вверх, то дополни-
тельная мощность составит 50—100 кет, причем качество щепы
ухудшится С 1956 г. машины типа «Норман* выпускает гакже
фирма «Картейдж» (США).
Из табл. 16 видно, что коэффициент использования машин
кого времени Кц для быстроходных машин (н 590 — 730 об мин}
составляет 0,1—0,13, для более тихоходных (п 440 об .инн) он
равен 0 34 Коэффициент мощности по максимальному диаметру
AniJX для быстроходных машин составляет 0,12 0.13. а для тихо-
ходных машин 0,27.
Таким образом, скорость вращения диска оказывает сущест-
венное влияние на величиях коэффициента Ад и Аш.,х.
Геликоидальная поверхность диска и соответствующая за-
точка ножей создают благоприятные условия для повышения
\ярЛктерисп<ьп_Р ...„ИН С геликоидальными ножам» .^тельных маши.
1<Н0Рч,а,,’> (Шве- ция) 1 «ЭнсО Г ( фннл уТЦСЙТ» яндня) «Сам нор» (США) АЗ 11 (СССР) АЗ 12 <<сср)
ЦлР-’MVTpl'
8° 22 50 — 25 >8-20
Производительность в п-1 •«’ 4 •?|50 1270 1680 1680 1270 1270
Диаметр к>ска в ни Скорость вращения 440 730 590 16 735 16 675
знака в об мин 19 16 16 12
Число ножей в шт. Мощность двигате- 270— 300 30- 120 200— 370 — 75 55
ТЧ в КвГП — — 735 675
Скорость вращения 44U
в иб мин Размеры щепы в мм: 10—30 20 20 — 18 18
длина толщина форма патрона 2-10 Кру г- лая Прямоу! -ольная — 2—6 Квад- ратная 2-6 Косо- уголь-
ная
Размеры патрона в мм Вес машины в кг 0 400 250 X Х250 435Х Х420 — 250Х Х250 420Х Х150
5000 9000 —- 4110 4460
Эквивалентный диа- метр бревна в мм 220 150 220 150 -
Максимальный диа- метр бревна в лж 350 230 380 — 250
Произвол и тел ьн ость при рубке эквивалент- ного диаметра бревна в П1. м\ч 240 220 390
Коэффициент ис- пользования машин- ного времени Кп 0,34 0,1 0,13 — 0,15 0,15
’С'шность резания при рубке бревна ма- ксимального диаметра в кет 1100 1030 2550 — — — ——
Ь *ФфиЦНе;|Т МОШ- Исти ио маы ималЬц0. 0,27 0,116 0,13 — —- ——
'LaW'бревна К 11 г
U Р Н f щ » „ а а ^уикчлилиется J Р численных машинах, кроме «Самнер» у, а выброс щепы производится вниз. (СПМ>-
качества щепы. Щепа, полученная на машинах этого типа, может
не подвергаться сортировке в процессе производства крафт-цел-
люлозы. Это является основным преимуществом машины данною
типа.
Следует отметить, что указанные преимущества геликоидаль-
ной поверхности могут быть использованы только для расчетной
длины щены.
8. РУБНТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ДРЕВЕСИНЫ
^Дисковые многоножевые рубнтельные машины с горизонталь-
ной подачей древесины отличаются от ранее рассмотренных диско-
вых многоножевых рубительных машин горизонтальным распо-
ложением питающего патрона, несколько уменьшенным числом
ножей и большей скоростью вращения диска. В 1956—1957 гг.
машины этого типа были выпущены следующими фирмами- <Сотер-
хамне» (Швеция); «Виггер—Хаизель» '(США ФРГ) «Самнер
(США) и др. *
Сварной патрон для горизонтальной подачи расположен в плане
под углом 38—45 относительно оси вала. Древесина подается
цепным или ленточным транспортером. Установка может быть
соединена в один агрегат с корообдирочной машиной.
Скорость вращения диска этих машин следующая.
Диаметр диска в мм ....... . . 1220 1420 2120
Скорость вращения диска в об мин 470 730 500
Увеличение скорости вращения диска позволило исполь ювать
относительно быстроходные двигатели, устанавливаемые соосно
с главным валом, что способствовало уменьшению габаритов и веса
машины.
Число ножей на многоножевых рубительных машинах этого
типа уменьшилось до следующих величин:
Диаметр диска в мм До 2000 2120 4000
Число ножей в диске 5 Ь
Уменьшение числа ножей обеспечило необходимую произво-
дительность машин при повышении скорости вращения диска.
При этом нс потребовалось увеличения мощности приводных дв’
гателей по сравнению с обычными многоножевыми рубительными
машинами.
Десятиножевую рубительную машину с горизонтальн и подачей
типа III 1700 (рис. 28) выпускает Карлштадскнй механический »а-
вод. Это наиболее крупная из выпускаемых машин с горизонта.i
ной подачей древесины (диаметр диска 3000 лмО.
Рубнтельные машины с горизонтальной подачей древ»^ииы
выпускает также фирма «Самнер» (США) (рис. 29) Особенностью
я» «*
СП
пОжение ножевого диска.
„ -зляется консольное рж ♦ ш1е|1а пЛитами, заме-
? лицевая поверхнось Д £ мЫХ бревен при этом
по мере износа. Длин > »зм бреве1) „роизводн-
,ч„ваетс». _
этой машины являет
В машине J
няемыми I-
не ограничивается,
тельность машины с<
Цля увеличения
ЧТО L-
валх машины
'“'консмы^ расположение
только для малых моделей
У данной машины диаметр
и рубительныи диск,
махового мом
взжно“при рубке балансовбо.ъ
а1А1,,в;;д установлен маховик.
ховик закрыт сварным к0^Ух^'к . мы «Самнер» допустимо
С небольшим весом ножевого диска
диТка равен 1350 число пожен
Рис 28 Губительная машина с гори- Рис. 29 Губительная машина с гори-
зонтальной подачей баланса завода зонтальной подачей баланса фирмы
<KMW> «Самнер»
Малая модель рубительной машины с горизонтальной подачей
марки НН220 Карлштадского механического завода имеет диск
диаметром 1000 лги, скорость вращения диска около 1500 об/мин.
Производительность машин достигает 40 пл. мЧч. При проекти-
ровании указанной машины предусматривалась рубка бревен
диаметр >м до 125 мм. Однако производственные испытания пока-
a in, 41 апл la рубит бревна диаметром до 178 мм и длиной 2 л/,
’ -Ри этом равна 22 мм. Выброс щепы осуществляется
ьверх в пециальный прицеп с увеличенными бортами. Машина
"г.1 ван ,,а прицепе соосно с дизель-мотором мощностью
Фипмя ".РьДНаз"аче,1Л Л1Я наработки отходов лесопиления.
*2“ <США> выпускает сташ.онярпуй
Она певеп 1бят|1ИЯт.т . Ганзель» с горизонтальной подачей,
чительной'особецпостью 'ееН " 0ТХ0Дь| лесопиления. Отли-
’ является наличие двух патронов
машину типа Николсон
основного снизу и дополнительного сбоку В дополнительный
паIрои направляются мелкие отходы древесины
Фирма «Ханзщь» выпускает несколько типов рубительных
машин с горизонтальной подачей как для рубки баланса, так и от-
ходов лесопиления. В машинах этой фирмы режущие ножи сме-
щены от радиального направления не вперед, а назад. Таким об-
разом, процесс резания здесь имеет некоторые свои особенности
Для измельчения баланса машина имеет диск диаметром or 2100
до 4.4)0 ж,и, а для измельчения отходов лесопиления и фанерного
проишодства 900 — 1875 .им.
Для крупных машин ножи составляют из отдельных частей
по длине. Таким образом, при повреждении режущей кромки
нет необходимости перетачивать весь нож Экономия от прнмене
пия таких ножей составляет около 30% их стоимости
Наибольшая рубительная машина с горизонтальной подачей
фирмы «Виггер — Ханзель» имеет диск диаметром ‘2800 мм Эта
машина измельчает бревна диаметром до 660 мм и длиной 10 .м.
установлена она на легком стальном помоете на высоте около
7,5 я над уровнем пола. Фундамент изготовлен из бетона, имеются
вертикальные опоры. На некоторых предприятиях такие машины
установлены на деревянных потмостах и работают вполне удовлет
ворительно.
Наименьшая машина, выпускаемая той ж< фирмой, имеет диск
диаметром 1120 леи с тремя, четырьмя и шестью ножами Эти ма-
шины монтируют на деревянных балках.
В Америке работают свыше 200 машин такого типа, выпущен
ных фирмой «Виггер—Ханзель». Одна из машин с горизонтальной
подачей той же фирмы работает в I вропе Она - ш тодит рубкл
как толстых, так и тонких бревен, которые подают- •= в машину
в виде пучков диаметром 3(М чл< и длиной от 1 до 4 м
Горизонтальная подача древесины исключает возможность ;н
намических нагрузок (ударов) на диск при падении бревна по
желобу, имеющих место у обычных многоноженьв машин с на
клонным питающим патроном Это одно и< преимхшеств'lainnn
этого типа.
Фирмой «Картейдж машин компаян* (США) г.ыпу; г да машина
типа «Картейдж - Норман» с расположением погрома над <кью
диска (рис. 30). По мнению фирмы, зго обе- п< иг••нч \ п*
ную переработкх в щепу круглого баланса малою дииме ра В па
троне установлены два контрножа под утлом в 1 »•> один
тельно' другого На диске установлено 15 р-ж’.щих ножей Эт;
машина выпускается в двух исполнениях - с верхним и нижним
выбросом щепы.
У некоторых машин фирмы «Содерхамнс» (рж 31) над основ-
ным патроном установлен лоток для з;н Гх <ки крупной щепы и м<
ких отходов древесины. Машины этой фирмы снабжены питвюимши
патронами особой формы (рис. 32), одннаиИО прнг< г
Рис 30. Рубительная машина
фирмы Каргейдж—Норман»
Рис 31. Рубительная машина фирмы
«Содерхамнс»
**** 6 ~ Хе7Х°Д0В {dd '
ножевого диска) 1
Рис. 33. Установка режущих ножей
У машины фирмы «Содерхамнс»
58
подачи круглых бревен, горбылей и реек. Они обеспечивают рубку
горбылей большой ширины, которые в патроне занимают диаго-
нальное положение. В машине имеется специальное устройство
(рис. 33) с пружиной 5, обеспечивающее быструю замену режущих
ножей. Для этого достаточно несколько ослабить гайки зажимных
болтов 4, а затем перевести головки болтов (с замками) в соседние
отверстия на ноже и снять нож. Надобность в полном отвинчивании
гаек, а также вытаскивании зажимных болтов отпадает Исклю-
чается возможность потери гаек или болтов, но несколько услож-
няется изготовление отверстий в пятках ножей для их крепления.
у тем замены подкладок 2 под ножи 3 изменяется выпуск
лезвии режущих ножей за плоскость диска /, а следовательно
меняется и длина щепы.
Расположение пятки ножа выше плоскости диска способствует
получению щепы лучшего качества, так как древесина при сходе
с ножей не встречается с плоскостью диска, а продолжает дви-
гаться к следующему ножу. При этом уменьшается также и износ
диска. Подножевое окно выполнено по плавной кривой, что спо-
собствует лучшему проходу щепы на приводную сторону диска.
В указанном типе машины привлекает к себе внимание располо-
жение лопаток для выброса щепы на теле диска. «/Лопатки почти
не выступают за обод ножевого диска; они расположены с привод-
ной стороны диска между режущими ножами и приближены к цен-
тру диска. Это позволяет снизить скорость выброса щепы, а следо-
вательно, и вентиляционный расход энергии Эти машины выпу-
скают трех типов: 670—48В, 670—56В и 670—84А.
Привод рубительных машин с горизонтальной подачей древе-
сины осуществляется как асинхронными, так и синхронными элек-
тродвигателями. Для привода крупногабаритных рубительных
машин большой мощности рекомендуется установка синхронных
электродвигателей [101.
Наиболее трудоемкой операцией при эксплуатации многоно-
жевых машин является смена режущих ножей. В ФРГ разработано
специальное приспособление для автоматизированной замены р
жущих ножей. Оно представляет собой многосекционную кассету^,
число секций в которой на одну больше, чем число режущих ножей
на диске машины. Перед сменой ножей машину останавливают
и кассетх7 заполненную острыми ножами, подвигаю1 вправе д<
Упора Первая свободная кассета устанавливается против заменяе-
мого ножа. Замена ножей осуществляется с помощью гидравли-
ческого электромагнитного приспособления.
После смены первого ножа кассета автоматически подвигается
на один интервал влево и располагается против второго нож .
Это, цикл автоматически повторяется до полков замены «« ;
щнх ножей па диске. Для шестияожевои машины требуется всею
три мпнуш 1401 для замены всех кожей. После этого кассета о,во-
Дится отмашины и заполняется вновь острыми ножами, а затуплен-
иые ножи пост}
применю, и Для
' в 1962 г. ЦН
произволе
акрытых общим кожухом. Гусеничный прижим приво-
, СТОЧКУ Подобный способ смены ножей
пают i'a ‘ ёцтельных машин.
барабанных! >и ал первую в СССР опытно-
О .....- Исковую рубительную машину АЗ-10 с прцНу.
пром родственную ДН1Н • подачей древесины. Толстые бревца
тительнон горизонта ьп на р0ЛьГ;111Г „ далее на рИфЛе.
поштучно, а то1И<ие в п [1й ,пм В патро11 машины брев([а
ные валики под r^ d ieiIblM валикам гусеничными праймами
подают пРил’а™,"Xtбольшую окружи}ю скорость, чем валики
Рифленые валики мио ^ьНЫМ11 бревнами образуются про.
Рольга<<га. Поэтому пр„ руб баланса и
меж} тки, =ю восстановить свои обороты. По щепо-
зать возможность Д вместе с воздухом лопатками
ХТн’аоХегся = ц.Хн. Для сохранен»» тепла н древесном
отлете зимнее время эта машина имеет циркуляцию воздуха.
Ш циклона воздух по трубопроводу направляется обратно в кожух
рубительной машины.
Электродвигатель через зубчатую муфту соосно соединен с глав-
ным валом ротора машины, состоящим из ножевого диска и диска-
маховика, закрытых общим кожухом. Гусеничный прижим приво-
дится в действие от гидравлического цилиндра, соединенного
с наносной станцией. -
Для измельчения в щепу дровяной древесины, а также лесосеч-
ных отходов (вершин и сучьев) в ЦНИИМЭ в 1967—1968 гг. была
разработана дисковая рубительная машина марки МРГ-35
(рис. 34) с горизонтальной подачей древесины, производитель-
ностью 35 пл. м3!ч. Она имеет десяти ножевой диск диаметром
1600 мм. Диск вращается со скоростью 585—735 об!мин.
Эта машина кроме основного патрона 1 имеет еще наклоненный
п )д углом 49 к горизонту дополнительный (вспомогательный)
патрон 2 для измельчения мелких отходов древесины.
В е да шые по рубительным машинам с горизонтальной пода-
чей древесины представлены в табл. 17.
У видно» что коэффициент использования машинного
КоэйхЬипир^т ДЛЯ данного типа машин составляет 0,38—0,47.
0 13—0 15 я ппнЩН0СТИ П° максимальнюму диаметру составляет
ииальХ' ВДет больщей мощное™ (по еле-
1ал..паяВпщача°7р°и™ны Расс’а1Р"вае'.ых машин — горизо»
Щаег расходы на cPTponTMbCTI]SHMeneH-He ЭТ°Г° ВИДа подач1^ сокр8’
конструкцию транспоптшгу зла"ии древесных цехов, упрощает
«а транспортировку (отсгтетЛРеДСТВ’ СПИжает расход энергии
^таж). Уют подъем древесины на второй
Кроме этого, при такой
7Я агРегироваиия рубитрт водаче дРевесины создаются условия
1 амп, а также исключаются > г-!Х Машии с корообдирочными маши
,1( ?• ары бревен о диск во время загрузки
их в патрон. Упрощенная конструкция питающего патрона позво-
ляет уменьшить расход металла и способствует снижению веса
всей установки.
Снижение числа ножей на диске не должно нарушать непрерыв-
ность резания двумя ножами для большей части древесины, пере-
рабатываемой на данной машине.
При рассмотрении рубительных машин с горизонтальной пода-
чей, выпускаемых фирмой «Содерхамнс» (Швеция), следует обра-
тить внимание на машины с малым диаметром диска (1220
Рис. 34. Губительная машина МРГ-35
до 255 11 330 мм. н Д диска непрерывность реза cu-сь сохра
Вследствие малого диаметра диск i
нясгея. ппгк'я допустимое при иекото-
Увеличение скорости вран способствует улучшению
ром уменьшении числа ноже! ‘ ’ ода При большой ско-
эпергетического баланса ма“1‘" ’ энергии может еще воз-
рости вращения диска роль к м ,ости двигатели увеличить
расти. Это позволяет при той ’ н Кпом* того, мощность
длину поступающей в машн*^др срав1И.1П,ю с мощностью
двигателя может быть снижен.
l ’ флмгтры
Чарка машины
Циаме р диска в и и
Число ножей в шт.
Скорость вращения
диска в об чин
Размеры патрона в мм
подачи
в
Mi мин
в
пл. лА ч
в
Мощность двигателя
кет
Вес машины в кг
I а б Л и ц a 17
Характеристики рубительных машин с горнзннгальной подачей баланса
«Сидег ' х .iMik » (Шнеции) Карл иг гад ки ft механический завод ( Шее Ди я) < Виггс р — Хан л* ль» I (США — ФР1 ) ♦Самнер» (США > Проект ЦНИИ 1 1 буммаша 1 (СССР)
48" I 88" ' 84" НН220 * 111 1700 • 84 "* * \ 53" •• ЛЗ-10 *
1220 1420 2130 1000 3000 2120 2130 1350 2500 1
6 6 6 или 8 10 4 10 4 или 6 10
970 720 500 1500 — 514 475 1 —- 370
270—450 350-500 500—850 600 -700 — — 1 — —
НО 100 7,5 — — 32,2 80,8 — 50—100
45 60 90 40 125 — — —— 100
55—75 75-150 220 37 — 260 300 55—110 600
2700 3500 9000 -—. — ! — ; 32 500
1
Продолжение табл. 17
11араме' ры
Наибольший диаметр
древесины в .war
Длина щепы в мм
Экви залет ныи диаметр
бревен в мм
Прон нюдмтглы-нм гь
при рх бке бревен в пл. м ' ч\
К ©эффминеи! мощи ' тн
при р . ’5м 1 ' н< ' •’ ’ и
ч, ,. |' . •. намг' p.i А и. »х
К» л|,<П ! • '' ' 11 п<,л ‘ '
.юваиия машинною врс
, \iv.IH X//
ЧМ-.'ца. 1’< 1НИЯ t’pa ,
рубил бревен максималь-
ною диаметра в
«Содерхамнс» (Швеция) Карлштадский механический завод (Швеция) «Виггер — \ анзель» (США-ФРГ) «Самнер> (США) Проект I
ПНИН 1
буммаша 1 (СССР)
255 15—30 150 НО 0,13 0,41 580 330 15-30 190 1 135 1 0.1 1 0.14 840 510 15 - 30 360 2 Ю 0,15 0,38 1 150 00 tar ta« 585 20 и 25 7,3 482 1 2(4) 1 1 1 0.1 3 2(ЧМ Для отходов 1 1 1 450 12-27 2о0 210 0 4 0,47 1250
•• Выброс может осущфспмвтьс* W
аналогичной mhoi
гопожевов Р\биге,ii.iion мапнши, работающей
".„бительной машины с горизонтальной подачеГ1
пт11ОИ Тся сложность синхронизации скорости пода1о.
древесины о них"Д остью затягивания древесины рубитед,..
.цеготранспоп а транспортера принимается
ними ножами. Об - о 5._20%. При этом бревно
скорости затягнва _ 11;1Ч1111аетб\ксовать, что приводит к износу
В связи с этим целесообразно в приводе траиспор.
)нвать фрикционную передачу, в которой может
происходить проскальзывание. М
ленты или ненсн
тер а предусмат|
9. ДИСКОВЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
С ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНОЙ РЕЖУЩИХ НОЖЕЙ
Измельчение толстомерной древесины на обычных дисковых
машинах возможно при условии раскалывания бревен па 3—
4 части, что требует дополнительного оборудования и обслуживаю-
щего персонала. Возможно также изготовить специальную ма-
шину с большим поперечным сечением питающего патрона и уста-
новкой двигателя мощностью 1600—2000 кет. Отдельные машины
такого типа используются в США. |И
Как известно, мощность резания и производительность машины
пропорциональны квадратам диаметров бревен. Так, если обозна-
чить через — мощность резания при измельчении бревна
с clx — 100 мм и N2 — при d2 = 800 льи, то получится, что
дг /800\2 ., г . А.
- ~ \Тбб) 64Л\.
При практических расчетах производительность и мощность
определяют по так называемому эквивалентному диаметру d)Ke,
учитывающему процентное содержание бревен различных диамет-
11 u ь н щем шта^еле балансов. Затем при расчете мощности привод-
ного двигателя производят проверку на пропуск бревен макси-
диаме1Ра- Окончательно мощность назначается по по-
зав11111Рш1«СЛ°ВИЮ’ Т’ е’ П0 dmav Это приводит к значительному
ностью я тзк ир1Н0СТН П° сРавне,1ИЮ с расчетной производитель-
о метит цТ? Л К увелДчению расхода энергии. При этом следует
в тс 3 6 ° ZCTb'о?оРеВеИ В общем ["табеле бал Я
и 6 b <Редко 10%).
в которой Хы'лгУбп?1 Пз,ч'ельчать в 'Цепу балансовую древесину,
тельных машинах с Хл1.Ь1|",х диаметров на дисковых ру^11:
Диск ьтих машин по ш’< i, ."ЮИ дли,,ои Рвущих ножей. Пожегю
До 800 .мм (и более) пои измельчать баланс диаметром от 80
водною двигателя mm-. ав,,ителыю небольшой мощности пр"
"ИДЯ, выравненной производительности и при зпач"-
апса находится
тельной экономии электроэнергии „
И ПРНОГII II и ’ 1
сечение перерезан, не сразу а'омЛ'. .‘.‘.7',?7”’‘’й "° ' '""' е'чпо.
'..............- У’ Г; ’,,Ь1Ч,! более} кими полосами.
Р жуйте ножи на лиске должны
еины можно выделить три
ступень (/; обеспечивает
лл: вторая ступень (//>
До 800 ,ИД(. Автором рам
следующим распределение
режущих ножей но отдельным ступеням пины
В первой схеме (рис. 35 <n z" 19.
число ножей равно 12, из и'их два - большой длины'два2 '°±7
пен длины и восемь — коротких). ’ д ' ЧИ1
Во второй схеме (рис. 35, б) г, 18 г
число ножей равно 18). ’ "
На практике могут быть и другие ступени длин и количества
режущих ножей в зависимости от потребности производства.
Целесообразно для данного типа машин обеспечивать принуди-
тельную горизонтальную подачу древесины, исключающую пово-
рот и подпрыгивание бревен в процессе рубки. Однако проведен-
ные опыты показали, что толстые бревна .хорошо рубятся ножами
переменной длины при наклонном питающем патроне и tel прнну-
дительной подачи.
Расположение (разворот) рубительных ножей
диска, а также крепление ножей остается таким, как и \ обычных
дисковых машин с горизонтальной или наклонной подачей дре-
весины.
Предлагаемые схемы расстановки режущих ножей в плоское!г
диска вписываются в существующие ра меры дисков ( 2^‘И)-
0 3200 л/л/), т. е. габариты машины ьи будут миг-т.« и.
Как же будет происходить 1юмельче|пн.' древесины? Бревна
толщиной до 300 мм будут измельчаться так же. как и на обычных
многоножевых рубительных машинах при числе ИОжев, с<х>твет-
ствующих первой ступени zz
валентный диаметр бревен (19Кв
Чтобы выполнит!, это условие,
быть различной длины.
режут"х ножей: первая
бревен диаметром до 300
и третья ступень (///)
схемы ножевых дисков со
— до 550 льм
работавы две
•м количества
6 и zz// 3 (общее
В ПЛОСКОСТИ
.300 и.м । тан
Бревна толщиной до 550 л/.н будут в м платы я нс cp.io..
,f()cгепенпо — вначале на первой ступени срежется 300 члг дна-
‘/JPd* а затем на второй ступени еще 250 ч.ч ч’-'Г • »ся дна
Ме1ра. Общее число полных резов будет соответствовать числу
Бревна
число паяных резов
соответствовать чнсл\ ножен диска третьей ступени .-,,г
f пни п\’бке самого толстого бревна ишр’ и i реьп’ич
»|. ' * IJV I V
'1К им образом
В.1Л|.|ЦНКОВ
1 1 жевь,х дисков с переменной длиной режущих
ножей
не будет превышать 300 мм. В этом стучяр »а
....... м - х , сл*чае максимальная мощность
чем установленная в
резин ня Njn.tx I будет больше
A'max ___ ( ^"'ix \ “ __ / 300 \ 2 О nt
' 1Х'д0 \ dw J \2Oo; — раза, T. e.
Учитывая наличие маховых масс диска
собность асинхронны
кам в 2,2—2,6 раза,
’ см-
и привода, а также его
дши а»слеи К кпать-пг^, ™
можно обойтись без увеличения ПереГру'
прнводного двигателя. Периоды перегрузки также •
ровать соответствующей подачей древесины
Если же измельчать указанную древесину на обычно.
“ ....... то максимальная мошностк
мощность резания увеличится
У -- 1G раз, т. е. Л%,ах 16
При перегрузке двигателя в 2,25 раза необходимая мощность
двигателя будет равна Nde = Nd> = т е в
раз большая.
Основное рабочее время (90-97%) двигатель будет работать
с малой нагрузкой в 15-25% от нормальной и будет иметь низкие
COS <[ и к. п. д.
В соответствии с электромеханическими характеристиками пя
мощных асинхронных электродвигателей значения cos « и к п'д
(>1) будут соответствовать данным табл. 18. Из таблицы видно, что
в среднем при нагрузки затрачиваемая энергия будет полезно
уз-
мощности
ровать соответствующей подачей древесины"... можно регули-
пои машине,
Л7'
max
в
800
200
2,25 Nde
использоваться наполовину, так как
c°s q 1 pii ц _ о,55 0,75
COS(P4/41l4/4 ~ 0,9 0,92~
Таблица 18
Изменения cos ф и к. п. д. асинхронных твлгатегеи
в зависимости от величины нагрузки
Параметр Полная нагрузка 3,4 нагрузки 12 нагру 1ка 1 1 H.irpv 1КМ
COS ф 0,87—0,92 0,86 0.79 0,45- 0.65
ч 0,92—0,93 0,92 0.91 0.73-0,78
Следовательно, расход энергии на рубку увеличится в два раза
при одинаковых других условиях эксплуатани рубительных
машин.
Если считать, что для получения 1 /п целлюлозы н\жно и .ру-
бить 4—4 5 лг3 древесины, то при нормальном удельном рас о те
1.9-2,1 кет • ч/пл. .и3 с каждой тонны целлюлозы можно иметь
экономию в 8—10 квт-ч электроэнергии.
с;* 67
пиной, лесной
- ПИСЬМОМ К°;
> Министров
мышленностн:
В соотвеп
^^Гн2ббгИ и« Приозерск
-сны испытания
деревообрабатывающей и д_
мнтета ио делам изобретений
СССР за № 29/144972—1155J
'7x1 целлюлозном заводе были прове.
6 г и январь 1968 г.) |——
были установлены ножи
и январь
ДЛИНЫ.
скис параметры машины № 2 н 1
ножевого диска в а/.ч ’п 'б1'.иН
С„г«,ь
" ““
Число режущих ножей на диске в шт.:
общее ...........
длиной 700 леи . .........
> 350 » • • ......................
Размеры питающего патрона (лотка).
ширина в мм ...............................
наклон к горизонту в град..................
разворот от оси вала в град................
Угол заточки режущих ножей в град...............
Выпуск режущих ножей в мм ......................
. 2110
. 370
. 370
10
480
48
15
41
12
Подача баланса в этих машинах осуществляется по наклонному
лотку самотеком, а выброс щепы вверх—в циклон.
При испытании рубился еловый баланс толщиной от 100 до
450 мм и длиной от 1000 до 2200 мм. Толстые бревна от 280 до
450 мм подавались поштучно. Тонкие бревна подавались навалом
с помощью цепного транспортера.
При испытаниях перед сортировкой отбирались пробы щепы
с целью определения фракционного состава по весу. Эти пробы
рассортировывались на 4 фракции (табл. 19): jfl
крупную (I) — не прошедшую через сито с ячейками 30x30 мм;
нормальную (II) — прошедшую через сито с ячейками 30'X
30 л/.и, но не прошедшую через сито с ячейками 15x15 мм;
мелкую (III) прошедшую через сито с ячейками 15X 15 мм,
’ь -чроы шню через сито с ячейками 5x5 мм;
11 ~ прошедшие через сито с ячейками 5 5 мм-
г / ‘ыл определен фракционный состав щепы (табл. 20) пр11
п на pjбительной машине и установке всех десяти длп,р
ф ' '/ " Для сравнения в табл. 21 приведены данные
КХ.Т" "“«Г»»"» центральной отбор**
EpaZ , О 1966 г "« маш"«ах № 1 н 2. Пробы
оирались после сортирования.
* "'"° ”, ST" .« *—
режущих ножей
№
пробы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Размеры бревен Характер подачи Фп ли ti < , . * .
Диаметр в мм /1л и на в м Об ли й вес пробы । I 1 со тле в л И |Ц •л- 1
450 350 280 295 360 330 310 306 328 290 345 330 340 1,1 2 2,2 2,2 2 2,2 2,0 2,1 2,2 2 2,0 2,0 2,0 Поштучно 559 532 567 572 485 553 ' 505 415 492 478 415 535 400 14 — 1 20 10 ; 280 ’ 287 340 290 285 330 ! 295 230 250 340 245 355 255 225 235 215 275 190 215 200 160 225 130 160 160 140 10 10 1 12 1 I t 1 10 8 10 ° 1 7 8 10 5 I 0 I
Итого 6508 100% 59 0,9% 1 3782 59,1% 2560 39,4",) 107 1,6%
100—230 1,1-2,2 Навалом 520 570 703 465 612 517 442 515 565 672 540 I | 52 I 1 1 1 ,о - 1 ! 315 300 306 280 1 375 265 245 240 330 340 260 J 195 265 370 180 230 245 190 260 ' 215 320 270 10 г- I .) 1 15 1 5 1 •7 1 / 1 7 1 1'° ° 12 10
Итого 6121 100"» 32 0,5% 3256 ' 53,0° 1 2740 45.0' 93 1,5”»
69
т а 6 л и ц а 2()
Фракционный |Став щепы п ри ножах одинаковой длины Фракционный состав щецы в е
У Р.1ЯМ«Т Диаметр к. бревен Да н н л в «м Характ* р подачи Общий вес I 11 III IV
1 о 10 в мм 450 280—ЗЛО 1.0 1,6-2.2 Поштучно 445 4960 85 260 2005 175 1900 10 70
11т< ЭГО 5405 100% 85 1,55% 3165 58,75% 2075 38,3% 80 >•4%
П—20 100—220 1 1,5-2.2 Навалом 5115 100% 45 0,9% 2645 52,7% 2345 45,9% 80 1.5%
т а б л и Ц а 21
Фракционный состав щепы в % при ножах одинаковой длины
С: едние данные I II ill IV
Июнь 1965 г. — 46,8 52,32 0,88
Ноль 1965 г 0,1 50,3 48,77 0,83
Как видно из табл. 19, 20, 21, фракционный состав щепы при
режущих ножах с переменной длиной ничем не отличается от
фракционного состава щепы, полученной при обычных ножах.
Следует отметить, что работа машины с переменной длиной
режу цих ножей была спокойной, без каких-либо отклонений от
нормальных режимов работы
Проведенные испытания показали, что толстый баланс целе-
,а но " мельчать дисковыми рубительными машинами с пере-
- тиной режущих ножей и без принудительной подачи ДРе'
весины. J
ри испытаниях, проведенных 22/1 1968 г. на машине № Г
. лялеч расход мощности на рубку древесины при обычны4
1 !ои мм1 НО hit), а также на ножах переменно!
нои д в' н г Л1Л' 5 шт - дл"ной 700 мм (5 шт.). Ножи перемен
порядка нпачД УСТаН0ВЛены..в РУбительную машину в следую111
.< т л е 110ж Длиной 350 мм, за ним нож длиной 700
‘М
70
Т а б л и ц j 22
Расход мощности на рубку древесины при ножах одинаковой д ,„иы
№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Размеры бревен в мм Наиболь Мдксимлль* 1 шее пт- 1 кпг 1
Дл и» а 2000 2000 1000 1000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 Диаметр 250, 120, 190 100, 220, 240 260 290 200, 240, 240 220, 240 220, 250 250, 240 230 210 200, 260 300 Характер подачи кл °ИС1 иг пера ; ват тметра 1 » ММ 1 1 Параллельно 1 >> j Е г i Поштучно ц * 12 Параллельно (у; * 71 » 64 * 65 Поштучно зз » 32 ’ Параллельно 57 Поштучно 15 t I м I и* I 1 870 1040 1 С»43 79 • 1266 1340 1 1223 1 1242 624 606 I 1077 87,1
Примечание. В машине использовались обычш < д. . и 1 0 шт.
В табл. 22 приведены энергетические данные машины при и ь
мельчении баланса обычными ножами В табл. 23 приведен расход
мощности на рубку древесины режущими ножами переменной
длины. При определении расхода мощности на собственную рубку
не учитывалась мощность холостого хода.
Как показывают проведенные эксперименты, при уменьшении
длины режущих ножей вдвое против обычной мощность на рубк\
была также в среднем вдвое меньшей, чем во вр< мя ружи обычными
(длинными) ножами. При этом выравнивается и проич. -ык и
иость машины.
Эго подтверждается и теоретически из вес ними
расхода мощности \р (кет) и прои <водизелын>сги Q п-л v 'И
Для дисковых рубительных машин:
о®'.
Q -- (SOK„ «'»
л 4
... ... ov,5kv древесины при ножах Т а переменной 6 л и ц а । Длины
Ра 1СУОД МОЩНО» «»J1” 1 -> размер брс^'Н в «л Характер подачи 11 либоль 1UCO от- клони 1’ 1(< пера ваттметра Максималь llOt* э,,“Чение W * I,OnUM|(ofl МОЩЦпСт
опыт» Диаметр 190. 210 230, 230 240, 240 240 220 210, 220 230 250 260, 230, Дли на В -ИД< РУбки п квП1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 — 2000 2000, 1000 2000 1000 1000 2000 1000 1000 2000 Параллельно » » Пошту чно Параллельно Поштучно » Параллельно 22 25 33 13 7 27 7 14 47 416 474 624 258 203 512 203 40G 889
10 11 190 230, 220 230, 200 2000 2000 » » 36 21 679 397
12 290 2000 Поштучно 17 321
13 260, 220, 2000 Параллельно 33 624
230
14 320 1000 Поштучно 30 567
1 5 230. 210 2000 Параллельно 25 474
16 210, 200 2000, » 20 378
1000
17 300 2000 Поштучно 27 512
18 240 2000 17 321
НОЙ Примечание. Использовались ножи 350 мм и 5 шт. длиной 700 мм. переменной длины — 5 шт. дли-
В встствии с приведенными выражениями и в табл. 2
сказаны расчетные значения расхода мощности па резание пр11
Р 8 кПмм, cl> 50 , а2 15 , 1Щ = 20 мм, Кп 0,5* л1.
в? що из табл. 24, наибольшая потребная промьпиМ
НсГпл ПР0ИЗВРДИТеЛьп°СТЬ от одной дисковой машины в 10^"
' н-вас тся измельчением бревен диаметром
во ы 0В( П,ЬИ Исследоваиия позволяют сделать следующие вь
Расчетные значения мощности резания 1 ’ ' " ” * ™ и производительности „„сковы, рубится" „аш„н
Дилм< гр брсина в Al At Ч пело режущих 119 КС й г • Скорость 1фа. 1ЦС1П1Я НОЖСИО1 о диска в об/чин Прон »аоднтт дь- 1 нос ть в л • м ч Мгновенная I *•’ ЧИ> -ь Р' I НИЯ ft I
4 1 300
100 10 12 300 500 г, •’° 14.0 28.0 22,1 •А » 2 1 НО,4
4 300 । 22.4 88 4 1
200 10 300 56,0 221,0
12 500 112,0 412.0
4 300 । 89,6 Т53.6 I
400 10 300 224,0 884.0
12 500 448.0 : 1768,0 1
4 300 1 201.6 795,6 I
600 10 300 504,0 1989.9 1
12 500 f 1008.0 3978,0
1
4 300 358.4 1414 4
800 10 300 891 ,0 1 536,0 1
12 500 1792.0 7072.0 1 |
1. Установочная мощность приводного двигателя дисковой
рубительной машины с переменной длиной ножей г ри рубке бре-
вен большого диаметра (800 — 1 )00 мм] может быть снижена в Ь-
7 раз по сравнению с мощностью подобных машин при одинаковой
длине режущих ножей
2. Расход энергии на рубк) древесины можег
в 1,5—2 раза за счет лучшего’ испод ьювания мощное гн двигателя
и повышения cos ч и к. п. I. Так как измельчению в щеп ♦
гаются большие объемы древесины, то экономически» эффект
может быть весьма ощутимым. „
3. Сглаживаются пики технологическ i
чеппп крупного баланса, что приводит к снижению динамич ких
параметров .машины (маховых масс, колебэ
ПВ111Ы.
ппсть машины без ухудшения
производитель 1 сказь1Вается па транспор.
г .п гбнчвзетея е п0.ю>кптель о евесного цеха.
4. ЬЧ‘ ( Это там- оборудова ш ц аиал11за существую.
°РТ,,?'выполне11,,Ь1Х ра..аа1цн можно рекомендовать
,аи1”1 Губительных май1 т1!11Оразмера диско-
типов ДРевеСГшсХ» или геликоидальным,,
'''рубительных машин Таблица 25
ами (ТабЛ- -°’- переменной длиной
сковых Рхб.пеоьных маи».н круглого баланса
ТИП;Еу ^нзмезьченпя
Kjuec.’Ba щепы
гируемом и о
5. На ослов.
'1л типов дне
вых
1 II III»]1 1 ( \f( р 1 1 |"Н1 1НОДЦ io.ni, •I'll' II. (1 /11 . и 1уч , 1л II >1.1 ЩГ11 Ы 11 If и 1' <1 н|п|)|ЩН< II 1 11 < >JH 1111»I (> |>|н м< и и К11 Число режущих ноже П Дни метр по /ко. вого диска в мм 11 аиболыии П диаметр бревна в лги Мощность При- ВОДИО! о двига- теля в кет Число оборотов диска в минуту 1 т н 1ЧНН1ПСК
1 25—50 16—20 0,6 И . 1—/О 16—20 0.6 1 12 12 3000— 3200 3000— 3200 800 800 200—300 300—350 250—300 450—500 84-10 8-10
10. РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
С НАКЛОННЫМИ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ДИСКАМИ
4 случае! дисковой рубительной машины с горизон-
' •у’; :ен яв-яется машина с наклонным диском (рис. 36).
o' 1,’г?! ТСг'° ' напРав-тяется к ножевому диску 1 через
-ооатками диска выбрасывается из кожуха ма-
- в in-T,’7.t.UI:K’7OH’ -^ашины с наклонным диском вписы-
у-'- компоновку древесного цеха, что снижает
S :-.тУ^' :Х?.ЗЛаНИЯ- .Кроме того> в таких машинах
- '•• шины С накладиыГГ 36 Все ЭТ0 является ДОСТО,1П’
Однако
; привода
е-жлонно.м
сил ия на
шимиГ" СИЛЫ вчесте с
Щими в процесс
диском. ка
л дует отметить, что наклонное расположение .
j л л ряд недостатков в конструкцию машины.
од . с ПП' диска появляются значительные ос
ггики от сит инерции вращающихся ’R< ,|И.
r.- ми затйгивания древесины, в0.,1Я
убки. достигают большой величины-
одится усиливать опоры вала. •- с
•жа машины и двигателя. ”
Jfo корпуса подшипника. Появ*
ляются и дополнительные сложшкти при .юны,» • и оо «и н<
таких машин. Ио этим причинам машины с иак Кн... дми ih ; •
не получили широкого распространения в промин;.!'нпо< т i и
ные ио испытаниям этих, машин
отсутствуют.
Следующей разновидностью ди-
сковых рубительных машин явля
юте я машины с горизонтальным
диском (рис. 37).
Ио литературным данным, ма-
шины с горизонтальным располо-
жением ножевого диска выраба-
тывают шепу хорошего качества.
К диску бревна подводятся одно-
временно по двум — четырем пи-
тающим лоткам /. В результате
Рис. 36 Схема рубительной машины
с наклонным диском
этого достигается высокая производительность машины. । таило
выравнивается нагрузка на двигатель
На рис. 37, а показан общий вид р\бите т . н и машш ы : ри
зоитальным диском и двумя питаю пили патронами
Рис. 37 Губимым иашй» « МШИМ®»* *сшт
режущих ножа
тельность х___
/пис 37 Г,) чиаметром 1500 мм н«ет на
МЯК.............. ... '
машины сопаиляет .<• ь” ’ ‘ ......
•иная тепа попа ‘ % '
un-mnoro хстановлн
в
нон
ПОТОК.
Недостаток
нон установки п
/се 4 машины щепа Попа
листе я в технологически!'
.nilII0Ii конструкции - необходимость вертикаль-
,п водного двигателя 6. Необходимо предусмотрев
- - .Гтюйства тля предотвращения вытекания смазки
уплотняющие )с смазка может попасть на приводи^
из корпусов подшш" 1Т х.сЛовия передачи вращения к диску
ШКПВ " ^Мяшипе такой конструкции присущи все недостатки,
машины^ МанЩЩ • ью подачН древесИны во второй этаж
Х3ия При падщпщ древесины сверху диск и его опоры будут
B0C5pH"XVb^ корпуса МГИ’,Ь‘тре-
бк бо ’ о расхода металла. Кроме того, при рубке баланса
появляется большой опрокидывающий момент, который требует
усиления узла крепления машины к ее фундаменту.
’ Вес диска и других деталей создает осевую нагрузку на опоры
вала, поэтому опоры работают в тяжелых условиях.
По-видимому, эти машины не полечат широк )го распре (тра-
нения в целлюлозно-бумажной промышенности, кроме отдельных
случаев, не характерных для большинства предприятий.
11. ПЛАНЕТАРНАЯ РУБИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
В 1957 г. проектным институтом «Гипрогидролиз» был разра-
ботан рабочий проект планетарной рубигельной машины для пеое-
работки в щепу бревен диаметром до 1000 мм и длиной до 8 м [31].
Потребность в указанной машине возникла в связи с освоением
лесов Западной Сибири.
Создатели данной машины не пошли по пути американских
фирм, со дающих для этой цели рубнтельные машины с диаметром
диска, превышающим 4 .ч, и двигателем, имеющим мощность
свыше 1000 кет. I
В планетарной рубительной машине (рис. 38) на главном валу
ди ка установлена планшайба /, вращающаяся с небольшой
ью (13 39,7 on мин). Планшайба имеет четыре ступени
несет на се^е ТРИ наклонно установленных ножевых
Пои впя при^аЖД°М ИЗЛИСКОВ имеется по четыре режущих ножа-
зоне и они И планшаиоа подводит рубнтельные диски к рабочей
отрубают шепуа11рЯСЬ С° СК0р0СТЬК) 425 об'мин вокруг своей оси,
через 'б' агм' г Ра1ыепие Дискам передается от главного вала
Тича ‘Га "ла||'таР""го механизма.
шим устройчним У10"- РУйки осуществляется транспортиру'”
Ролики вращают™ ; ия Р"Фл™ых роликов (ерщс11^
шайбы каждый цожС 1И,’Н *-коРостью, что за один оборот пл;11’
Привод гранспорти^ в.айбу Древ^
Устройства осуществляется от с
циалыюго двигателя через редуктор с системой
обеспечить четыре скорости подачи
Отделение элементов щепы производится пот
отношению к направлению волокон. Огрхбто ч я
вниз на транспортер и далее направляется в
Постепенное врезание ножен дисков в древесине
занию зубцов фрезы, вместо отруба по 'всему с лению
имеет место па дисковых рубительных машинтх
ществить привод от электродвигателя соавн^’
мощности — 110 кет при 730 об, мин в
данной машины. Кроме того, в ней
передач и .может
углом 45 по
щепа попадает
производство,
подобное вре-
> как это
позволило осу-
сравнительно небольшой
лом одно и преимуществ
сг л а ж и ваются ди и амич ее кис
Рис. 38. Планетарная рубительиая машина
нагрузки, вызываемые изменением диаметра измельчаемых бре
вен. Регулируя скорости подачи автоматически, можно обеспечить,
одинаковую производительность машины при рубке балансов
различной толщины (табл. 26).
Т а б л и ц a 26
Скорость подачи древесины в .w мин в планетарной машине
Техническая характеристика планетарном Мишины
г Ч*")
Производительность В /ы Ч1 •<
I то 2VI
инна щепы в мм
I <
льные размеры бревН.ч:
ДЛИIIя В -W • •
днямегр в iff
?Т1, ре...я Ape^-Hi'b. » < гк ..........
„.„кеных апскон » ...........'
п 1. юм диске в пи
роеть’^-юяия ...................... u лш"
11ла1ппайбы в о<> мчи . • •
подъема и опускания гравере.,. в мм сек
родвигатель привода ножевых дисков . . •
(ЛхОрОС
Число
»
('ко
»
Элскт
До 8
1000
425
39,7; 26,1;
30,5
АМ62-726-8
»
Общий все машины в кг
Габариты в леи . .
/V — 110 нет;
// —730 об/мин)
40 720
7460X6500
Х5080
12. РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ОТХОДОВ ЛЕСОПИЛЕНИЯ
И ДЕРЕВООБРАБОТКИ
Приготовление щепы из отходов лесопиления может осуще-
с шляться на обычных дисковых рубительных машинах, на маши-
нах с геликоидальными ножами и на машинах с горизонтальной
подачей, в которые отходы лесопиления загружаются в виде свя-
пншых пучков. За рубежом наиболее широкое применение полу-
чили специальные рубительные машины для отходов, конструкция
которых имеет особенности, позволяющие выделить этот тип в са-
мостоятельную группу.
Сведения о рубительных машинах для отходов лесопиления
начали появляться в литературе с 1951
пи 1зли появляться в литературе с 1951 г. в каталогах фирмы
( ампер» (США). Позднее появились сообщения канадской фирмы
СЪ|?«‘И,) 11 Стоуэлл», а также американских фирм «Картейдж»
' 1 ‘f * Сиропе рубительные машины для отходов выну-
С .С|» ’ *п’т «Содерхамнс» и Карлштадскнй механиче-
ски! йин J?* m,UUL Позднее машины такого типа стали выну-
,ФР 3’ „ (Финляндия), фирмы «Баццеи» и «Емаг»
СКИП ц
0TW10P бит, 1’)()"гел|,ная машина марки PMO-1G00 ДЛЯ
хтаж• -«««•• "« ро.....Ля >! 1958.,<».................
'ьгла спроектирована Проектбум машем
\ммашем была выпущена геликоидами
?м- Р”с. 5). jfl
1,1 ост рубительные машины для отхо-
фоваипые на базе дисковых малоиожс
Имеющиеся и иро>М|)||
Щ|^аХ'|,1'’1еН,,И’ СК01,С1
пиальный питатели'*111Н111 С 11’ави тационной подачей, имеют спе-
. 6
inidiuiin.4Liuni »'S системы Рл I ikr.il г i
•v iv.mui bfi.i инов• рифленом повей\Hfw'Tt м-к
иногда в сочетании с направляющими всрхност.
древесины осуществляется иод действ ие»"ХТ£р7ншх шмм
«» в—ах, нагру-
женных сверху пружинами.
I)
Рис. 39. Питатели малоножсвых рубительных м.нпин для егхмдон h i.
пиления и {сревопбрабшм’.
Возможность осуществления ’.ажим а по всей шир»n^' i ।
мого слоя отходов, независимо от его высоты на от йен.пых ня
ках но ширине, предусмотрена в конструкции питателя фирмы
«Фаилер и Стоуэлл* (рис 39. 6). В -тон машине вместо верхнего
вала имеется система дисков, смонтированных в вилках Каждая
вилка сверху имеет направляющий шток и индивиду а.тьнх и» на-
гРУзку.
По-видимому, из-за сложности конструкции цитате.’.я в руби-
гсльных машинах фирмы Фаилер и (/гоуэлл* .тругие фирмы
(например, л Карте
? прижимные валы оыпод11И1()т
жи.мная грес5енка J
камне" и
Иые элементы, что и р\
же отечественные ?
I
•r>i-n чтвода имеют те же основ-
^пштадского фирмы «Кархула», а так-
К 1 .рубптельп >е. Ю.25ОО и др.
- машины ма| ю* мяшцн для отходов дрсве-
же отечгс^..-а;;нь1е рубительных маш.
ТеХН',Хтены в табл. 27. дов выпускаемых другими
С11ИО "убитмьных машинах ДЛ Известно только, что фирма
° ‘ ‘ имеется мало сведении. дисками диаметром
. XМИ три тип» таких М»пт»
«Самнер» вьш\скае . Последн11И типоразм-р
1370, 1680 и 1830 - древесины.
и горизонтальную иода .
Технические данные рубительных машин
Параметры Завод им. Рошаля (СССР) «Кархула»
Марка РМО-1600 РМО-2500 С2500/5 С2500/4
Диаметр диска в л/л/ 1600 2500 2500 2500
Число ножей в шт. 3 5 5 4
Скорость вращения в об .чин 500 500 275—330 350—420
Мощность главного дви- гателя В КвГП DO 160 100 -130 90—110
Мощность двигателя по- дачи в кет! об! мин — 10/1460 10—12 10-12
Производительность по щепе в л/3/ч 30-40 90—120 110—140 90—1Ю
Производительность в пл. мл!ц 9—12 28—37 34—43 28—34
Ширина патрона в ни Висота патрона в м.и тяВв< ЛаШИ"Ы бСЗ лпигате- 320 225 4224 560 410 12 548 560 410 12 500 560 410 12 000
Маховой момент в кГ• и2 В ЙХ7,'в1’а''>' -и-я диска юооо 1
1410 12 000 975 11 000
80 ' " -
..... рубнтелышя машина inn ‘Г,,''""'""М "° ФР;"""’"
чягельной особенностью этой ‘ 1'<к ген модели!
ложепие ножевого nn<-i.n о....*/. 1 111,1 является наклонное
рас по-
топлен в СПГПИ i II».'Ы л
И реек К пи!липнемv
имеет сечение 327 175 ЛМ1' «Т.J™013' 11’<"'<шор1(.р.,,1. 1Ь
четырех приводных вальцов' Чон,,'. ' ”'>ию.1нен в вщ.
ляет 60—75 кет. 1 ь гла|,|1О|о двигателя (1К’гав
vc72 ля,,
шпона), в этой машина „т»„ J
к DiHiiNcin.ia машину
о производства (рва
ы 6 режущих ножей
юмки, и после и ивК’Л
Для подачи шпона на машине 7' с,Юк сл! a61j-
вальца. Каждый из них приводится ,и и рифле...
двигателя. Производительность машины
if
для отходов лесопиления и деревообработки
-о /Ы. ,и
Т а б л и ц а *>'
(Финляндия) h MU ( LIJ । • пня) • и ~ • И * q. X I - • SiS «5 Ж V • J- < |<1Ф ►
С2000 С200/4 С1600. 3 РН320 РН420 PH 180 4
2000 2000 1600 1600 1900 2200 2100 2300 2Н0О
5 4 3 5 6 6 •* 3 I
350—420 350—120 400—500 550 47в 400 2(Ю 180 190 I
200
70—90 50—75 30—40 50 но 150 НО 48 59
6—7 6—7 — 5 < /
70-90 50—75 30-40 60 120 150 130— i НИ1
21—28 15—23 9—21 17 37 j 40 50
440 4 10 320 , 320 420 480 4.50 485 i4 1
310 310 225 ,
7000 6700 3000 5400 । 6800 мню
7000 6500 1330 1500 31 ПО 5900
_ 1 1 100 960 г40
— 1 1
6 Н. М. Вальщиков
81
mnnefb» (США) выпускает для измельчения от.хо.
Фирма «Муррис ( верхним выбросом щепы. Ммек>те<.
четырехножевую маш та|.1|ч маш1111 фирмой «Картейдж» и фи
также данные о выну J конструкции близки к копстт,.-
11меются
норач-
Швеция). Их конструкции близки к констру^
машин для отходов фирмы «Кархулла».
X данных видно, что наибольшее число тщ--_
пхпитетьных машин для отходов выпускает фирма «Кар-
меров Р.'°Маш11Ны этой фирмы были приняты за про-
Йлты при разработке отечественных машин марки РМО-1600
" Экспериментальные исследования работы рубительных манпщ
1Я отходов показывают (табл. 28), что фракционный состав щепы
пе всегда соответствует предъявляемым требованиям.
Таблица 28
Фракционный состав щепы в °.
на рубительной машине типа PMO-lb
Вид отходов лесопиления Фракционный состав щепы
Крупная Нормальная А\елкая Опилки
Репки и горбыли боль- шой длины (до 7 и) 8,54 72,62 14,69 4,15
Обрезки досок (стуль- чики) 49,4 38,2 9,9 2,5
Для получения щепы из отходов лесопиления и деревообра-
ботки с более высокими показателями в последнее время стали
применять дисковые рубнтельные машины с геликоидальными
дисками. Для выявления технико-экономических показателей
о х машин в )962 г. на Камском и Соликамском целлюлозно-бу-
1» ых t 'юннатах были проведены испытания рубительных
машин типа «Норман 50».
При щ ьганнях регистрировали расход электроэнергии и опре-
у < I ' шый состав щепы. Регистрацию расхода энергии
„ 1 nr,J помощи самопишущего ваттметра. Щепу рассор-
тегыре фракции. Мощность холостого хода машины
ен'., яЗап >1'>л"ы,аВЛг ла 5’5 квт- Результаты испытаний при-
coboj/ тпевесшГ таблицы виДно. что при измельчении балан-
/реек гопбнт так>^е 0ГХ0Д°в лесопильного производства
Щ ХТПа °бЛадает Высоким качеством.
лозно-бемажном к, \1ашине’ Установленной на Камском целлю
на сите с разменом л°И,1аТе’',<0ИЛИ11И0,,ная часть щены (остаток
влажностью 30% спета ^СТИИп^ из балансовой дрсвесинь!
через круттые отш п ВИЛЗ количество мелочи (проход
опыты по пещпаботРЛ Я диа*1етРом 5 мм) - 1%. Проведений
Х2 1 мелких кусковых отходов деревообрабаИ’1
кондиционная часть щепы (остаток
в ДО м) из балансовой древесин^
1%. Проведенные
°,) по весу на сит тверстии в .мл S -5 - । О — - . 3 x —-—— . I - t“! ~ __ 16 ST S! 1 о Г £ —- ir
Остаток щепы в ' с размером о 01 у 01 90.3 83,5 | 77,5 96,5 ’ L - 1
S8XS£
if 6*0 I ГН 9‘б I *6
Удельный расход энергии В КвГП Ч,'П 1 . .и3 они -ссэс! ин 1 0.3.3 1,67 0.63 1,62 0,2 1,82 0,29 1,71 О,.', 1 2,0 1 0,15 1.34 ... 1 /4 - . 1
Vox liOl ’ *OI/OX PH
НИТП9О 2,0 2,25 2,02 2,0 2,5 1.19
Ь/еИ- 'IU 0 Ч1ЭОН
-4ira±HVO0£Hodu
кехХнjHiooV
HhPtfotl WllHOd
% a чпон*ггн
крнчиэ1иг->н1О
60 РосгиПЬЮ Ю,8
„ стульч11ков и др.) показали, Что
,М„1|Ч производств (об^?о11;аЛьными дисками не обеспечивает
г !теты1ая машина с п.пнк ; уд0ВЛетворительного качества
Р>° ’ из этих отходов 111 -ценным содержанием крупно»
«па о«ерс™й 35 X 35
oSmnomS Zb! значительно уменьшилось состав,,.,,,
(- 1_83 3"о- ппи переработке реек и горбылей влаж-
По имеющимся данным, R геЛПКОИДаЛьным диском полезный
„остью 55-60% на маш и а- ((е) в среДнем составлял 1,3-
сдельный расход «Г™" <ла,к,|ОСТ„ 18-20% был равен 1.7_
1.7 квт-ч пл. м .г . „
2 квт-ч1пл- -ш- кускового материала (короткие реики „
При переработке куск од энергни снизился д0
стульчики) полезный б яется тем, что при рубке мелкой
0.7-1,2 кет’ч /!р 'ппо\одит в подпожевую щель диска без падле-
Древесиггы часть^ее прихоть жедревесННы режется вдоль волокон,
когда усилие Ге:ан1,я ^р^Тэнергии в целом на этой машине
Снижение рубительных машин, по-види-
"О сравнении:>сW щ ге.„1КО11далЫ1ОЙ поверхности ножей
мому, связано с на. • условия копирования поверх-
и диска, обесп^ч,‘^ Эт0 несколько уменьшает деформацию дре-
CSZ'ее лерера6оХ\ему способствуют также умень-
шекйе ст ов заточки ножей л отсутствие верхнего выброса щепы
Во время испытаний рубительные машины с геликоидальными
ножами показали довольно выс0КУю?Р°изв0ДИТе^Ь,Н°СпТЪ1Инате
В 1965 г на Охтинском деревооорабатывающем комбинате
(Ленинград) были проведены испытания о„те;ес™ен»ои
идальной машины с горизонтальной подачеи АЗ-12. При изм .
ченин горбылей длиной 3—6 лг количество кондиционной щепь
было 93—94%,
73,5%
щепы доходил до 99%.
этих испытаниях составил 1,70—1,95 квт-ч/пл. мя.
Французская фирма «Постен» выпустила рубительную машину
для лесопильных заводов, которая управляется телесистемо
и не требует обслуживающего персонала. Производительноен>
<оставляю 15 лг! ч, мощность двигателя 30—40 кет, сечение ш
тропа 250 120 м.п, вес 3 т.
. при длине I—6 м 82,5?6, при длине 0,5—6 ж
При измельчении длинного баланса выход нормальной
Удельный расход энергии на рубку при
13. ПЕРЕДВИЖНЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Для измельчения в щепу отходов лесозаготовок U/1Mainnnb1’
время стали применяться передвижные рубительньн
установленные непосредственно па гусеничном тракторе
прицепе.
iec?iu лён - - - применение для и .мельчения (иходов
лесопиления и деревооораооткн, мелкомерного кругляка и -.поп
Передвижные рубительные машины по шол я ют in мёд Хе
1ISTXков ХХ :rC₽WTBeHB° “°™
При^рпш"Х™ Г '**’
получаемая на д -
качественные показатели. Эта
щепе,
л дал лесопиления и деревообработки щепа,
,1ИСКОВЬ1Х 11еРе^внжнььх машинах, имеет хорошие
ппнгптг», - J lllfna ЛИШЬ немногим уступает
приготовленной на стационарных рубительных машинах.
5.гл1,,ТЬ nPu**eHeHa в целлюлозно-бумажном производстве
и при изготовлении древесноволокнистых плит. Она также может
—ь использована на топливо.
На предприятиях такие машины могут быть КЖММОМММВ
как утилизаторы по переработке накопленных на территории к\ч
древесины или древесных отходов.
Передвижные рубительные машины имеют малое число режу
щих ножей и в большинстве своем небольшой вес; для их привода
грсбуется двигатель незначительной мощности*, они обеспечивают
быть использована на топливо.
сравнительно высокую прои шодительность
Эти рубительные машины нашли применение в С1П Швеции,
Финляндии и других странах.
В Советском Союзе также начинают внедрять передвижные
рубительные машины дискового и барабанного типов, конструк
ции которых разработаны ЦНИИ.ЧЭ и другими органи а
днями.
В Швеции фирма «АВ Maskinfabriken i Ornskoldvik» выпускает
малогабаритные дисковые передвижные машины с горизонталь
ной подачей древесины типа FLM-2 1521
Привод такой машины осуществляется от двигателя внутрен-
него сгорания мощностью 30 л. с., смонтированного па обшей
раме.
Передвижные машины выпускает т. жж< и Карлшта ккий м< ха-
ннческпй завод.
В Финляндии наиболее распространенным типом является
машина «Кархула» (рис. 40).
Машина снабжена диском диаметром 1200 .я.ч < двхмя режу
щпмп ножами (320 150 20 лис). Ножи шючены на дне фаски
под углами ₽л 36 и р., 28. Скорость вра/цения ножевого
диска равна 600 700 ( н. Расход мощности состава чел 40
45 л. с. при производителынх-тн 12-15 />т v Ч 1ренесина к но-
жевому диску подается при помощи вальцов, си нженило. ;лхва
гывающими шипами высотой 10 ч.я. ( ни \ расположено 7 падаю
щих вальцов диаметром до 100 сверху ОДИН падающий ва-
лец диаметром 400 .ч.ч. который может шмилмать^ я г оп\хКагья.я
в зависимости от толщины измельчаемого смя древесины
Для удаления щепы к ободу диска приварены лопатки. Щепа
по трубопроводу может подаваться в кузов автомашины или
Н5
Вся машина с
ra т„ )ЮТ к трактору, а задний опирают
трон 1,011,11 \ вес машины с платформой со.
шх'шльных ч • гь , ДЛ1111ОЙ 0—25 Л(
•'«XrX бревна составляет 120-200 .ил/.
ставя ” ет
Ленинского '®np°£J01ta, был:
to.®-' ’з5
! нтелынк-гь ....... Л»
лжна составлять 12—15 пл.
Рис. 40 Передвижная рубительная машина «Кархула 1200/2»
Щепа, полученная на этой машине, имела следующий фрак-
ционный состав: 6,3—6,8% крупной, 3,4—5,2% мелкой, 8 ,
89,8’% нормальных размеров. -ЯЯН
В Советском Союзе создан опытный образец дисковой передвиж-
ной рубительной машины марки ДДП (рис. 41). Рубительная
машина 4 смонтирована на тракторном полуприцепе. Древесина
подводится к ножевому диску при помощи механизма подачи <
алыювого типа. Щепа по трубопроводу 5 направляется в кузов
подвижного состава. Привод рубительной машины может осу-
ществляться от вала отбора мощности трактора или от электродви
гателя /, устанавливаемого в этом случае на раме / полуприцепа-
Д- к * двумя режущими ножами совершает 523 об! мин при
воде от трактора или 650 об мин при соединении с электродви!
г ле г. Мощность привода 45 л. с. Производительность машин >
составляет 20 пл. м'Л1ч.
В габл. V) приведены основные технические данные пскогорь1
юв сдвижных дисковых рубительных машин, пР1иа111/'и<
.-.я измельчения отходов лесопиления и деревообработки. с
видно из таблицы, передвижные рубительные машиши им
1111
Технические данные передвижных дисковых рубительных машин
87
продукции на I »' веса для лер.
.. , Гт ом ирод* 11
сп,внительпоиеболычоп вес. С , ддя тяжелых машин, обес-
’ ишнн составляет 2Ь-250—400 .ил, съем про-
КН\ М.НП"' бревен
почивающих рх кх (
Рис. 41. Передвижная рубительная машина ДДП
Использование для привода этих машин тракторных и дизель-
ных двигателей позволяет при отсутствии силовой электросети
измельчать древесину в условиях леса.
14. СПИРАЛЬНЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Шведская фирма «Содерхамнс» в последние три-четыре года
стала выпускать рубительные машины со спиральным расположе-
нием режущих ножей (см. рис. 10 и 11). Режущие ножи располо-
жены на двух конических дисках, обращенных вершинами ДРУГ
к другу. Конические диски установлены на одном валу и приво-
дит, я в движение от общего электродвигателя. Конусность дисков
в орана та, ой, чтобы при измельчении бревен в щепу имело месЮ
резание древесины в продольно-поперечном направлении, как
и в барабанных рубительных машинах с цепной подачей балансов.
Нервы» спиральные рубительные машины были изготовлены ДЛЯ
измельчения балансов с максимальным диаметром 18" (457,2 Ж*').
спипя3.^2^101. К°1,ИЧесК<)М Л11ске установлены по две пожев1>1х
щб Li Kf 1Южевая спираль состоит из 33 режущих ноже» •
врХотея 7™° "°>КеЙ соста™яет 132 шт. Конические .’U'cM
вращаются со скоростью 700 об/мин. Расположение режут1''
*8
binv балансов при рубке.
леность до
двигателя 150 кет, расход
ч пл. м9). Скорость
машине готовится
100 пл. .
энергии составляет 1,5 л. c-<t
По данным фирмы, эта машина рашивает производите
10 ) н.1. м /ч. Мощность приведенного j
- 'ЧПЛ. мя (1,1 кв1П.
подачи древесины составляет 4G м/мин. иа
щепа длиной 33 мм и толщиной 7 мм
Режущие ножи (рис. 42) отличаются от обычных тем что они
имеют две режущие кромки — л чнит-ю „ m ’
” (7 «<). Длинная режущая кромка отреля
короткая действует в продольно-торцовом направлен.™ и Лоо ш
рует толщину щепы. Каждый режущий нож крешися "т пГм К -
том, что значительно упро- одним иол
щает их замену.
Фирма «Содерхамис» вы-
пускает спиральные машины
типа 700—18АА—для из-
мельчения балансов в щепу
и 700—18АВ—для измельче-
ния в щепу горбыльной части
бревен перед подачей их на
пилораму. В последнем слу-
Рис. 42. Режущие ножи спиральных
машин
чае конусные ножевые диски отводятся друг от друга. Указанная
спиральная машина может изготовить для лесопиления брус
сечением до 20"х20" [51].
В предложениях фирмы сказано, что эти машины могут
также измельчать горбыли и рейки. Автор считает, что спираль-
ные рубительные машины целесообразно применять на лесопиль-
ных заводах, так как там перерабатываются наиболее прямые
бревна, на измельчение которых и рассчитаны эти машины. При
рубке искривленных бревен расчетные режимы работы будут
нарушены, бревно будет поворачиваться (без принудительной
подачи) и качество щепы снизится. Далее следует отметить,
что допускаемое лишь поштучное измельчение бревен, в том
числе и тонких, может привести к снижению производитель-
ности этих машин.
Шведская рубительная машина модели 720-А по конструкции
рабочих органов сходна с рубительной машиной модели 700 X.
Отличие состоит лишь в том, что на конических дисках u 1 1
720-А сделаны радиальные прорези, в которых установлены режх
щис ножи с прямолинейной режущей кромкой. I акое расположе-
ние режущих ножей обеспечивает самозатя ива си рераблтывле
мой древесины при ее горизонтальной подаче, что исключи-, i ний
ходимость в специальном механике питания
На рис. 43 показана модель рубительной машины 720 18А.
рассчитанная па переработку баланса диаметром до 4.ч ч.ч а
каждом конусообразном диекс установлено по 1b режущих ножей.
Вслед за каждым режущим ножом установлены шчР< .пели.
69
подрезы поверх пости
СННЫ, ЧИН’М
щепы. I™ )
;^“„еки;^^л<.1;»ткам1Ц.№1'«““1>асив0“ц"“...
Рис. 43. Губительная машина «Содерхамнс 720 18А»
По утверждению фирмы-изготовителя, рубительная машина
"20—ц<Д отличается большой производительностью и низкой стои-
мостью режущих ножей. Правда, последнее утверждение вызывает
сомнение, так как режущие ножи обычно изготовляются из высо-
колегированной стали, кроме того, в комплект входит большое
Рис. 44. Схема агрегата для окантовки бревен с четырех сторон
Колизее в режущих ножей (36 шт.) и подрезателей. По всей ве-
рояыости, значительной затраты времени требует установка и за-
леиа режхщих ножей в процессе эксплуатации рубительной ма-
- . гак как каждый режущий нож крепится шестью болтами*
ж подлежащих установке или замене, составляет
и Hmr.'ni ,'J 'пи17гм”<Д,Вая спиРальная машина спроектирована
по .’Я пеД пшуЦ • • Э’ каждом конусном диске установлен0
ожеи, расположенных на двух спиралях. В на-
91) •
усиом диске установлено
стоящее время эта машина находится в <
и подготовки к серийному -
СПКБ Львовского лесотехнически,
агрегат (рис. 44) для окантовки бревен
с помощью транспортера 1 подаются
штучно бревнотаской 3
машину 4 с развернутыми
У ВЫПУСКУ.
С четырех сторон. Бревна
где этого fiS» Пр°‘НВОД,,тся окантовка
па специальном столе 5 и бревнот-ши ”Т'° |ЮвеРТ1>!В2ется на 90
ральную машину 7. Затем брус и
дыи ножевой диск (рис. 45) имеет
подается на вторую спи-
пп 1й ЮТ На Распил°вку. Каж-
режчщих ножей, располо-
женных на двух спиралях.
Шведская фирма «Содер-
хамне г'
ботала
новой
675А)
ловки
пиления образуется технологи-
дисковую пилу (рис. 46)
конструкции (модель
Для поперечной распи-
Древесины. В процессе
Рнс. 45. Ножевой диск спиральной
машины
Рис 46 Дисковая пила ,;ля п персо-
ной распиловки бревен
ческая щепа, пригодная для целлюлозно-бумажного производства
Фирма предполагает организовать выпуск комбинированных ди-
сковых пил диаметрам! 1.2. 1,5; 2,0; 2,3; 2,7 v
В зависимости от диаметра пилы, числа резцов и числа оборотов
необходимая мощность привода пилы составляет от 40 до 1Q0 л с.
Так, для дисковой пилы комбинированного типа диаметром 1,2 щ
снабженной 16 резцами, при 500 об/мин, требуемая мощность для
привода составляет 40 л. с Скорость резания при этом приблизи-
тельно равна 19 м/сек.
Комбинированная пила производит щепу с параллельным рас-
положением волокон. Длина частиц технологи iecK'41 щеп ’ р н : а
25 мм, толщина ее может п/ли пятне я от 1 до 3 мч По данным
фирмы’, полученная щепа не нуждается в сортировке Одна in
таких комбинированных нил большого диаметра в настоящее
время испытывается американской лесопромышленной фирхпш
«Вейерхойзер К
OD -J
СО 4-
nd дэ
C0 *-
<-D -)
ND
ъ»
00
0,38— 0,44 ООО О 00 CO CO 0,25 — 0,4 1 о ij 0,46 0,7 0,6— 1,0 1 1 Коэффициент использования машинного вре- мени •о С". О ь Z
0,13— 0,25 ООО ND — —‘ O0 00 0,12 — 0,13 0.2 0,43 0 3 । 0,3—0,5 1 Отношение но мннальноП мощ- ности двигателя | к максимальной (при рубке) X & Е * р
►—• СП 1 ND О I Г'° 1 О О 2,6 (0,9-4) 1 4,4 (3.1- 8,8) 1 3,95 3,3-5,9 1 8,7 (4-14) Г " ' — крупная 1 1 1 1 » 1 X 1 1 о | Е Е £ X
91—88 <o CD I s.S 4*. 92 (77—96) h 1 CO О СИ 67,1 57—75 6.5 (48—80) HopMd.ni,. Пая 1 1 1 X I Е I 1 1 о 1 1 1 ® 1 Mb •-» о
О 1 ОС । 4-» Jx ND О 3,8 (1.9-6) 7,7 (2-12) oo 1 £ 00 ND » — — 1 24,3 (13—40) 1 мелкая 1= 1 л- 1 Е 1 3 I тт J
*** «• ND i 1 1 oo о 1.6 (0,5—2) 2,1 (1.0— 3.6) 4,4 2,5—6,7 I 2.0 £ •» X X ° 1 1 U 1 1 И 1
»** I — to ND ro ND ND | _ 1 К bo j 1 « j f«MI . I В( 14 \ yCTflHG И 1 ‘ 1
n: H If* 1 Д Да I 1 Ctf V A—1 C. t 1 U] 11 * 6k 1 Х . 1НЧИс сдар•• | s емя о диск I а>
8
,s. анализ конструкций рубительных машин
машин различных типов следуй
технико-экономических показателей,
1 качество приготовленной щепы’
виым из Ku,ui"’'ii7,;nikтмическим показателям относятстг
к основным тех11,'^т;;11Ь| „.по.цади, занимаемой машиной
па 1 /н веса машины (//.?. л/ */ /?;), удельный
t! ” г .и3); коэффициент использования
‘11И11Н0?анаепТз1ё,'кшктрУКНИЙ следует также обратить внимание
геюшне факторы: наличие ударов баланса о диск в начале
эт жно?ть помещения, характеризующая стоимость капп-
затоат >.а строительство здания, а также расход энергии
транспортировку древесины во второй этаж.
Все указанные технико-экономические показатели приведены
Г 31
Сопоставление конструкции рубительных машин различных
типов и их технико-экономических показателей позволяет сделать
следующие выводы:
Г Малоножевые тихоходные машины с большим диаметром
диска (2800-3200 льч), осуществляющие прерывистое резание
древесины, не имеют перспективы дальнейшего применения в про-
мышленности.
2. Рубительные машины с наклонным и горизонтальным дис-
ком, а также планетарные машины могут пайти применение лишь
на отдельных предприятиях и вряд ли получат широкое распро-
странение.
3. Для дисковых машин лучшие результаты по фракционному
составу щепы, удельному расходу энергии, производительности
и другим технико-экономическим показателям получены при из-
мельчении балансовой древесины различных пород (ели, сосны,
березы и осины) на многоножевых рубительных машинах и осо-
бе нно на машинах с геликоидальной поверхностью режущих ножей
диска. Эти машины обеспечивают непрерывное резание для
оолыщ й iac[H измельчаемой древесины.
Для короткого баланса (до 2 ,и) следует рекомендовать диск0"
. 1 1,1 Ч0110^евые машины с наклонным патроном, а для длинно10
/ 6,5 .и) эти же машины, но с горизонтальной подачсЩ
1ходы лесопиления и деревообработки целесообразно измс/п»-
ча чa jногоножевых геликоидальных рубшельпых мжиинах'.
. Гг1-.1' ' 0^,!10<’ТИ ,13*ме,г,,,,1С11ия длинных реек и горбылей цс-гн-
таи inft"0" .i|,01ITb к 9Т0Й машине приспособление для гори»1’11'
рубитеп। Н1 ^(еК П меха|||,зм прижима по типу барабапи'’1
1’}ои7<льиои машины марки ДУ-2 Я
менщДам Д^воо?Рабатывающей промышл ей пости следует рею’
чалогаиаритные нспслпижпыр пиГштпгн.иып машинь».
Сопоставление рубительных
«водить с учетом основных^
_.... и > 1.-ПТППЫХ является
съем
на следу
подачи, .
тальпых
на
чать на многоножевых геликоидальных
передвижные рубительные машины.
которые могу г быть использованы и для переработки г шейх отхо-
дов непосредственно у станков в деревообрабатывающих нехах
5. Л бис гроходных машин целесообразно применять нижний
выорос щены, несмотря на го, что при верхнем выбросе1 нг. щ.-ц , 0
упрощается компоновка транспортного оборудования
Удаление щены из кожуха машины в циклон сопровождается
заметным увеличением расхода энергии и получением большего
количества ныли п мелкой щепы. Если нево можно откл .шо.
от верхнего выброса щены, необходимо, чтобы конструкция ма
шины обеспечивала надежное транспоргировапие щепы с небе и
нюй затратой энергии и без дробления щепы о стенки щепонроьо - г
и в циклоне.
6. В конструкциях многоножевых рубительных машин нл\к
чается тенденция к снижению числа режущих ножей с одповрс
мойным увеличением скорости вращения ножевого диска.
С увеличением скорости резания улучшается чистота среза,
а также увеличивается скорость подачи’ древесины в питающем
патроне, что способствует получению более качественной техноло-
гической щепы. Даже при отсутствии непрерывности росшим
увеличение скорости подачи древесины способствует более пра-
вильному ориентированию бревна при движении его в патроне
К настоящему времени следует считать опробованными про-
изводстве диски со скоростями вращения 600-700 об мин и бо.ве.
При этих скоростях условия самоподачи древесины ( затягивание)
не нарушается. Увеличение скорости вращения вала диска QCQ
бенпо заметно сказывается на уменьшении веса маховых масс,.к и
довательно, и всей машины 119].
Таким образом, наиболее рациональным направлением при
конструировании рубительных машин следует при пап направлю
пне на уменьшение числа режущих ножей па хпекг юб h с одно-
временным увеличением скорости вращения до 600 700 об мин.
11ри этих условиях будет обеспечиваться га же проц ^водитель
пость машин, но вес маховых масс по сравнению с его ш тчиной
у существующих многоножевых машин может бып снижен не
менее чем в 2 раза. Непрерывность резания древесины мь <
может быть соблюдена ш счет приближения меньшего числа ре ку
щих пожен к центру диска.
7. 1-1Я привода машин целесообра по применять асинхронны’
элекгродвнгателн с мягкой характеристикой.
18. ОЧИСТКА ДРОВЯНОЙ ДРЕВЕСИНЫ ОТ ГНИЛИ
Опытно-производственная линия по очистке дропяной фсве-
сины ог гнили методом избирательного измельчения. В 1965
лабораторией механизации произволегвенных процессов I>11111IIш
совместно с работник гми Красноярского лесонеречллочшно ком
бпнага были проведены обширные исслетпв.1ння по очи. и..-
'О-
”еСгш ПIГЁ1'on I iTHO-iipoiijBO.'lcrneiinoii л Красноярского лсх. '
..............................................................-
№"“ .®ХВ”ро»»" г. лревеснш
1 ч опытно-производственной линии состоит в следую-
ri тпевесина выгружается из воды продольной брев.
окоряется на окорочном станке 2 типа ОК-66-М
Впроцессе транспортирования древесины имеется возможность
сортировать ее по диаметру и распиливать толстомер на шпало-
пезном станке 3 с нижней и верхней пилами.
ческ\ ю щепу и
тем. Дров я ши
Рис 47. Схема опытно-производственной линии по
облагораживанию дровяной древесины
Окоренная дровяная древесина подается в малоножевую руби-
тельную машину 4 завода им. Рошаля. Полученная щепа выбра-
сывается в циклон 5 рубительиой машины, из которой поступает
на сортировке 6 «Тейлор — Ниагара». На этой сортировке про-
исходит разделение щепы на три фракции: крупную (остаток на
сите с отверстиями диаметром 40 мм), нормальную (проход через
сито с отверстиями диаметром 40 мм и остаток на сите с отвер-
ни ми диаметром 5 мм) и опилки (проход через сито с отверстиями
диаметром 5 мм). Крупная щепа направляется скребковым траис-
п фтором в оункер 11. Опилки подаются ленточным транспортером
в бункер 10. Как видно из схемы, работа линии обеспечивается
гт ib? х режимах: при закрытом шибере 12 линия работает ио
II режиму, при открытом шибере 12 — по I режиму.
Нормальная щепа при закрытом шибере 12 (II режим работы
’ 1а< ‘ по продольному скребковому транспортеру
|( . I'rin?1 ГИпа СМ-431. Из дробилок щепа попадает
1 ии погт\°ВКИ х I ' ’ После сортировок щепа нормальной фрак*
кеи (j ()< ivl. по ПР°ДОЛЬНОМУ скребковому транспортеру в бун|
тером р бмииог п/°5:л<?гсоР1ИРовок подаются ленточным транспор*
ляется скпгГг ’ Щепа (если такая окажется) папраи*
ия скребковым транспортером в бункер 11.
и сортировки
иого сортирования „ сортировке "°С
том шибере/2 направпярт1. г,пгч- ,и,лоР Ниагара приоткры-
ром в бункер 9 минуя «п/ ЛОЛЬ*ым скребковым арапспопте-
1Цепы У мол°™>вы<' дробилки 7
ляет*20 пл' л:'/ч',,1при’этом* обеПр^НЗВ0ЛСТИ<?||,10Й линии состав-
н непрерывность процесса очиг ’<^,,е‘"1вается полная ме.хани ьщия
пая наоп1ятной Л1?ни^апа°^7Хи1вПЛЫ °Т 1,1ИЛИ и.,рожей-
для выработки бисульфитной иоАуцстлюто-ш^т1.111,1 пред"азнячеи®
на Красноярском ЦКБ а отходи тптип 1 для т«Р«ого каргон.1
юваться для получения cr”’*- * 1цепы б\ дут испод ь-
звводах.
Очистка щены от гнили Р ш»г г.,. .
Ronnoc очистки IIIPIII ^ргикальном воздушном потоке.
ООП рос ОЧИС1КИ щепы от ГНИ ПН R поптпт/п». . ,
___!_____ -...... 1ПИЛИ В всршкальиом во душном потоке
—I на различии скоростей
, но различного объемного
из ближайших
ГИДрО. 1ИЗИЫ X
изучается впервые. Этот процесс основан
витания частиц одинаковых разменов
веса [24].
Несортированная щепа из рубительной машины подается на
плоское сортирующее сито. Крупная щепа, содержащая очень
незначительное количество гнили, подается на варку или дополни-
тельное измельчение. Прошедшая через сито щепа с основным
количеством гнили поступает в сортирующую пневматическую
установку, состоящую из вертикального канала, отстойника и экс
гаустера. В вертикальном канале частицы со скоростью витания,
меньшей скорости воздушного потока (преимущественно гниль,
а также опилки и мелкая щепа), уносятся воздухом в отстойник,
а частицы со скоростью витания^ большей, чем скорость воздуш-
ного потока (преимущественно здоровая щепа) подаются пи каналу
вниз (против тока воздуха) и направляются в производство.
В результате выполненной работы сделаны следующие* выводы:
1) отвеивание щепы в воздушном потоке при потере 10' до
ровоп щепы позволит удалить 38"о гнили:
2) сочетание отвеивания с сортированием па ситах позволит
увеличить количество удаляемой гнили до 43% при потерях здоро-
вой щепы 10%;
3) предварительная подсушка щепы перед продувкой нецел-
сообразна, так как не дает эффекта по очистке.
Очистка щепы от гнили в аэросуспензиях. I Кследоваиш
проводили па пиевмосортировочном столе ССП-1,5, который пред-
ставляет собой наклонную плоскость (деку), изготовленную из
мягкой сетки и продуваемую воздухом, (ека имеет дна уклона
продольный и поперечный — и производит колебательные движе-
ния в поперечном направлении 1241.
В результате продувки сынхчего ма сериала в <ду’ ом пос \ п
начинает «кипеть», возникают необходимые для сортирован из
условия стесненного падения частиц. В кипящей постели i чк
i II. М. Вальщиков
, а тяжелые погружа1с
называемая стратифцКа
с Я
е самым
частицы
что при Ю°о потерь здоровой щепы указанным методом
'""'i коррозионной гнили.
часп-пыевспл^а^^^ерхниесион,
"а Д"°е"°гиь епшем легкие частицы начинают перемещав"'
°'Л п „апп впении продольного уклона, а тяжелые вход,,
ВНИЗ и ?, снне с поверхностью деки и направленными попер!'
всоприкою ов и перемещаются в направлении поперечной
нь1ми колсоап Тетания двух углов наклона с колебания^
УКЛ0",Т .wSvbkoS^oh материала воздухом сортируемая сА.е
пасхо и^я веером, причем в первые воронки сооирается щСп ’
расходитсяобъемным весом; с меньшим ооъемным весом
попадают в более отдаленные воронки.
““'в результате обработки и анализа данных исследования оказа-
лось, что при 10% ‘
ип-лнп палить до 50% ,___
Удаление гнили из щепы методом вакуумирования и про-
питки водой. Этот метод основан на различии в проницаемости
гнилой и здоровой древесины жидкостями и газами.
Опыты по отделению гнилой и здоровой щепы методом свобод-
ного водопоглощения при температуре воды 15—20° не дали поло-
жительных результатов, так как количество удаляемой гнили
при потерях здоровой щепы 10% составляло 30—40%, т. е. пе
превысило количества гнили, удаляемой путем простого сортиро-
вания на плоских сортировках.
Для интенсификации процесса разделения гнилой и здоровой
щепы необходимо обеспечить быстрое удаление воздуха из гнилой
щепы, что вызовет более глубокую пропитку щепы водой. Регу-
лируя глубину вакуума, продолжительность пропитки и некото-
рые другие параметры процесса, можно создать условия, при кото-
рых после пропитки водой объемный вес гнилой щепы окажется
больше единицы, а здоровой — меньше единицы. В результате
гнилая щепа будет тонуть, а здоровая всплывать.
Обработка и анализ результатов экспериментального исследова-
ния позволили сделать следующие выводы. Интенсивность утопа
’ чилои и здоровой щепы не зависит от ее фракционного состава
и степени разложения гнили, но при вакуумировании над водой
интенсивность утопа гнилой щепы на 4—6% больше, чем при
куумировании под водой. Однако значительное усложнение
конструкции аппарата при промышленном вакуумировании над
водой заставляет отказаться от этой схемы и рекомендовать схему
вакуумирования под водой. II
у увеличением скорости приложения вакуума от 1 до 50
"-о'1."тво ’ 1а,1яе‘',ой гнили возрастает очень незначительно (на
же е начительно увеличиваются потери здоровой щепЫ-
о вел чеиие времени выдержки смеси щепы под вакуумом от
-о ' ьь,1Ь1Вает незначительное увеличение удаления
щепы Оптнм°КаЗЫВаеТ влияния па интенсивность утопа здор°в
- алыюе время пропитки гнилой и здоровой щепы и *
атмосферным давлением составляет 30 сек. При увеличении вр<
мели пропитки количество утонувшей гнилой и щоровой щепы
выравнивается [241.
На основании проведенных исследований предлагается еле
дующая схема очистки сосновой щепы от коррозионной тш in.
Сортирование щепы после рубительной машины на плоской сорт <
ровке с отверстиями сит диаметром 5 и 20 .и .и; средняя фракция,
содержащая 50 - 60% всей здоровой щепы и до 80% всей гнили,
подвергается двухступенчатому вакуумированию с глубиной ва-
куума 0,4 атм на первой ступени и 0,9 атм — на второй при ско-
рости нарастания вакуума 1—5 сек. время выдержки иод вакуу
мом 30—60 сек, время пропитки водой 30 сек. Такая схема очистки
сосновой щепы от коррозионной гнили позволяет удалить 70
75% гнили при потерях здоровой щепы 10%.
На основании выполненных исследований и полученных зави-
симостей в Астрахани построена опытно-производственная уста-
новка для очистки щепы от гнили методом вакуумирования и про
нитки водой.
7*
Глава |||
МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
17. ПРАВИЛА МОНТАЖА РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Монтаж рубительных машин является основой для получения
технологической щепы хорошего качест ва при наименьшем расходе
энергии на рубку древесины. Кроме того, качественный монтаж
обеспечивает долговечность работы }злов и деталей машины.
дефекты монтажа (перекосы, плохое сочленение у &лов, боль*
шие зазоры и т. п.) в большинстве случаев невозможно устранить
в процессе эксплуатации машины.
Монтаж машины должен производиться с полным выполнением
технических условий, инструкций и указаний проектной организа-
ции и завода-изготовителя машины.
Монтаж машины производится на заранее подготовленный
фундамент. Его изготовляют по чертежам собственными силами
или силами строительной организации в сроки, достаточные, чтобы
к началу установки машины бетон успел полностью затвердеть.
Перед монтажом машины необходимо тщательно провести сле-
дующую подготовку:
]) проверить наличие технической документации, прибывшей
вместе с машиной (упаковочные листы, чертежи, пояснительная
записка, инструкции, паспорт и акты о состоянии прибывшей
машины);
„ 2) сверить с чертежом выполненный фундамент, обратив осо-
„ с е на Га тановку колодцев под фундаментные болты,
их глубину и сечение; Г
11 ' рабочую площадку для монтажа возле фупда-
. ен 7 а.
шлГшопЗГ<0ТлВИТЬ В с00тветствии с чертежом плана фундамента
окна для зал™ХТ™оИнаПвДк^"дц“;НП1Ые б°Л™’ "РедусМ0Т|,<'В
1>“е5поТадо°бХ17риУС™?аВже; Грумлодьсм||ью механизмы, кото-
" UeMe,,T ДЛ>'
Г|° чертежам^и пТЬСЯ И ИзУчить конструкцию монтируемой машину
юигажа пояс«и^ьнойзаписке,усвоить порядок проведен"*
100
। >дагь • ji,i и детали машины к месту монтажа-
9) осмотреть наличие и целостность всех узлов и легален
при обнаружении дефектов (поломки или порчи деталей) принять
меры к а к ие их или исправлению; не допускать к установке не-
доброкачественных деталей;
10) удалить деревянную опалубку из колодцев под фундамент-
ные болты и, убедившись в полном затвердевании бетона фунда-
мента, а также выполнив все подготовительные мероприятия, при-
ступить непосредственно к монтажу машины.
Мон аж машины целесообразно вести в такой последовать ►-
мости.
. Подвесить над фундаментом шаблон, вставить в отверстия
соответствующие фундаментные болты и навернуть на них гайки
заподлицо с торцом болта. Опустить шаблон вместе с фундамент*
ными болтами в колодцы на глубину, обеспечивающую необходи-
мый выступ болтов над фундаментом для подливки бетона (60 юи),
для закрепления фундаментной плиты и других деталей, устана-
вливаемых на фундаменте, а также для завинчивания гаек на их
двойную высоту. Правитьное положение шаблона над плоскостью
фундамента проверить совмещением осей, нанесенных на фунда-
менте и шаблоне.
2. Залить раствором бетона с цементом марки 500 фундамент-
ные болты, опущенные в колодцы после выверки установки шаб-
лона.
3. Снять шаблон после затвердевания бетона, предварительно
удалив гайки болтов.
4. Установить фундаментную плиту (раму), совместив отвер-
стия в раме с соответствующими фундаментными болтами. Концы
болтов при необходимости можно немного подгибать ударами руч-
ника по навернутой для этого случая на болт гайке.
Под плиту подложить в нескольких местах стальные под-
кладки, чтобы полечить зазор в 60 •• v меж iy плитой и фунд imch-
том.
Обеспечить горизонтальное положение обработанных (строга-
ных) плоскостей плиты с помощью ватерпаса. После проверки
горизонтальности плиты на фундаментные болты надеть ганки
и затянуть их от руки. Залить плиту раствором бетона
5. Опустить в яму фундамента нижнюю часть кожу ха машины,
выверить установку и закрепить машину cooib< гствхющимп бол
тами.
6. Подготовить вал машины к монтажу. Очистить егс и детали,
смонтированные на нем, от грязи и пыли. Надеть на вал требуемые
детали (шкив или муфту, тормозной диск и т. п.) < становить на
фундаментную плиту с помощью грузовых механизмов вал с дис
ком, подшипниками и другими деталями. Тщательно выверить
горизонтальность вала и правильность п адк> вс к В{ < щам । с
деталей.
Ю1
8. Прове
дельность плоек
, Набить солидолом J корпуса „ол.шиишков ,10СЛ1.
’сг2" Проверок размеры между подшипниками, а также „а|,
' , . > остей ножевого диска и кожуха. При пик;
регулировку похоже.,,.....
Л-пя не сбивая установки вала.
закрепить корпуса подшипников и пропер,.уть диск в|)уч.
псю.' сделав несколько оборотов. Проверить зазоры между ло,
ками диска и стенками кожуха.
О Установить режущие ножи на диск и контрножи в патрон.
Убедиться в правильности относительного расположения кромок
^тих ножей по всей их длине, проворачивая диск.
11. Установить на нижнюю часть кожуха верхнюю его поло-
вину и скрепить болтами. Я
12. Установить на фундаментную плиту в собранном виде
питающий патрон или механизм подачи и закрепить их болтами.
13. Установить на фундамент раму циклона в соответствующем
месте древесного отдела, а затем и сам циклон, соединив его щепо-
проводом с кожухом машины, а при наличии циркуляции воз-
духа — воздуховодом с соответствующим патрубком, смонтиро-
ванным на кожухе машины. _
14. Установить салазки под приводной электродвигатель. На
салазки поставить двигатель и соединить его с главным валом
машины с помощью муфты или посредством соответствующей пере-
дачи (ременной или редукторной). Проверить правильность и на-
дежность присоединения двигателя к валу машины.
15. Остановить пусковую и защитную аппаратуру для двига-
теля. Подключить электродвигатель к "силовой сети.
16. Провести пробный пуск машины в соответствии с инструк-
цией ио эксплуатации. I
• )форм( ть актом комиссии по приемке рубителыюй машины
паботяT-d.?' ,,СПЬ1тан1П| 11 качество монтажа; надежная и хорошая
работа машины всецело зависит от качества ес монтажа.
18. ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
яол'к,|а производиться СО
17 правил И ИИСТПУКПИЙ
"зучивщщконструюш ЬН0И машиие должны допускаться рабочие,
правила технической маи,и,,Ь1 11 принципы ее работы, а также
иости. ,к'-плуа гации и правила техники безопас-
'' ' ' чет*'161 быть осмотрена и подготовле11*1
"'о необходимо:
лииений^ '1еталей машины л надежность креп к
на Чис! ’ ° '^а1ив особое внимание па креплен
11 коитрножей в патроне. W
и
2. Проверить состояние режущих ножей и контрножей, а при
необходимости произвести их замену. Одновременно следуем про-
верить величину зазора между лезвиями этих ножей по всей их
длине. Указанный зазор должен быть не более 0,8—1 ,w.w. При
необходимости принять меры к обеспечению указанного за юра.
Величина зазора между ножами и состояние лезвий ножей
являются основой для получения щепы надлежащего качества
Не следует допускать работы машины на тупых ножах. Для
проверки, не задевают ли ножи диска за контрножи патрона
необходимо провернуть диск'вручную, сделав не менее тв\ . пол-
ных оборотов.
3. Определить наличие и качество смазки в^подшипниктх,
а при необходимости заменить ил и’заполнить их корпуса смазоч-
ным материалом в нужном объеме.
4. Убедиться в отсутствии посторонних тел, в том числе и об-
резков древесины, в патроне машины.
5. Проверить надежность запора люков па кожух, машины.
6. Проверить качество соединений машины с приводным элек
тродвигателем.
7. Подготовить к работе транспортирующие устройства для
подачи баланса к машине и отвода щепы из кожуха ма-
шины.
8. Принять меры к выполнению рабочими правил техники без-
опасности, а также инструкции по эксплуатации машины.
9. Дать указание о запуске приводного электродвигателя и
после запуска в течение 3—5 мин прослушать работу машины.
При наличии ударов, задеваний и другого постороннего шума
выявить их причины и устранить имеющиеся неполадки.
10. Пропустить несколько бревен или горбылей и убедиться
в надлежащем качестве щепы. При неудовлетворительном качестве
щепы немедленно остановить машину и принять меры к получению
нормальной щепы. При нормальной работе машины и хорошем
качестве щепы дать указание о пуске ее в эксплуатацию
11. Подготовка и'запуск машины производится под руиовод
ством мастера цеха или по его поручению опытным бригадиром,
хорошо знающим работу и конструкцию рубителыюй машины.
Во время рубки древесины необходимо соблюдать следующие
правила:
1 Следить за равномерной подачей тревесины в патрон мз-
ппшы. Не допускать в машину бревен чрезмерной толщины, иначе
произойдет заклинивание их в патроне. 11.. пр ь ыьных
ломов пли прутков для выравнивания потока древесины в т пке.
а пользоваться деревянными кольями
2 . Категорически цапрещается подача древесины на рубку
с металлическими включениями (скобами, гво шями пли клинь-
ями) которые, попав в машину, вызовут крупную аварию
В с |учае попадания металлических ч ц-тей иеоб? щмо нем» д нно
103
остановить машину кнопкой <стоп>.
. Такой же ос гапов мащц,
, „попеети п „пи №«« неестественного jliyi,a „ мащ
"го. НпЕЙгь по амперметру за загрузкой электродвпгате,,,,:
H,S,n топестнмая нагрузка должна быть отмечена красно,-
максимально доп£ пр„бора. Не допускать длительной
* которая вызовет нагрев двигателя, а также завалы Щепой
к0*- с’епХ^а^ХТературой подшипников, вала машины и д,И1.
гателя При перегреве следует остановить машину и дополнит,,
"^"э^зТпредается^роправлять баланс в патроне руками, а также
,я1еДать на лоток рубительной машины во время ее работы.
6 При заклинивании баланса в патроне остановить машину
и после этого приступать к ликвидации завала.
7 Запрещается вскрывать*люки па кожухе машины и пере-
мещать контрножи в патроне во время вращения ножевого диска.
8. При внезапном отключении приводного электродвигателя
немедленно остановить подающий баланс транспортер. Перевести
в исходное положение пусковую аппаратуру двигателя и удалить
из патрона древесину.
9. Строго запрещается оставлять машину без надзора, в том
числе и на холостом ходу. *3
10. В случае завала щепой кожуха или щепопровода следует
немедленно прекратить подачу баланса к машине. В противном
случае от трения может произойти загорание щепы. Для ликвида-
ции завала, вызванного чрезмерной перегрузкой машины, подачей
гнилого баланса, попаданием в щепопровод крупных кусков дре-
весины или неправильной установкой щепопровода или циклона,
необходимо на холостом ходу приступить к очистке щепопровода
и кожуха. В отдельных случаях следует остановить машину и лик-
видировать завал вручную.
11. Строго следить за состоянием лезвий режущих ножей и
тепы с чистым срезом, хорошего ка-
ва и фракционного состава.
При установившихся режимах работы следует заменять режУ’
hv п “ '‘г Т В леР1ее вРемя не реже чем через 7 ч работы с подточкой
не K.ZiTHbIH Г|еРе1)Ь1В- В зимних условиях целесообразно менять
‘ Коитпишки* ЧеРез каждые ч- нормальной работы. t
машин: 1 Ни-1/и<ЛеД'*(Т Ve,I>lfb пРимеРно через один месяц работы
юв на др к? af Же с,,,,едить за состоянием межножевых секто-
12 п7г ’ НедопУская чрезмерного их износа.
ножей необ ТДг' " ' ,С'КИ Древесины или для подточки и емс'11’1
, в, ХХКратить "’“'•У '“ “Го’ В матнпу; лоруб"'':
КЛЮЧИТЬ Привотнг)И -п '1Р€ВеС,,ПУ. выбросить щепу в циклон, °
«т "' ............ "схоя"ос"
141 J
а) привести машину в надлежащий порядок, убратг, пыль и
куски древесины, проверить исправность всех узлов и деталей;
б) при сдаче смены предупредить сменщика о всех имевших
место неполадках во время работы, которые могут повлиять на
дальнейшую работу рубительной машины;
в) предупредить мастера цеха или бригадира о сдаче смены.
Смена режущих ножей у большинства конструкций рубитель-
ных машин производится в следующем порядке.
1. До останова машины подготовляется полный комплект ост-
рых ножей. Для обеспечения надлежащего выпуска режущих но-
жей за плоскость диска их ширина должна быть строго одинако-
вой. Для этого ножи помещают в мерительную коробку, где с по-
мощью дистанционных болтов и набора накладок на пятки ножей
обеспечивается их расчетная ширина, соответствующая длине
щепы.
2. При остановленной машине открывают люки с двух сторон
кожуха машины или снимают часть кожуха, чтобы обеспечить
доступ к режущим ножам. Ослабляют или удаляют зажимные
болты и вынимают затупленные ножи. Затем очищают пазы от
пыли и щепы и устанавливают острые ножи. После этого вновь за-
тягивают зажимные болты.
3. Проверяют зазор между лезвиями режущих ножей диска
и контрножами патрона. При надобности регулируют этот за юр,
оставляя его не более 0,8—1 лея.
4. Одновременно со сменой ножей осматривают состояние лопа-
ток и надежность их крепления к телу диска, а также состояние
межножевых секторов.
5. После смены ножей диск для проверки проворачивают, де-
лая 2 3 оборота, затем закрывают люки крышками и подготов-
ляют машину к пуску.
Особенности смены ножей и эксплуатации рубительных машин
других конструкций рассмотрены ранее.
1 л а в a |у
ВОПРОСЫ ТЕОРИИ, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА
ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Основным технологическим процессом при работе рубительных
машин является процесс резания толстых стружек древесины.
Изучение этого процесса является практически необходимым для
установления расчетных и инструктивных данных при проектиро-
вании н эксплуатации рубительных машин и для их дальнейшего
хсовершенствования. Остановимся па изучении основных положе-
ний по резанию толстых стружек древесины. 1
19. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО РЕЗАНИЮ ТОЛСТЫХ СТРУЖЕК ДРЕВЕСИНЫ
Так как древесина является материалом анизотропным, для
которой теория упругости и теория пластичности еще полностью
не разработаны, а также из-за весьма большого числа факторов,
обусловливающих процесс резания, к настоящему времени не соз-
дано удовлетворительной теории резания древесины. Поэтому
отдельные вопросы решаются экспериментальным путем.
Отметим, что факторы, определяющие процесс резания древе-
сины, ю)т относиться к подвергающейся резанию древесине,
к режхщим инструментам, станкам или машинам. Изучение про-
•езания древесины усложняется не только из-за наличия
ого числа этих факторов, но и в связи с возможностью миого-
ш. е, пых их сочетаний. Эти комбинации создают различные усло-
В| сгР)жкоооразования [51.
Jстановить степень и характер влияния этих факторов
Таким 1-1! ' ? П|' ' вес,,|,ь,> нужен общий для них критерий.
। ( ' И । , Г1 • । [ • величину усилия (или мот-
дительш । ' гЧеИ’ 1 качества обработки и величину произво-
'лементар! н nA процесс торцово-продольного резания
юров: 1 Г0Л( ГЬ1Х стРУ>кек следующих основных фдь-
породы древесины; *
,I1,e 1 волокон)- еШ } /1ежДУ направлением резания и направ,т,с’
нлсния;
углов заточки ножей ['<
5) толщины снимаемой стружки (или длины щепы),
6) скорости резания и скорости подачи
Б}дет также рассмотрен вопрос по определению усилия резания.
Влияние породы древесины. Порода древесины и ее физико-
механические свойства оказывают влияние на процесс стружкооб
разевания, усиление резания в расход энергии. Обобщая накоплен-
Рис. 48 Влияние углов встречи на усло-
вия резания и расход энергии
/ — для ели (V в 0.56 с ? — для сосны
(V 0.13 см3)
ный опыт лабораторных и
производственных испыта-
ний, а также учитывая дан-
ные табл. 4, в табл. 5 приве-
дены усредненные данные по
расходу энергии па рубку
древесины различных пород
при длине щепы 18—20 мм.
Следует отметить, что в от-
дельных случаях для одной
и той же породы получаются
неодинаковые результаты,
что можно объяснить разли-
чием условий произрастания
древесины.
Влияние углов встречи
между направлением волокон
и направлением резания.
Изучение влияния углов
встречи е на усилие резания
в лабораторных условиях при резании древесины ели и сосны.
Результаты исследования приведены в табл. 32 и на рис. 48.
Как видно из табл. 32, усилие резания, сопротивление реза-
и расход энергии производилось
нию и удельный расход энергии значительно снижаются при
Т а б л и ц а 32
Влияние углов встречи на удельное усилие резания и расход энергии
У гол встречи е в град Удельное усилие резания в кГ, м ч У дельное сопро- тивление резанию в кГ и и® Удельный р к ход I энергии I В М 1 Ч ’1 1. м’ |
Ель Сосна Ель Сосна Ель < ос и a I
90 21,5 18,1 21,15 1.8 | 5,94 4.9Ч I
** г- /<) 18,9 16.9.$ 1,89 1.69 5.14 1.Ы
60 16.3 14,8 1.63 1.47 4,44 4,98
45 12.4 9,24 1 24 0,32 3.37 2.52
30 6,96 5.36 0.69 0.53 ! 1,9 1.17
15 3,20 3,61 0.32 1 0.36 1 0.86 | 0.88 1
Прим с ч а и и с. Данные таблицы получены при 1Г р т 40°. V - ОД8 . 0.51 Г к 12%. й 10 ч.м.
107
П)Х
49 Усилия резания в зависимости от направления волокон
древесины
% го весу 2 6
переходе от резания перпендикулярно волокнам к ре .алию па-
раллельно волокнам. При резании тонких стружек существует
аналогичная, но не столь резкая зависимость.
Зависимость усилия резания от направле ния ре а относительно
направления волокон по данным Харглера 110] приведена па
рис. 49. Из графика, приведенного на этом рисунке, видно, что
при переходе от резания, перпендикулярного волокнам, к ре зияю,
параллельному волокнам, усилие резания падает в два с лишним
раза. Менее резкое снижение усилия резания (чем по данным
табл. 32) можно объяснить неодинаковыми условиями опыта, од-
нако общая закономерность сохраняется в обоих сл\ ычх
Т а б л и ц а 33
Размеры отверстий
в лабораторных ситах
Номера фракций Диаметр отверстия в мм в сите.
на кото- ром фрак- ция за- держи- вается сквозь которое фракция проходит
1 29 ——
2 99 29
3 16 99 ам ••
4 9 16
5 5 9
6 3 5
7 — 3
Рис. 51. Влияние углов мточкн
ножей на усилие резания и рас
ход энергии:
/ __ ель (1Г » 13%. h * 10 ми.
г. » 45е); 2 — ••ль (U 1h
= 10 мм. г t 0 Я; >’ — ель (1Г МВ
s 20%, h «= 13. «••35е); <—сосна
(Ц 2УЛ. К 1 >.
5 — Серсдл (U . h I ‘.
t Я8 ); в — ель (flF в 50%.
h 12, « • З.че)
Приведенные экспериментальные данные показывают, что уве-
личенпе угла встречи делает процесс рубки более жононичным.
Это можно проследить на рубительных машинах различных типов.
В последнее время появились рубнтельные машины с продоль
по-ноперечпым резанием древесины.
В 1962 г. II. Хартлер |Ю1 опубликовал (оклад по изучению
влияния углов наклона питающего патрона на технологическш
показатели варочной щепы.
1 к’пытания проводились на шее пшожевой рубительнен машин.,
диаметр диска ко юрой составлял 1400 н и. а скорость вращепн а
520 об/чин Питающий патрон имел один угол наклона к гори
зонту а который с помощью специального приспособления мог
изменяться в широких пределах. Углы встречи в изменялись or
24° до 48е. Фракционный состав щепы определялся их гем ручного
109
отверстиями. Щепа рассбртц.
спта с распрелмепм “«,"ы n°',T«1J1'-
/;;;ЧфРакппй r»6-’-“' ч п1;„Вед™о"»р,1с-50- Заи<-
- ’в весовых проиеотах I иаблюдается некоторое
.. ор, свели«ш1И углов колпчество пылп (опилок)
;крупной фраки"11 шепь ’
просеивания че
ровалась i ~ v
ным фракциям
чено, что л»
\ меньше
_,ип увеличивается. Ппияние влажности древесины
прн“аде,,ы
Л.пие резания и УДел^н“‘ иРна лабораторной установке,
'*6. 34. Из таблицы видно, чт б11тельпых машин с уве-
нпри испытаниях ^—резания, удельный расход энергии
личением влажност у
и мощность резания Ум^нь^вСзатОчки и степени остроты режу-
Влияние углов резания, у в бо1ЬШинстве конструкции ди-
ших ножей. Следует отмети , ен углу заточки ножей,
оковых рубильных маш ив.угол как к перед..™.
При РУбке имеет место ние происходит при зад-
МрДа=мГ^. 7ZZ
мжеГна харктеристик^! резания представлены на рис^И
' а б л и ц а 34
Влияние влажности еловой древесины на усилия резания
и удельный расход энергии
Машины Условия реза- ния Относительная влажность в % Удельное уси- лие резания в кг/мм Удельный рас- ход энергии в кет ч/пл. м3 - - Коэффициент от- носительного изменения рас- хода энергии
Лабораторная установ- ка Вальщикова е = 45°, /i=10 мм р = 40° 12 16—18 26—28 12,4 11,18 9,48 3,37 3,04 2,57 1,1 1,0 0,85
Рубительная машина фирмы KMW (г=4) Л=13 мм, е = 38°, Р = 40° 21—22 46—47 8,96 7,81 1,88 1,64 0,85 0,7
10-ножевая рубитель- ная машина типа Юттер- ланд> фирмы еТампелла» (Соликамский ЦБК) е --= 37°, 11 мм, ₽ = 38° 18-20 45-50 9,2-9,5 7,6—8,0 2,39—2,47 1,97—2,08 1.0 0,85
16-ножевая рубитель- иая машина с геликои- дальными ножами типа Нормам (Камский ЦБК) е = 38°, /1=20 мм, Р = 35° 18—20 30—35 48-52 55—60 6,9-8,0 6,9-7.0 5,6-6,1 4,5-5,0 1,77—2,0 1,79—1,82 1,47—1,58 1,17—1,27 1.0 0,9 0.8 0,65
110
Из приведенных данных видно, что уменьшение угла резания
(и угла заточки ножей) сопровождается уменьшением усилий реза-
ния и наоборот. Поэтому при измельчении древесины в рубительных
машинах необходимо стремиться к уменьшению углов заточки
режущих ножей. Пределом уменьшения углов заточки ножей
является стойкость их лезвий при работе. Последняя зависит от
качества материала, из которого изготовляются ножи, их термооб-
работки и методов заточки. При существующих материалах можно
рекомендовать угол заточки рубительных ножей р 30-4-35 .
В дальнейшем необходимо провести исследования по определе-
нию материалов для изготовления режущих ножей, позволяющих
Таблица 35
Повреждаемость щепы по отношению
к лабораторной щепе
№ серии № опыта Углы заточки ножей в град Количество по- врежденной ще пы в % (по со- противлению продавливания)
I 1 2 36 42 19 29
11 3 4 36 42 16 22
III 5 6 7 8 20 28 36 42 21 23 26 31
устойчиво работать при углах за-
точки не более 30°. Это позволит
Таблица 36
Влияние затупляемости режущих
ножей на удельный расход энергии
при рубке ели четырехножевой машиной
(Ш=19-=-22%, Л- 13 мм. 0=- 40 )
Количество измельчае- мой древе- сины в м* дельное 1 усилие резания | в кГ/мм ' Удельный раскол энер- гии на рубку в квт ч пл. н’
0 8,72 1,83
20 8,96 1.88
80 9,4 1.97
100 I 9,88 2.07
150 9,2 ♦ 1,93
* После подточки ножей
снизить расход энергии па рубку древесины не менее чем на 10 -
15°о Изучением влияния углов заточки ножен на технолог ические
показатели щепы занимался II. Хартлер [101. Он показал, что
сувеличений угла заточки ножей возрастает степень поврежде-
ния щепы В табл. 35 приведены экспериментальные данные, пока-
з взюпне влияние углов заточки ножей на повреждаемость щепы,
определенное на основании показателей сопротивления продавай-
□пределе шюс замечает что сумма угла заточки и
ванню. Однако^ . угла между направлением плоскости
заднего угла Реза ’ 1ПЮ ножа является более важным факто-
резапия и передней гранью ножа, являете
пом опоеделяющим степень повреждения щепы.
На Ковании опытов Н. Хартлер считает, что уменьшение
угла заточка ло 30" (примерно на 10") будет способствовать новь,-
шепию прочности целлюлозы на д-4 <'•
* р г|
Заключение, что изменение уГЛа “
Выявить влияние углов точки ножен на фракционный сое
' \ умет не малое. Заключение, что изменение угла
точка, ножей не оказывает влияния на равномерность щены, СОд
жание опилок и объемный вес, на наш взгляд, недостаточно обосно.
Ва"в предыдущих исследованиях опыты производились при Оет.
пых ножах Фактически же ножи в процессе pj ки тупятся, чТо
отражается на усилии резания, на удельном расходе энергии и 11а
качестве щепы. В табл. 36 приведены данные, показывающие влия-
ние затспляемости режущих ножей на характерна гики резания.
Замеры удельных расходов энергии производились после измель-
чения определенного объема древесины.
Поданным А. Д- Шустова 14/ ], после 4 8 ч работы ножей уси-
лие рубки увеличивается приблизительно на 20%. В рубительных
машинах рекомендуется замену ножей производить один раз
в смену, а подточку’ их — один-два раза в смену. Вообще это
целиком зависит от качества материала ножей, их термообработки
и условий заточки, а также от породы древесины и степени ее
загрязнения песком и илом. Затупление ножей вызывает ухуд-
шение качества щепы. Щепа становится неравномерной подлине,
с большим содержанием мелкой щепы и опилок. Степень повре-
ждения щепы резко возрастает.
Влияние длины щепы и ширины резания. Вопрос о рациональ-
ной длине щепы достаточно сложен. С одной стороны, длина щепы
определяется сортом целлюлозы. Так, для грубых сортов небеленой
целлюлозы можно считать установившейся длину щепы в пределах
20 2- льи, для более высоких сортов беленой целлюлозы принято
готовить щепу длиной 15—18 мм. При более короткой щепе во вре-
мя варки происходит наиболее полное пропитывание ее варочным
р Iгидом и лучший провар древесины с удалением нежелательных
?“ онентов в *” эс.г едующих стадиях облагораживания целлюлозы.
ругой стороны, длину щепы следует рассматривать как фактор,
влияющий на расход энергии в процессе рубки древесины.
/ / овапия влияния длины щепы на расход энергии и уси-
ились как в лабораторных, так и в производ-
ив гл •'СЛОВИЯХ- Результаты испытаний приведены в табл. 37.
с вл f 1ВЛ( ’ 0 Дельных расходов энергии при рубке ели
на машинах ™ п ° ОСТРЬШИ ножами с углом заточки р 38
ЦНИИбуммашемав<<1962РгСЛаНД>>’ А3‘°2 И РМ°-1600- полученных
жей hi чини • № виДно, что с увеличением выпуска но-
ты) удельный расход энергии на рубку падает:
h в мм
!1
14
17
•' дельньЩ расход энергии
в кет ч/пл. м9
2,3
1,93
1,25
Таблица 17
Влияние толщины стружки на усилия резания и расход энергии
при рубке ели ( 12%, р 40)
Машина Угол встре- чи в град Толщина стружки В ,М.Ч Удельное сопротивле- ние резанию в кГ .мм1 Удельное усилие реза- ния в кг/мм Удсльн ый расход эпергии в Ktm м/пл> м’
Лабораторная уста- новка (у =0,51 Г/см3) 45 5 10 15 1,84 1,24 1.17 9,21 12,4 17,33 4,6 3,37 3,17
60 1 5 10 15 2,0 1,63 1,49 10,01 16,3 <)<> 54 - о 4 । 4 । ,45 Л4 .04
10-ножевая рубительная машина (у=0,58 Г/см3) 38 11,5 13,0 14,3 0,72 0,69 0,636 8.30 8,96 9.0 । 1 1 1 .96 .88 ,73
ведливо и
Это объясняется тем, что при большем выпуске ножей число
резов, отнесенных к единице объема измельченной древесины,
будет меньшим.
Заметного изменения удельного расхода анергии и удельного
усилия резания при рубке бревен различной толщины во время
проведения лабораторных и производственных исследований не
наблюдалось. Можно считать, что удельное усилие резания и рас-
ход энергии не зависят от ширины резания. Это положение спра-
ведливо и при резании тонких стружек древесины 14, 6, 161.
Влияние скорости резаиия и скорости подачи. > малоножевых
рубительных машин скорость резания древесины составляет 1э
18 а скорость подачи 0,2-0,4 м'сек. У многоножевых машин
скорость резания составляет 20-25 м/сек и более, а скорость по-
ДаЧВепич1П1а3’скоростн резания оказывает влияние па чистоту
среза и качество щепы. С увеличением скорости резания чистота
СРХ^"Хсти резания и подачи на расход энергии еще не
изучено из-за трудности проведения экспериментов. Этот вопрос
,,собо^ — - :
доевесинЫ Ё> рхбитсльной машине происходит, как покапывает
опыт следующим образом. Резец, внедряясь в древесину, снимает
опыт, след} 1 щ * пстслствие чего появляется п юскость
передней гранью совпадающая е направят
сдвига /1В уу г происходит отдел, w ,лимита
ИНОМ ВОЛОКОН. Ио ЭТОЙ n.lULKULi I
совпадающая с направле
8 II. М. Вальщиков
а
ц давит на лежащий впереди материал
ег0
На
"плоскость сдвига и образуется следующий
СТ%Хт*»мДданный процесс с точки зрения определения ус„.
ч ; шя В процессе внедрения ножа передняя и задняя rpi,"'
-VT преодолевать силы сопротивления Силы, Действующие
Xchi v со стороны передней грани ножа (резца) и распредели
iiLe по неизвестному нам закону, приведем к одной равнодейеХ
"ей приложенной в некоторой, также нам неизвестной точке д
рабочей грани резца. Разложим эту силу на две составляющие
нормальную Q и касательную/Q к грани резца.
Силы, действующие на древесину со стороны задней грани
резца, точно также могут быть приведены к равнодействующей
приложенной в неизвестной точке. Эту силу также можно разно’
жить на нормальную R и касательную fR к задней грани резца
Затем все силы перенесем в одну точку (ввиду неизвестности
точек приложения и вследствие малости плеч образовавшимися
парами сил пренебрежем). Рассмотрим условие равновесия этих
Спроектируем все эти силы на координаты оси х и у.
Y.Px= Q sin 6 4- fQ cos 6 + fR — P — 0;
V Py = <2 cos 6 — fQ sin 6 — R = 0,
откуда:
P = Q sin 6 4- fQ cos 6 -j- fR-,
1(1—И sin б 4-2/cos 61. (18а)
.'^‘1Лее Рассмотри.м условия равновесия сил, приложенных к эле-
... |>-жки в момент его отделения. В этом случае приходится
, тгя TJpr Г м" -Пшущения. Считаем, что элемент стружки яв-
” । ию I in ,П1 телом’ несм°тря па его некоторую сложную дефор-
тить так "кяк '/ЧаЯ Ре3аНИЯ ТОЛСТОЙ стружки это можно допус-
а лишь иекотг.ппа^1 показал> что деформируется не вся стружка,
стружки поилл-иь аСТЬ ее’ СОпРикасаю1наяся с резцом. К элементу
С1Оро||ы резца Т0ЛЫ<0 Ч"! <i-
ОНИ воспринимаются ргапом'ЯЮТ "2 °б|1азова||ие стружки, так как
ВCOf Ц'1 ИМО ОТМетитг пт ‘
углов резания 6 (mu ’ ЧТ° В зависимости от сочетания величин
направлением волою-п.™013 заточки Резца Р) и углов встречи между
качественно отлили ту " 11апРавлением резания е возможны дил
резания Q па пепешеи °Л0/Ке1,Ия ноРмальной составляющей силы
Л/3. 1 > грапи резца относительно плоскости сдвига
Ь нервом случае (шге 17
‘ ноши cjiBina /1В р< i.i,„ ’ сила Q расположен..
.........: »иу;1р1.;р;у4чае<р“с. п, б) _ ВШис ««wx*
1|( I >ТИ два случая.
а ниже пло-
сдвша ЛИ. р;
П е р в ы й с л у ч а и.
В момент сдвига (скалывания) элемента стружки в плоскости
сдвига действуют сила F — сопротивление сдвигу — и сила тре-
ния fpV, возникающая вследствие наличия нормальных давле-
ний N.
Спроектируем все силы на направление плоскости сдвига и
направление, ей перпендикулярное:
F -\-fxN — Q cos о sin р 0;
/V — Q sin p — fQ cos p — 0,
где
(£ — P) + (6 ~ p) -г P = 90;
P (£ 4- 6) — 90.
Тогда
F + — Q [sin (e 6) - f cos (e 6) 10; 11861
N = Q 1/ sin (e 6) — cos (e 6)1. (18b)
Второй с л у ч а й.
F -j- f'N — Q cos p' fQ sin <> 0:
W -j- Q sin p' — fQ cos p' 0.
где
p' = 90 - (e 6).
Тогда
F + fiN — Q Isin (e — 6) - f cos (e -j- 6) 10; (186 )
N = Q \f sin (8 — 6) — cos (8 - - 6) 1. (18b’)
Сравнивая выражения (186), (186') и (18в), (18в'), видим, что
они одинаковые.
Следовательно, при любых сочетаниях углов гиб ви (функцио-
нальной зависимости сил, приложенных к элементу стружки,
не меняется и данные выражения являются оощимп.
Подставив значение силы N из выражения (18в) в выраже
ние (186), получим
F f Q [/' sin (f 6) — cos (t- — Q Isin (f 6)
4- f cos (f 4- S) 1 — 0.
Откуда
n__________________________________________- . (18r)
(v = '(I — f/0 sin (F p>) U Л»с<*(е
Подставив в уравнение (18а) значение силы Q из уравнения
(18г), определим‘силу Р, движущую резец, т. е. силу Р< лнищ
F 1(1 — /2) sin 6 -г 2f iOS 6| _
Р = "(1 _ fit) sin (Г “йГ- (/ т hicoele 4- ’
Силу F определим из условия крепости древесины при скалывании
(сдвиге) вдоль волокон
F ~ ~ sin
115
8*
где /у —
Тогда
W цйна срезаемого слоя древесины.
ако чателыю усилие резания, приходящееся
^прчёчяется из выражения
шприцы резания, определяем 1
111 Г I. 1/1 Ш <1П А -- ?/ one Al
на
или
Для примера усилия резания подсчитаны но выражению (18)
фиведены в табл. 38.
Т а б л и ц а эд
Значение усилий резания для различных пород древесины (е = 45°)
Порода дерева (U'=12%) Угол резания 0 в град Выпуск но- жей (толщина снимаемого слоя) в мм Расчетное усилие реза- ния в кГ/мм Опытное усилие в кГ/мм
30 10 8,6 9,86
Ель 50 10 15,6 16,94
40 10 Н.7 12,4
40 15 17,2 17,33
Сосна 40 10 8,3—13,6 9,24
Дуб 40 10 18—20 -
Бук 40 10 19—22
Береза 40 10 16—20 , - г.
Осина 40 10 11 —
трения приняты по данным про-
ПО I и А. Ф. Астафьева. Коэффи-
1
Величины коэффициентов
фессоров М. А. Дешевого _______
ииенты трения inPRW H, „ Астафьева.
брать в пределах 0 5 0 7^° резцу М- Дешевой рекомендует
циента трения В ?реднем f = 0,6). Значение коэффи-
ния А. Ф АстасЬьрп пг дРевесину в начальный момент движе-
/, 0,6). Р принимает равным f
объясняется несоответгтпСЖ Расчетными и опытными данным11
" ^4фициентов ‘ренн* 'пМ К°*ниентов прочности древесины
Выражение (18) щ v’ В,ЯТЬ1Х лля расчета и при испытаниях.
1 с,епени затуплсшии п н<ИТЫВаеД влияния влажности древесины
резания уменьшаются riJ'KK'.’ При изменении влажности усилия
''аво'шый коэффициент ^/ОМУ ПРИ расчете следует вводить н«-
, bl . ир||ведснцЬ1Х папД J ,-V4< ,||1ь,и на основании опытных дя"'
11а основании результатов экспериментальных исследований
по резанию толстых стружек древесины можно сделать следующие
выводы.
1. Образование элементов толстой стружки древесины проис-
ходит скалыванием или отрывом от остальной массы древесины
по направлению волокон.
2. При переходе от торцового резания к продольному усилия
резания и расход энергии уменьшаются. Это происходит вслед-
ствие уменьшения коэффициентов крепости древесины и измене-
ния процесса образования элементов стружки.
Следует отметить, что при приближении к продольному реза-
нию соприкасающаяся с резцом часть древесины подвергается
сильной деформации (наблюдаются смятие, надломы, подгибы
и т. п.), а противоположная часть стружки совсем не разделяется
на отдельные элементы, образуя стружку довольно значительных
размеров. В связи с этим нижний предел угла встречи г между
направлением резания и направлением волокон может быть при-
нят равным 30—35°.
Следовательно, суммарный угол наклона патрона должен
составлять не более а = 60" -4-55’.
3. Увеличение угла резания 6 = р сопровождается увели-
чением усилия резания и расхода энергии. Данное обстоятельство
можно объяснить уменьшением вклинивающего действия резца
и увеличением разрушенного объема древесины, соприкасающе-
гося с резцом.
4. Резание древесины с повышенной влажностью происходит
при уменьшении усилий резания и расхода энергии. Это можно
объяснить влиянием влаги на физико-механические свойства
древесины.
5. При увеличении толщины снимаемой стружки h удельное
сопротивление резанию и расход энергии уменьшаются. В этом
случае, как и при резании резцом с уменьшенным углом резания,
относительно меньшая часть древесины поддастся разрушению.
Увеличение толщины стружки h также сопровождается сильным
разрушением части древесины, прилегающей к решу. Кроме того,
щепа в этом случае слабее разделяется на отдельные элементы.
20. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ БАЛАНСА
Одним из основных вопросов теории работы дисковых руби
тельных машин является вопрос о подаче древесины в период
собственно отруба. Выяснение действительной картины этого
процесса позволило наметить основные направления ио созданию
оптимальных конструктивных параметров (Исковых рубительных
машин с целью получения наиболее качественной технологической
щепы.
1*7
Автором произведен силовой анализ процесса подачи баланса
выполкч.о аналитическое исследование этого процесса и выполнена
скоростная киносъемка процесса измельчения баланса в щепу.
Подача баланса в дисковые рубительные машины имеет дВе
1) подвод древесины к диску до начала резания, 2) подача
сталии:
древесины в период резания.
Способ подвода древесины к диску зависит от расположения
питающего патрона и его угловых параметров.
При горизонтальном расположении патрона подвод баланса
осуществляется принудительно, чаще ленточным транспортером
или специальным подающим механизмом (последний рассмотрен
при описании конструкции машины типа АЗ-10).
При наклонном патроне баланс направляется к диску под дей-
ствием силы тяжести. При этом условия движения можно записать
в следующем виде:
G sin > /0 cos alt
или
tg «i
где G — вес бревна;
ai — УГ°Д наклона патрона к горизонту;
f = tg Р — коэффициент трения дерева по стали (р — угол
трения).
Существующие рубительные машины имеют = 454-55°,
что обеспечивает подвод древесины к диску.
корость подвода древесины может быть определена по сле-
дующему выражению:
V = 1/0 + at,
где 1 0 скорость схода баланса с транспортера*
t — время движения баланса;
ускорение пр вна при движении по наклонному лотку
о м.сек- — по опытным замерам),
Подача пчппиго — ускорение свободного падения тела,
получение щпннг I период самого резания должна обеспечивать
лиска при своем впашениЫ '"'еПг 1"1’ Каждый режущий нож
формы шайбу топпинг й ” отРубает от баланса эллиптическои
скость дИСкш На ,v ’ РаВ"°И ВЫпуск>' h Лезвия 11ожа за Г,Л°'
ниеи углы пактовi патпЩеПЫ кРоме величины h оказывают влия-
• наклона патрона, что видно из следующего выражения:
1,ц =-----±аМ
cos 7-! COS ’
если отк ia4nRd1TnarP°I,a В гоР,,ЗО1|талы1ои плоскости,
- вкладывать его от направления осп вала диска.
Для машин с горизонтальной подачей баланса
/i = 11Ц cos сс,
при вертикальной подаче баланса (а2 0)
Л = /H{cosar
Долгое время конструкцию тихоходной малоножевой рубитель-
ной машины стремились осуществить такой, чтобы бревно под
действием силы тяжести успело продвинуться в течение времени,
пока древесина находится в промежутке между двумя соседними
ножами, т. е. в период паузы между резами. При этом считали,
что баланс в процессе самого отруба стоит на месте и плоскость
резания параллельна плоскости диска. Для проверки этого был
произведен расчет для двух малоножевых машин, изготовленных
заводами им. Рошаля и «Шкода».
Время перерыва или паузы trl, в течение которого якобы
происходит продвижение бревна к диску, равно
tn = t ~ tr.
где t = ----время одного полного цикла реза-
ния;
/ = —В. = ------—--------время резания бревна заданного
р Vp xDpn cos cq 1
диаметра J;
Sn = —--------длина пути резания;
р cos оц
п — скорость вращения диска в об мин.
Путь продвижения бревна по наклонному патрону определится
из выражения
Q at2 _ " ( 1 — —-_____,
2 ' г i/)p;fcos а.| / ’
где z — число ножей;
[) _ диаметр резания.
Результаты расчетов для указанных рубительных машин при-
ведены в табл. 39. Из таблицы видно, что даже самое топкое
бревно, у которого время паузы наибольшее, все же не успевает
пройти требуемый путь, равный длине щепы (18-2а ч.ч).
У быстроходных’машин, где весь цикл резания равняется
0 015—0,02 сск. указанный разрыв в подаче февеенны 6x.iei з-
метен еще больше.
Следовательно, старое представление о самоподаче февеенны
за счет силы тяжести оказалось неверным В действительно-гн
бревно во время отруба втягивается режущими ножами к в ту
диска и плоскость резания совпадает с шднен гранью ножа.
II'»
um iiihMWI
’1Ч1НН
III
HullI
IHIU
*1
lUl
I' hi tHihi и H । и i« i । • i- и ii
Hl ... Hll Ml... .1 I |l
< • hl и
и 'НИИ
iHli A I
H HI
Il H llluU 1
I I
I I III I \ • 11
• Hll •
Illi
I I
Hll I I 'I
I
I ’ ‘ I I
гл;
I • I
I
Hill III
и in i-Н
II
|<|| I I ' H
(HIM' । 'Hi
‘ |»« II H ‘>ll' 1
id I HUI ।
i *
HI I IH Г '| ’ll I
i ч ИН < I • dl lll |>l|
HUI HI! I"
id < »I4 НН I
I I l I MH-
I I < । i V ll
141 'Hill I I I
I Hl d I
111 III HI I H I*
III '• I \d I • » imi H ii i
I HUI | III | | I Hill, ill i H h I
‘I 'll H Hill «III III I
II I •«
. , ..I.......I ! ....... " ....... ' ’ '">
’ XI
iv v h’
i< 11 нi' • "I '«Ii 'I • н i i и иi
IH’d'H III
......I ii 11 "ii Ullin id
Hi I
I H H । I
\ /1
j и l
<<>, J
* hi ,4l
' > I
11 Hi
1 <H '/ I
' ’ I
‘ I
н H H td lh I I I
• • I г HI ill II I I
In / «I «Hill HI | \ 11
III I | H It II и I ’ । d I 11 । I I I ин И •
I II nil"1 1 КИП il-H HI II 1 I I Hl........ " I
.......................I.I ...... I.......... ............................I , ,
у............................................................................. 'I
III I....... "'I1 I "I".......Il I 1,1 I............................ I'll I
Mill! I "I ....... "" " I I IM I || I II.Il l" ' ' "" " ' " ................ "
! .1 I I ........ "I" ' "I II I .,,| ,| ..... 1 " ' ' ' " "" 'I । К 'll I
T » .........................................,.................................
। "ii"' । и "Hi и ii in.................."11" .................
( . "I'll '""I Il" II lA I Hill Hl 11 ...................
’ I * • ' 1 ' 1 I I • ♦ • • I I I | M I 1 I»
||4 H I HHI • Ml li|| I HUI UH | |. I I....... . ’’ ' ' I III <1 (
E ............ •" .......... ..........
............................•......................................1;...................
Il '"I" 'iii'iV'l ИИ . I ...........I............. . I . I >1 , Hl.II
ll.lll HIM 'll" ' "lib.II H II .1 h ,| ,«, ... 1 ............. .........
I " I ''I .......I .......II ..............
I I "" 1 "I I' II "" III I III I,, ,, I
I 'll".......................II I..I..I......II....I , . . "
. ' •“Hll III «till H h i
".......... .........I "I".'......... . , ,
................................................ " ' "" .................... .... V1(„,
v;;” r/"........................................ -I"-
|,""И| ..-I'.....
...............................................................................................................................................................
............................................................................. .... .... I.
...... ............... -1' "'"M.I ............. ...I,.,).,......
................ '"""III I"...........I ...I"............I............ „ 'l'
' """"IM Mill 11.. ... < мм M .. ,,,|.
1 1 ’ " 11 |'|\'I • ’ • »I H'*||| i i ч 1111 11 •'111 м j H 11 ь 11 и 11 I I ни , H HH.biii
1 111 1 11 1111 ’ ' I| l||| II ) « 11 II u • I • ’I I • ll II IHVII I I1 I 11 \ I >|| «till i I Ц I I
II HI I I । HI HIM II III \ H »i | | 111 и । mi ».11 iHiiiMniiii । >i ini i i । ।
•• Ц H f ||,lli I I, I h,i | |
Mi I 1 ill ll I I ill н I
' I • I
II II» t »•
II. Ill ”
tip'll! H
»M hl
• • 14» I I/ I
• ”'» I
• » . • 111 .......
.......... i I
ни........I
г। . ।• • • । Hi, .
,ii। к । и' ।
I | I V I I III I ll ••• •! ’ - .
I HI'!» »|l • • i |IH H M Mi
» II II I. II I I
Замедления движения бревна. Оно попадает под другой нож,
перемещаясь с некоторым отклонением ]1Д3^4 пг ^иннп А1\.
Как показали исследования Хартлера lo2J, при лих условиях
длина щепы получается значительно меньше расчетной. Так,
если вместо у, = 3,2° взять у = 1,5 , io длина щепы составит
14 зьч вместо 25 мм. Если же взять угол у . - * у* (рис. 52, н), бревпо
будет подведено к телу диска в точке /И, расположенной ниже
расчетной точки В.
Когда 2а 1 > /. после встречи бревна с телом диска плоскость
резания Г займет другое положение, параллельное плоскости
диска. Полный срез в этом случае будет представлен ломаной
линией В этом случае осуществляется непрерывное
резание, и длина щепы должна быть равна расчетной.
Когда 2а2 < /, бревно после встречи с диском имеет возмож-
ность отскочить от него. Однако, как показали исследования,
в этом случае средняя длина щепы приблизилась к расчетной и
составила 22,9—23,7 мм против 25 мм. Толщина_щепы равнялась
3,36—4,44 мм.
Определим некоторые количественные зависимости, имеющие
место в процессе подачи древесины во время рубки.
{При наличии определенной величины угла затягивания возни-
кающие в процессе резания силы обеспечивают продвижение
бревна к телу диска.
На рис. 52, а показана схема рубки с углом затягивания yz.
При движении лезвия режущего ножа в плоскости вращения I—I
бревно оудет продвигаться вдоль дна патрона в направлении II.
Очевидно, что при увеличении угла затягивания в направле-
нии III скорость движения бревна к телу диска должна увеличи-
ваться. " J
^^ казанные направления /, II и III также могут представлять
сооои схему векторов скоростей:
ная) скорость лезвия ножа; v
подачи.
— окружная (тапгенциаль-
'p — скорость резания; vn — скорость
И- ?пСр?гТ ^аЬ' 1НПЯ скорости резания и подачи (затягивания),
записать* ' ЬНИКа используя теорему синусов, можно
о используя теорему синусов, можно
.. — ------£«_______ vp
sm у, sin [90 4- (cq — Yz) sin (9Q _ г/^ ;
Vn=vo~M________
cos (cq - W) >
Vp = v„—C0S<Z|
(21)
cos (а, — yz)
где
1 ° go •
122
Из ЛАВА , (рис
за один отруб I: —
(di — А А ] cos сс,):
52, и) можно определить и величину подачи
'««(4ц — AiB) в функции диаметра dt бревна
/*.4, _ Д.41
sin у/ ~ sin 190 4 (at — у,) ’
/. = d_______________________М___________________.
‘ ‘ COS (%! — У1) COS <7-|
(23)
ющего заданному диаметру бревна н Я с00,ветству-
его к диску при выбранной ^‘пы беСПеЧНВак’1цего ™
Преобразовав уравнения (20) и (23), а также приняв / - /
11 V/ 4<н, получим 1 1‘ '
tg Yj. = — Cos2 ___________
1 cos al sin cq »
Yd = arctg —----1^1 11 . . 4)
di — 1щ COS Sin cz1
Как видно из выражения (24), угол затягивания зависит от
угла наклона патрона, длины щепы и диаметра бревен. С увели-
чением диаметра бревна yd уменьшается.
Итак, для одновременного подвода древесины к диск} по всей
длине режущих ножей с одинаковой скоростью необходимо
иметь различный угол затягивания, который уменьшается в на-
правлении от внутренней стороны ножа к наружной. Угол же за-
точки ножа р, наоборот, будет соответственно увеличиваться.
Этот принцип резания древесины осуществлен у рубительных
машин, имеющих геликоидальную (винтовую) поверхность режу-
щих граней ножей и межножевых секторов.
Таблица 10
Величины углов затягивания и скоростей подачи в л/ сек
в зависимости от числа режущих ножей и длины щепы
Число режу- щи X пожен Длин л щепы в мм У г лы затягивания при диаметре резания в мм Скорость подачи при скорости пращей ня в пб мин
8(Ю 1000 1200 14<Ю эио 5**0 700
16 540' 4 35' 4 3 15' 2 40' I 1 0,95 1.57 о о
12 25 9'40' 7 16 б4 5° 4'35' 1,12 2,37 3.32
12 6 7' 4 47' 3 12’ Зп12’ 2 14* 0.Я1 I.W 1,93
16 16 8 27' 7 1 5'23' 4 \35' 3 45* 1.W 1,81 2,53
20 11 7' 8 30' 6’52' 54 Г 5° 1,98 I 3,33 4.6
’ ! ’ .’3
заданной длины (при подсчетах принят
52"). Для рубительных машин, обес
В табл 40 приведены значения величин углов з.иш нвапн»,
и ,,oU,, Аргоегнны, при «ow|m •
приготовление menu заданной длины (при поде relax '
\гот наклона патрона а, 1
«ш горизонтальную подачу древесины, и расчетные фор.
мель, по определению углов затягивания, а также скоростей реза
нйя и подачи вместо угла 04 следует подставить угол а2, равный
угла разворота питающего патрона от оси вала в горизонтальной
плоскости (сч = 0). Для машин, имеющих два угла наклона па-
трона, в эти формулы следует подставить результирующий угол се,
подсчитанный по выражению cos а = cos с2оХа2'/0/П
Следует отметить что выражения (21), (22), (х-3) и (24) являются
приближенными, не учитывающими изменение угла затягивания
не учитывающими изменение угла затягивания
Рис. 53. Схема сил, действующих на древесину во время резания
в ависимости от угла поворота ср ножевого диска. Более точные
уравнения движения бревна в рубительных машинах будут при-
ведены ниже. ]
ил )вые факторы, ооеспечивающие подачу бревен к телу диска
в процессе отруба, определяются в основном силами резания
И угловыми параметрами питающего патрона. Вес бревен при этом
оказывает лишь незначительное влияние. 1
Сила р* $ания при перемещении режущего ножа в круглом
^Г'рвно является величиной переменной и изменяется по эллипти-
rn ™ТПу- Ье величина зависит от толщины бревна и удель-
но пышр vn резаиия’ приходящегося на 1 мм ширины реза. Опре-
приведсно СраХХ УСИЛИИ резания в зависимости от ряда факторов
пгн'|!^а[Х7ГиК)Й ’"ОДаЧе дРевеси"ы схема сил может быть
приняла икон, какой она показана па рис. 53.
угловМчатои1<и°и заиисимости ог значений угла наклона патрона,
действующих на ” Углов ;,атяг,|ваппя направление сил.
‘Р днюю । рань, будет соответственно изменя п>ся.
124
в случае, представленном „а рис> 53> й> |)авН0действуюшая „
н составляющая 7V, расположены ниже линии //_// а'в случае
показанном на рис. 53, б, — выше этой линии. Для определения
затягивающих усилии спроектируем все силы иа линию II -II
и линию, ей перпендикулярную.
Для случая (рис. 52, а)-.
S^n — (7 sin 04 + A\cos Ку, ' Р) — aj — / 1Sin |(у, -р)._г||_.
— N2 cos — ?z) 4-1-, sin (ai _ _ r = 0. (2 la j
= G cos.ai + SU1 l(Yx + P) - 04] + cos [(у,- - P) - a, ] 4-
+ N2 sin (at — y() 4- cos (04 — y,) — ,V = 0. (246)
Сила F = fN
Для случая (рис. 52, б):
= G sin ctj 4- cos [a, — (у,- 4- p)] 4- F\ sin [4 — (у,- p)| —
— jV2 cos (04 — y.) 4- F, sin (04 — y;) — F = 0; (24а')
= G cos 04 — Nr sin [04 — (у,- 4- P)] + /4 cos [a! — (y, +- ₽)] 4-
+- N2 sin (c4 — у,) — F2 cos («! — y,) — N = 0.
(246')
В этих уравнениях силы Л/, и /4 определяют из условии струж-
кообразования при воздействии передней грани ножа на древе-
сину. Их следует считать известными.
Силы F.-, и АД а также F и N связаны следующими уравне
ниями: F2 = /Л и F = fN> где ft 11 / —соответствующие ковф-
фициенты трения скольжения.
Таким образом, из уравнений (24а) и (246) можно определить
силы, прижимающие древесину к задней грани ножа, и силы,
действующие на опорной поверхности бревна.
При практических расчетах проще пользоваться методом по-
строения планов сил. Для условия равновесия сил, приложенных
к древесине, можно составить векторное уравнение сил следующего
вида:
v Р - G 4 -F R 2 ~rR ~
Иа основании ранее изложенного силы G и R
считаем известными.
IT ....ri’T’tiY пя /. II / МОЖНО НЗМСТИТр ЛИН
IIпн ш'шрнпях принятых ДЛЯ I । /♦
I ipn знл кннях, "i последних опреюляются из плана
Действия сил R2 и R. Величины not к иш ' "I R
сил построенного в некотором масштабе Лр (кГ/лж). В качиты
п.1, по< ipociiiHHo н п тяня сил для случая» пока’.анноге
примера приведем построение плана с • д
на рис. 53, а.
Из точки о (рис
винд вектор силы
53, в некотором
веса G == (.ям).
масштабе
Из конца
сил прове’ем
iToro век гора
125
пповеюм также известный вектор силы R,, а из последнего — Л|(,
1111Ю действия вектора /?2 параллельно линии R. па чертеже, ц,
начальной точки о намечаем линию действия вектора R. Точка л
пересечения указанных линии действия сил будет являться
кочпом вектора R? и началом вектора R.
Численные значения (или модули) этих сил будут соответ-
ственно равны
R = RRp и R., = RJ<P.
Направление векторов определяется по ходу замкнутого кон-
тура сил Величина силы затягивания по направлению II—ц
определяется путем проектирования контура сил на указанное
направление.
Как видно из приведенных схем сил и уравнений (24а) и (246),
силы затягивания древесины зависят от угловых параметров
питающего патрона, режущих ножей и угла затягивания.
21. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ БАЛАНСА
В ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ
Анализ работы как малоножевых, так и многоножевых диско-
вых рубительных машин, а также силовой анализ позволяют счи-
тать, что древесина во время отруба находится в непрерывном
контакте с задней плоскостью режущих ножей. Подача баланса
в этот момент осуществляется самозатягиванием [13].
Рассмотрим вопрос о перемещении оси бревна. Этот случай
имеет и самостоятельное практическое значение при измельчении
тонкой древесины в форме реек и сучьев. Кроме этого, данный
случай будет использован для выявления параметров гелико-
идальной пов фх юс и, обеспечивающей контакт задней плоскости
)/Ь( ' ь иной в любой точке на поверхности отруба, незави-
симо от толщины бревен.
Выведем уравнения скорости подачи древесины.
. гь рейка перемещается по линии АВ (рис. 54, а), лежащей
от ХКк°ости нТуZT - Г°РИЗ°НТу под углом и развернута
с осями координат углы а', г.
выбрана ниже оси ОХ потому
новки патрона у промышленных модГле>Г дРюковых^рСб.'
машин с наклонной подачей древесины 1 У
нои подачей балансов будем иметь частньй
• 1езвие режущего ножа ECF г частиыи
coBiiaiajoin'yio'e J04K„H Режущий нож имеет плоскость *'i-
7ОХ пот восгоя^нпНеИ гра1,ью 11 склоненную к плоскости диска
выпхск на BtZZ АУ н"М Затя™ва""я Т, а его лезвие имеет
- Нож вместе с диском вращается вокрУг
-• При этих условиях линии АВ образуют
- и Точка А на плоскости /ОХ
» что это соответствует месту уста-
ительиых
я машин с горизонталь-
Лезвие режущего иож'Гдгр частныи случай, когда а, 0.
его вращения _ .... г/.! ''рав,,л.' по Радиусу диска из центра
осн OV с углами q ю/. Считаем, что скорость вращения диска
постоянна, т. е. со const.
При вращении режущего ножа рейка будег скользить По
задней плоскости гд, описывая некоторую кривую С ЛЮ. Проекции
этой кривой на плоскость Z0\ будет являться дугой окружности
радиуса резания R. При этих условиях изменение координат
центра бревен, а следовательно, и скорости подачи, будет проис-
ходить не прямо пропорционально изменению угла *<нягива-
ния у. Подобная зависимость имела бы место при движении режу-
щего ножа поступательно, как в машинах гильотинного типа.
Для определения скорости подачи vtl найдем вначале текущие
координаты точек на кривой CMD, например точки Л1 (х, у, 2).
Затем возьмем от них производные по времени.
Линия СЛЮ образована пересечением с плоскостью vL линий,
проведенных из соответственных точек дуги CaAD и параллель-
ных АВ. Координаты точки А (/и, о, п) заданы. Найдем координаты
точки Л1 (х, //, z), расположенных на кривой CMD.
Напишем уравнения линии EF (лезвия режущего ножа):
У = Л;
z = —х tg ср;
(25)
Далее напишем уравнение плоскости v]f проходящей через
линию EF и наклоненную к плоскости ZOX под углом у. Это
уравнение будет иметь вид
(// — h) -j- X (г + х tg ср) = хК tg <р + у + Xz — h = 0.
(26)
Значение Z найдем из выражения, определяющего угол у
между плоскостями и Z0X,
cosy =
(27)
где
Л,
в,
оЛ I’ ~ — из УРавнения (26);
*> В-j 0 — из уравнения плоскости
Z0A (у -= 0),
Л — tg У cos (|
Поставив значение /. в уравнение (26), получим
х tg у tg <р cos ср у |. 2 tg v fOS ((, _ h
-V tg у sin ср -|- У Z tg у cos <p — Il o
128
(28)
(29)
Далее напишем уравнение прямой AM, пересекающей плоскости
в точке 1 (х, //, и), и определим ее координаты
х~~/п __ _ у — 0 _ z 4- п _ г
cosax cosa^ ~ cosa2 (30)
В соответствии с выражением (30) можно написать
х С3 cos а* т\
у
(31)
7 С 3 cos а2 — П.
Эти выражения подставим в уравнение (29)
(C^coscc* 4“ /и) tg sin <р C^cosa^ 4~ (Qcosa^ — /г) tgycosq* —ft 0;
р __ ______— w tg У sin q ~ п tg у cos q h
1 cos аЛ. tg у sin q cos ay - cos az tg у cos q ’
а затем возьмем производные от х, у, z по времени
t’x = cos av;
vy = cos ap;
t’2 = co^ cos cz2;
где
„ (—m tg у cos q—n tg у sin q) Л\ 4* (m tg у sin q л tgycosq 7i)\\
= cosax tg у simp 4- cosc^ - cos a. tgycosq;
TV2 — cos ал- tg у COS q — cos a2 tg у sin q.
Скорость подачи vn
выражению
в момент отруба древесины определим по
(32)
Обратим внимание, что выражение (32 нволяет определить
скорость подачи при радиальном расположении режущих ножей.
Отметим также, что опо будет справедливо для люоой точки, рас-
положенной па окружности радиуса ОС}. При лом только нужно
углы поворота диска и начальные координаты точки 1 (/?/, о, /?)
выбирать относительно принятого на рис. .>4 расположения осей
координат. При изменении радиуса ре шипя R, ояевидно^ скорость
по дачи также бу [ег меняться.
Далее проиизеи'м исследование процесс пода Ч
при развернутом от радиального направления лещин режущего
ножа В це’! нолозио-бумажнон промышленное * 1 । "Ы. мпД( ш
Дисковых рубительных* машин, у которых осуществлен ра порог
ножей в плоскости (иска в сифону опере ж< и im па 10 1<8 В >том
о 129
J II. «М. Вл.1Ь!ЦИК<Ш
ечмчае (рис 54 б) линия EF не проходит через ось вращения диска,
" '^касательной к некоторой вспомогательно,, окруж,,^
а является каса параметры принимаются прежними.
ra;,;CnL ЕС (лезвия
ножа):
у —
(33)
Далее напишем уравнение плоскости о2, проходящей через
линию EF и наклоненную к плоскости ZOX под уг х у. Это урав-
нение имеет вид
Косинус угла у между плоскостью ZOX и плоскостью d2
определим из выражения
cosy =
COS2 ф
sec2 у = X2 (sin2 <р Д- cos2 ф) 4-1;
X = tg у. (35)
Значение X подставим в уравнение (34)
х tg у sin ф 4- у 4- z tg у cos ф — k tg у — h = 0, (36)
а затем напишем уравнение прямой AM, пересекающей пло-
скость v2 в точке VI (х, у, г),
х — т __ у — 0 _ г п _____Г
— — — О о.
cos ах cos cl у cos аг
откуда
х = С2 cos ах + т;
У — С2 cos ау,
г = С2 cos аг — п.
Значения х, у, z подставим в уравнение (36)
(С2 cos ах 4- т) tg у sin ф 4- С2 cos ау 4-
4- (С2 cos аг —- ri) tg у cos ф — k tg у — h = 0;
С — ~~ м Y sin Ф + я tg у cos q 4- & tg у + /i
cos ах tg у sin ф ф cos «J, ф cos аг tg у cos ф
Вошмем производные по времени от выражений (37):
vK = <i)tK2cosax;
vy = одК2 cos ау\
= 0)^2 cos az;
(37)
130
где
(-mtgycosrj - ntgysmu) V,
г *
2
1
Следовательно,
V»= |
(wlQysin«|
h) V3
Рассмотрим далее вопрос о подаче
тром d при радиальном (рис. 55, а) и
расположении режущих ножей.
круглого баланса диаме
развернутом (рис 56, б)
Режущие ножи имеют выпуск h за плоскость диска а их
задние грани расположены в плоскостях и, и v2, наклоненных
к плоскости ZOX под одинаковыми углами затягивания ”
При наличии двух_углов разворота бревна и а2 кривые ог
руба на плоскость ZOX будут проектироваться в форме эллипсов
имеющих оси (рис. 55, б и 56, б)
2а = и 2Ь = -Н-
cos 04 Cos аа
(39)
Если будет обеспечен непрерывный контакт древесины с j щи-
ми плоскостями ножей, то линии отруба будут иметь вид неко-
торых замкнутых кривых линий (с точками' Ир И и Ир И,
на них), полученных путем пересечения плоскостей или г,
прямыми линиями, параллельными оси бревна \В и прозе тенными
из соответственных точек, расположенных в плоскостях ZOX
на эллипсах (с точками Л1Э Л2 и Л,, .1 на них».
Уравнения лезвий ножа имеют вид;
при радиальных ножах
2 - X tg« | ,4„,
Г = 0: I
при развернутых ножах
A' sin ф - Z cos, ф — К « 0. | <
Г - 0. ।
Уравнение эллипса резания в
тем в виде:
системе координат Z IV з.щи-
пли
а2х* ]. Ь'г' — а1!)- 0.
(42а>
1"
9*
’за
Решая совместно уравнения эллипсов резания н лезвии r«v.
щпх ножен, определим координаты точек И, и \1 ч т
Л1; и Мг Далее, Ли1Н,ере„ц.,|,уя их „„ „"‘а„ Т“£
жения для скоростей подачи:
для радиальных ножей
,2 = Сз. 1 cos ах — л*1 ?;
vvi 2 = C*3t4 cos av;
^2,2 = Сз,л cosa2 — г 12;
Vnt.-2 = ]А\., + v^.3 + v\(43)
где
С,. = — %1-л 3 ч ?l -v< ~ 1‘л т fr" Sl" (i ” ' '« ч । ,...
л'4 “ ———; (44)
Nз = tg 7 sin (<р — <z.); ,V4 tg у cos (q — а,);
Л^6 = cos ax sin (<p — ccj tg у — cos n.y — cosаг cos (q — aj tg y;
для развернутых ножей
%,2 = Аб cosax — Л1..
v = C:, с cos а ;
1,2
v?i= С.5.6 cos а- — Z1.2;
v’n... = ] А. Т - («к „>? - <л'-, /, < Г))
•11 - 1 • • *’• 1 • *
где
~х1,2'з“ г1. . А e-f(«sin<( г: у — Л I
Б
В табл. 41 приведены расчетные данные для определения ско-
ростей подачи древесины при рубке тонких брем н, во при ра*ных
радиусах резания. Эти данные позволили установить ваконн-
мерности в подаче древесины также и при рубке т >лстых pei <
без подсчетов по довольно сложным выражениям (431 и (46).
В действительности измельчение толстых бревен происходит при
различных по величине радиусах* резания. Их наибехть и я н а
имеет место при прохожтении лезвия нОЖЯ чере: центр оревиа.
Скорости подачи древесины определи.нн !’.ри^ \ ле i\ю>цн\
параметрах: ах 52 , аЛ- 84 3<» . v
5°; аг - 38\- h -- 13 м: п - 400 об/мин.
Длина резания как при радиальных, так и [ ве х южа
соответствовала большей оси 2и эллин
COS ntt
Скорости подачи при радиальных и развернутых ножах
П р н м • ч а н и е. При ф — О" скорость подачи соответствует началу движения бревна.
134
Анализ дайны
для скоростей г~
1. Резание древесины при одинаковых
с пе-
при умеиь-
500 мм и d -
X табл. 41 11 выражений (32), (38) (43) и (Гл
сделать следующие выводы.
затягивания) Т по всей длине режущих~|7ож^Гпрощ Xi?
ременными скоростями подачи. '
2. Увеличение радиусов резания сопровождается увеличением
скоростей подачи древесины. Это объясняется тем что пои иве
личении радиусов резания соответственно увеличивается и д гина
резания при одной и той же скорости вращения ножевого диска
3. Изменение скорости подачи происходит быстрее
шепни радиусов резания. Например, |при т f
201 мм скорость подачи уменьшилась с 2,7 до Гь5 и 'сек т е
„а 31.5%; да т 1000 и d 300 .„я »оРость'„„ла,и
шилась с до 4,59 мсек, т е. на 15%.
4. Разворот режущих ножей от радиального направления нс
вносит существенных изменений в процесс подачи древесины.
5. Руока толе гых бревен сопровождается явлениями ^срывов»
в подаче, так как резание происходит при большой разнице
в радиусах резания. Если центр бревна d 400 мм проходит по
линии tn = 750 мм, то крайние точки этого бревна соответственно
будут проходить при радиусе резания т 550 и 950 мм,
где скорость подачи значительно отличается друг от друга. За-
мечено, что при рубке толстых бревен ухудшается фракционный
состав щепы.
6. Для обеспечения нормальных условий резания необходимо
иметь одинаковые скорости подачи при любых радиусах резания
и углах поворота ножевого диска. Эти условия выполняются при
работе рубительными машинами с геликоидальными дисками.
7. Особенно необходима геликоидальная поверхность секторов
ножевого диска при малых радиусах резания.
22. СКОРОСТНАЯ КИНОСЪЕМКА ПРОЦЕССА РУБКИ ДРЕВЕСИНЫ
В ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ
Для изучения подачи древесины в момент отруба была произ
ведена скоростная киносъемка процесса рс ания древесш ы в и
сковой рубительной машине [121. Измельчение древесины в щен\
выполнялось на специальной шестиножевои ^исковой [ и •
пой машине с нижним выбросом щепы (рис. 5/1. Киносъемка про-
изводилась стандартной кинокамерой ( К(-1 Ч со скороегьн
2000 -3500 кадров в секунду. Это позволило получать на один
о!руб ог 20 до 35 кинокадров. Заснималась древесина, находив-
шаяся в процессе отруба в щели между питающим патроном и но
✓новым диском. Переработке по (верта.iai ь е.юва [рзв с
различных размеров по толщине с таким расчетом, чтооы глина
среза /р была бы в одних слу»шя>. меньше конструкгнвпоп длины
ре шипя /,, в других равной или больше ее
Конструктивная длина резания 1К зависит от параметп
ножевого диска и углов наклона питающего патрона .и <ДЛя
кретнон машины является постоянной. В соответствии с рис
эта длина равна
_л/?р. — /к( cos е — h Cig 8
= cos V tos yi • (47)
где Dp — диаметр резания:
~ — число режущих ножей;
/ — длина щепы;
h__выпуск режущих ножей за плоскость диска;
f _ угол встречи между направлением резания и расгюло
женнем волокон древесины;
Т/ — Угол затягивания,
, 1Щ sin Е
v, = arctg -------------
— — — 1Щ cose
Длина среза 1Р зависит от толщины или диаметра перерабаты-
ваемой древесины d и угловых параметров рубительной машины.
Величина длины среза подсчи-
тывалась по следующему выра-
жению;
Рис. 57. Общий вид эксперименталь-
ной шестиножевой рубительной ма-
шины с горизонтальной подачей дре-
весины
lp sin (е + у,) ' Ч9)
Определялась также длина
среза древесины 1Р = АВ± до
момента встречи ее с телом
диска, когда диаметр) резания
соответствует сГ (рис. 58, б).
Очевидно, что
I' = . (5°)
' sin yi
При подходе древесины к телу диска ее верхний конец начина* i
скольн! ь по рабочей плоскости диска до момента встречи с ио
следующим режущим ножом.
В случае, если
ъ < у, п i"„ = -IL- > /
м
Древесина не может приблизиться к телу диска перед
в нее последующего ножа. Длина щепы Г С.,В., при этих >’<•
виях получайся короче нормальной.
136
При правильном подборе угловых параметров ос
Ip Р' " должны быть одинаковыми, т е
подходить к диеку перед входом в нее после;
подножевон щели BD. При широкой щели
плоскость диска. В этом случае следует <
личения длины
•зания длины
Древесина должна
дующего ножа.
Некоторое влияние на длину шепи
иодножевон щели BD. При широкой щели появляется вс “ ШИ,’И"а
. 4 .. ।-
щены по сравнению с расчетной.
м рабочую
ожидать некоторого
Рис. 58. Схема рубки древесины
\ ве-
Расшифровка кинопленок позволила получить данные
определения перемещений древесины и скорости подачи в про-
цессе собственно отруба, т. е. от начала резания до его конца.
За начало резания принимается момент входа режущего ножа
в древесину.
Кроме того, отбирались пробы щепы с целью определения ее
размеров. Опытные данные сравнивались с теоретической длиной
щепы, определяемой по формуле
' cos а
sin F
н
измельчаемой древесины в процессе проведе-
также параметры резания при этом приведены
Характеристика
ия киносъемок, а
в табл. 42.
137
ч Ц а |2
11 члемом древесины и параметры резания
\apai Номера киносъемок 1. 2, 6. 8 J 3. 7 4 5 9 10 10а 11 12 13 14 15 К 1 vpiiv 1 •• Харак Относитель- ная влаж- ность в % 30—40 10-15 40—45 40—45 30-40 30—40 30—40 30-40 30-40 30—40 30-40 30—40 теристмка ДРС1 Сечение в и ч ч ч (0 95) (0 60) (0 90-70) (0 80—60) 40 X 80 40 80 40 < 120 40 120 40.Х 150 40 159 80 80 80 80 1CCIIH ы Спина в ми 1100-1800 700—900 2020 2140 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 Параметры рс сс 49 49 49 49 50 35 35 50 50 35 35 50 <ания 0 град F 41 41 41 41 40 55 55 40 40 55 55 40
Примечание. При всех перечисленных в данной таблице опытах ряд параметров резания оставался неизменным и был равен: (3 = 40°; у. = 5°; h — — 11,3 -мле и п = 975 cofuiiH. 1*
Распределение щепы по размерам. Во время испытаний после
каждого опыта (киносъемки) отбиралось по 50 щепок, после чего
производился их обмер в лабораторных условиях.
В табл. 43 приведены результаты обмера щепок и распредсле-
ние их по длине. Для сравнения указаны теоретическая длина
щепы 1Щу определяемая по формуле (51), и среднеарифметическая
длина щепы, равная ,J|
1 п
7=1
Pt ^ультаты опытов, приведенные в табл. 43, позволяют сделагь
следующие выводы:
1. Преобладающее количество щепы имеет длину, близкую
к расчетной;
2. Во всех случаях среднеарифметическая длина щепы °каза
щ мько больше расчетной. Это можно объяснить гем, ч1
Д.р., >1Я 0[Р>ба древесина под воздействием режущих нож‘
веьхнргпЯ г'*’емещагься 110 их задним граням до момента вс И’'
тепы б ^нца лРев'*син,>1 с телом диска. Очевидно, что на Д1 -
1 ща .ывать влияние и величина угла затягивай* ‘
138 J
Таблица 43
ьтаты обмера щепы и распределение ее
Номера к и носьемок Гол щи на щены в мм Шири- на щс пы в м и Распределение щепы в % по ее длине в мм Длина щены в мм
1 Ч- и 1 12-13 , 1 11—15 1 16—14 1 10—20 21 н более Сред- няя T еорс- 7Н ч* с кая
1, 2, 6, 8 2,3—6,1 15—55 — 1 1 1 6 (>2 2о 4 17,26 17.2
3, 7 2—4,5 9—18 — — 6 G4 26 4 17,21 17,2
4, 5 2,2—5,9 12—47 40 — 10 1 04 ' 20 6 Г.2 17,2
10, Юа, 13, 14 2,5—6 12-26 20 40 28 1 16 i 6 -- - ' 13.97 13 х
9, И, 12, 15 3, 6, 3 13—35 — — 20 52 21 6 18,7 17 - 1 . >
Гаким образом, длина щепы при рубке баланса в дисковых руби-
тельных машинах может меняться в таких пределах:
I - - h ___________ll
щ cos а ’ cos (а yj ’
I _ h h
щ sin f ’ sin (c — yj
Причем первый размер получается в конце, а второй — в начале
реза;
3. При измельчении сравнительно тонкой древесины, когда
lp имеет место продвижение ее к телу диска по инерции
и после выхода из нее режущего ножа. В подобных случаях длина
щепы также мало отличалась от расчетной;
4. При рубке короткой древесины, когда режущие ножи могу'
вызывать явления поворота и подпрыгивания баланса в питающем
патроне, длина щепы может быть больше или меньше расчет юй
и не подчиняться определенной закономерности. Следовательно,
в процентном отношении щепы нестандартной длины будет меньше
при рубке баланса «длинником»
Определение перемещений и скорости подачи древесины во
время отруба. При расшифровке кино i ichok роцесса ]
Древесины измерялись расстояния от плоскости диска до ьыорли-
ной точки на верхнем кониеобра <па через каждые3 кадра за время
с момента входа режущего ножа в древесину до начала нового
реза. На каждый рез(цикл) делалось по 8 10 «амеров. Расши-
фровке подвергались 5 10 резов подряд па каждой кинопленке,
е. каждый опыт повторялся 5 10 раз. Кроме юго. отдельные
опыты дублировались.
Киноп ленка помещалась в проекционный аппарат ЛЭН’ с во;
душным охлаждением. 1 Выражения проектировались на -жр ш
I ‘.я
с величиной, пре
вышающей натуральную. Для определения истиц,
пимепов ввошлпеь соответствующие масштабные коэффц
\ ci паб К перемещений в направлении выпуска п<»КеГ|
циенты
мм! мм.
_ выпуск режущих пожен за плоскость диска;
д__ размер выпуска ножа при замере на экране
и затем на графиках пути.
где h ~
Отметим что щже небольшая ошибка в установке режущих
ножей равная 0,1 -0,2 мм, вносит много затруднении в обработку
ж ж ’ 1 материала. Поэтому г —
при
Рис. 59. Графики перемещений и скоростей
подачи круглого баланса при е = 41° (/</ =
= 0,000091 се.к/м.и)
экспериментах приходи-
лось постоянно следить
за сохранением устано-
вленных параметров реза-
ния.
Масштаб /<s перемеще-
ний древесины в направ-
лении длины щепы па
основании обработки мате-
риала по обмеру щепы
составил
К Kh
As sin (е + yt)
Па кинопленку также
наносились отсчеты вре-
мени с помощью неоновой
лампы. Каждая вспышка
отмечала долю се-
кунды. Отметчик времени
позволил определить в|и м*1
рубки и фактические число
оборотов ножевого диска.
По замерам перемещений древесины и отсчетам времени были
построены графики пути, а с помощью графического дифферент*1
рования — графики скоростей подачи.
На рис. 59, 60, 61 показаны наиболее характерные диаграммы-
Нумерация графиков соответствует нумерации опинов, npniifl’M
в табл. 42 и 43. J
Для /Характеристики процесса иодачи приведем в табл. 44 и,<
чения гонг]рукгивной и фактической длины резания, иодсчпг
ные по выражениям (47), (49) и (50) при h 11,3 мм, Ъ ' ц
11 2 ’» а 1якж( число кинокадров, заснятых за полный *
МО
Рис. GO. Графики переме-
щений и скоростей подачи
древесины при 8 = 40
(/<z = 0,ООО 105 сек/мм)
/цмм
180 г
Рис 61. Графики перше»
invHiil! и '• *' * " ‘'0
ДрС1И • I» II !•! при 1 "
(А 0.000105 *“<’
I Н
I d б Л 11
Ц а 44
Значения конструктивном и ф
[длина резания до встречи с диском.
актической длины резания
по формуле (49) равна 130 лмЛ
Номе- ра ки- носъ- емок Сечен ие древеси ны в лмхжч в. град Длина резания в ми Число кинокадров
Конструктив- ная по фор- муле (47) расчетная по формуле (50) В полном цикле До встречи с диском
cj" 00 с Г (0 95) 41 166 132 22,3 18,6
2а (0 95) 41 166 132 36,2 31.3
3.7 (0 60) 41 166 84 21,0 17,5
9 40X80 40 140 112 20,2 19,1
10 40^80 55 146 92 20,4 18,0
10а 40Х 120 55 146 139 19,0 17,8
11 40 • 120 40 140 170 19,0 17,6
12 40 150 40 140 170 20 0 18,2
13 40 150 55 146 173 20,0 16,8
14 80 80 55 166 92 20,4 18,5
15 80 80 40 165 122 21,0 18,0
одного реза ty и за время подхода древесины к телу диска V.
Диаметры резания при испытаниях равнялись Dp = 170 мм — при
киносъемках № 1—8, 14 и 15; Dp = 145 мм — при остальных
киносъемках.
Результаты исследований, приведенные в табл. 44 и на гра-
фиках рис. 59, 60 и 61, позволяет установить следующие законо-
мерности.
1 Во всех случаях независимо от толщины перерабатываемой
/древесины и скорости вращения ножевого диска подача баланса
происходит за счет воздействия режущих ножей. Следовательно,
изменяя величину угла затягивания, можно обеспечить подвод
древеси ы под режущие ножи в расчетном месте:
d) если yt yf (рис. 58), то последняя часть отруба при из-
мельчении толстой древесины (1р > 1К) будет производиться при
наличии скольжения ее по телу диска. Эту закономерность под-
it/И тот Факт* что при работе машин изнашивается часть
’ !1асп°‘Г10женная в непосредственной бли юсти к подпожевои
тпрпргииа СЛ^Чае измельчения тонкого баланса, когда 1р
к tptv пи после вь,х°Да из нее режущего ножа перемет пГ
к телу диска по инерции. J 1
142
У, (рис. 58), то последняя часть отруба при из-
> /к) будет производиться при
В этих условиях длина щепы является устойчивой. При про-
ектировании машин выбирать угол затягивания на 0,5— 1 больше
конструктивного, т. е.
= -------г (0,5-i-1); (53)
—1щ COS е
б) при установке ревущих ножей с малыми углами затягива-
ния древесина попадает
диска. В этих условиях
под режущие ножи, не доходя до тела
(?< <Су<) будет готовиться укороченная
по сравнению с первым случаем щепа. Вообще же можно создать
условия рубки щепы, когда баланс не будет соприкасаться с телом
диска, что сохранит от износа рабочую поверхность диска.
2. Скорость подачи древесины зависит не только от числа обо-
ротов ножевого диска, числа и выпуска режущих ножей и длины
щепы, но и от величины угла затягивания:
а) для обеспечения подвода древесины к телу диска к моменту
входа в нее режущего ножа, т. е. когда lp угол затягива-
ния yi должен выбираться по формуле (48). В этом случае скорость
подачи vn составит
Vn ~ t4 60
(54)
где /ц =
60
пг
— время цикла резания в сек, т. е время пово[
2л
ножевого диска на угол <р = ;
б) в случае, если у/ <С?л к получается
щепа, скорость подачи будет меньшей, равной
у короченная
lui __ KZ f
60
(55)
f" л
где — 1 : , f «г-,
{ sin (г + Yx) ’
в) при условии у У» скорость
в случаях а и б, и составит
подачи
будет
больше,
чем
, /
где = /,( /-
I к
60У. . время подвода древесины к телу диска
лг/х
в сек:
h
sm (е — Т«4
143
В табл. 45 приведены расчетные скорости подачи, подсчитан,
пые для данной конструкции машины по формуле (56 , а шкжс нац.
большие. средние и наименьшие скорости подачи, полученные
при опытах.
Нумерация опытов сохранена прежней. I
Таблица 45
Расчетные и опытные скорости подачи
Номе- ра ки- НОСЪС- цок Бремя цикла в сек Число оборотов диска в минуту' Расчетная скорость подачи Опытная скорость в м/сек подачи Отноше- ние сред ней ско- рости к расчетной
Средняя Наиболь- шая Наимень- шая
в лг/c-t а>
2 0,0011 980 2,16 2,10 3,10 1,06 0,97
2а 0,00164 610 1,34 1,36 2,00 0,96 1,01
3 0,00108 915 2,04 2,18 2,80 1,80 1,07
9 0.00106 944 2,01 2,06 2,80 1,37 1,03
10 0,00107 934 1,55 1,63 2,7 1,21 1,07
10а 0,001 1000 ,64 1,74 2,54 1,32 1,06
И 0,001 1000 2.17 2,26 2,46 1,86 1,04
12 0,00105 953 2,07 2,10 2,85 1,45 1,02
13 0,00105 953 1 ,57 1,74 2.006 1,23 1,10
14 0,00107 934 1 ,70 1,59 1,73 1,41 0,93
15 0,0012 1 905 2,23 2,19 2,52 1,56 0,98
Скорость вращения диска определена по отсчетам отметчика
времени на кинопленке по выражению: И
60
п =
(57)
где t =
л « 100 Кб ’ Л
Кб базовое число кинокадров, расположенных на ленге,
соответствующей времени —доли секунды;
Ки - - число кинокадров в одном цикле.
К. к видно из табл. 45, разница между расчетными и средними
опытными скоростями подачи древесины весьма небольшая
о ia находится в пределах, близких к точности обычных техниче-
ских расчетов. Поэтому при проектировании рубительных машин
можно пользоваться формулами (54), (55) и (56). Наличие скачков
скорости подачи в отдельные мгновения можно объяснить осо-
бенностями структуры древесины в этих местах, а также случай-
ным аеданием» или ускорением движения киноленты в ленго
протяжном механизме кинокамеры.
114
3. Построенные на рис. 59 61 графики перемещений (пути)
древесины имеют вытянутую форму, стремящуюся к прямой. При
некотором приближении их можно считать прямолинейными. Это
еще раз подтверждает, что для дисковых рубительных машин
можно пользоваться расчетными или средними скоростями по-
дачи.
4. Увеличение скоростей вращения ножевою диска до
1000 об! мин и более не нарушает процесса затягивания древесины
режущими ножами. Поэтому в целях уменьшения маховых масс
и веса машины в целом целесообразно проектировать быстроход-
ные дисковые рубительные машины. Увеличение скорости враще-
ния ножевого диска способствует улучшению энергетического
баланса машины и привода.
Если обозначить через J момент инерции маховых масс руби-
телыгой машины, через со ее угловую скорость и принять допу-
стимое снижение чисел оборотов на 10°о при рубке толстых
бревен, то кинетическая энергия маховых масс, используемая
на резание, при = 350 об!мин составит
Е,=
[о? - (0,9<о)2] = 0.19-"-.
Л*
Если увеличить скорость вращения диска с 350 до 700—
1050 об!мин, то кинетическая энергия, которая может быть исполь-
зована на резание толстых бревен, при том же снижении чисел
оборотов (на 10%) соответственно составит:
при и2
о) соответственно составит:
= 700 об!мин
~ 2 \ 350
700 \*'
350 W) .
= 0,76
при
п3 — 1050 об!мин
1050
350
(о,9
050 \1
——— 1 ।
350 / J
= 1.71
JoP
О
< « повлечет за собой пропор-
Увеличение числа обо[’”|^однтсдЬ11остн машины. Чрезмерное
цнопалыюе увеличение произвол • уменьшения
увеличение производительности можнодли» иль
количества режущих ножей на Д проектировать быстро-
Таким образом, правильнс некоторым снижением коли-
ходные машины меньших раз' существующими многоно-
режущчх ножей п°У1’а1®10 режииих ножей можно приб.’. н-
------ , п^ка „тем самым не нарушить принципа
центру вращения дн. < древесины, щложеииого
непрерывного резания для ьи'1 '
в многоножевых рубительных
чества [
жевымн машинами. Менынес
ю Н. М. Вальщиков
<45
23. ПОДАЧА БАЛАНСА
В ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ
Параметры геликоидальной поверхности. Вопрос о подацс
баланса в геликоидальных рубительных машинах еще недостаточно
изучен. Для заполнения этого пробела были выполнены некоторые
экспериментальные и теоретические исследования. Предметом
экспериментальных исследований было определение геометриче-
ских размеров щепы и ее фракционного состава, а также выясне-
ние истинной картины расположения древесины во время рубки
Рис. 62. Общий вид шести-
ножсвой рубительной ма-
шины (а) и схема установки
режущих ножей (б)
эреть 1еские исследования касались вопросов создания гели-
коидалы ых юверхностей, обеспечивающих получение технологи-
ческой щепы высокого качества.
Для^ проведения экспериментальных исследований к шести-
ножевой машине с плоек им диском (рис. 62) были изготовлены
е икоидальной формы межножевые секторы (рис. 63, п), а на
задних гранях режущих ножей (рис. 63, б) была выполнена соот-
ветствующая геликоидальная заточка.
Заточка геликоидальных ножей производилась в соответствии
с расчетными формулами
Pt = 9O-po-Vz) (58)
где fi, переменный угол заточки геликоидальных ножей
(рис. 63, б);
Ро начальный угол наклона режущих ножей и плоскости
диска;
146
Yz — переменный угол затягивания;
Yz = arctg ——
Li — sin *
li — 1щ cos в
где h — выпуск режущих ножей,
ltl. — длина щепы;
/ ^Di
li — ~ длина дуги резания;
— угол наклона питающего патрона к горизонту*
е — угол между направлением резания и расположением
волокон.
Для выявления геометрических размеров щепы
древесины в период резания было
при различных режимах рубки
Рис. 63. Межножевой сектор (о) и режущий нож (б) с геликоидальной
заточкой
и положения
произведено около 30 опытов
еловой древесины. Характери-
стики измельчаемой древесины
и параметры резания приведены
в табл. 46.
Распределение щепы по размерам. Яп1ЮИз.
дого опыта (киносъемки) отбиралось по ш
водился их обмер. пЛП/>,гтвие измельчения на зксперимен-
Следует отметить, что ^леДстт ,1Тельн0 малыми
тальной рубительной машине др по длине щепы
размерами поперечного сечен1 ‘ ым г1Я производственных
является устойчивым и тракторным Д^ Р ц 1МеЛЬЧе11И(1
условий как при рубке КРНЛ<^‘же щены по ширине и толщине
мелких отходов древесины. 1 аз. .. и . древесн i\ отходов,
могут быть сравнимы лишь со 1 среднеарифметическая
По результатам обмера определялась цел । 1
длина 1сп щепы
1 ''
X V
i *
10е
где /, — длина отдельной щепки;
— число отобранных щепок (//„4 — 50).
[ля сравнения подсчитывалась теоретическая длина
зависящая от иловых и конструктивных параметров псп
мои машины,
! __ h ____ h
г sin е cos «|
Г а б л и ц a 4(
Характеристика древесины и параметров резании
Харакк 'р нс тн к а древесины Параметры резания " .
|V. опытов Относи * 1 1 I 1 г I
1 (КИНО- тельная Сечение Длина 1 ° Пиело об<‘Ротов I
I съемок) вл ЛЖИ ОСТ! / В ,н И X-W.4 в леи “1 е° h в мм
в е; Диска в I
1 м и нуту
16 30-40 40X80 1200 35 55 11,3 975
17, 26 30-40 40X80 1200 50 40 11,3 975
18. 27 30-40 40 X 120 1200 50 40 11,3 975
19, 28 30—40 40 120 1200 35 55 11,3 975
20. 29 30—40 40 X 150 1200 35 55 11,3 975
21. 30 1 30—40 40 150 1200 50 40 11,3 975
22, 25 30-40 80 X 80 1100 50 40 11,3 975
23. 24 30 -10 (0 90) 1100 49 41 11,3 975
31. 43 30—40 40 \ 150 1200 50 40 11,3 1210
32. 42 30—40 40 X 150 1200 35 55 11,3 1210
33, п 1 ... 30—40 10 <120 1200 35 55 11,3 1210
31. 40 ! 30—10 10 < 120 1200 50 40 1 1.3 1210
35, 39 ' 30—40 40 80 1200 50 40 11,3 1210
1 3() 30- 10 80 X 80 1200 50 40 1 1,3 1210
37, 38, 44 30 - 10 ( 95) 1 1100 49 11 11,3 1210
1
приведены результаты обмера щенок
/ 1(ЦЛ1 z..
р\oiiie/ii.иmy 4()K<i <ыв;нот ui-a , ——
менее 8.5 чо""'" "Меет "^"ачптеч, °'*' ,ел,,к<,,'Д;|-"'"1’1'
(ле К ',1> " Щепы имеет ‘ l,1,l,K колебания но длине,
w'nv ; ‘"""“’Ш этого Т ,'"'"'у "" «""< I 2 ЭГО
№« -ОВД-,!'”'’"”’'
' 'овг.ьмп машинами, имеющими
I 18
Геометрические размеры щепы
JSfo опытов (киносъемок) I олщнна щепы В M.W Шири- на ще- пы в .м.м Распредел ПО J 1 ' ~ 12 13 j 14-15 । ей не щепы в • 1лине в мм *— _____ l.-is j 19—Ж» <£,4 гм чес- Длипа . щс им ы L*; щгпм D «Я
16, 19, 20, 28, 29 32. 33, II, 17, 18, 21, 26, 27, 30 22, 25, 36 23, 21, 37, 38, 11 31, 35, 39, 10, 13 3- 6,1 2 1.8 2,1 -6,2 2,7-6,0 2.3-5,8 2-1,6 16- 40 13 36 15 ь 1 15—40 1 6 -65 14—39 « 18 11 1 i 1 68 I й’> 2 4 14 20 16 54 62 til 52 ... 28 26 О 6 (5 10 U. . ! ,3.8 14.5 । 13.8 1К1 17 18.4 1 17 ; 17.8 17.4 18.2 17.<
Результаты этих исследовании согласуются с включением
Охтинского деревообрабатывающего комбината (Ленинград) по
эксплуатации геликоидальной рубительной машины тина АЗ-12,
изготовленной в СССР по проект} ЦНИИоуммашя. В период
с мая 1965 г. ио февраль 1966 г. эта машина готовила в среднем
учить на машинах с плоским диском.
Скоростная киносъемка процесса рубки древесины на машине
>пикпипя.П1.НЫМ ПИСКОМ. (.ПОЛЬЮ ВЫЯВ.ЪННЯ IK ГИ1ПЮ11 к.1| и I.
е таким расчетом
" ,,,,Т;,,О,Ц,,М "а,1Хергаляоь хревесина Ра .личных ря.мП™
i'Xvnia резания бы ъ-Лмыне и о. меньше
’ соответствующей размерам маш-шы
. ими шопилась i онр< i шин
Расшифровка кинопленок.......I • собственного оцпба
।
и на каж тын pet (слалось
п.юики закла пинались
тировались на *кр иг
Истинные размеры перемещений в направлении выпуска ,1Л
жей h н направлении длины щепы !и( определялись путем введе '
соответствующих масштабных коэффициентов /<Л и /<z
,Л Н „17 _____
Л„ = J
(60)
где h и it —истинные значения величин выпуска ножей и длины
щепы;
h и / — соответствующие размеры на экране.
На кинопленку также наносились отсчеты времени с помощью
неоновой лампы. Каждая вспышка отмечала долю секунды
Отметчик времени позволил определить время цикла рубки ц
фактическое число оборотов ножевого диска. J
Таблица 48
Скорости подачи древесины
I.N*? опытов 1 (кино- | съемок) Средняя длина щепы в .и и Время в сек Скорость вращения диска Скорость подачи в м/сек
резания полного цикла расчетная с редн я я опытная
в об/мин
22 18.4 0,00076 0,00108 925 2,44 2,55
24 17,8 0,00074 0,00108 925 2,42 2,51
29 14,3 0,000715 0,00102 980 2,0 2,2
39 18,2 0,000745 0,00086 •1 1160 2,42 2,6
40 18,2 0,000730 0,00088 ИЗО 2,5 2,55
41 14,5 0,00061 0,00087 1 150 2,39 2,5
42 14,5 0,00058 0,00083 1 200 2,5 4,57
43 18,2 0,000835 — 0,00084 1 190 2,48 2,66
ОППРЧРТРП1 г^аМ пеРемец1ений древесины и отсчетам времени были
а также ппгтппйЧеТНЫе ।И опь,тнь,е скорости подачи (табл. 48),
весины пя [я^’чы гРафики перемещений и скорости подачи дре-
и 55) * ' ' ьных наиболее характерных киносъемок (рис. 64
латьесаедЬуишше\71ерИМеИТаЛЬПЫХ исслеД°ваний позволяют сдс-
, следующие основные выводы: J
б.тизки°Пк Трасчетньш ТИ П°ЛаЧИ дРевесИ1|ы в период отруба весьма
жаютс7^ппямПереМеЩеНИЙ древесИ1,ы в процессе отруба прибди-
рывного резания ЛИНИям- Таким образом, при обеспечении иепрс-
чипа,от равпомерНуюИто"аЛчуЬлпр рубительные «шины обесн -
I ую подачу древесины
150
15’.
ножевого диска
,, V ,eq„„e„„e скорости вращения ножевого Ч1,ска
1200 „Лая щ- каре ищет явления затягивай,,,, древес,,,,,., ,Ц“
Т "ршЩ'Щя в» внимание, что с увеличением чнеяа о6ор„ти
4 Р ' ягчшается и энергетический баланс машины
с тетчет считать, что основным направлением в развитии коиструк’
и й д Юковых рубительных машин будет проектирование быстр.,,
хочных машин с геликоидальными дисками.
Определение параметров геликоидальных поверхностей, обес-
печиваюших равномерную подачу древесины. Как было уставов-
Рис. 66. Схема построения геликоидальной поверхности, обеспечивающей
равномерную подачу древесины
лено ранее, применение в дисковых рубительных машинах режу-
ножей с одинаковым углом заточки по все! его длине не
вотяет достигнуть равномерной скорости подачи и обеспечить
о прилегания древесины к задним плоскостям ножей.
8 обще м случае баланс имеет два угла наклона и сс2- Рас
положен в пространстве под углами аи и г< к осям координат
(рис. 66).
П ) тавим задачу по определению параметров геликоидальной
ав* >хности, обеспечивающей постоянную скорость подачи ДРе
весины в период собственно отруба. Применим метод обратеп-
,г движения. Ножевой диск остановим а бр(-впо
ть навстречу движению диска с постоянной угловой ек
ростью 0J.
I |Ишем уравнения оси бревна, которая проходи!
точки А (х„ О, Z,) и с (хг, h, z2). Точка А расположена на
-г ’ 1И х-у, а точка С находится па лезвии режущего поЖ>'.
152
1О1Кего выпуск h.
1ЦС11Ы, '!'• е-
Расстояние между этими точками равно длине
ЛС = 1Щ =
/1
cos 7.] cos а2 ’
£г У
Л 2 Xj Z‘> — h
(61)
При обращенном движении диска точки А и С будут описы-
вать окружности, уравнения которых имеют вит
(62)
где х2 = ^2 cos
Z2 = /?2 S‘n 0)/-
Расстояние между
этими точками определим из выражения
(%2 — *i)2 Ф (г~ — 2*)2 ~~
где Ку = Цц,
или
(х2 - Х1)2 4- (22 - 21)2 = Ai -h--К-
(63)
Из уравнения (61) имеем;
Подставив эти
значения » урат<е«™ >«'•
или
где
тогда
Цалее из уравнения (61) найдем:
+
— A j I —
лJ (У — /f)+2?.
У
Возведем в квадрат и сложим выражения г2 и z2
//“/?? = л'П// — Л)2 + 2 vvi (У — h + 2гг1 (У— +
-г !г (х2 + г2) + £(у — flY
iz ч ^(^_Лу2 + ^ + Л2(?+?)
-2 (XX! J- zz,) = ---------й (7^Л)------------.
Полученное выражение поставим в уравнение (64)
-г г2+
(У — hj2 — R%y2 + h2 + z")
+ Ri = W;
h (у — h)
RW — Rthy — R2y2 — Rctfh + K;y2h2 + x'y/i + z2tjh = 0.
Разделим на у и затем на h
^ + z2-= о ,(65)
i равнение (65) есть уравнение однополостного гиперболоида.
Приведем это уравнение к каноническому виду,
разделив его
/(2 + д-2 У~ ±j^r(R2 — R2 — K2h2) — _^_ = о.
Член в скобках дополним до полного квадрата
+ ~ \у2 -Ь (Ri - Ri - K2h2) 2 г
Обозначил
^2 — /?? —Л h1)— - о.
/V
2/|Д2 (^2 R~i — /<“7г2) д-_ l_)t
Произведем сдвиг ио оси оу
У1 = У -) D;
(66)
_ I/ г, __ I "1 — K^D“
I де = 6 — И — л D ; Ь — |/ —-_____________
Уравнение (66) есть уравнение однополостного гиперболой а
в каноническом виде.
Таким образом, ось бревна при обращенном движении описы-
вает поверхность однополостного гиперболоида вращения и
является его образующей.
В процессе рубки древесины имеет место вращательное движе-
ние диска вместе с режущими ножами с угловой скоростью
относительное движение бревна по задней поверхности ножен и
межножевых секторов и поступательное движение баланса в на-
правлении подачи.
Для определения параметров геликоидальной поверхности,
которую будет описывать точка С (v, и, z), расположенная на
образующей однополостного гиперболоида, напишем уравнения
движения в форме проекций скоростей на координатные оси:
VllX = х = за (0 (R 4- kt) COS (и/ + Ф COS
(67)
Vnz = Z = to (R 4“ kt) sin со/ 4“ ф cos ос,,
ГДе Ч. * = йараметрь^хар'актернзующве соответственно движе-
ние в направлении подачи и относительно Гелино-
ла льнов поверхности (для обеспечения постоянной
сирости подачи баланса они должны быть поста
явными).
Проинтегрируем выражения
’ «о/?cos<->/ bjktcos^t)dt + | »|-cosa,df
= R sin о»/ + | t cos W di 4t cos * -
= Pslno/ r ?in«/ • , cosw/
-\|vcosa, • C\.
185
(оА> | t costl)/ dt = Id sin o>/ - A’J sin .о/ dl
= kt Sin to/ + ~ COS to/ + C\-
Аналогично получим и другие коордпншы.
Тогда уравнения геликоидальной поверхнск ги в израмвтрц
ческой форме запишем в виде:
X = sin со/ -J- kt sin со/ + — cos со/ 4~ ф/ cos ах 4~ С\; j
у = ф/ cos cl у 4~ (68
z = —R cos со/ — kt cos со/ + -у- sin со/ +ф/ cos сс2 ф- С3.
Уравнение (68) есть уравнение искомой геликоидальной по-
верхности в параметрической форме. Она существует в пределах
угла
2л
Фв = —,
где г — число режущих ножей.
Определим постоянныеф, k, С,, С, и С3 из начальных и конеч-
ных условий. При / = 0, у0 = h, х0 = R, z0 = 0 (при радиальном
расположении режущих ножей) 1
С2 = Л;
k = (R — С,) со; Л
С3 = R.
~ дляп коиечн°й точки геликоидальной поверх-
ности сектора диска В (хв, о, zB)
//в — 0, Яд = в = —- = const;
Z ’
0 = ф/scosa^ 4-/г;
1де tB = —сек.
—_ __________ /тг
tв cos а 60 cos cl п 7
Из отношения = !<? Г1 Г,Л„,,
Тв получим
— cos <p7J cos аг)
i —
— COS ср
/J/ ’ r H \~l“ '
2л
~~sin Т
метрами’ф и заДаваясь определенным образом пара-
поверхность межно кон ОлУчить любую другую геликоидаЛьпУ10
межиожевых секторов диска Соответственно подо-
бранная Iеликоидальная поверхность будет обеспечивать тпебее
мыЙ сдвиг между отдельными слоями древесины и пот. !(-4Ие
отдельных элементов древесины, т. е. щепы нужных ра (меров как
1|0 длине, так по толщине и ширине. "
Для развернутых от радиального направления режущи с ножей
параметры геликоидальной поверхности (рис. 66, с) задиц утся
в виде:
х = R sin си/ + kt sin о/ ~ cos ю/ 4- 4/ cosax - С,;
У = л\-1 cosa!/4-C2;
z = —R cos co/ — ki cos co/ 4- ~ sin Ю/ 4- (j-/ cos a2 - Cs.
(69)
Эти выражения получим в новой системе координат л .,
начинающейся в точке ох (рис. 66, а) на касательной линии к не-
которой вспомогательной окружности радиуса г„. Уравнения
связи между координатами старой и новой систем буд\ г
(рис. 66, б): _ _
х = (ги 4- г) cos 0 4- sin 0 ;
У = (С
2 = (г0 — z) sin fl — A' cos 0 .
(7o)
При подаче балансов с од
(а2 = 0) в выражения (68) i
сс2 = 90 — 04; <хх — 90. При
— а2‘> аг — 90; аА- = 90 —
Напишем выражение по о
геликоидальной поверхности,
изменении радиусов резания (
зуется пересечением плоское
поверхности, с плоскостью ди
Дифференциальной геометрии
касательной плоскости к не
в виде
шм углом наклона а, к гортонт\
(69) следует подставить <z„ t.
горизонтальной подаче получим
'2; а, — 0.
[ределеиию углов затягивания для
Эти углы будут переменными при
шс. 66, 6). Угол затягивания обра-
и, касательной к геликоидальной
ка zox В соответствии с законами
[181 в общем случае уравнение
оторой поверхности -.аписы ~c i
ди |
Л- ...Ч тогкост ‘МИ очевидно. <>\ ‘‘ Г ра-
гол у; между указанными пл t
вец углу, образованпом\ иерее
157
yz запишется в виде
‘ 0Т cllotoGa I'acciaiioBKii режущих ножей на
возможны два вида геликоидальных поверхно< н-й l> । .«
„.пых режущих ножей; 2) дли пера дна п.иы • режущих
В зависимое гп
~ — VI
dz
du
dv
dx
du
cos Yi =
I dy
du
dv
2
du
dv
dz
dv
2
dx
du
dv
•>
3 /' расстояние между соответствующими точками двух с
их ножей, которое равняется
// d)f)
du
dz
dv
dx
du
dv
du
dv
rie Dp — диаметр резания;
— число ножей режущих.
В нашем случае
dx
dR
переменными являются
v\
dx
du
1 — of cos co/ — sin co/
dx
dv
du
— sin q>B
dz
dv
dz
du
2л
z
dv J'
1 — cos o>< — sin wl
2л
— ~ sin q в
В заключение остановимся на способах изготовления гелико-
идальных поверхностей дисков рубительных машин. Изготовить
их можно с помощью отливки или резанием. При отливке по задан-
ным параметрам изготавливают модель, а затем производят от-
п™"кторов д"“а.
нри резании необу^п
ние ТезцТвДнСКа С п0стояннойеугловоЬ’ ТР” А1зижении: О враще-
паРаллелЬНо nlTatT™ Риусов резани°яР°чГЮ; 2) перемеще’
ДихсоТУ °ПУСКа"Ие резиа
Оси оу сРотнгрЯ’ а сектоРУ —Тва° ЛВИЖение в направлении ра-
нодаче древесиныГ^1'' пеРемещениДеЯИ^е,Шя (вРа'яение ВОКРУГ
В настояше>0Ы ' еМ В напРавлечии, обратном
и"- Роща.тя п вРе',я уже имеется
г°Р°в дисков п?лЗГОтовлению ге1^ «который опыт на заводе
Рубительных машинК0'{АаЛЬНЬ,х поверхностей сек-
Рис. 67. Схема построения геликоидальном поверх-
ности (а — в разрезе; б — радиальных
жущих ножей; в тля лсралиильных \н'.яч
Н('ЖСН)
начинало я
* "₽И!Л"*^Е „ОСГРОейи
д' П0"Р^гКеИМЛ‘,Н°/1 П0ВЕРШСТИ
Равной ()>5Ь 'Рнс. 67/ уРне. 66) пп Л^о,^альной поверхности
158 'Рн г - /6 । ^нное AonVt, И линией, стягивающей
11 приУг^Т приводит к ошибке.
Геликоидальная nui5Vl'",‘. ~
в точке С и кончается в 1
над точкой В, равное пь1П^сК’
ковым по всей длине ”х рк*',1аЛ1>По1|
При построении гс.
(рис. 67, 6) откладываем в плоскоет
со сторонами о\В: и °»71-- ВеР"11
I. секторов диска
В. Превышение то*
‘жущих ш»жен А, остается одина
ох
h является Центром
вращения диска. Затем параллельно линии во внутрь уГЛа
на расстоянии cos е проводим линию оВ.. В точке о номС1Ца('
начало осей координат лч/z. Из отмеченных на осп ох ючек д
Я, Ь радиусами /?п /?. Ri проводим дуги до встречи с точками
В. В>, расположенными па линии оВ2. В точках Л, /Ц иоссга’
навливаем одинаковой величины координаты // / /ц Кощи.
которых обозначим точками Е, С, F. Соедини и прямыми лиИИяМи
эти точки, получим прямоугольники А^В^Ь, АВС и A2t B2i р
Движение линии ВС по направляющим В^В, и ECF образу^
рассматриваемую геликоидальную поверхность. Напишем урас
нение этой поверхности.
Координаты вершин треугольника АВС имеют следующИе
значения: Л (/?, О, 0); В (R cos q, 0, /? sin ср); С (/?, h9 0).
Напишем вначале уравнение прямой линии, проходящей через
точки В и С, а затем, исключив /?, получим у равнение поверх-
л — R ___ у — h z — 0
R cos (р — R 0 — h R sin ср — 0 ’
Z _ у — h . ~ ______________zh________
R sin (| fi ’ (у — Л) sin ср’
zh
х -j-----------
(y — h) sin Ф_ _ z
—2sin2-^- “ sin T 5
- ff j sin <1 = -2z Sin2
rsinff + + 2z sin2 4 = 0>-
к/
a- (ij — Л) sin (( + zh + 2г (у ~ /z) sin2 #- = 0;
xys-тц -r- 2yzsin2
— xh sin <p + z ( h — 2/z sin2
) = 0. (72)
Это уравнение поверхности
тер этой поверхности. Для этого
ской форме.
второго порядка. Выясним харак-
приведем уравнение к капопичс-
литети ви а /М< /°Д I0B 135 ]. Для этого составим опреде-
ilrlltvJil Drl Id 1 * / К it Т~Т 1
В соответствии' с "уравнением’ п^Г сос™вле,,ии определителей
следующие значений! 72) коэФФи»иенты будут иметь
«1
------j-A$in(p;
°2 = 0;
ai2 — 0; алз — 0;
аз----j- (h-~ 2/z sin •
X 2 /
un 0;
n __ 1
21----2~Sin(p; = ^3i
£/23 Ci.y2 = Sjn2
q
2
160
Составим характеристические уравнения:
X3 - /,л2 М- Л» 0;
X3_()- sin2 4--О О;
Л Г Sin-
Н. М. Вальщиков
161
откуда получим:
, I, =-sin —; Л3-0.
Aj = bin 9 ’
Л ,-mnnenne (72) запишется в виде
Преобразованное уравнение
о ...2.0 1/______Л-4. //, — о-
или
sin X 2| - Sin-f Xi =/н/1 COS
1/1 = 4- ~ tg 4“ • (73)
Это есть уравнение гиперболического параболоида в канони-
ческой форме и для повернутой на некоторый угол системы коор-
динат.
Напишем формулы преобразования координат:
X = Х1 cos (ххJ 4- tJi cos (xt/J + 2j cos (xzj; '
у = X! cos (1/X j) 4-1/! cos (1/1/г) + Z y cos (i/zj; j
г = Xi cos (zXj) 4- 1/j COS (zi/j) 4- 2Л cos (zzj. J
Величины косинусов в этих уравнениях определяют положитель-
ное направление осей координат в новой системе относительно
осей старой системы координат.
Найдем координаты mIf nlt необходимые для вычисления
косинусов, определяющих положительное направление оси oxv
Напишем систему уравнений вида: |
(«!! Л 2) /| 4~ а11т1 4“ — О’>
^21^1 4’ (П22 ^*2) -|“ И23П1 ==
G3i() 4- 4~ (п.зз — Х2) /7] =0. >
После соответствующих подстановок получим:
(о 4- sin А-) I, + ' sin Л- т _|_ о = 0;
2 sin <р 4- f(j _|_ Sin JE\ т _j_ sin2 JL n = Q; •
' / z
f’ H Sin2 m} 4. (0 + Sin 4-') nt = 0.
Иршыв /г/, 1, получим после решения этих уравнений*
".= -sin J-; /1==-cos^.
162
Тогда
Определим координаты /», tn%, п* для вычисления косинусов
определяющих положительное направление оси Составим
и решим систему уравнений:
(^п Х3) /., 4- g12zh., -+- н13п2 — 0;
°>14 + (й>> — \з) "С т- й23п2 = 0;
^31^2 4“ ^32^2 4* Щ33 — ^з)
откуда
тп — 0.
л»
0 — — sin фги., Ч~ 0 = 0;
sin ф I, — 0 — sin2 -4- и.. = 0.
Приняв n2 = 1, получим /2 = —tg“2~- тогда-
cos (xi/j) = —
cos ((////) — 0;
cos (Z{/i) =
Составим систему уравнения для осн " i
(а„~Ш ^з'1’ 0;
«21/П • (<?22— а-^-' "
a5ll3 f oS2m3 + И» ~ '•'>«» = ”•
11ослс подстановок:
нняв т3 = 1. получим п3 = -sin J ; /3 cos А; Т0ГДа
ч
S1H
cos (!К1) = тт = тт cos <22-> = # = —7Г
Вычислив направляющие косинусы, подставим их значения
в уравнения преобразования координат новой и старой систем
Подставив эти уравнения в исходное уравнение геликоидаль-
ной поверхности, получим:
ху sin <р 4- 2«/z sin2
— xh sin ср 4- z (h — 2h sin2 --) = 0.
A* /
Приведем его к канонической форме
S1 = ±W_^)tgA.
Таким образом, геликоидальную поверхность сектора диска
рубительной машины в определенных пределах можно заменить
поверхностью гиперболического параболоида.
Рассмотрим второй случай построения геликоидальной поверх-
ности для нерадиального направления режущих ножей (рис. 67, в)-
В этом случае лезвия ножей будут касательными к окружности,
проведенной из оси вращения диска радиусом К.
Выберем начальное положение /—/ проекции лезвия рассм
гриваемого ножа на плоскости параллельное оси О\Х. Г1рое*\
ния лезвия следующего соседнего ножа займет положение
при юворотс прямой /—/ вокруг оси диска па угол фо
Вторая граница еликоидального сектора диска пойдет но
164
„ни ///_/// параллельно //-// на расс10яни„ , с0
пение линии 111—III примет вид ‘ 5 - уРав'
~ в = Z COS (р — х sin <{..
В точке о\ пересечения линий I-I и ///-/// ПОМестим с
координат Xj/ZiZi. Координаты начала этой системы будут еле-
дуК)Шими:
г cos cf -|- 1щ cos v — X
' =— ---------~— ------ •
о. sin (П »
Sin (р
о
о
Как и в первом случае, на линии наметим точки А , А. А:,
отстоящие от начала осей координат на расстояния Р р
Дальнейшие построения геликоидальной поверхности выпол-
няются аналогично первому случаю.
Напишем координаты расчетных точек: A (R 0 0) В (/?' cos с
0, /?' sin Ф); С (/?', ft, 0), где ’ ’ ’
R' = ] R2 — К? 4-
г cos <( - 1щ cos £ — К
sin 7
По аналогии с первым случаем уравнение геликоидальной
поверхности с указанным ранее допущением (0,5%— 0,6°-) запи-
шется в виде
Х1У1 sin <р + 2i/iZi sin2 Л
— xji sin <г — Zi
= 0. (74)
В канонической форме это уравнение примет вид
(75)
Выведенные уравнения (72), (73), (74), (75) могут быть испо. ь
ваны для построения геликоидальных поверхностей секто ов
ножевых дисков рубительных машин.
реж\ щн<
тисковых рубительных машинах
Д -й поверхностью задних граней имеют
т заточки 6/. Величина этого угла в
из следующего выражения:
(76а)
25. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИСПОСОБntMM”
ДЛЯ ЗАТОЧКИ ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ РЕЖУЩИХ НОЖЕН
Применяемые в
ножи с геликоидальной
переменный по длине упх, _
ответствии с рис. 68 определяется
р, =» 90 - ₽..
где Ро - постоянный угол хстановкн ножей лели-к.^ *
У/ — переменный \1ол наклона
затягивания; .
у, —arctg со$в
1Ъ5
__переменная длина дуги междх ^оответству
ющими точками дв\х смежных ножен*
7 число режущих ножей,
r. радиус резания в рассматриваемом сеченцц.
// — длина щепы;
£ _ угол встречи между направлением резания
и расположением волокон древесины.
Рис. 68. Схема построения геликоидальной поверхности сектора диска: а —
в разрезе; б — в плоскости диска
Наличие переменного угла заострения у геликоидальных по-
•к I требует специального оборудования для их заточки во время
эксплуатации рубительных машин. I ,
Наиболее просто в производственных условиях заточку этих
южей производить па обычных станках типа ТЧН. где точильный
кр) г пере ien а сл в одной плоскости, обеспечивающей получение
• лакового угла заточки по всей длине режущего ножа.
оэтому перед заточкой ножей необходимо развернуть гелико*
inuurbH'K' 1ЮвеРхность в нужном направлении и с наибольшей
rpiHvrUn10 подвести ее к плоскости точильного круга. Разворот
нйя пп-и^ЛЬН0И повеРхности осуществляют относительно сеш
’ шТй™ гюло>ке11"ого посередине его длины. Для этого гю-
прямоуп -п н/ подкладывают брусок одинакового сечения в вг
ХвХв\иш Рй ?раллелепипеда> а по “Ра™ устанавливает
жи.мают к 'гим Ф°1,МЬ1 подкладные клинья. Концы ножей пр
if/ У ' КЛИ|,ья.м с помощью специальных зажимов.
;Э
дПВЗК’1
Необходимо отметить, что толстые и..*,,
трудно, в связи с чем в гияючииыпв m X
применяют тонкие ножи толщиной 6-8 и«
рассмотрим вопрос об определении геометрическиv
деталей заточного приспособления
Развернем торцовые концы ножа огн ките . ,
u нужном направлении и выведем зад. не грани в г
точки. Эю осуществляется прижимом указанных
машинах
р.1
его середины
плоскость за-
конное ножеГ(
dr
Рис. 69. Гели КОИ Д.1.1!! ы» "Ях ; ч I
к подкладным клиньям соответ п юшей формы Пол леню <ж н
ножа (Л,С.) подложим клиновой б| ь * |Г,Л1
скоса Д„ а „од правый конец «РУ««
углом скоса \ , (рис. 69. <•)
Для режущих ножен, расположенных ш- радихсх лчсн г,
тельной машины, абсолкгные в<лшшны хг юв • к-к-а бх.вл ...
новыми:
1 U' р , on|h .lt Т IH h « П(
кретпоп машины
Диния АпСп на среднем ееченип
начальное положение, а линии на
выражению <76а» и для ков*
являются известными.
ii izK.i сохраняет
11 • р' ।.! х 1 | С ! Н 1 '
167
новое положение и По
установке подкладных клиньев займ)
падут в плоскость заточки при >глс ргр.
Заметим что вследствие малости углов скоса клиньев (пра
чески 'равных 2-3 ) деформацией тела ножа можно пГ
и рассматривать нож как абсолютно твердое тело. При этом дОпу:
щении можно считать, что расстояния по оси оЬ, (рис. 69, б) между
средним и торцовыми сечениями останутся постоянными: ду
падут в плоскость
2—3 ) деформацией тела ножа можно пренебречь
и торцовыми сечениями останутся постоянными:
У А. = У В, = Z3‘>
Уд, = Уве = ^4-
(77)
При развороте линий и А2В2 = 12 в плоскость
заточки длина их должна остаться неизменной, определяемой
из следующих выражений:
= sm 0Г = 11’
~~ Sin 02
A R — 5___ — /
/1°D° “ sin 0fp ~ lcP’
(78)
где s — толщина ножа.
Составим уравнения для определения остальных координат
точек Л], В{, А 2 и В2: 3
(79)
Далее напишем уравнения плоскости заточки
должны находиться линии Л0В0, А }ВА i ' “
будет проходить через начало координат и ось оу под углом 0
к плоскости хоу. В общем виде уравнение
имеет вид -|- Мг = 0; при 4- = А
в которой
и А2В2. Эта плоскость
'ср
указанной плоскости
(80)
В этой плоскости лежит неподвижная
наты которой заданы. Значение А найдем
относительно линии ЛПВО,
линия Л0В0, коорди-
решая это уравнение
•у
где ч cos
S
п *
168
Напишем уравнения плоскости
и А 2^2*
заточки для линий
Л ,5,
(81)
Далее напишем уравнения для определения расстояний
чала координат до точек В{ и В,-
от на-
где
Решив совместно уравнения (81) и (82), получим
(82)
(83)
(81).
Подставив значения хв и хв из уравнения (83) в уравнение
получим величины координат и Наконец, используя вы
ражение (81) и величину полученных координат, решим уравне
ине (79), откуда определим координаты х i, •• х tj.
Для фиксации положе,,,,» режущего кожа во
необходимо установить упор с тыльной ст0Рт ' ’ ~ пасло-
геометрическое место фиксирующих точек Н'|Т., точек в перво-
ложенных по концам ножа. Напишем кок i
начальной системе координат:
Из условия обеспечения прижима боковых концов ножей
к подкладным клиньям с достаточной точностью можно написать;
гс =s — l\ sin Др |
Решив совместно уравнения (84) и (85), определим координаты
С] и С2. Л
Упор для режущего ножа следует установить на расстоянии хс
от оси otj на левом конце ножа и па расстоянии хс на правом
конце ножа (рис. 69). На практике удобнее определять положение
упора отсчитыванием координат точек СL и С., от тыльной кромки
ножа относительно среднего сечения.
Смещение упора по оси ох составит:
Дх — Ь — хп .
U 2 С 2
(86)
Для ножей, имеющих с тыльной стороны дистанционные про-
кладки (обычно они устанавливаются не на самых концах ножа),
смещение по оси ох рекомендуется определять по закону прямой
линии относительно среднего сечения ножа. Например, для
точек /VI j и Д12:
м, ~~ &х
м2 ~ ^хс2
лп.
!з ’
м.
ТГ-
(1 ределим положение и высоту подкладных брусков и тыльного
упора. Для среднего бруска его высота h0 везде одинакова. Она
выбирается из конструктивных соображений в пределах от 10 Д°
15 мм. Брусок устанавливается на некотором расстоянии d 01
лезвия ножа. Его длина /0 обычно меньше ширины ножа на 20
30 мм,
1а = Ь — (d -V- к) (88)
где d к Юн-15 мм.
170
Левый и правый бруски имеют такую же длину и распотагя^
па таком же расстоянии d от лезвия. Начальные вы?о!1 Гг СЯ
Ш1ределяются из следующих выражений: ' °Р’сков
//( — h0 — d tg Дх; |
^2 : [- d tg Д,. j
(89)
Еще раз напомним, что левый брусок имеет отрицательно
угол скоса А(, а правый — положительный А Р <-тьныи
Высота тыльного упора И, очевидно, составит не менее'
+ s -|- b tg А,. (90)
Рабочие поверхности концевых зажимов должны быть согла-
сованы с поверхнос 1 ями т одкладных брусков и иметь с тинаков
с ними углы скоса.
Если режущие ножи имеют длину от 250 до 350 мм, то на то-
чильном станке возможно затачивать по два ножа одновременно.
Для этого по расчетным размерам изготавливают приспособление
по типу, указанному на рис. 25. Ножи устанавливают перед за-
точкой под средним углом |Зср к плоскости заточки.
Необходимо также строго следить за шириной ножа Расчетная
рабочая ширина ножей, которая для данной геликоидальной
поверхности является вполне определенной, обеспечивается с по-
мощью дистанционных прокладок.
26. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Производительность дисковых рубительных машт н \ жт
быть легко подсчитана по числу резов в единиц), времен и
объему древесины, приходящемуся на один отрхб.
В основном производительность машин зависит от размеров
балансовой древесины, числа оборотов диска, числа режущих
выпуска ножей за плоскость диска),
и способа загрузки древесины. Последний
оэффициентом подачи Ап- нлн коэффи-
рубительных машин эпре.
ножей, длины щепы (или
углов наклона патрона I.
оценивается некоторым к<
Циентом использования машинного времени.
Производительность дисковых 1 _
ниется по приведенной ранее формуле
Q = 60 К п —4
Q =- 601\п1'р/т?1?'
„ пл пптртьных машин в записи-
Значения производительности I) ‘... пг1жпках номограммы
Мости ОТ различных факторов приведены на i рафиках [
рис. 70.
ДИд,
На горизонтальной осн номограммы нанесены значения
мртпов бревен в функции их квадратов а f (d-), а на вертцк.1п
ной ОСИ - величины - производателыюста маи,,,„ прн' „ач^ь-
ных значениях, соответствующих 2 4, п 175 оо/л((,н, 1 _•
<Ц
70. Номограмма для определения производительности
дисковых рубительных машин
деляюшие ичмРп^РаИТе панесень1 переходные прямые линии, опре*
режущих ножей пРоизводительности для различного числа *
прямые линии учитывя?7014 квадРапте расположены переход^
шины пини in< ывающие влияние на производительность ‘
XZXV'"™ O6OPOTO“ "ожевого В° "Ж"
производительности пиГТазли'""’ сл>,жащие лля °mPShto”
подачи и Различных значениях коэффицИ
ПОЯСНИМ, как нужно пользоваться номагп.
Пример 1.1 ребуется определить ирон < -oZ"
|Ь11оп машины при d -300 мм- Кп
!.= 12 мм п разном числе ножей: г 4. , 7 =
” из точки До (300*) проводим прямые’линии ю
лежащих на прямых z *= 4, г = биг ”
сносим на вертикальную ось так, чтобы они полати
я и Ао, которым соответствует пап
Л. 30,4; Q, - 45,6; Q3 91,2
и получим производительность машины Q
мя/ч при Лп — 0,6. , . ..
i требуется узнать производительность при Кп « э,
Р 5 * ,СТИ линию Л4В4. параллельную АВ.
Попав в точку’в47 снесем ее на вертикальную ось и получим
в точке Л1 ' искомую производительность машины к
•12,5 пл. мЛ/ч. пхпятывает влияние всех пяти фак
Построенная номограмма охватывае пеон-
торов in 7 н / К ) входящих в расчетную формулу
<"• Z«naXn) вхадящ п£в0,|яет 6ыст(,„ находить
12. Последние точки
—J в Т(>чки VI
«5.G; <?. 91,2;;/'^;’'
< 1 П р и м е р 2. Будем менять длину пичп,
д0„.цельно равной Ki, 20, 25 ли, Ош „ё,и>’ ,7t <nr,Т" "" "*
t-и-- при d = 300 „ 175 ? 0™"“’.......i?
Для этого из точки Д. проведем линии вниз So и.трсч" и. ,
реходиыми линиями _ 16 мм, , 20 мм,
лучим точки Е1г Ег и Е3. щ м и П<>
В этих точках восстановим перпендикуляры к указанным пере-
ходным линиям (с помощью прямоугольного треугольника)
доводя их до горизонтальной оси в точках Д]) Д„ и Д Из этих
точек проведем линии вверх до встречи с переходной линией
z = 12. Таким образом, получим точки F]t F.„ f3, которые сп-
еем на вертикальную ось и попадем в точки А }~А, и А Этим точ-
кам соответствует производительность машин 121; 151; 189 пл. м:< ч.
Пример 3. Изменим значения всех параметров, влияющи .
на производительность по сравнению с начальными. Определим
производительность при d = 300 мм, I,, =- 16 им, п 500 ь' мин,
Z = 12, Дп = 0,9 и Кп - 0,6.
Из точки До опустим линию вниз до точки £], по перпендику-
ляру Е^Ц и попадем в точку At. Затем снова опустим линию
вниз до встречи с переходной линией п 500 об мин и попадем
в точку' Н1. После этого по перпендикуляру НДЦ к указанной
переходной линии переместимся в точку Д4 и далее поднимемся
до точки Fit которую снесем на вертикальную ось. Таким образом,
придем в точку7 Л4 и получим производительность машины Q
340 пл. м3/ч при Кп = 0,9.
Наконец, из точки Л4 проведем линию Л4с4. параллельную яс
11 попадем в точку С4. Эту точку снесем на вертикальную ссь
(точка А'А
= 225 пл. ;
Если же
то из точки Л , следует провести
Попав в точкх ВЛ, снесем с.
ИСКОМУЮ
. i.
Построенная номограмма
водительности. Эта номограмма
л 1 ь НОСТЬ
°«х....
liiniu' Фам,1’‘“:-;'п1Ю1131!ад,|тельН0СТИ маи|""и этой
П|>" ЛМ'п „.даваться для определения любого „3
го-1 м“м«ь поочередно другими четырьмя фактора""™
wl"”’/" “ очетл,... Как видно из номограммы, р'уб " “ Р».п
„дасстпых условиях могут обеспечивать и, " ""'"Нк.
маплшы п| 3 и1„рОк1!х пределах. 1 ""Звод,,.
Т,’'п™Тп'рак1вческпх расчетах для определения про113во,1п,
Пр L тлимо иметь сведения о количественном тДА ТеЛ|>-
"ш,’й"™са по толщине в общем штабеле древесины, постеТ*
" ,а "предприятие. Эти сведения позволяют определит/^
SJ1, эквивалентный, диаметр бревна, участвуют,1Й "
м™е определения производительности. ‘Ч
Далее, на основании анализа ^конструкции существуюпщу
типов рубительных машин и условии, ооеспечивающих непрепТ
ность резания для большей части древесины, назначают чисто
режущих ножей. После этого определяют необходимое число обо-
южевого диска машины.
Коэффициент загрузки, или подачи древесины, Кп назначают
। основании анализа работы существующих машин. Для тихо-
ходных малоножевых машин Кп — 0,7-?-1,0. Для быстроходных
..лгзножевых машин Кп = 0,34-0,6. Для быстроходных машин
• н.коидалыюй поверхностью диска, т. е. при z — 12-=-16
' мин. Кп ~ 0,14-0,3.
ЦЕЛЕНИЕ СИЛЫ И МОМЕНТА РЕЗАНИЯ
3 д сковых^ рубительных машинах баланс подают под вращаю-
.цийся ножевой диск по наклонному питающему патрону, имею-
т?.’_как„,:чвестно, в общем случае два угла наклона и а.2.
дждыи режущий нож диска срезает эллиптической формы
шеищ с осями:
ZCl= 7^7 и 2Ь =
cosaj coscc2
нс явР-°ки баланса величины сил и моментов Р633”^
f Д ПОС10ЯННЫМИ. а меняются в зависимости от шпР''
араметров патрона и углов поворота ноже
' л 1 быть определена по выражению
ия [см. формулу (18)
п -исльное усилие резан
5ныа РеЗЗНИЯ’ Изме1
ЕСЛИ Прин яти
^Удет являться div / ron.st, го суммарная сила резаиня i
J74 Функцией ширины резания. Ширина рез^и*
V
b определена при совместном решении уравнений -и
еГо ножа и эллипса резания. л нении лезвия реж
1,1 При определени_и_ширины резания (рис 71)
С1К1ВМ координат хоц«т,у. Вторая система рас„
й на расстоянии т и п и повернута на хготг тпеР*
,ций углу разворота па- 1 5 На и°л соответствую-
Уравнения связи между
координатами указанных
систем запишутся в сле-
дующем виде:
Рис.
71. Расположение режущих ножен и
древесины в плоскости лиска
—у sin а2;
Уравнение лезвия ре----
жущего ножа (прямая ли-
ния) в первой системе
координат примет вид
k = х cos ф +//5Шф; (916)
во второй системе коор-
динат
k = tn cos ф п sin q — х cos (q — a2) -- у sin (q — a .). (91 в)
Уравнение эллипса резания во второй системе координат будет
иметь следующий вид:
_х-_ . у ।
«2 Ьг
Ширина резания представляет собой хорду эллипса
быть выражена следующим уравнением.
„ ' . --------.г 77. ,7й
и может
Из уравнения (91в) получим:
k — т cos q — п sin q — t
•V = ————— cos(f| - at)
k — m cos у — л sin q
У ~ sin (q - -'
Обозначим
Гогда
, пишяжения для Д' 11 У подставим R Vtx
’“l") к Л-«>. некоторые алгебраические
1 п 11 •> / \ *> # .*> _
ми _ , «а (Ф - *,)!’ + cos’(,f - ji “ а'Ь~cos! (* - о.) _
= r= I»’sin" (ф-»=) 4-а!cos’(<Р-«.)! -2Л6Ч,п(.| _Ki)
^/,2 — d2/?2 cos2 (ф — а2) = 0;
v2 ?1П2 (tf _ а,) + о2 cos2 (<f - а .) I - 2Ла2 cos (Ф - « j
4. 42^2 _ o'-Ь- sin2 (<P — a.,) = 0.
По теореме Виетта _
Bp= ] P' — ^q 4-pi —4<?ь
где из выражения |91е)
2.4 6-’ sin (ф — a2)___
Р = b- sin-’ (ф — «•,) + a2 cos2 (ф — а ,) '
Обозначим
b2 sin2 (ср — a2) + a2 cos2 (<р — а,) = С2;
A2b2 — a2t>2 cos2 (ф — а >)
q =-----------------с’-------------
24с2cos (ф — а2) п ___ А2а2—a2b2 sin2 (ф—а2)
Pi — г1 ! Я1 — 7=2----------
Получим
R —21 f42 [64 sin2 (ф — aj + cos2 (ф — а2)] А2 (а2 + Ь2) — а2*2
р Г С4 С2
авнение силы резания в соответствии с формулой (91а) примет
_ 1 выражения (91), сила резания является функцией
,е‘ дБ а’ ^ГЛа повоРота диска и углов наклона пита>
чески- т ? о’ ре?,ания также может быть определен аналит^
асчетная схема приведена на рис. 71. На л
кот'। 1й г- п^-2 ь1'пи1 аем отрезок элементарной длины Л
ХментапЛТВуеТ эле^н^рная сила резания dp -
диска запи ’ ’ резания относительно оси вр
следующем виде:
dMp = dpi = pl dl. IM
Суммарный момент резания (сил пши,
будет равен • 3"ого сопротивтеиия)
9 2 /2/2 2 , >
рДС /| == ~ ^2 ' /v .
в первой системе координат хот/ разность
/2 I2- _ г2 ,2 /-. -
'2 '1 — Г‘> — Г, = ( у‘ I \ /~2
п . 17 ^2 TJ/i’U/2-I/,). (926)
Во второй системе координат хо.п mv™
ваний эта разность запишется в вид ' КОТОРЫХ преобрази-
l2 — zi = [2m 4- (х2 -г- х,) cos а_, _ (у„ ) sin я
[(х2 хх) cos сс2 — (ту„ — yv sin aj .j. [ 2n 4-(х2 4-xj sin а.
(Уг + У1) COS а2] [(-^2 —xj sin а2 4-((/.._ j/j) cosа.2]. (92в)
Значения (x2 4-х,). (x2 - xj, (y2 _У1) и (, > n0CJe
некоторых преобразовании получим из выражения (91ё>
2Ab- sin (q — а2)
2^cos(<f -а2) ) С*-А*
У2 Уг — ----———
2А a- cos (q — а J
7 J >
2ab sin (q — ^2) I C4 Л2
X 2-A1 — C* ’
Полученные выражения подставим в уравнение (92в) и» еде
лав некоторые преобразования, иметь
1} _ /2 = 2а6 ~ [ тС2 - Ааг cos (<р — a,) cos а. -
— Ab2 sin (q — <х2) sin а2] sin (q г>ч)
+ |пС2 4-/ta2cos(q — a>)sina.> --
4- Ab2 sin (<p — аг) cosaj cos (([ — •
Выражение суммарного момента резания запишется ве д.
Щем виде:
М„ = pab ' 1",сг " V0S ~ С"4 4; ~
— Ab2 sin (q — «J s''1 a«l sin" аЛ '
4- [пС* 4- Aa-cos (ф — <ч) sin «.•
+ 3&*sin(4- a2) cosa.) cos (<4 - •
У 2 I У1 —
12
H. M. Вальщиков
п1Я частного случая, когда питающий патрон „Ме(
А„1Кюна к горизонту at (« г 0) гоРнзонтальцая
угол ,,аМ°на с горизонтальной осью диска, т. е. n = п
лнпса совпадает (. ит 0,
9
9
о
AJ)'2 sin<pcos<p],
где
Ci= b~ sin <р + fl2 cos Ч > Ai = k — m cos <p.
Од и
°оь а,
(93)
98 ВЫБОР МАХОВЫХ МАСС И МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ДЛЯ ПРИВОДА ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Электродвигатели дисковых рубительных машин работают
с резко выраженной переменной нагрузкой, зависящей от ква-
за та диаметра измельчаемых бревен и их длины. Кроме того
\ быстроходных рубительных машин с верхним выбросом щепы
в циклон с помощью лопаток диска следует учитывать расход
мощности на механическое выбрасывание щепы и создание над-
лежащего воздушного потока /пневматический расход мощности)
Для электропривода с переменной нагрузкой обычно приме-
няют маховые колеса, которые при пиках нагрузки помогают дви-
гателю преодолеть сопротивления движению за счет накопленной
кинетической энергии в периоды работы с небольшими нагрузками
или во время перерывов (пауз) в подаче баланса.
В ру бительным машинах с нижним выбросом щепы (лопатки
на ободе диска отсутствуют) мощность двигателя расходуется
только на преодоление сил сопротивлений резанию древесины,
на холостой ход и на трение. Последние оцениваются коэффициен-
том полезного действия q
= Nхх + Np J- , (9-1)
i де \ хх расход мощности на холостой ход машины;
Ар - расход мощности на резание древесины.
1 ' ь приводного электродвигателя для быстроходных
)ИПЛ,>ных машин, имеющих верхний выброс щепы при помош
зонагок диска, целесообразно вычислять по следующему нь1Р
жению: I
(9,а)
' - 'v« ход мощности па холостой ход с учетом ,lHeD^viii-
сКИХ потерь, затрачиваемых па создан116 в
"°го потока; ||(С
расход мощности па механическое выбрась"’1"
Щепы.
178
Ремнями):
эластичных мхфг
льные машины со
ля распо-
расход мощности на механическое выболит
1|11е воздушного потока рассмотрен ниже е Uicnu н ^да-
дисковые рубительные машины отечествен»,,
приводятся в действие, как правило, асиZн*" iaW**Hue
Д гыми или с фазным ротором электрощита? X Кор0гко
и ременной передачи (гладкими или Ктиш» I'Ocpe;iCTBn’-’
i зубчатых редукторов; 3) соедини^ "? Д"ЫМН
[зубчатых, дисковых и др.). Имеются'пубит₽
встроенным двигателем, у которых ротор этектпоГш.? МЭ
пожен на валу ножевого диска. Л(-Ктродвигате;
При проектировании дисковых рхбитетьнгн и,
маховых масс и параметров приводного'электролвигат?Т " р
дится в следующем порядке: Двигателя пр-.и ж-
1) намечают мощность приводного электродвигателя ,знати
тическим путем или по нагрузочным диаграммам) и выбнгают [
по данным каталогов; ‘и>ч ают его
2) определяют (или назначают на основании практических .л г
пых) маховые массы из условий преодоления пиковых наггл ,>к
так, чтобы обеспечить рубку одного или нескольких бреве ' мак-
енмального диаметра заданной длины;
проверяют первоначально выбранный электродвигатель ча
динамическую устойчивость (опрокидывание) с учетом величины
маховых масс.
При длительных перегрузках производится также проверни
двигателя на нагрев. При неудовлетворительно выбранном >лек
троприводе по требованиям нагрева и динамической устойчивости
заменяют двигатель или маховые массы (а часто и то и другое),
добиваясь, чтобы электропривод был устойчив при заданных реже
мах перегрузки.
В отдельных случаях применяют специальные устройства,
обеспечивающие смягчение характеристики двигателя п\ тем вш хе
иия в его ротор добавочных сопротивлений
При выводе расчетных уравнений для определения мховых
масс принято считать, что рубительная машина работас г ш ков»
рыми промежутками (паузами) в подаче баланса Инымл кловзлн.
имеется время непосредственно рубки г;, и п1' t
3TIJx условиях коэффициент подачи древесины Др 5 и т р<нн.
t р л
и от-> лиги 1 пхбительион ' шлины
Напишем уравнение движения ! :1ПОИЧВ0Дит \6ка
'П!я промежутка времени, в течение которо
Лв* D
30
12*
угловая скорость и ЧИСЛО оборотов В минуту Вп„
то начата рубки (номинальные значения); 3 вала
то же по окончании рубки бревна;
приведенный к валу диска момент инерции вращаю
ши.хся деталей машины и привода в кГ-м-сек2-
приведенный маховой момент,
а _ ускорение силы тяжести;
V 1 __работа резания в кГ-м,
“ z __ допустимый коэффициент кратковременной Пере.
грузки двигателя,
н — коэффициент полезного действия машины.
Введем коэффициент р снижения чисел оборотов
п
где о) . л*
и), П
GJV
4 g
и запишем у равнение (95) в виде
7160 (V Л — i]X^H/plO2)
с°‘ = - (^7)1------------' <95а>
Время рубки одного бревна длиной L определяют по выра-
жению
— &0L
tp - Кщг1щ ’
где К — коэффициент, учитывающей неравномерность длины
щепы при отдельных отрубах;
г — число режущих ножей;
— длина щепы.
Для определения времени рубки бревен различной длины были
произведены соответствующие замеры и теоретические расчеты,
результаты которых приведены в табл. 49. ца 49
Время рубки в зависимости от длины бревен и числа режущих
ножей (в с<
а- 4-ножевая машина 10-ножевая машина 16-ножевая
Дли и.« бревен в 1 Опытное врем я - 1 Теорети- ческое в ре м я h'l Опытное время Т еорети- ческое время Xl Опытное время 1 । Теорети- । ческое , время «1
1,65 1,75 7,1 7.2 -- О,/ 6 0,8 0,83 1 2 1,2 1Л 1.1 ) 6 1.0 0,97 0.8 0,9 0.8 0,85 1.0 0.96 0,9;1 0,9'’ 0 93
2^ 10,2 8,6 0,84 1,8 1,72 0,96 1.3 1.21
4,5 18,0 15,4 0,85 3,2 3,08 0,96 2,3 2.2
6,0 24,0 20,6 0,85 4,3 4, 1 J 0,95 3,1 2,9
18)
а следо-
в процессе
Как видно из таблицы, менее равномерную .пег ,
г малоножевых рубительных машин (К. = о sfn У П0Лучают
няегся отсутствием непрерывности резания 'древесины ° °6ЪЯС’
вательно возможностью отскоков и поворотов бреве”,
рубки. У многоножевых машин К, = 0 93^-1 ()
1 При заданном или выбранном при расчете пппи«п,в
0К6°*м‘"еНТе П0Да"И " Вре“” '•
/7 )
Будем считать, что двигатель должен восстановить свои обо-
роты за время паузы, т. е. t„ = tn.
Уравнение движения вала диска рубительной машины Д1я
промежутка времени восстановлления до номинальных оборотов
запишем в следующем виде:
GD- (п — п*) = 7160г)ХУд,/вЮ2.
Время восстановления чисел оборотов диска составит:
и’ V д r)Hd,Zp102
te = GD2 71.п 1Л, 1П9 _ —„1П0 .
7160цХЛ дв 10- т|Л 102
Кп У А
^дв = 1]Х/р102 '
Коэффициент подачи Кп может быть определен из уравнения
производительности рубительной машины.
60Мк
Величина У^Л представляет собой работу, кото <еобходи*
затратить на измельчение в щепу бревна с предельно допустимою
размерами, т. е. L
А = Jj Л,пах = 4шх #
—работа, затрачиваемая на один отру
где Л . = п л^'пах -
'' л У 4 cos оц cos а2
Из выражения (14)
р= 3,67-105й£ кГ .и-
Тогда
А = 3 67.ЮЬ-^/м
'чпа\ °’ 4
LE.
Кдв —
QE.
(96)
К-пк вида из выражения (96). мощность резания
”‘гПо\ 'тдав’дазин (9е
ф„Гч°ль?(96а)1 в j равнение (95а) н сделав пекоторы.
вания, получим
Q[y = 2Д)6- lO'Etfniax
2'1
Ч- кГм>-
пн
47J2 Е — N
,пах ' -
77 7
2
н
Где £ — удельный расход энергии в кет • ч пл, м , /П0 L и с/111ах в
Nde в кет.
Как видно из выражения (97) и (97а), потребные маховые
массы зависят от квадрата диаметра бревен и его длины, а также от
коэффициента подачи и мощности приводного двигателя. На вели-
чину GD2 значительное влияние оказывает коэффициент снижения
числа оборотов р, определяемый электромеханической характе-
ристикой приводного двигателя.
Поэтому для привода рубительных машин весьма желательно
применять электродвигатели с большим скольжением, допускаю-
щим снижение числа оборотов до 40—50% от номинального. Это
позволит наиболее полно использовать кинетическую энергию
маховых масс при рубке толстых бревен и приведет к снижению
мощности приводного двигателя, к резкому уменьшению веса
маховых масс и машин в целом.
Величина приведенного махового момента обратно пропорцио-
нальна квадрату чисел оборотов вала машины. Поэтому при
проектировании электропривода рубительных машин в целях
уменьшения их веса целесообразно пойти и по пути увеличения
скорости вращения вала машины.
)существляя привод рубительной машины через ременную
р^дачу или редуктор, целесообразно часть маховых масс рас по♦
. од,! гь на более быстроходной стороне привода. В этом слу1кК
ный маховой момент определится из выражения
оь! = ? (GDp + GDI,. „) я + 2 GDI
где i
_ Пдв
~ ~ передаточное отношение;
Л (9,90 — 0,97) — коэффициент полезного
передачи;
маховой момент ротора двигателя;
маховой момент шкива двигателя;
‘‘вой момент деталей на валу МЯ1Н,,,,1>1‘
действ"’1
1
Вопросу проектирования электропривод тю е
, занимался ЦНИИбуммаш. С этой 6lJ >
;„,,„ок|>а-п,ие мергетнческие испытания «иоиожХ
оя<е«ыХ рубительных машин. Л и много-
" В результате обработки экспериментального материала
регических изыскании А. Д. Шустов 1461 рекомендуег почыо
„аться для определения моментов сил сопротивления пг
расчете мощности приводного двигателя следующими фог м, Л?
при рубке баланса со скоростью вращения вала ли'ка - „
до 350
диска о; н
об I мин
ЛЛ
Мс = -FT
с 64
33
при рубке баланса со скоростью вращения п . 350 ' чин
\1 4
= const,
где d — диаметр бревен в мм.
ЦНИИбуммаш разработал также метод проектирования э.н-ь-
тропривода, сущность которого будет приведена ниже.
А. В. Житков [22] приводит формулу для расчета максималь-
ной мощности электродвигателей, используем] ю в им* рикаискон
промышленности
А’ = 2727?£Я(10’4; ’’"т
К - /zn,
где А — максимальная мощность в л. с :
q — удельный расход энергии в л. с.-чкинит (I кипит
= 2,83 пл. лг3);
D — максимальный диаметр баланса в дюймах.
/ — длина щепы в дюймах;
z — число ножей:
п — число оборотов ножевого диска
Оспарсон считает]____
мину ту
п - число оборотов ноже^^яД^^,нВомерных балансов пере-
Оспарсон считает возможные ття дл п ( т номннальВОй
гружать электродвигатель в моменты ш к .. -
мощности. Установочную мощности для дв
Д\ет оппо’тгтятк по следующему выряже!
он
HP — * зим)
Р — расчетная установочная moiui.oc
s - число оборота диска в
/V — чисто ножей в диске;
/ — размер щепы в дюймах,
черт
я4);
/г — удельный ра<
- 95 фут3
D — максимальный
я огра-
Ппи использовании маховы масс и мг ималыюй перегруз
,„,,Г'РХ (до 250% ОТ номинально.,) мощность лвигател к"
щмвХ условием, выраженным в следующей формуле:
/ s\'D2Lk s\VL1VzA'2 \
HP = 0,55 ( —3100 5,25 10s Н ) ’
момент в фунт
где U К2- приведенный /|ах°в0“ _ 2
/] фунт X фут- — 0,03о к1 м
U — дайна баланса в фут (1 фут = 0,3048 .и).
Первый член формулы (101) определяет потребность в эиергии
на рубку щепы при заданном диаметре баланса. Второй — обуслов-
ливает влияние длины бревна и маховых масс.
В соответствии с выражением (101) величину махового момента
определяют по формуле
_ 5-25 1(Ж
w А —
s\'D2LK _ НР
3100 0,55
Кроме приведенных выше выражений номинальную мощность
электродвигателя определяют по среднеквадратичному ее значению
с учетом процента содержания бревен по толщине в общем штабеле
балансов. Тогда
Л = р k\NcPl -г ^iNcp, + • • • +
(103)
где NCPt , h’cps- — мощности резания при различных диаметрах
бревен, определяемых по выражению (9)
или по нагрузочным диаграммам;
Xj, }.2. . . — относительный удельный вес отдельных
групп бревен в общем штабеле балансов.
Используя метод нагрузочных диаграмм, полезную мощность
и мощность резания для каждой группы диаметров стволов дре-
вес сны определяют по следующему выражению:
v =^L = ^1£pY_ (104)
ср 102 102 ’ V '
р средняя окружная сила резания;
р - удельное усилие резания;
/^-средняя ширина резания;
V - скорость резания.
дохМ агРУ30чиые Диаграммы обычно строятся графическим v’ ,L)
формы* n-Z Г.бреВеН каждый нож отрезает шайбу эллиптической
«X n^aZ°™S 3аВИСЯТ °Т ЛИаМеТ₽а бР™,,а " У
следует пвиня^11111 гРаФиков полезной нагрузки за одни ка
Р > время или путь прохождения ножом -
1 б 1
г
Рис 72 Эллипсы резания
при этом длино пути ОДНОГО ник-
где D —диаметр резания (ди
Путь цикла разбивают на
метр центра ножей*
неско-пъко чаете в обтем
___ t и 1 Д‘* ....а Их
- а.
Отрезки а, —
виде aL — cii - ч г
величины, отложенны
общей горизонтальном_
> 1Юрл>л.->
оси в масштаб** т,
'*« пассматрнваемых
У г —
пса резания от
гтавляют собой
‘.&5
Кривые линии, i-..,—-
ставляют собой графики полезной нагрузки для отдел ьщ "Род.
На эти графики наносят диаграмму средних значений тп.’.1'4 б,)евец
ков. При этом средняя длина отрезков, отложенная гЫ °тРеь
масштабе, будет представлять собой величину среднее Т°М >ке
кого усилия, нужную для определения средней мощности
^ср = tnlCp.
П0К1
Как видно из рис. (73), с увеличением числа режущих но- ••
и диаметров бревен величины средних длин резания, а следов
Рис 73. Графики технологической нагрузки дисковых руби-
тельных машин
~ рем„„я р
6P^“ZT3m'' >в“иче„иечи " к
телыюй маш °иц ДаеТСЯ выРав"иваниеРм по1ЦИХ ".ожеЯ " ДиаметЬое
Как было указан л₽зной нагрузки руби-
W°X°CT™ XBX'°r°P™^ величины маховых мсс
'^ нагрев при уСт^В0Дят проверку этого элек-
ПР°верка Р" п, а"Нь,х. наиболее ?ИВ0СТЬ’ а нужно, то
,;ст°нчивость и ияТ111,0Г0 ^ектпОЧп 1ЖеЛых режимах лагру зки.
к°™н из них об "РоизвгХпся1^^^" "а динамн./ескук-
ж, друГо^__ J применяют in , О< п°вном двумя методам*1-
КИх испытаиий VP-a6°Ta" ЦНИИп^ Мац,Ин с переменной нагру -
,8(i с у,,ег‘,м а">'₽г, г”"'
его
J [а и». -
при выборе приводного электпт
использовать полностью его пр"Га'1ели РекоЧе()1.
доводить двигатель в самом тя-JРегРУ^чц\ "^Ных “ 7 >ет
момента. Обычно при ироектипгад°М рС/Киме С'Юс°^оСТ1 аШп,‘
пой нагрузкой выбирают пап? Ва,1и" эдектпг°Лроки1ыва1< '
и„й момент составлял J,K®TP« с
Нр„ атях условиях „е по.,,“"Роюш'
своим динамическим свонст. "спмМуется "щ‘го «««?,'
характеристики двигателя. ™а“ «Рхияя “ 'МСо'1“ «'И и я
Измеиеияе момеита двнгате,я „ 3 w«»«Wck»J
механической характепнети,;. На J0% R ,lo
гической энергии всего на 5 »0 СпРов°жДается нз«Н0Й ',а^и еГ1
в верхней зоне приводит и / Повь'шение ЗМене^ем КРн..
40%. т. е. во втором ел™* “™.aw
гни, чем в первом. У Нсп°льзуется в 6 я ’“еРг»и на 30_
А Д. Шустов рекомендует 4-
асинхронных электродвига1р1^ Я Мела"ическон v
скую зависимость (в относитр" Применять npoCTvtnPdKTfcPllCTliK;'
части характеристики ппеллп-ЬНЫХ едИ111’иах) лтя ПаРаболиче.
’ предложенную Л. Б р?- 37я Устойчивой
дилером [46 ]•
характеристики, предложенную Л. Б. Тендером [461:
где р
.И
= jj----относительный момент;
М — момент двигателя под нагрузкой;
У1К — опрокидывающий момент двигателя:
S
= -^---относительное скольжение;
О К
S — скольжение двигателя при моменте .4;
SK — критическое скольжение, соответствующе» .4
При данных расчетах точку опрокидывания принимают ia
основу (базу).
Составим уравнение движения привода в относительных еди-
ницах. Сначала напишем обычное уравнение движения вала ма-
шины в форме моментов
к-
375
гДе _\1 .
юмент сил сопротивления;
-- "н
S — Пн ~п •
Пн '
ЦГ ~ число оборотов двигателя под нагрузкой
н номинальное число оборотов.
= __ gd^„ dS , .
37§--------избыточный момент.
187
Разделим
щий) момент
последнее уравнение на критический (опрокидывав
И и на критическое скольжение d|°'
• Л
.. GD'lnH dS _ т \ S
077 = " 3755Ж Л" К «t
X* 4 Л.
d
Получим уравнение движения в относительных единицах
da
Циэб = И — Ис = —’ j? ’ (Юба)
Г,А т _ 6£>^кЛн — постоянная времени электропривода при
где 1 * 375 М к
опрокидывании;
т = у----относительное время.
В последнее время разработан метод расчета приводного элек-
тродвигателя, имеющего переменную нагрузку на устойчивость,
который совмещает в себе тепловой и динамический расчеты. Теп-
ловой расчет основан на определении среднеквадратичного мо-
мента Ме двигателя по выражению
ЛР dt
Ме =
о
где М — момент электродвигателя в кГаг,
Т — полная продолжительность цикла работы (обычно
Для графиков нагрузки, представленных в виде прямоуголь
ников (рис. 74), Л. Б. Гейлер рекомендует среднеквадратичны
момент двигателя ,Ие выражать в функции электромеханическ
юстоянной времени Тн, определяемой в секундах,
= МП10 + (Мео — Мто) е~ст кГ-м,
где С — коэффициент, зависящий только от вида граф|,к<1
грузки,
п
2] (Ма - Мео)2
1 1
2Г Мео(М
ео Mfno)
188
ео
п
среднеквадратичный момент пп»»,
нагрузки; "Р™Ч'™МЫХ графикм
9 п
+ м« S
Ме0-
(108)
среднеарифметический
"'° ков нагрузки;
момент прямоугольных
графи-
п п
S Mctti -] м(0 у
Мто^---------L—
(109)
ц — момент двига-
теля ВО время пауз (хо-
лостой ход).
В общем случае
А1 о + М01 и Мо (,+d =/= Мсо.
Электромеханическая по-
стоянная времени Тн равна
_ GD2S„n0
1 4 — 375Л/н ’
где /1() — синхронная ско-
рость вращения
в об/мин',
SH — номинальное
Рис. 74
Примерный график нагрузки при-
водного электродвигателя
скольжение;
номинальный момент в
Наличие функции Л1
.......... .-.с — f (Тн) позволяет наилучшим образом
определять условия, при которых номинальный мо.ь>т Двига
тя будет равняться его эффективному моменту по н р *
ври заданном графике полезной нагрузки. М
Очевидно, имея графики на"Р^у^т опред^ены в отдел’.
' <Л) можно построить до того, как бу ду т_ , s и мах„
н°сти номинальный момент двигателя Мк> с
11,11 момент привода GD2. момента двигателя
Если имеется зависимость ном1,нальНОГО„,1иР1.кой устойчиво-
От удовлетворяющая требованиям дин . ное решение эт-н
"" при еще неизвестных М.. S. « ™ «•»«Ддем
Заь”симостей или пересечение выраженных ,,irl|BCUia V!
'"Ределить наибоее рациональные '^Р^^еской устойчивости
«’ Удовлетворяющие тепловой и Д
Преобразовав выражение (106) для случ
__ Mi
ЬЭ
[ Шу( гов приходит к следующим расчетным выражениям;
lt(l ___________________ 1 | * ~ I1» .
М<- = к" Л х2 ’ (Ц0)
А40
тде Ио Мн
относительный момент, с которым электродвига-
тель вступает в пик;
(112)
Г Pc 1
где а (/.) кратность опрокидывающего момента
к номинальному.
Порядок расчета мощности электродвигателя должен ^hITb
дующим На основании известных параметров определяют в •
чину . При ном определяют ориентировочно, так как оно
вает незначительное влияние (Ио = 0н-0,8). .. ,пеДе-
в.ая В( личине Тн ряд произвольных значений, еС
пг а .?Г/к00 1 РаФикУ (рис. 75) находят величину ‘
Ф рмуле (]Ц) определяют соответствующие Ма-
190
кривой
Затем ЛЛ» Р“а знаний Т„ СТ|1ОЯТ
J;-r > (эффективный момент no narnenvi и , 1
..t(Tf(TH) (момент по динамической устойчивости'''^
Точка пересечения А указанных кривых (рис 76» в
Л1к, определяет параметры, удовлетворяющие то^н7°рОЙ
^нагреву и динамической устойчивости, а также и К
""еЕсди величины скольжения SH и махового момента GD* ат-п
дЯт за предельные практические значения (при длите иных бХ
0# 0,8 f,0 f,8
Т^\32сеь
Рис. 76. Совмещение кривых расчета на нагрев и устойчи-
вость
ших перегрузках), целесообразно перейти к электродвигателю
с искусственной характеристикой, допускающей большее скол
жен не.
При наличии же отдельных кратковременных пиков расчет h.i
нагрев не производят и удовлетворяются лишь проверкой и
мическую устойчивость. Для этого случая построены p<t
Диаграммы (рис. 77) определения относительного вр< •
'•прокидывании
1 * 1 1 ~ )||>
TK = -^arctg| — р
D Функции тк = f (р) при Различных ^ачеииях^ вы6р;1Н|,ыГ|
ти диаграммы позволяют весьма быс [
" к'ропривод на динамическую УсТО,|Ч,'^1в’величины М<. •
Определив на основании данных кагс
и др., находят критическое ско. f>Kt
s\ll ) и | .
•Ок -- Т— kSH И 11
k =
3/j^j (j
аРн$н
В этой формуле !
Е
Посте этого для Цо ,
время, а затем само критическое время /
_ номинальная сила тока ротора;
__напряжение на кольцах ротора при пуске
= 0 находят относительное критическо
....... ** хкТк, при котором
выбранный электродвигатель дОс
тигает точки опрокидывания/
Очевидно, что для устойчивой
работы время опрокидывания дви-
гателя должно быть больше вре-
мени рубки бревна максималь-
ного диаметра и большой длины,
20
f,8
№
0,2-
О.5~
и
f.O
0,8
0,8
O,k
0,2
О
р'
В случае tK < tp выбирают
новые параметры электропривода
и производят проверку на дина-
мическую устойчивость и нагрев.
В отдельных случаях целесооб-
разно смягчить характеристику
приводного электродвигателя.
При проектировании электро-
привода для конкретной рубитель-
ной машины целесообразно не-
сколько видоизменить диаграмму,
изображенную на рис. 77.
Для проверяемого на дина-
мическую устойчивость двигателя
критический момент Мк — cons
(по таблицам). Следовательно,
е зависит только от — момента сопротивле
/* - McjMк
Рис. 77. Кривые для расчета элек-
троприводов, используемых в часы
пик, на динамическую устойчивость
м
м
величина цг = —
I V
ний. Момент сопротивления является функцией диаметра бревн
ропорционален квадрату бревна. Поэтому по горизонтальной
в 1есте с можно отложить соответствующие ей моменты
рс явления (резания), связав последние через переходную
кривую, расположенную в четвертом квадранте, с диаметра
бревен.
^Диаметры бревен отложены по вертикальной оси, направо
нои вниз (рис. 78), от начала координат. гКОе
о вертикальной оси отложено относительное кРигИ1Ктепю
вРемя при котором произойдет опрокидывание двига
к
отложено
при котором произойдет опрок
где для конкретного привода Тк
192
г-праовательно, относительное время оппокииш-
С ii от изменения / — времени, при котспД НИЯ будет
л»в1КУ.ывание двигателя. Поэтому вместе с тУ,?1 "₽ОИЗО|ИИ
°,5» отложить соответствующие значеиия 8р"ечещ°“
""время опрокидывания при определенном диаметре бревна
6у,ет"меняться прямолинейно в зависимости от
Рис. 78. Номограмма для проверки приводного тек
тродвигателя на динамическую устоим о.
Поэтому через переходную прямую линию, Ра^‘д^В1Л(11)е-
Р°м квадранте, следует перейти к той частиi o..^ оП 1Га>11(;и1ИЯ.
которая может быть изрублена в машине д ови9ОРтайьной оси
Соответствующие длины бревен отложены
'и<‘во от начала координат. ,г, ыбр ан
•аким образом, при диаметре бревна .т11.цТ 1.05с "
!1Ь1Х условий резания время опрокидывания с с .лияе бревна ю
яЛецовательно, машина сможет изрубить
Момента опрокидывания. п «п₽яна L соотвегствешю
При диаметре бревна d — 400 мм длин< Р поян к,(ц|ч
оставит 1,7 ,ч. Топкие бревна будут И'МС.
'' ',С|,та опрокидывания.
Л' Вальщиков
29 ВЛИЯНИЕ НА РАБОТУ РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
ЕЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
к основным конструктивным параметрам, обеспечщзающ.,.
резание древесины в рубительной машине, следует отнести след
шее: размеры и вес ножевого диска; число режущих ножей, а таХ'
их расположение в плоскости диска; форму поверхности межиоХ
вых секторов; ширину подножевои щели; число оборотов Диск„
размеры, место установки и углы наклона писающего патрона!
число и размеры лопаток диска; сечение щепопровода и конструк
цию циклона (в случае верхнего выброса щепы).
Число режущих ножей и число оборотов ножевого диска выбц-
рают исходя из заданной производительности [см. формулу (Ю)|
В последнее время в зарубежной практике намечается тенденции
к уменьшению числа режущих ножей дисков рубительной машины
д0'6—8 за счет увеличения скорости вращения ножевого диска
до 600—900 об!мин. Яг ।
Увеличение скорости вращения ножевого диска позволяет
лучше использовать кинетическую энергию маховых масс.
Если принять, что обычный приводной двигатель позволяет
при перегрузке снижать обороты на 10°о, то при увеличении ско-
рости вращения диска с 365 до 550 об!мин (т. е. в 1,5 раза) кинети-
ческая энергия, отдаваемая маховыми массами на рубку толстых
бревен, увеличится в 2,25 раза. Это увеличение будет пропорцио-
нально квадрату отношения скоростей вращения дисков (кинети-
ческая энергия Т — 1 2Уш2, где J — момент инерции маховых
масс). Увеличение числа оборотов ножевого диска также положи-
тельно сказывается на тепловой стойкости двигателя, поскольку
при быстром вращении диска время рубки отдельного толстого
бревна будет незначительным и двигатель не успеет перегреться.
Увеличение скорости вращения диска сопровождается повыше-
нием скорости подачи древесины, а это также положительно
ьа’>ываегся на правильном положении бревен в питающем па-
]Г предотвращает повороты, подскоки и т. п. I
Размеры ножевого диска назначают исходя из геометрических
эн ргетических требований. Ножевой диск должен иметь ра*
юры, воляющие свободно разместить вал, режущие ножи и ло
пасти для выброса щепы при обеспечении надлежащей прочное гп
материала диска. I
Кроме . но, ножевой диск в большинстве конструкций РУ^11,
пн выполняет роль махового колеса. Развивжмь
' г,и момент должен обеспечивать пропуск имеюши ••
1 f ' ''' '' ^имального диаметра и длины. |
)ы ,южевь1х дисков для рубительных машин Ряк7Иг1С[
1 И5‘ ди ь< Г)апее. Следует обратить внимание, что в fI()>* ,
РУ жтельных машинах замечена тенденция к умеиьп |
диаметров диска.
194
, 'В11Й. В случае недостатка маховых масс Д ''^"«осгних
^Данавливают Рядом с ножевым диском второй фнрМы
Ус Если исходить из энергетических услорий Д ,''Махов"к
сеса диска, выполняющего и роль маховика.’ J'.'/vX Снн*е||”я
Г,|ОВИИ.
г
уОЕсли исходить из энергетических
Сличение его диаметра, так как "
'«ком. иропоршюналеи квадрату диам Р \
Ас толщину диска оставить везде -.- - д ha <w>
JiCKa будет пропорционально
ею площади, равной
' * ииши на
ра яшваемый
’>• Ес 1J;
10 увеличен к nf .
т. е. пропорционально квад-
рату диаметра диска.
В итоге маховой момент
при этих условиях будет про-
порционален диаметру диска
в четвертой степени, т. е.
GD2 - уН D2 = у HD',
где у — объемный вес мате-
риала диска;
И — толщина диска.
Поэто му о ко н ч ател ьное
одинаковой.
назначение размеров диска
производят после выполне-
ния геометрических условий,
исходя из диаметра бревен,
числа ножей. На рис. 79
показано геометрическое по-
строение для определения
Условий.
Рис 79. Схема располож».нич р<а\шик
ножей и эллипса ре линя в пло* к и iи
диска: а — при наклоиввм патроне;
при горизонтальной подаче; л — шмр
гюднс кевон июли ipw старей и но м
способах установив ложей
размеров диска с учетом этих
-1о0 мм больше
pi_UIK’ не позволяет располагать
’ тп У машин типа «Норман ,
Длину режущих ножей следует брать на 1(К1
внутренней ширины патрона. Необходимые перемычки
'‘Рстцямн подвал и ножевыми окнами, а также со « тороны < да
выбирают исходя из условий прочности материала диска при
Ударной нагрузке. Кроме того, на величину
валом н ножевыми окнами оказывает влияние его i с, .
"ипник. Он не позволяет располагать патрон
С1УЧае консольного расположения ножевого
ДСто У машин типа «Норман -, внутренняя ЯШ • -Р°
Жп1|а ол оси диска всего на расстоянии 280 мм ptAv
пи. веРхчей части схемы (ряс 79, а) пока а (
х ножей в плоскости 1Р"с 79• 61
° верхней части схемы (ряс
I/ '1
- J в плоскости .
згрона с горизонта’.-.
13*
г _ перемычки; гн — ножей; гоб — обода. ' " Ра-
ежножевых перемычек на прочность рассмотрен
подножевой щели 1с, (/0 11ц sin а) дОл>к ‘’’Же.
.111Ч11Пы, чтобы обеспечить проход щепы на прНВ01бь'П
диска Величина эта определяется геометрически^'1^
Жртптелыю при изменении длины щепы соответственно Мр„
Же,1аГ. ,.п„пжепой щели. Эго особенно необходимо пр„ г‘Ять
ходе на более дЛц Ре’
Щепу, когда под1Ю1’'2
бкма устааоа.,,”
чтобы пропуска!’
меньшего раз ’’
Ширана
такой величины
сторону .
строениями.
и ширину подножевои ще
и
Secat
a- SOtt <5 3020'1'0
45
30
a.2
повре-
при большой
Длине Щепы
К
Рис 80 Графики для определения коэффи-
циентов Ка1 и Kai
щель
такой,
щепу
В противном случае
ки щепы будут
ждаться,
разнице
может произойти заклинж
вание древесины.
старых малоножевых
машин размер подножевой
щели можно регулировать
сменными планками. Умно-
гоножевых машин прихо-
дится менять целиком
межножевые секторы. На
наш взгляд, размеры под-
ножевой щели оказывают
влияние на качество щепы.
Для окончательного решения этого вопроса желательно пр ве
хтветс гв) ющее исследование. . .
перечное сечение и углы наклона питающего патрона оказь
вают существенное влияние на площадь среза и объем древесин <
Р’ баемои каждым ножом, а также и на расход энергии.
Ооъем щепы, получаемой при каждом отрубе, определ
ло следующему выражению:
<?« = ~---------Ч____= -?£-/> sec a, sec а, ,
’ 4 cos щ cos а2 4
е >- <t] /(uj — коэффициент увеличения плотаДи
в функции угла а(;
угла «г-
ядг ИХ
~ Т увел«^"'
коэффициент у
h
Тогда ° Q2 ^и2 ~ 10 же в Функции
= hKalKM =
где К ~ к le
uinu2 Результирующий
площади среза.
J 96
эллиптиче-
-У вфунк-
углов
HOMO'
a представляют
” , расположен-
как надо пользоваться
до встречи
а о (третий квадрант).
------iM иа осн х и I/,
al*
собой пдо-
При выбранном значении выпуска h режхщих нг .
‘ диска площадь среза, а следовате ы.п „ - °жеи 3
сКпй ш^бы будет изменяться по косинусоидам . п Г“
углов наклона патрона. ЧтоГа/п о?^
клона патрона на площадь резания на оис\н 1,ЯНИе
"‘амма для определения коэффициентов К и К СТрОена
И На этом рисунке произведения F
собой площади соответствующих прямоугольников
1111Ч в четвертом квадранте. Поясним,
номограммой.
Выбрав значения aj и а2, проводим прямые линии
„X с кривыми sec ax (первый квадрант) и sec с...С1
Полученные точки пересечения соответственно сноси:.; ,1С
где нанесены значения коэффициентов (секансов) К,г,К .
Произведения этих коэффициентов представляют п..л>-
щади прямоугольников, расположенных в четвертом квадранте.
Длина и ширина указанных прямоугольников соответственно равна
значениям коэффициентов /(и1 и К(22. Например: при
и а, = 20 общий коэффициент увеличения площади резания
составит Ка — 1,745" 1,063 = 1,852, что изображено заштрихо-
ванным прямоугольником а; при aj — 30 и а2 — 45 , А„ -
— 1,153-1,413 = 1,67, что показано прямоугольником б.
Данная номограмма позволяет весьма быстро определять уве-
личение площади среза при любых сочетаниях углов наклона
патрона и выбирать наивыгоднейший вариант
При заданной длине щепы эта номограмма позволяет находить
требуемый выпуск h режущих ножей при любых значениях и < о и
таниях углов наклона патрона, а при заданном h находить
На основании ранее полученного значения /,, можно нэпьс^.ь
, 7;____= _Л_ = йА'а.
cosajcosa. cos а
ди среза должно
В заключение заметим, что >]вео'1”зводитель11ост11 РУбкт€
сопровождаться повышением г энерги„
выражс-
маппш, а также снижепИВЛ ы в соответствии с пос р0В0 сдаете я
При заданной длине m наклона патр0' ‘чечЫпеиием то.’
пнем для увеличение }глов» т е. ие.п
уменьшением выпуска ре } уменьшткмсЯ.
щины снимаемого слоя. усилия Р^за _
С уменьшением толщин,’ * объеме ере л '
а следовательно, при том ж
Влияние углов наклона^J^'nee- -
'п качество щепы рассмотр изе отде,льнЫ-
патрона рассмотрено при а
увеличение углов
Щины снимаемого слоя.
л Уменьшением толщины слоя у
1
э,,еРгип должен снизиться.
n^a~eCTB0 Шены рассмотрено ранее.
?мой пгайбы расход
а удельный расход энергии
Влияние формы питающее?
~'х*—Л 11 и । j y
ЛЩшин.
197
30. конструктивно-кинематические параметры
СПИРАЛЬНЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Шветекая фирма хСодерхаип» о последние годы выпуск
„>6,те“шё машины со спиральным расположением рсж «
’ • JwМ пне Н 11 12), находящихся на двух конических ДИс х
нож».И (см. pi • Обращенных вершинами друг Х*
Рис. 81. Схема рубки древесины
в спиральной рубительной машине
В связи с тем, что в нашей
стране рубительные машины сп
спиральным расположением ре.
жущих ножей еще только начи-
нают находить некоторое примс"
некие, приведем расчет некоторых
конструктивно-кинематических па-
раметров.
Схема резания древесины в этих
машинах показана на рис. 81.
Примем обозначения:
dII]ax — расчетный максималь-
ный диаметр (толщина)
бревна;
2Р — угол конусности
вого диска;
К — число ножевых
лей;
z — число режущих
в одной спирали;
Vn — скорость подачи древе-
сины;
/и< — длина щепы по направ-
лению волокон древе-
сины в ММ',
ноже-
спира-
ножей
s — толщина щепы;
п — скорость вращения но-
жевого диска в об.:М>1Н’
h — выпуск режущих ножей;
D — наружный диаметр конусного диска. А м
При измельчении бревен каждый нож спирали за один обор ,
1 а срезает слой древесины с размерами, равными длине |,0/|< .,
и толщине щепы $. Размер lllf снимаемого слоя зависит от толпч
измельчаемой древесины и места установки отдельного ножа
поверхности конусного диска. .к;1
Величина подачи древесины за время одного оборота Д' ы
для одной спирали, очевидно, должна быть равна проекции Дл е,
ножа на направление подачи (направлении оси барабана),
1%
Скорость подачи, приходящаяся на от.,
определена по следующему выражению; 5 СП"РйЛЬ« * -*т быть
п
Vn = l,JL__ П
* 60 sin р.
для общего случая при наличии Д СП1|Пяп -
— Л сп"Ралей скорость
V — к п
п Л ПЖОТ с sin Р;
= 0,001 Дне sin р Л< цин
Число режущих ножей z для одной слипати и
определяется из условия обеспечения перекзюч“’М Uk i"‘
размера радиуса бревна максимального Н0Жам"
при заданной толщине щепы, так как вся тоХнЯ >«“«₽«
вается ножами двух конусных барабанов. П^н aTH?XS₽“'
2 __ ^шах ___________________ ^n:.ix u
2s' ~-о—snip. .....
В случае, если спиральная машина специально проекту.я ч
для окантовки бревен, то число zoK режущих ножей бу^^о
7 — ^max Н И1,п
ок---------2?-----
т\п наименьшая величина окантовки бруса;
5 sin р проекция толщины щепы на направление, пер-
пендикулярной оси бревна (подаче древесины).
Общее число режущих ножей для всей машины Z при А елмра-
гх на каждом диске составит
Z = 2А’г = A'sill р. (116!
1Ц
‘'Пиши ЛС
Как известно, длина щепы 1Щ в направлении волокон дрен,
сипы обусловливается длиной режущих ножей
1Щ в ship. U ’
Выпуск ножен h за поверхность конуса определяется гоп
н снимаемого слоя древесины, т. е. h s.
* l^niia ,1С рабочей поверхности конусного uickj дплжпн п<»
Лягь ра вместить все ножи спирали.
В соответствии с йюпмхлой (117) каждая но/мчыя cinq
рот перемещает бревно на н. > i
iv длины но н наир и к i
>дя и< условия непрерывности
। каждый нож спирали до.’ и
го оси на величию V’. рзни\»<>
в sin р (118
‘пчщая из z ножей, за один обо
в sin |} или на ВСЛПЧ1П
на конусе диска. Исх<
1 ,впомериости подачи древесипь
( h-сгить вперед бревно вдоль ei
. .. ^«4
194
\1 бревна относительно
Соответств\ ющее перемешен не
зтющей конуса будет равно.
., м' _±_
Д/- ship г (119)
Чтобы обеспечить резание слоя древесины без пропусков
кажтый последующий нож неооходимо сдвинуть относительно
wewnuero назад, т. е. к Центру конуса на величину Д(.
ПР Геометрический коэффициент перекрытия а ножен будет Ые.
дующим: в
в -4-- ,
‘ ’ 2 _ 2'1
~в ~’ z
(120)
е>—~в
При принятых ранее условиях длина АС рабочей части конуса
составит
ЛС = в + в1(г-1) = в + -|-(г-I)2. (121)
Если ввести в рассмотрение коэффициент перекрытия, то полу-
чим
АС = в + ее
(121а)
Длина
(рис. 81)
наибольшего радиуса резания Rp будет равна
в
Z
Rpe3 = AC sin Р - в +
(2-1)2
sin р.
При известной длине АС угол конусности ножевого диска
можно найти из следующего отношения:
Р = arccos .
(123)
Наружный диаметр диска будет слагаться из радиуса реза-
ния Rpe3, припусков на ободе Но и размера D 0, необходимого
для установки крепления дисков на валу машины
D = D„ + 2 (R„ + Ho)- (12"
Для обеспечения равномерной подачи древесины
но/ки каждой спирали должны располагаться на конической
вер.хно ти диска при одинаковом угловом таге а. Эти ножи
быть размещены по спирали, огибающей конус диска за один
несколько ви 1 ков. В соответствии с этим угловой шаг ножей **
быть определен из следующего выражения:
к’ «А число витков спирали па конусе ножевого диска.
2П0
Угловой шаг 0 спиралей, очевидно, будет равен
0 = 2д
К •
ца рис. 82, а и б приведены схемы расстанови ,
одйоГг спирали на развернутой поверхности ко, 'ДТ "ожей
даном .. четырех витках спирали. Оче£эд,|о. чт0™ “ при
Довой шаг будет в четыре раза больше, чем в ° ДД»“’• »
J N* •
,Tf'zi й при одном витке спирали (л) и при
четырех витках (б)
Рис 83 Схем.) расстановки
щпх ножей в пространственных
цилиндрических к i 1
|( гоянпе же на образующих конуса между ос м|*
нозкец в обоих случаях останутся одинаковыми.
Выведем уравнение ножевой спирали, распс •,
’кской поверхности диска. Наиболее простые b^c'ih
‘''Чеиы при использовании цилиндрь lecKii
р-1спо.1ож.’н|я центров режу-
1 на конической поверхности двека.
>3* ’ п.)1
а рис. 83 показана
1Х ножей А 0, Л,, А2,
А
п = j _ i( а i — номер ножа, начиная от вершины конуса.
Введем в рассмотрение угловой шаг а = — т, тогда
О = 2 Дп~р~ + в (П + 2 2л/п ) ’ <128)
Наконец, произведем в уравнении (128) замену
„ = JL = гГР
а 2лт. ’
/ \ Du , / гц' .1 ф \
тогда r„ (.f) = -у—р- -г в (-у^ + -у - =
D.
2 sin р
2лт
тип
(129)
Окончательно будем иметь следующую систему уравнений:
г.. = D" fl(P (, । лт _ 1 V
sin р 2лт ' ср / ’
ап Of) = rn Op) sin р;
Ул Of ) = rn Op) cosp.
Полученные выражения параметров спирали позволяю!
I- Ушку положения режущих ножей на коничес!
верхности диска. ^ей
3.СТаИ<^ВИМ ПОРЯД°К внедрения в древесину рсжуп1их JLnO1
fi u количестве, равном z. Нумерацию ножен
- -фидке расширения конуса 1, 2, 3 4
’
В случае, если ножевая спираль навита чя ,
то порядок внедрения ножей будет соответствсжат.8”10’'(т = ’>
становии режущих ножей па конической rtn "°рядкУ Рас-
же ножевая спираль навита несколькими виткахш С™‘ Если
внедрения ножей в древесину соответствует нЯД’
рпс. 82, б. Пусть вначале внедряется первый "
ножевого диска на угол u/tn вторым начнет
1
ствовать угол закручивания спирали
оажению на
Bi нож. При повороте
нож последнего витка спирали, Этому nninl в"едряться первый
и.„„п«тк vrnn '^Kt.vuunn,..1____________________________________________________________________________________________________________ 1ОМ> положению будет соответ-
т
г =™
ветствовать угол закручивания спирали ’ Р * б>JtT соот'
Ч>2 = 2л (т — 2) +~
т
и так до тех пор, пока не начнет внедряться в древесину второй
нож первого витка спирали при повороте диска на у гол — = а.
которому будет соответствовать угол закручивания спирали
*Гт+1 — 2л (/71 — ftl)----- (х.
В дальнейшем порядок внедрения режущих ножен в древе-
сину начнет повторяться.
Составим уравнение очередности внедрения режущих ножей
в древесину. Пусть первым внедряется Art 1
Вторым будет внедряться режущий нож, имеющий номер
Na - 1 + = 1 + 2л —— =1 - 2--------,
- 1 а 1 а т
третьим
и так до начала внедрения ножа, имеющего второй ш чеп и рпо-
ложенного на первом витке спирали.
Второй нож первого витка спирали, очевидно, будет иметь
очередной номер N т h 1. После этого указанная щкономср-
иость начнет повторяться.
в табл. 50 указан порядок очередности внедрения в древесину
Режущих поже’й и спирали при т I, tn 2 и /н 4 и о .
числе ножей z 33.
При наличии нескольких ножевых спирален на конической
поверхности диска очередность внедрения ножей спирален a i
^ответственно чередоваться.
Наконец, выведем выражения для расчета
‘ ти и расхода мощности для спиральных ру
ирон то тите шип-
ите (иных машин
Теоретическая
будет равна
производительность с учетом выражения Q
qt = 3600FpVZI = №КГрп1щ, 0
Таблица
Порядок внедрения режущих
ножей в древесину
к2; для круглого баланса F
волокон вл/. 4
50
Сделав некоторые
вания, с учетом
(116), окончательно
Q, = 60/С __
преобр азо-
выражения
получим
nZs
Kd sin ~
= 47,1 dnZs—:—-
Sin |J
т = 4
о о
гп = 1
т = 2
= *
o = S
Номера режущих ножей спи-
рали при числе витков
1 1 1 1
2 2 18 26
3 3 2 18
4 4 19 10
о э ! 3 9
6 6 : 20 27
7 7 4 19
8 8 1 21 11
9 9 5 3
28 28 31 16
29 29 15 8
30 30 32 33
31 31 16 25
32 32 33 17
33 33 17 9
где Z — общее число режущих
ножей для всей машины.
Расчетную производитель-
ность, очевидно, можно опре-
делить, введя эквивалентный
(расчетный) диаметр бревна d3Ke
и коэффициент подачи Кп,
Q — 47,1 Ku dgKeZs . о
О 11 1 J
(133)
ip
tp — время рубки;
tx — время холостых
или пауз в подаче ба-
ланса.
Полезная мощность резания
Np будет равна
ходов
кет,
102
р
щ
р 1 Р
р
где Рr, рВ pib — расчетная сила резания в Д' ,
р — удельное усилие резания в к /
— расчетная длина резания в D д'1,
i число режущих ножей Д11111 древсе”>ч'
одновременно находящихся в Д1
1РрП
' г 50 расчетная скорость резания в и
204
Dp — Диаметр резания; является величиной
переменной и зависит от расстановки ре-
жущих ножей на конической поверхности
ножевого диска.
T"uiee выражение для определения диаметра резания в соог-
* 'в111) с рис. 83 и формулой (129) будет иметь вид
= (з— 1 ). (134)
Р Sin р 1 л/п \ '
Выражение для определения полезной мощности резания запи-
шем в виде
.. , TiDpn
np = Р1в ~бЬ'.|О2~ Квт’ 11
Np = ok Pien [~Агх —(г + —— 1). (136)
При наличии нескольких витков ножевой спирали расчетный
диаметр резания Dp должен быть согласован с порядком очеред-
ности внедрения режущих ножей, который показан в табл. 50.
________ Г л а в a у
ВЕНТИ Л ЯЦИ ОН НАЯСПОСОБНП^Г
ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИнЬ
В цеттюлозно-бумажном производстве имеет место два способа
паления щепы из кожуха рубительной машины: 1) с помощью
лопаток, смонтированных на ободе ^ножевого диска, щепа го-
нится по трубопроводу в циклон или оункер; 2) под воздействием
составляющей силы резания и силы тяжести щепа падает па рас-
положенный снизу транспортер или в бункер, при этом лопатки
на ободе диска отсутствуют. Предпочтение отдается первому спо-
собу из-за возможности транспортирования щепы без дополни-
тельных механизмов. •
Резкое увеличение скорости вращения диска и производитель-
ности современных рубительных машин вызывает необходимость
изучения пневматического способа удаления щепы. Известно, что
развиваемый напор воздушного потока пропорционален квадрату
числа оборотов, а мощность, необходимая для пневматического
транспортирования щепы, пропорциональна кубу числа обо-
ротов .
При увеличении скорости вращения диска со 175 до 700 об!мин
(без конструктивных изменений машины) напор воздушного потока
и расход мощности соответственно увеличивается в (775) =
= 16 раз и — 64 раза. Таким образом, к применению верх-
него выбора щепы при больших скоростях вращения диска следуеТ
подходить весьма осторожно.
Для выявления параметров пневматического способа уда.юни
ы п[ и верхнем ее выбросе были проведены соответствую111
ытания малоножевых и многоножевых рубильных машин и а
лиз процесса удаления щепы из машины в циклоп.
31. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
п .'ПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА
В ТРУБОПРОВОДАХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Се> *и'!е<-КИР- характеристики испытанных машин Ук
р,.* ’ ’* Ла оди°й 1,3 "их представлена на рис. о ,,
pi. г ' испытаний, проводимых автором с помошь j
ранщля и микроманометров, определялись полный напор
2G6
статический напор) Н..
' Для выявления
которые соответствовали центрам
динамически» „а,,ор Н, „ п..е«,метр„чКкс,в JaB.,wllle
наиболее полной кап-пинг
,ИС1> в нескольких точках исследуемых сечсв, й'тоу^'’0"4'1"™’
р„„пые соответствовали центам тжестн сеченийi раиовS
Рис. 84. Схема рубительной машины завода им Рп ля
по площади концентрических кругов (рис 85), распо эжеииых на
расстояниях /п /2, . . /4 от стенки
Замеренные при испытаниях напоры воздушного потока в щепо-
проводах рубительных машин позволили определить скорости
воздушного потока ve, производительность по воздуху весовые
пропорции (концентрации) шеповоздушнои смеси р и мощность v ,
Расходуемую для удаления тепы в циклон.
Динамический напор воздушного потока, тоответств
среднсй скорости, определяется по следующей зависимо
| Нд = — (I Ну - I Н..........। Н ).
' " п
где Н
Тогда
jj _ замеренные напоры в ч.и«х>. ст
’ ’ ’’ " дуемых точках трубопровода
скорость воздуха будет равна
в иссле-
Ь H.it
ГДе 71Хво^ыйСкоэ|$Х.т ДЛЯ трубок Прандтля, л
= 1,0-1,02.
1 а 6 л и ц а 5|
Технические характеристики рубительных машин
Малоножевыё [ МногоножевТё ~~
° 1 |йч 5 = С = Sag
Параметры машин д & - °~Т f тг*? Д = — -г =: ~ ° 1 — =< — о - U. ги ' и —
м ф к м / 7 т ф «’ П1 ' Д' л с РЛ
Диаметр диска в мм 2800 2800 2000 2140 2400 1600
1 - • 4- Ю 10 10 q
Число ножен 4 °
Скорость вращения 175 175 580 375 365 500
лиска в об мин |
Количество лопаток 8 & 6
на диске
I Внутренний диаметр 2280 2480 1740 1870 2170 1325
1 лопаток De в мм
I Наружный диаметр 2980 2940 2240 2470 2770 1715
лопаток Dh в мм
Ширина лопаток Вг 385 265 270 410 410 190
в мм
Плошадь лопатки 0.12 0,05 0,05 0,085 0,085 0,044
в м~ '
Диаметр кожуха DK 3016 2990 2270 2490 2810 1812
13 1
Ширина кожуха Вк 430 350 300 450 450 250
в мм
Сечение трубопро- 430 340 0 345 300 Х 3951450X290 450Х 290 250 250
вода В Ищ в мм2
Производительность 25—40 30—50 25—30 500 100—120 9—12
Q в лл. м3!ч
Максимальный дна- 450 450 300 400 500 250
метр Сревна в мм
Н личие рецирку- Нет Нет Нет Да Да Д'1
. япни воздуха 1
j ч ;зг:а модернизирована. 1
Про зводительность по воздуху (расход воздуха) равна
Qe = FVe м3)сек,
где F - R h 2
площадь сечения трубопровода .
2ОД J
Весовые пропорции смеси щепы и возду Ха
Q
производительность рубитетьипй
деляется по следующему выражению:’™’ К°Т°РаЯ
(139}
опре-
Q = 0,95
> пг
4 "< &Г-
Здесь
0,95
d
1щ
коэффициент, учитывающий ИРПЯП„Л ,
щепы (взят из опытных данный Р 10ст длж,ы
— диаметр баланса; Л
— длина щепы;
п скорость вращения диска в об!лшн'
2 количество режущих ножей;
а - площадь поперечного сечения измельчаемой дре
весины.
После подстановки имеем
d-y...
Ц = 0,0123----(140)
Чв (в
где 1щ и d в м, а у^ и у„ в кг .к3.
Мощность, расходуемая на вен-
тиляцию, равна
л'- иЙЬ |14"
где цг = 0,3 4- 0,22 — гидравли-
ческий коэффициент полезного дей-
ствия.
Тогда удельный вентиляционный
расход энергии составит
Рис 85 Расположение ! ?че> ам< р i
Ев = -^~ квт-ч'пл.м*.
Q
Результаты исследовании и расчетов приведены в табл
Как видно из таблицы, параметры воздушного потока зависят or
скорости вращения диска, а также от конструктивных особенно*
стен рубительных машин, трубопроводов, циклонов и наличия
Рециркуляции воздуха.
При’ увеличении числа оборотов диска основные
воздушного потока возрастают, а следовательно, п
Расход энергии и мощность, расходуемая на ’ S2S
1,се сказывается на общем’удельном расх.лде энергии на рубку
'Непы.
4 Н. М. Ватьщнков
cr i u,h я шикане
toxoid UI4H4L-dfA VHHtr^dQ
I IbPV я ‘СН1Й1К1ГН1НОН ch f BBi\aAVo\3Bd *4±3OHfrio\\
Весовые про- порции ц Э1ЧНЧЬ-0КНЭМ0\\
aHHtfado
У43Э €м 0 E\Xtf£O0 ro\3v<d
Скорость воз- дух я в м/сек atfoaoduouatn а М01 -euoL* at090 вн
Напор в мм вод. сгп. с
<•
1.0
04
Ю
04
04
in
»n 04
iO
04
04
Ю
04
04
lO
a
rj
cn
Q>
Ol
Ф
3
<L>
210
Весовые пропорции
объемному весу древесины и " Пр°поРииоия ,
неспвы (квадрату ДИаК1 и ^ощади сече‘^ь’1Ь1 Длине
-- “а±^
С-Вчаях ее ^Ое Удаление
3агРУзки Вего
щепы и при ]
вые пропорции щеповоз-
душной смеси для четырех-
ножевой машины завода
нм. Рошаля и десятиноже-
вой машины типа «Оттер-
сланд» при рубке сухой
(у;1< = 500 кг/м3) и влаж-
ной (уо< = 800 кг/м3) дре-
весины и длине щепы 15,
20 и 25 мм приведены
в табл. 53 и на рис. 86.
Как видно из приве-
денных данных, весовые
пропорции смеси изменя-
ются в весьма широких
пределах — у малоножевых
машин р — 0,23-^12,3, у
многоножевых- р = 0,82 л-
—56,3.
Весьма высокие весо-
вые пропорции смеси при
рубке бревен наибольшего
диаметра, характерные для
Рис 86. Изменение весовой пропорции щеп"
воздушной смеси в зависимости от ди.зметр.<
бревен и длины щепы:
всех типов рубительных
машин, заставляют усом-
ниться в возможности на-
2 - !ш •- S0 Л _ ,
при V* - ЛОО «. (1; „рн у"»
» 50 «<**) Л
- I в 5»
15 мм (Mi
дежного транспортирова-
ния щепы из машины
в циклон пневматическим
способом. Видимо, и^ест „иие щепы за счет ра’вивао
место механическое выбрасывание щ
вращении центробежных с • картииы удаления
Для более полного в“^педования. „убнгезьной
проведены специальные ^авасМЬ1Й лопатками д> < Задать
Воздушный поток, с0 Д „„оптирования п1е” п 1;1 тпан -
машины, для надежного тр п0СЛедНяя 3**“ При Р*счете
необходимой СКОР00™® еГ*Уразнеро»’ Ф°РМ“ ’ ь во много
портируемого материала, г |[еобхоЧНмую v 1 >м„и скоро! •
пневматических Уста”ов иг|,мостн 01 таК ”‘й' Дп щирпстикой
потока выбирают в за,,ИС'' ' ^одинамическои харакге,
витания, которая являете
И*
э
3
о
а
о
с
v
3
3
с
с.
'г* а к Л
к
л смг -vu g
413OH4lTd±HV
-OHEHodu BBHfddg
ytdj c>r g
PxAVtoa tfoxoEj
Ol
CM
3
т
7
C
212
ЛЛ" ™ формы
с - коэффициент лобового сопротивления, зависящий г>т
формы тела, его положения в потоке и от tvS'
структуры потока характеризуемого чистом Ре И
Коэффициент С может быть определен по графику
Если Re = 10 , то С — 0,5 и -у, = ] ,2. 4
Скорость витания определяется
по выражению
4,/ Vd3yM. (144)
В табл. 54 приведены скорости
витания некоторых материалов
на рис. 87.
Рис. 87. Экспериментальная кривая
для определения коэффициент j С
витания щепы по высоте
потока
Скорости витания щепы опре-
делялись в лаборатории кафедры
деталей машин Лесотехнической
академии им. С. М. Кирова. Во
время опытов по 10 щепочек
одинакового размера опускались
в прозрачную целлюлоидную ко-
ническую трубу и фиксировались места
тр^бы. Одновременно измерялись скорости во {душного
по сечениям трубы (снималось скоростное поле). Коэффициент
неравномерности скоростного поля воздушного потока колебался
в пределах от 0,90 до 0,95. Результаты опытов приведены в табл 55
Для сравнения в этой же таблице приведены расчетные скоро-
сти витания для различных размеров щепы, подсчитанные по
оормуле (144). При расчете щепа заменялась телом правильной
формы — шаром, объем и вес которого был равен объему и весу
Рассматриваемого тела.
Как видно из табл. 55,
опытных в 1,35
расчетные скорости витания больше
опытных в 1,35 —1,7 раза Это несоответствие объясняется резким
отличием формы щепы от формы шара. Однако и при этом м<
подменить следующие закономерности.
1) при увеличении влажности древесины, сонровождаКнцеисч
Jы тичением объемного веса, опытные данные п[ и .л
к Расчетным; ...
при увеличении соотношении толщины и шщ ины те
к <-‘е длине опытные данные также приближаете я
последнее время по изучению наденич
что скорости витания в свободных
1 _ . . . • А: I I > Г '1 Ч
данные приближ а кп\*ч
u Длине опытные д
t Опыты, проведенные в
1а(-'тиц материала, показали, __
v'‘"~ бесконечно большом диаметре
4 а Юте я о т
1 а 6 Л " '« а Г>(
Скорость витания некоторых материалов
Материал Свойства Удельный вес в кГ/м л "'"-"ня 11 «ГСК
объемный насыпной
Опилки буковые Слежавшиеся влажные 800 6,5—7
Стружка буковая Влажная 750 — LT? LQ * <
Льняная костра » 100 0,5—7
Таблица 55
Скорости витания для щепы разных размеров
Размеры щепы (длина Xiu ирн- на Хтолщина) В ММ Вег в <’ при 500 кГ/м9 Скорость витания в м/сек Отношение расчет- ной скорости витания к опытной, определенной по формуле Значение коэф- фициента Кф по формуле (146)
опытная расчетная по формуле
(144) (145) (144) (145)
3 2 1,5 — 5,5 - - - - — . I 1 ~ — *
15 12 3 1.8 5,9 9,4 8,5 1,59 1,46 2,2
28 • 5 • 3 2.1 6,3 9,7 8,7 1,53 1,40 2,0
22 22 3 7,2 6,9 11,8 9,5 1,70 1,40 2,0
28 <13 3 5,4 6,3 И,2 11.1 1,77 1,75 3,1
28 24 3 10,5 7, <3 12,6 11,3 1,69 1,51 2,3
28 37 3 15,9 8,2 13,3 12,0 1,62 1,46 2,2
28 55 5 38,6 11,8 15,7 13,8 1,33 , 1,08 । 1,2
20 -50 6 30,0 10,0 15,1 13,2 1,51 1 1,34 1.8
95 45 8 171,1 , 16,2 24,0 17,6 1,48 1,05 1,1
28 24 3 11,7 *1 9.3 13,3 12,2 1,43 1,29 1,6
28 24 3 14,2** 10,8 14,7 13,3 1,35 1,22 1,5
"\ц $^0 кг .и3.
Vщ НО л >
214
1Ы1К‘й частью имеют
для стесненных условий [211, которыебог -
место на практике, скорости витания рекомсии —“'«лиекл
но следующему выражению: Рекомендуется определять
с л ед у юг че N1У в ы Р а жен и ю :
Vs 3,7
(1451
где > 1.24 । ЬШщ,
b, It, — размеры щепы;
D — диаметр трубы;
К, = 0,54+0,447 А.
Значение скорости подсчитанной по формуле (14>»
приводится в табл. 55. члп>'ле ичэ).
Для тел, отличающихся формой от пппя
рекомендуется определять по выражению ’ витания
ГЛ кЖс
I S
Кф '
(И6|
где ls величина скорости витания, определенная по форму-
ле (145);
— коэффициент формы тела (для пластинчатой формы
5, для продолговатых тел Л , 3,0; для цилин-
дров при—- = 2 величина КФ 3,1, если же 1 10,
то Кф = 3,72 и при — 40 величина Л' 4,45].
Значения коэффициентов формы тела КФ. подсчитанные на
основании экспериментальных данных (табл. 55), для тепы нор-
мальных размеров составляет 2—3.
Для устойчивой работы трубопровода необходимо, чтобы фак-
тическая скорость воздуха была в 1,5—2,0 ра<а выше, чем ста-
рость витания [17], т. е.
У, = (1.5 2.0)1
(147)
Для сравнения находим в табл. 56 скорости во ц. ।-
Репные при эксперименте и расчетные), подсчитанные по вырлж<
11,1,0 (147) с учетом формул (144), (145) и (146).
Из табл/ 56 видно, что при Л 2 опытные данные весьма
v°hkh к расчетным. _ и
Определение напора воздушного потока в труоопровод^.
|,Ь[1' напор воздушного потока в трубопроводе, необходимым для
с°здаппя и поддержания определенной СКО,'ОСТ!'
ха и щепы, по данным проф. А. Ь Львовича . I
Нп — Нд 4" " Н°'
(II*)
Необходимые скорости воздушного потока
в щепопроводе рубительной машины — 800 кГ/м')
\’в по формуле (147) с учетом фор м ул ы
Размеры щепы V по опыт- ным данным (Ю) (145) (146) ' " •
в ми А-0 = 2
15\ 12 3 8,8—12 14,0—18,8 12,8—17,5 9,3—12,0 7,6—10,2
28X5X3 9,0-12,5 14,2—19,4 12,6—17,5 9,0—12,5 7>4—10,2
22 х 22 X 3 3,3-13,8 17,3—23,6 13,0—19,3 9,3—13,8 7>0—11,3
28Х 13x3 9.0-12,5 16,7—22,4 15,7—21,9 11,5—15,2 9,0—12,4
28 24 х 3 10,5—15,0 18,9—25,2 15,8—22,6 11,0—15,7 8,8-12,7
28 37 3 12,3—16,5 19,2-26,6 17,9—24,0 12,8—17,3 10,4—14,0
20x50x5 15,0-20,0 22,7—30,0 20,2—26,8 14,7—19,1 18,0-15,6
где Нл — динамический напор, необходимый для создания задан-
ной скорости воздуха и щепы;
И спг — статическое давление, необходимое для преодоления
неизбежных сопротивлений, имеющих место при дви-
жении смеси воздуха и щепы;
Но — напор, необходимый для подъема материала на задан-
ную геометрическую высоту.
А. Е. Львович, П. С. Козьмин и другие авторы приводят сле-
дующие выражения для определения полного давления, необхо-
димою для транспортирования аэросмеси в вертикальных или
наклонных трубопроводах:
I/2
2
где
У в —
К,
ц
’м
в /
объемный вес воздуха в кг/лг3;
средняя скорость воздуха в м!сек\
весовая пропорция аэросмеси;
конечная скорость материала в м'сек;
средняя скорость материала в м!сек.',
расчетный коэффициент;
в
s — опытный
Г) \г• ио) .
по формулеаРи™J"яциента может быть определена
216
местных сопротивлений
Всэвоя псе...tun д.
Рис 88. Определение коэффициента п. ( / —
Ч - 1о,9 мсек; 2 — И/ 19.8 м 27
при подъеме этих частиц вверх И
Г
„п1Ок 0,0011
г.® ’ ~ ° ‘ ~ ко*ад''е"т. учитывающий т„
воздуха о стенки железной TDvfin- PeiIl1fc
I — длина трубы в м; '
У £ — сумма коэффициентов
д.‘ м. Дзядзио [20]
приводи! несколько рас-
четных формул для опре-
деления напора воздуш-
ного потока при расчете
пневмотранспортных уста-
новок. Например, для вер-
тикальных трубопроводов
потеря давления на пере-
мещение смеси материала
и воздуха (Нмп) рассма-
тривается как сумма по-
терь давлений, возникаю-
щих при перемещении чи-
стого воздуха Н частиц
материала Нм и потерь
где — потери давления при перемещении чистого воздуха
в кПм2\
— коэффициент сопротивления для чистого воздуха с уче-
том местных сопротивлений;
— опытный коэффициент при транспортировании мате-
риала.
Б. Н. Лобаев [30] рекомендует потери напора дли вертикаль-
ных трубопроводов определять по следующему выражению:
Д-1я указанных [
гировке мелкой и кру___
йиях смеси по ({юрму лам (149), (151) м (
При расчете скорость воздуха i
Материала выбирают из табл 36 л. р< W
риала составляет Гл 6,1
иимается равной средней
Имеются и другие расчетные формулы, использ>е»<ые л
личных видов материалов, также полученные на о» нова ши эк<
Риментальных данных [26].
Определим необходимый полный напор вогаду нс • ,
панее типов рубительных машин при трансы^
р пиой щепы и „ГВ Р«..........................
(1521.
при движении влажного
скоро», гк движения ’зи
материала при*
длина щепе-
ь\02. вс* °ные
Конечная скорс
скорости, г. е. I х
Провода составляет 6 8 ,w, коэффициент
пропорции смеси н
материала Л 5 ЛЦ
тивлений V с = ~,5,
выбираются
с\ ммарныи
•>
из табл. 53;
коэффициент
высота
местных
"^ье-ма
Со,,Ро-
2§ = ^ + Вз + ^>
р * — 05____коэффициент входа воздуха в щепопровод-
д t1 = 10-1,5 — коэффициент сопротивления циклона
отсутствии рециркуляции во .духа и = 1,5 — 2,0
при наличии рециркуляции,
= 1э0 — коэффициент, учитывающий потери напора i1Dlf
отсутствии рециркуляции воздуха.
Потеря давления при перемещении чистого воздуха для корот-
кого щепопровода определялась по выражению
(153)
Результаты подсчетов, сведенные в табл. 57, показывают, что
различные методы расчета по определению необходимого воздуш-
ного потока для транспортирования материалов дают далеко не
одинаковые величины. Более близки к опытным значениям расчеты
по методу Б. Н. Лобаева.
Таблица 57
Расчетные параметры воздушного потока
для щепы разных размеров
I’lllll III I-к IIHJ. Размеры щепы в леи Скорость в м/сек — Весовые пропорции смеси в кг/кг Значения коэффи- циентов Потребный полный напор в кГ/м*
во чдух 1 щепы к по формуле По опытным дан ным
(611) (151) (152)
15 12/2 16 11,2 2,5 2,55 1,75 118,6 83,5 84,5
МРМ-28 22 22 3 12,8 2,55 4,69 329,8 256,8 148,3 41,4
20 14,0 2,5 2,55 1,75 176 ' 128 123,0
12,3 2,55 4,69 469 348,8 181,8
Типа «Оттерс- 15 < 12 .3 29 99 ✓ ч 16 4,2 5,3 56,3 2,56 2,56 2,6 16,9 189,8 1497 133,8 991,8 101,3 407 148,3
ланд> ZZ о 20 14,0 5,3 2,56 2,6 277 189,6 139,8
91 Я 56,3 2,56 16,9 2137 1368 445,7
ГпяВН|ша ----- ны.ми н
г0 во всех случаях развиваемый рубительными маш’'
‘‘^душного п0Т0Ка *,е обеспечивает надежного-
St. в циклон даже при средних пропорциях аэроТмёс.!
X о максимальных ее величинах. Такое расхождёй
в какой-то степени объяснить несовершенством
почета коэффициентов.
* В дисковых рубительных машинах имеет г
ами напор
транспортирования
не говоря
не можно
принятых ДЛЯ
способствует этому явлению. поток ,отько
32. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО ВЫБРАСЫВАНИЯ ЩЕПЫ
из КОЖУХА РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ В ЦИКЛОН
При вращении диска рубительной машины ее лопатки нагядх
с созданием воздушного потока осуществляют также и механиче-
ское выбрасывание щепы в трубопровод и далее в циклон.
Рассмотрим картину механического выбрасывания приме-
нительпо к тем же двум типам рубительных машин — четы-
рехножевой завода им. Рошаля и десятшюжевой типа «Оттер-
сланд».
Вращаясь, лопатки диска захватывают щепу из нижней части
кожуха машины и выбрасывают ее в щепопровод, расположенный,
как правило, сверху кожуха под некоторым углом а. При цилин-
дрической форме кожуха рубительной машины скорость схода
щепок не может быть больше скорости наружных лопаток. Учиты-
вая, что щепа располагается по всей площади лопаток, правиль-
нее будет принять среднюю скорость схода Г. > равной скорости
центра лопаток
V = -г (154)
— 2 60
Движение частиц щепы в трубопроводе происходит в стеснен-
ных условиях и сопровождается их ударами между собой, ударами
некоторой их части о стенки трубы; наконец, все они восприни-
мают сопротивление воздушного потока, так как корос и схода
этих частиц с лопаток значительно больше скорости воздушного
потока.
На движение частиц щепы будут оказывать влияние
ровыс пропорции аэросмеси. Поскольку картина сохдарш
Между собой и о стенки трубы не изучена, то ПРИ Расчет5, . .14М
пне оценивается некоторым коэффициентом л^,
к силе сопротивления среды. ^Лплгти м »тр-
Нредварительные расчеты влияния входной юзволнют
Риала и результаты эксплуатации РУ?ит2.ЛпгЫХоп
пРинпмать величину коэффициента К.д - /о-г-ои.
J Ц 9
записана в виде
R = Ky£f? —
о
К = v n
С — коэффициент лобового сопротивления; С
I _ расче?ное (миделево) сечение частиц .цепь,;
о ==
показано
__ скорость материала;
_ скорость во3ДУха.рНИе траектории полета частиц
..„т-иирское изооражг движении на частицы щепы воз-
СВ действуют силы сопротивления
среды R и силы тяжести G.
Напишем дифференциальные
уравнения частиц материала в воз-
душном потоке.
тх
на рис
. 89. При
?о
10
где
ту
Щепы
(156а)
ае
. ______।____।____I____।______
О 5 10 15 20 25 z
Рис. 89. Схемы траекторий полета
частиц щепы различных рубитель-
ных машин:
/ — «Оттерсланд» (22 X 22 X 3); 2 — «От-
терсланд» (15X22X2); 3 — МРМ-28
/99V99V3): 4 — МРМ-28 (15X 22X 2)
Г'не. о^, . _г
частиц щепы различных рубитель-
ных машин:
/ — «Оттерсланд» (22 X 22 X 3); 2 —
терсланд» (15X22X2); 3 — МР
(22X22X3); 4 — МРМ-28 (15x2
Тогда
м
г
в
м
х = —— (х — Ve cos а)2 = —Ki (х — Ve cos aj
tn
— —(y — Ve sin a)2 — ~ = —Ki (y — Ve sin a)
2
2
где
К» = И •
ZU J
При t = 0; х0 = 0; х0 ^ocosa°’
{/и Уо ^л<о SincCy
220
13 ведем
замену
z = — Ki (г — К, cos а)2;
Пр»
U Ki (и — ]/в sin — д*
' 0> z<> УлоС08а0; «о =• Ил0 sin а();
cos а =
(156»
Система уравнений (156) в конечном виде решена быть не может
Наиболее просто ее можно решить, используя численный метод
Для этого составим форму 1
1сек ^0 /о
Z *0 *1 Z2 • * • • •
и "() “1 1 М-» Un
Z г0 • • 7 2 . . » *-П
и «0 “1 • < Un.
Далее найдем х и у при решении следующей задачи: Х(, = 0.
, 0; = 2 „ у = ut где z и и заданы таблично (см. форму
Составим форму II
Форма а
^сек ^0 л ^2
X *0 Л», • » • • • хп
У Уо i/i Уг « • • Уп
X Л'д ^1 х2 • хп
У Уо У1 У1 • - • * • Уп
При /0 = 0; х0 = 0; у0 = 0.
/. 1
При G; Х1 = [ х dt = 4- (*о + *i) (*i —10\,
tl
У1 ~ I У^ = ~2" (Уо + У1) 01 — to)-
При х2 = xt 4- j xdt = xt + ~(^ -}-x2) (t2 — tjV,
Уг = У1 + 4" 0/1 + Уг) (t2 — /,)•
г,ри in, xn = x(n_u 4- _L 1Х(п_}) 4-x„] |/„ — /(^-nb
Уп = y<n-h 4- ~ 1у(п_1} 4- \tn - /<„_!) 1 •
222
Используя численный метод решения дифферент
пий определим параметры движения иГепск « ? < урав’
1,evx гшюв машин. h,enoK в трубопроводах
Д Выберем щепу с размерами 15x12/2 и 22 29 л
on сечение этих щепок составит- 5 Л(и- Ми*-
лево
/1- 3К15 12) +(15 2)4-412 2л = 78.ИЛ
— 3 1(22 22)(22 '3) 4-(22 3)] = 616 жж
Коэффициенты Кх и К2 будут равны:
Ai = 30-0,5-7,8-10-5----1____по
2 0,0029 — и’-’
где G'i = 0,0029 кг — вес щепки при ум = 800 кг л1
К1 = 30.0,5-в,16.|0-<т51пг=0,|з.
где Gj = 0,0112 кг вес щепки при уч 800 кг м3
К 2 = 9,81 mi сек .
Результаты подсчетов сведены в табл. 58. По данным табл. 58
на рис. 89 построены траектории движения частиц щепы в трубо-
проводах рубительных машин. Начало координат помешено при
входе щепы в трубопровод, соединяющий кожух рубительной
машины выполнен с циклоном.
Построенные траектории могут быть использованы для проек-
тирования щепопровода, отвечающего наиболее оптимальным усло-
виям полета щепы, так как разработанная нами методика расчета
основана на экспериментальных исследованиях целого ряда рх и
тельных машин.
Поскольку v большинства рубительных машин ще .о р
выполнен в виде прямой трубы, наклоненной к .
некоторым углом а, то в качестве первого при лижени р г®оя-
движепне частиц шопы по прямой линии, наклон
зонту под углом а (см. рис. 84). ,.„а истины мате-
риала, считая, что на нее действ}ет с.па
^явления среды с учетом ударов
(1581
у, = const.
2
са
7
X •*» •ч Q •м >• 1 С г- оо tO tO х' о* сч — — о 00 —; чГ —ж со сп г- i/o м; т* см см см см о со СО — О тг о оо г- со см см — — °- СО LO S 2? тг СО см см См
СП Г- tO се lO СО —_ о со" о ос о СП сп о О со — О СП СП СП см СП о со ео аГ о" ^СП СО о г- см" г-7 —Г —4 —’ см
ч 0 3,91 7,42 10,7 14,1 СО io со о <с" — СО — см оо см -г с Г'" 1-С СП LO г^ г^. О со см t см" — — см
• 3 5 см со см — * -СП ОС СО L7 —• сп сп о 1 1 1 1 1 х л о СМ СО ~ьо “ОС сп О — с - “ со СП СП >1-1 1 1 » СО I/O см см — ^.-оо00.00. _ _ „ m СП со оо to со см" см" °°_ °° °° см СП о СП 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
С5 с . N ХСП СМ о о — см см_ г-7 см" о о" о 1 1 1 1 1 Tf xf СМ -СО СО <Э °C СО - о о с II 1 1 1 о а 4 00 DOCOCO — Г СМ О О О 1111 xf 04 см" см" °- ~ СМ —'ООО 1 1 1 1 1
— 3 1(3,95 12,43 9,С>2 7.14 4,70 35,3 20,4 17,6 15,1 12,65 еО О СП со г- см г- •*•*.*•*• О СО О оо LO »—< •—=И •—< со С-~ О СО —' •* «ъ to Tf О со СО СМ «
юооо с сохг-г- О -Г со СО СО СМ тг СО '£) О О tO tO *> *» *< *> сп — о о о СМ СМ СМ СМ СМ S см О СП со LO Ю lO тП СО О СП г- ю СП Tf о о о см см см см см
Время в сек 0 0,25 0.5 0,75 1,0 tO tO олпьс о со о с — ю ю СМ 1-0 г- о о о со" о —" tO tO CM to г— о О о" о" о" чг"
11 ачальныс скороеTH в м/с е к Чиг । 1 24,0 46,0 24,0 46,0
—• 15,4 25,6 15,4 25,G
гчннпп’н пн l МРМ-28 (а 45°) J "Оттерсланд» (а--50°) МРМ-28 । «Оттерсланд»
с. з > о РЗ “ 0. СМ СМ ю е с с с с О м м у М —' —
ft
V
не. Параметры 2, и, 2, и высчитывают по форме I, параметры х, у, V —по форме И.
224
C6o3iia,|llM
/( r 1^'fp _
2 m 2
r- G sin a
m----= & Sin a-
Тогда уравнение (158) запишется в следующем виде
х= -Кх(х~ Vey~K.,.
(159)
Решение уравнения (1о9) будем искать для случая когда К К
0. 1 ’
Введем замену
x = z(/) и x = z(/) = ~.
at
Уравнение (159) запишем в виде
т/г
(г - - Кг ^dt’
После интегрирования и замены z (/) через х получим
где С, = —------ягНр V m" — определено из начальных условий.
V К.К, & ]/К^
Г А,
После интегрирования выражения (160) получим значение
пройденного пути частицами щепы
S., = х = I в/ + -4— In (cos I с.- ,1ь"
1
При расчетах площадь миделева
гумме наибольшей и наименьшей
сечения принята разной по i\ -
плошздей сечения отдельной
Щепы того или иного размера.
Величина скоростей движения и
’йены для указанных l
пОДены в табл. 59. Как видно из згой
период движения частиц щепы на ev <
Механическое выбрасывание.
равного 0,5
Че,1ин времени
пройденного пути частиц
выше двух типов рубительных машин ПРИ-
Д • н таблицы, г. первоначальный
-. скорость оказывает влияние
о влияние сходит на нет по неге-
>к При копотком трубопроводе,
‘ока «ывается и этого времен с до-
статочно, чтобы щепа долетала до
ребует дополнительной эксперимен
И М Вллы.цнков
о
Скорости движения и пройденный путь частиц щепы в трубопроводе рубшельных машин
па механическое выбраси ""
щепы при различных вст"6
пропорциях аэросмеси °°Ь|х
При механическом уДад
щепы из кожуха рубителн ?
машины в циклон энергии °"
трачивается на подъем м.3а'
риала из нижней части кож??'
в его верхнюю часть
здание кинетической
при сходе частиц с
диска.
Величину расхода
на подъем материала
машины с учетом
В На С0-
энергии
в кожухе
механиче-
ского к. п. д. оценим коэффц.
циентом, равным 1,3, по отно-
шению к величине кинетической
энергии.
Расход мощности может быть
определен выражением
N мех — 1,3
2-102
=
2g-102
кет, (162)
где GM — вес в кг/ сек переме-
щенного материала
в 1 сек\
Qe — расход в м3 сек во*
духа в 1 сек.
Результаты расчета расхо. <
мощности для различных
рубительных машин приводе
в табл. 60.
Как видно из таблиш
личения числа оборотов
сопровождается значите,
увеличением скорости
частиц щепы с лопаток
и резким увеличением Р‘
226
ПТ4
Расход мощности на механическое выбрасывание шепы" ° ° ™
Тип машины вращения диска в об/мин Расход воздуха в м* сек скорость схода щепы в м/сек В*» г овце пропорции смеси в кг/кг Расход мощности • КЛГП
МРМ-28 175 2,2 । 24,0 1 2.5 1 12,3 1 2,4 1 11.8
«Оттерся анд» 365 3,47 46,0 1 5.3 1 56,3 1 30.2 1 320
мощности. Особенно заметно это влияние при рубке бревен
максимального диаметра.
Даже приближенный анализ процесса удаления щепы из ко-
жуха рубительной машины в циклон при помощи вращающегося
диска с лопатками позволяет сделать следующие выводы.
1. Удаление частиц щепы из кожуха рубительной машины
происходит в большей мере за счет механического воздействия
вращающихся лопаток (выбрасывания). Создаваемый при этом
поток воздуха выполняет лишь второстепенные функции. Он спо-
собствует процессу выбрасывания и удаляет более мелкие ча-
стицы — пыль, опилки и легковесные щепочки.
2. Увеличение быстроходности дисковых рубительных машин
обычной конструкции сопровождается значительным увеличение'
мощности как на пневматические потери, так и на механическое
выбрасывание щепы. При определенных условиях последнее ста-
новится не только нерациональным, но и вредным. Вылетая с боль-
шими скоростями, частицы щепы будут дробиться, что снизит их
технологические показатели. Поэтому при увеличении >ыс.рс
ходности дисковых рубительных машин < еду тк;
верхнего выброса щепы.
3. При необходимости удаления щепы отру >нтельно
пневматическим путем целесообразно: nnul41IMrn. пбеспе-
а) в конструкцию самой машины заложить Д ’* лее
чивающие допустимые окружные серости 11СГ
или менее равномерную подачу щепы в l Р •
от толщины измельчаемых бревен. ЛптиГи гтановк' с рав-
1 ету у у у у 111у11 я "1 ьнего питателя,
номерной подачей щепы при помощи
r-.nuconR ПГТАЛЕЙ И АППАРАТОВ,
33. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМ^°.®
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ВЕРХНИЙ ВЫБРОС ЦЕ
В ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ
., кожуха рубительной машины
На процесс удаления щепы из к _опатОк и их количество
в Циклон оказывают влияние размер ’ . ха машины,
скорость вращения диска, ширина и диаме.р ж
размеры щепопровода и циклона, а также место расположен,,
последнего относительно самой машины. _
Выбор конструктивных размеров указанных деталей а„парато
теоретически еще достаточно не именован. Поэтому “«
энного вопроса приходится осуществлять па основании ;|„а ' <
существующего оборудования, а также с учетом теории ра6"3=
Ложах машин и аппаратов, например центробежных вентнл, ’и
Н циклонов общего назначения 1Ю1.
Выбор числа лопаток и их размеров, абота щековых руби,
тетьных машин при пневматическом удалении щепы в циклоп
может быть в какой-то мере уподоблена работе центробежных Вен.
тиляторов. Для центробежных вентиляторов [42] при назначении
количества лопаток исходят из условии обеспечения Достаточного
воздействия лопаток на воздушный поток и создания необходимой
жесткости колеса. Принято, чтобы шаг по < родному тиаметру допа-
ток равнялся их радиальной длине. При этих условиях число
лопаток определяется по выражению:
Dh 4- De
(163)
где DH — наружный диаметр лопаток;
De — внутренний диаметр лопаток.
Затем полученное число округляют до чисел, кратных 4 или 6.
Вообще же число лопаток не должно быть меньше 6—8.
В табл. 61 приведены данные о числе лопаток, подсчитанных
по выражению (163), и фактическое их количество для различных
типов рубительных машин.
Таблица 61
Расчетные и фактические данные о числе лопаток
на диске и их длине
Тип машины Число лопаток Радиальная длина лопаток в мм
расчетное, по формуле фактическое расчетная, по формуле (164) фактиче- ская
МРМ-28 (четырех- ножевая) 23,6 8 330 350
Фирмы KMVV» (четы- рехножевая) 36,1 8 340 230
МРМН-20 25,1 10 200 250
ЛЗ-02 23,0 10 220 300
Фирмы Оттерся а ид» 26,4 10 250 зоо
РМО-1600 21,7 6 250 22'>
Как видно из табл. 61, выражение (163). взятое для центов-
Квентиляторов, непригодно для определения чистЯ ?
,|Ь'Х ковых рубительных машин. сла лопаток
> основании анализа существующих конструкций слетев
рекомендовать у малоножевых машин с числом реж щих но'ЙТ
5 , 5 орать ЧИСЛО лопаток втвое большим. Да,, многаю*“„
„ашив ЧИСЛО лопаток должно соответствовать числ) реж““
ХсеГь При этих условиях вьсиа. полученная при хажло.ч от'аыь-
ном Г) f из кожуха машины
в циклон.
При назначении радиальной длины лопаток как показал
проведенный анализ (табл. 61), можно пользоваться выраже-
нием (164), пригодным для центробежных вентиляторов.
(164)
О — диаметр диска.
При назначении радиальных размеров лопаток необходимо
следить за тем, чтобы их окружная скорость не превышала неко-
торого предела. При больших окружных скоростях лопаток диска
щепа сильно дробится. Центральный научно-исследовательский
институт механизации и энергетики лесной промышленности
(ЦНИИМЭ) рекомендует окружную скорость на ободе лопаток
иметь не более 40—45л/сек, так как увеличение скорости до 6” .и сел
сопровождается значительным увеличением мелкой щепы. Однако
определенной ясности в этом вопросе нет, и треоуется юпо ш 1 eni -
ное исследование. Анализ существующих конструкций показы
вает, что у некоторых типов рубительных машин как отечествен
ного, так и иностранного изготовления окружные
ободе лопаток достигают 50—53 м^сек и более, ри эт
щепы получается вполне удовлетворительным. R пе1е.
Назначая ширину лопаток В, и ™P««\X п^онз,
сообразно исходить из размеров сечения п етра i;
обеспечивающего рубку бревен на"размеров, чтобы
Кожух рубительной машины должен п ;в01Н0Й стороны
В нем свободно размещался ножевой • - образующейся
следует оставлять пространство для прохода шелы, к|
в процессе отруба. _.пигтпскипи дисковых рубитель-
При рассмотрении различных к 1 • еН1(й между шириной
машин получены следующие
лопаток и максимальным диаметре
Для малоножевых машин В*
Для многоножевых машин В,
Менынее значение приведенного
n,3iuhh объясняется тем4 ,
Две лопатки.
(0.9 ж 1,0) </„„4-
ко^ьЬипчента у малоножевы
_______ h0 114 , ....V приходится ПО
ЧТО на каждый н<>ж \ них >Ц нхади
Выбор размера кожуха и щепопровода. Ширин 3 К°Жуха .
„ его лпаметр D. выбираются конструктивно: В, = В. +
4-40) «.и; DK = DH + (20 — 30) лг.м.
Щепопровод может иметь квадратное, круглое или прямоуГ()
ное сечение. Ширина (или диаметр) щепопровода должна быть р ' , ’
но>, ширине кожуха машины с тем, чтобы не создавать дОпо’^
тельных сопротивлений при входе аэросмеси в трубу. В праКтцКр
проектирования рубительных установок выявлено, что прн Пр^
моугольной форме щепопровода ею ширина больше высоты
в 1,3—1,5 раз.
При замерах динамического напора в щепопроводах у Сс
исследованных типов машин оказалось, что в верхней половине
сечения щепопровода динамический напор, а следовательно
и скорость воздуха на 20—ЗО°6 больше, чем в нижнеи половине
Это объясняется тем, что при коротком щепопроводе (длиной
6—8 м) воздушный поток не успевает выравниться, а лопатки
диска при своем вращении отбрасывают воздушный поток (за
счет сил инерции) к периферии кожуха. Поэтому высоту щепо-
провода следует брать равной! hu( = (0,65->0,75) Вк.
Длина щепопровода зависит от расстановки оборудования
в древесном цехе. Для экономии металла и расхода энергии на
транспортирование щепы циклон следует располагать как можно
ближе к рубительной машине.
Определение размеров циклонов. Циклоны относятся к центро-
бежным воздухоотводителям и служат для отделения в месте назна-
чения щепы от воздуха. Конструкция их довольно проста, и в ра-
боте они весьма надежны.
Обычные циклоны схематично изображены на рис. 90.
Несколько водоизмененная конструкция представлена на
рис. 91. Циклон состоит из полого цилиндра 3, конуса 2, разгру-
зочного штуцера /, центральной отводящей трубы 4 и колпака 6.
авнивания воздушного потока в нижней части отводящей
трхбы 4 \ некоторых конструкций (как, например, здесь) устанав-
ваются специальные успокоители 5. ‘ЯМВ
в, д; шная смесь вводится с большой скоростью в всрх-
шсть цилиндра по касательной к его поверхности. Эта смесь
вч)ip и цилиндра движется по винтовой линии. Щепа как наиболее
я под воздействием центробежной силы прчжи-
цилиндра и спускается вниз, попадает в кониче-
\ходит ичЬцИ далее чеРез штуцер 1 покидает циклон. ВозД)
вепипк т, иклона по внутренней трубе 4. Если предусмотри11'
всасывающемv В03д/ха У отдельных типов машин, то он
I ’битеттойп» труб,'пР0В0ДУ направляется обратно в кож.
j ущельной машины. г
применение'пппх,еСК°ЛЬК° типов Циклонов. Сравнительно широ^’
ТУТ охраны ”тш 1^ЛИ Никлоны типа ЛИСТ (Ленинградский инс^
, руд конструкция его изображена на рнС‘
99 11м»• 6. |мчщр>\ инти ночухи Ph C)1 Циклон i рециркуляций
но•iуxu
Кож 1рукгивные размеры циклонов типа ЛИОТ
„овные размеры этого типа циклонов приведены в таб п/
а °меры *е Цикло“ов с Р^Ркуляцией воздуха све 1ены в та^ 6f
Ра Испытания раооты циклонов показали, что эффективность
Р?иЧивается с уменьшением диаметра цилиндра^Это объяс
уВртся тем, что с уменьшением радиуса циклона увеличивай я
11 птообежная сила, от которой зависит выделение частиц мате-
пиала из воздуха.
Р К работе циклонов предъявляются следующие требования;
Vi он должен обеспечивать с ежнос отделение транспортируемого
материала от воздуха и не должен пылить (т. е. не выбрасывать
, отходящим воздухом даже самых мелких частиц материала);
9) по своей конструкции циклон не должен иметь большого сопро-
тивления; 3) он не должен забиваться при самых тяжелых усло-
виях загрузки, т. е. при рубке бревен максимального диаметра.
До настоящего времени теоретического расчета циклонов ие
разработано. Этот вопрос надлежит решить в дальнейшем.
Размеры циклонов выбираются по принципу подобия. Основ-
ным расчетным размером в циклонах является диаметр внутренней
отводящей трубы (рис. 90 и 91), который определяется по выра-
жению
:iD,
в*
ленности С. Н. Шемякин
дующим соотношением диаметров: D >
Г -1» о
где Qe — производительность циклона по воздуху в лс* сек:
Vo — средняя скорость воздуха в отв< яиц
Остальные размеры циклонов для пр< дприятип лесной промыт
Г44 451 рекомендует выбирать по сле-
~ 1.6Z?, ; D. -
— 1,ZOZ7X; £> = 1,дО£7х; / -- 6,25Z)j. # _vinOB^*
Сечение входного патрубка вдвое больше сечения тр\о<
выхощзя скорость воздхха прин-'--''- '’
Н<1ппнмео в циклонах .пни i ,>
Р'“ аРпп11ожсвых рх-бнтельиых машин
«клонах малоножсви' «
в циклонах многоножевых машип
кепстр кций цикло
В настоящее время
значительно большей. Например
Основным недостатком приве ценных вьнш
ипв является неравномерность подачи т< По1
*" " [ возрастает, a i
значительно снижается. Чтобы устранить *toi ',, ир.
'тгерсланд» разработала конструкцию >. » I '' г 1чМ1| щепы-
кУляцней воздуха (рис. 92) со
Шнековые разгружате in имеют авт < данный момент
“"симости от РкоЛш,«™ №ПЫ, '“'1Ш
бункере. Контактор В обеспечивас i
Рубке толстых бревен подача
ПОН достаточной загрузке циклона. В случае нехватки щепь,
Xtv вступает контактор С, отключающий в определенное вр ’
шнеки. Если же произойдет перегрузка циклона щепой, в р^'1
вступает контактор Л, который выключает электродвигателУ
рубительной машины. Шнеки совершают 76 об,мин и привод»*
индивидуальным электродвигателем мощностью 12 л.с
060 об чин. Рассмотренный оункер-циклон рассчитан на дес»
тиножевую рубительную машину производительностью Юо "
120 /?.?. .и3/1/*
Рис. 92. Губительная установка фирмы «Оттерсланд»
Приведем схемы установки для рубки отходов древесины
в ’lie ту, разраоотанную фирмой «Содерхамнс» (рис. 93), и рубитель-
и станции, спроектированной ЦНИИбуммашем (рис. 94),
десятиножевой машины типа АЗ-02.
L установке фирмы "Содерхамнс» оборудование рубительной
, Н1 л компактно расположено вместе с сортировкой щепы-
7 ь патрубка /, входящего в циклон 2, расположена па оси
руэительнои машины РМ на высоте 4300 мм. В горизонтально»
ось циклона 2 отстоит от диска па 3000 мм и сме1Я^0
ня гт1 на Щепа из циклона попадает непосредствен.
ческяяТ,|п0ВК'Г ГДе РаспРеДеляется на три фракции. Т
спа направляется на транспортер 6, опилки
ехнологи
пода1°'гсЯ
Рис. 93. Губительная станция для отходов лесопиления
о
И
обрг
ня по транип^!—
на повторное измельчен^
.. измельчений
С никло11 Патрубок 2 нагнета.
„шы, а в ' пТе 4950 -мл< от пола.
"° „ позлум. По внутри,-
:° „епвР"У-'я'"," ,взываемый колпак 3
5 v ..,прт в тл „„r>-iv 4 направляется
______________Г л а в a’V|
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОпГ^^Т^--:
рубительных машин
Полезная нагрузка в рубительных машинах имеет переменный
характер, изменяясь при каждом отрубе по эллиптическому
закону.
Переменный характер полезной нагрузки усугубляется еще
и тем, что измельчению подвергается бревна различной толщины
у щаметре от 80—100 до 450—500 мм и более. Вследствие этого
при рубке баланса возникают колебательные процессы в отдель-
ных деталях машины, которые следует учитывать при расчете а
прочность.
Очевидно расчет на прочность деталей машины надлежит
вести при наиболее тяжелых условиях работы, т. е. при рубке
бревен максимально возможного диаметра.
В данном разделе будут рассмотрены расчеты на прочность
следующих основных деталей машины: 1) вала рубительной ма-
шины; 2) подшипников вала; 3) ножевого диска и его крепления
к валу; 4) крепления режущих ножен; 5) крепления лопаток
к ободу диска.
34. ВАЛ РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
В преобладающем большинстве конструкции
машин вал опирается на два подшипника, т. е. имеет м с
чески определимая система. тяжести
При расчете вала учитываются нагрузки от
(рис. 95, а) — ножевого Д11СКЗ 61, Д11ска-махов1н деГ|СТвуют
ной муфты G;l и собственного веса 64. Э Р.
В вертикальной плоскости. переменная сила р< Kt-
При измельчении баланса появляе йеюдствие «того
пня, приложенная на некотором радиусе ре
появляется крутящий момент Мкр- питающего патрона
в зависимости от места нспо-Л""» различай
управление расчетной силы Рсзг111,1Я /'ц'1К горизонту псовме-
Чри установке патрона с одним углом ня ^нгкаенл! резания бу
'йении его центра с горизонтальной ocbl в го11 де плоскесгн,
" йствовать в вертикальной плоскости. • • резания на вал
ято и сила тяжести. Направление действия си.
)удет снизу вверх.
Few питающий патрон имеет два угла наклона, то р
(наибольшая) сила резания будет направлена наклонно По
шен ,ю к действию сил тяжести. В рубительных мао..... с "
""галькой подачей древесины расчетная сила роз,-..... „а|“1
лена горизонтально.
г Хе « нагРУ3ок и эпюр для расчета сала
Р) ительнои машины на жесткость и прочность
машлни Рчт^11 -ЙСЧеТе вала слеЛует учитывать условия р<
/кссткосп J пг ^Оительи°й машины рассчитывают на про'И
в процессе nv6i<Te4Hble ” кРУтильные колебания. Возника
лам» тяжссп! rV 1Ь1 затяГ1,вания древесины по сравнению
имеют малыеГзначеши и Г*"™ (Р^ = Р sin W V v
ваются ' ПРН Рас',ете вала на прочность не }
238
Проектный, или предварительным, расчет вала
1 Счится по деформациям изгиба и кручения. При /том ni
"•’° Определяют размеры сечении отдельных участков вала Р
,ieTqчину участка вала выбирают из конструктивных соображений
наиболее компактного расположения деталей: ножево о
с J г диска-маховика соединительной муфты; опор Ва а
;1"С>мха машины.
рис. 95, а и в показана схема наг узки вала . бителыю
„инны С горизонтальной подачей древесины. В этом'случае при
М.\счетс вала надлежит учитывать действие изгибающих моментов
1 ертикальной и горизонтальной плоскостях.
D При построении эпюр изгибающих моментов сначала опреде-
Пц/)Т опорные реакции Ra и Rb по обычным уравнениям статики
Реакция Ra находится из суммы моментов сил, действующих н.
вал относительно опоры В: величину реакции 7? можно опре
лить из уравнения сил
Изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной пло-
скостях подсчитывают для отдельных участков вала. Например
в вертикальной плоскости:
М* = 0;
= Яд/ь
MiiU = Ra(Ii+1ii}-G1u и т. д.
На основании подсчетов составляют таб. 1Т
изгибающих моментов (рис. 95, б и г). пассматонваемом
Полный изгибающий момент (рис. 95, 5) в рассмат
сечении определяют из выражения
у '
Он также может быть
Диагональ прямоугольного треугольника, п.тт
Тах
- -«л U
и
("оказано штрихами на рис. 95, 6l. VTHU-i(x моментов'''И4'-
По методу ЦНИИбуммаша величин: ’'J ; Те(,.1ч и,к;, приводно го
Деляют с учетом электромеханической ха ‘ цИка. а также
(.вигателя и величины маховых масс
^"ска-маховика. , ип.,тяШИЙ момент принимают Рзв-
На участке СД расчетный кРхт ь т е
,п>>м опрокидывающему моменту 1ви
Мк.р(СД> = = 3’9
i 2 24-2,6 — коэффициент увеличения момента двигатл
при кратковременной перегрузке,
ц - 975 —----номинальный крутящий момент двигате^
при соосном соединении валов машины и двигаю^
Ич 975 JL /,) - то же при наличии зубчатого редуКТора
и 1» ременной передачи в кГ-м,
V — мощность двигателя в квт\
пдв _ число оборотов двигателя в минут}';
/ _л* _ передаточное отношение (передаточное число)-
I] 0,964-0,97 — коэффициент полезного действия пере-
На участке ЦЕ на величину крутящего момента оказывают
влияние маховые массы диска и маховика.
Расчетный крутящий момент определяют по следующему выра
жен ню:
Мк. р (ДЕ) ~ Мопр “Ь J мах
где е ----расчетное угловое ускорение вала
J диска ~ J мах
машины в Чсек.-\
•О max * max^p*
ЗдеСЬ 7)гпах Р&тлх
Нр — плечо силы резания; *fc
Р — удельное усилие резания;
^та\ наибольшая ширина резания при рубке бревна
максимального диаметра.
Эпюра крутящих моментов показана на рис. 95, е. Суммарный
ь й ‘в 1ент определяют по выражению
(165)
R 'Э иент приведения действия крутящего момента
к изгибающему ia 0,754-1,0). По третьей теории проч-
ности а — 1. к
0,754-1,0). По третьей теории проч-
ней к, ДеТР Вала в сматРиваемом сечении определяют из урав-
нения прочности на изгиб 1 4
и
Мс
Г
л/ 1 момент сопротивления сечения вала, н.п*
210
0.1 |о]о
проектном расисте допускаемые напряжемиа
ва„Х" !/₽ сталей ге“*ад’те" «-Р-™ X₽S
“аТ?и°ач“||И« допускаемых напряжении по отдельны,, катер,,
J мам) нагрузок приблизительно находятся в
i!,„PHOBIC.I „
। ]j 0,33ae (oe — предел прочности).
гД‘11рн выборе допускаемых напряжений также можно пользе
ваться данными В. А. Добровольского, приведенными в табл. 64
Таблиц., 64
Допускаемые напряжения на изгиб
Материал Предел прочности в кГ/см2 Напряжение на изгиС з кГ :м‘- при категории нагрузок
I | 11 in
• Стали Ст.2, Ст.З, Ст.4 3000—5000 •д 900-1500 600-4000 300-500
Ст.5, Ст.6 5000—7500 1200—1800 800—1200 4ОС-13ОО
Сталь легированная 40Х, 40ХН, ЗОХНЗ 7000— 10 000 1500—2700 1000—1800 500-900
Примечание. I категория — рия — при пульсирующем напряжении ременном напряжении от — <Jmax ~ при постоянном напряжении: II катего- 0 — атах’ 111 катег°Рня — ПРИ °max
Диаметры участков вала, предназначу
леи с помощью шпонок или посадок с
П|чепы на 8—10% для
Диаметр и длина участка вала, i
10вки подшипников,
раемых опор. Диаметры
т°льной проверки на прочность
На объемную прочность 1
Для изготовления валов рубительных машин Д\_(.3
обычно углеродистые стали марок Ст.5 или Ст.6 по
а также стали 45 и 50 по ГОСТ} 1050—52.
Полученные расчетом значения диаметров в • cP;,j-53
< о сечениях согласовывают с требованиями
"а нормальные диаметры и длины » ма“"'"“т[1ч шмамада»
. натягом. ЭИ»» <«ь >«
ком;;е;;са=^х.
должны быть согласова НуюТ ЛР11олнн-
этих участков ва.д^^п1,ОНЗвОдится
прочное! ь, nun i. -- - 1-тков вала необхо ЩМО
При окончательном выборе формы . жн0 возникновение
Внимание уделять местам’П1Гг^н0Чнь1е канавки, напрет-
' A I
как и
мтных напряжений (галтели
16
11- М. Вальщиков
совки
различные конструктивные
-»₽^6Ы - -
"P"4“mVX»“ ««^ЙЙ'по^ выносливость д«.л„
гаттелн по эллиптичен за чтобь1 ка>кдая
S—'"°млу ва свое "есто бв
и3 насаживаемых явного оформления вала ма-
\пгП ,лгп конструкт11Ь' поверочном расчете
“"после ““'“'^"'"’„Bopowuii расчет- в опасных сечениях,
пшны "Р°";,“°Х,пяенты аа"а« ' Р°ля валов, нагруженных пере-
определяют M»W очиостп И3'" женпя
лам" определяют на выра
менными силами.
тогда
1 _ 1 1
О -- О'. *
п~ п-а п.
(167)
где п0 ----------—--------коэффициент запаса прочности
ov-т Чо°т ПрИ уЧете только изгиба;
пх — -р---—--------коэффициент запаса прочности
fcT
при учете только кручения;
o_i; т_1 — пределы выносливости при симметричном цикле
изгиба и кручения.
Если эти пределы не определены испытаниями, то их находят
по следующим эмпирическим формулам:
а_! = 0,25 (ов + от) + 500 кГ/смг\
т_! = (0,5 -н 0,58) a_i,
'Зе пв - предел прочности /
В Ф^>"улахЛзаХа''еСТ" С0П|,0™в-те"“п) >
^енты ю>нч , Cd пРочности К ж
гл-65К ~
соотношений диаметров вал ° И ДЛЯ галтелей зависит от
1акРУглений дуг ГИ17Р,1( р°В В Местах перехода радиусов
елеи и марОк сталей.
242
спряжений
1) d р_ d Значения К при в кГ/мм,1 °в Значения К пом а в *Г/см1
50 70 90 100 - 70_ 90 И»
1,1 0 2,32 2,71 — — 1,52 1,63 IJ2 1.83
0,06 1,51 1,54 1,60 1,60 1,18 1,20 1 94 1.24
0,10 1,34 1,37 1,39 1,39 1.11 1,18 !,!5 1,16
0,20 1,19 1,22 1,24 1,24 1,05 1.06 । 1,07 J 1,09
1,1-1,2 0 2,85 3,39 — 1,85 2,04 2.18 2.37
0,06 1,71 1,76 1,84 1,84 1,30 1.33 1,37 ; 1,39
0,10 1,48 1,51 1,54 1,54 1,19 1,21 1.24 1,15
1,2-2,0 0 3,20 3,85 — — 2,15 2,40 2,60 2,85
0,06 1,85 1,90 2,0 2.0 1,40 1,45 1,50 1.53
0,10 1,57 1,61 1,64 1,64 1,25 1,28 1.32 1.35
0,20 1,32 1,36 1,40 1.40 1.10 1.14 1,16 1.20
Таблица 67
Таблица 66
Значения эффективных
коэффи ци ен тов
концентрации
напряжений Ко н Кх
я валов с одной шпонкой
Значения Д-1Я валов
£а
243
ЗнЛЧСНИЯ МЗСШТабнЫХ КОЭффИЦИсШОВ И £.j.
в зависимости от диаметра вала
г 6 л " Ц
Вид деформации к материал го н £Т ПрИ <1 и м.М '
10 50 70 100 200
Изгиб углеродистой стали (b'cf) 0,85 0,81 0.76 0,70 0,61
Изгиб высокопрочной легированной стали и кру- чение всех сталей (г^; fj) 0,73 0,70 0,65 0,59 0.52
еа; — масштабные коэффициенты (табл. 68);
и т. — амплитуды циклов напряжений (рекомендуется
принимать Оу = <т„, где аи = ---поминальное
напряжение изгиба в рассчитываемом сечении);
-------------------при изменении напряже-
ний по пульсирующему циклу;
от; т,„ — средние нормальное и касательное напряжения
циклов (при расчетах часто принимают от = О,
когда цикл изменения нормальных напряжений
симметричный; тт = ----при пульсирующем
— 65-ь 75 кПмм2 фст
легированных сталей фа = 0,254-0,3;
Ф<т 11 'Гт — коэффициенты, характеризующие чувствительность
материала к асимметрии цикла и зависящие от
пределов выносливости: при ов = 354-55 кПмм1
фа = 0,15; при ов
для легированных сталей фя = 0,254-0,3; для
углеродистых и легированных сталей в среднем
1п] допускаемый коэффициент запаса прочности
Ч . Ы = 1л2Пп3] = 1,9ч-3,5.
десь /1,1 1,1 — 1,6 — коэффициент, учитывающий степень от-
ветственности детали;
п-' 1,1— 1,5 коэффициент, учитывающий степень |<>ч-
ги определения расчетных нагрузок и 1<05><|м|>и
циентов концентрации напряжений;
/2.|1 1,3-1,5 — коэффициент, учитывающий надежност
Г1 , материала, для проката |л..] 1,3.
кякла ‘ п^акти'1еских расчетах часто бывает трудно опрс 'с ,,| Г1'
ииепт ;Чепие вала является наиболее опасным. Поэтому коэфф
запаса прочности определяют для нескольких сечен»"'
244
материала, для проката |иу]
ксимальныи изгибающим и крутящий моми ™ ' Возни'
к
радиаль-
скольжения
лревь
него
0,001 рад',
''“меет ислыо определение прогибов и углгЖ"м7моТТИМ’.
, , оси вала. При расчете валов на деформаций к iГой
‘ ‘ость оценивается по углу закручивания я "х
В обшем машиностроении широко распространены следующие
Н°Снаибольший прогиб вала |(/] не должен превышать 0 .мии>
•стояния между опорами;
р3 2) наибольший угол наклона упругой линии 1431 щ юлжен
дшать: для сферических опор качения О.()5 pan, щя
шарикоподшипника 0,008 рад и в опорах
11 ;
3) угол закручивания l<| I для ответственных валов должен
быть менее Ц- на 1 пог. м длины вала.
Допустимая величина угла закручивания устанавливается
ифференцированно для различных конструкции. Так. нас;" м<-
V карданных валов автомобилей встречаются значения 1<₽1
J |7 5-4-13)° на 1 пог. м; для сверлильных станков
на j’_ (20-4-25) D, где D — наружный диаметр шпинделя свер-
лильного станка; для передвижных мостовых кранов н,1
(0,23-4-0,35)" на 1 пог. м.
Для определения прогибов вала и углов наклона упр гои
линии можно пользоваться аналитическим или графо-аналитиче-
ским методами. ,
Во избежание погрешностей при графических н
целесообразнее пользоваться аналитическим методом
Дифференциальное уравнение 1-1 изогну тн <
сывают
в следующем виде:
dr
_ ____жесткость сечения вал ’
U (Г) — изгибающий момс
чении.
интегрирован и и приведенного
нт в рассматриваемом ее-
выше уравнения получаем:
dll
Сх - Р
Таким образом, уравнения для определения прогибов и
поворота имеют следующий вид.
о = 4- =
(168а)
11 я (168а)
Применяя метод начальных параметров
можно записать в виде
121,
уравнен
Я (-у - /р):1
3!
, (168)
где уп =
D
EJ
11 EJ
— начальные прогибы и
углы поворота.
В этих хравнениях;
2
И
Л1 (х - Zft)2
2!
учитывают действие сосредоточенных моментов М соответственно
в уравнениях углов поворота и прогибов;
учитывают действие сосредоточенной силы;
деиствие Равномерно распределенной нагрузки,
расстояния до рассматривае?лого сечения по оси, взя-
тое от начала координат;
р’ . расстояния до точек приложения сил Ро
пХп ‘ моментов Mi, M9J М3. . . или равномерно
Распределенной „аГрузки (II :
т т 1 £ — 2, 3! = 1 .9.3 = А- 41 1 . 9.3 • 4 24)-
леляют и7^равнсниТ1|'|,ЕЯхР0ГИб0В У" " Углов поворота 0<> оп1)е’
или в затетиах Ti 668), составленных для сечений па опора,
и 0о Т Для ОП°РЬ- У» - 0, а 0() -г 0; для заделки у 0
привести к вадТочии ^асче„гов вал переменного сечения УД0^’11^
Тчя этого выбиой! ,_аковои жесткости EJпр по всей его Дл" ;
а Длины lt отдельных величииУ приведенного диаметра
245 ' Упастков действительного вала заме
„еченными длинами 1пр, г
"Уей действительного и приведенного валов.
d \1
dnp ) ’
П„°:а2Чае‘мыми нз соотношения жестко-
— = _£L
пр EJпр
лр
Следует заметить, что приведенная длина вала не будет соот
ветствовать его действительной длине. Так же изменятся и рас’
стояния до точек приложения отдельных сил, моментов и распре-
деленных нагрузок.
Для схемы нагрузок рассматриваемого примера (рис. 95. а)
вал имеет семь различных диаметров. Целесообразнее за приведен-
ный диаметр dnp взять диаметр более длинного участка d4. Тогда
приведенные длины отдельных участков определяются из соот-
ношений:
Расстояние до точки приложения силы Gr от точки Л составит
/лр3 Ц'
Расстояние до силы G2 составит
Inpi 4“ ^5 4~ /л н т. д.
Действие собственной силы тяжести вала 64 удобнее заменить
равномерно распределенной нагрузкой
? / ’
Ьпр
где Lnp — общая приведенная длина вала. .„„тшри
При наличии больших маховых масс и сил резани
собственной силы тяжести вала можно пренебречь.
При наличии нагрузок в вертикальной '* го^"3^ ‘ П(в00стга
скостях следует определить значения проги ов
Раздельно в рассматриваемых пл0^пТЯХ„ 1ЯЮТ 113 выражений:
Полные прогибы и \тлы поворота опр
I 2
У
Для наглядности по найденным вел”4"’1,1 Г<И| 1Ч-ч вала.
" Углов поворота следует построить кривую нзо.н.г л
Поясним использование уравнении (168) для опредеЛР1
углов прогиба и углов поворота. Ия
Рассмотрим лишь вертикальную плоскость (рис. 95,
Для участка / — /•’
а / 2___ । .
1'1 = //о + ’’o'h/’I т EJnp б
Л Пр I
EJ Пр
где z/0 = 0 — прогиб в начале осей координат или в опоре А
Реакцию RA определяют обычным способом, указанным ранее
(по уравнению статики).
Для участка // — II:
У 2 (Iпр\
t InplO +
^EJnp
Ra
{Inpl 4 hipll) —Glllipu
e2 - o0 +
2EJnp
Ra {Inpl H“ Inpll) —GJnpii
Для участка III—III:
npl 11) — G'zlnplll
Заметим, что для опоры В (конец участка III—III) у3 = 0.
Из этого условия найдем значения 0,„ которые участвуют
во всех уравнениях.
Для участка IV—IV: .
IV
Vi Но У inp
I
tnpiv) Д' I?J}lnp\V
218
гмлее, определив прогибы у и углы поворота
'.‘ ости по выражениям (169), подсчитывают
прогибов И строят кривую изогнутой оси балки
штабе
ДЛИН К/
в горизонтальной
значения полных
В некотором мас-
см
r-ie — подсчитанная величина прогиба в сечении /—/•
г' у _ выбранная величина отрезка, изображающего'поогиб
в первом сечении (при практических расчета.. ' на-
ция fi следует выбирать такой величины чтобы мае
штаб пКАСпМеЛ 0ДхНу 3”ачащУю ннфру, например при
У1 0,052 см и f £ о,2 лом — 0,01 см лею.
Полученные значения прогиоов и углов поворота сравнивают
с допустимыми, соблюдая при этом правило, чтобы
У^[у] и 0 С [0].
Если указанное правило не соблюдается, то усиливают сече-
ние вала или уменьшают длину отдельных его участков, считая,
что действие нагрузок не меняется. Если же можно принять меры
к уменьшению нагрузок, то следует использовать и эти возможно-
сти .
Жесткость вала при деформации кручения. Эта величина харак-
теризуется углом закручивания
го_ м*р1 (170)
ф~ Gjp ’
где Мкр — крутящий момент в кГ-см, действующий на pato'.ai
риваемый участок вала длиной /,
G = 8,5 -105 кПсм- — модуль сдвига для стали;
jp = JeL _ полярный момент инерции сечения вала.
Если крутящий момент определить по выражению
Мкр = 71 620 4- кГ-см (-V в .; с.1.
г ’ m тпаукРНПС (I/O) МОЖНО
и имея в виду, что G 8,5-10л кГ см , Р
записать в виде 4 _ «171>
d = A ) v см.
где А ~ 12-=-6,8 при 1ф) = ^’2572.\°2 Лпа рхбительной машины
Г1рп поверочных расчетах у часты . t-,l4n, меньше 0.25
Действительный угол закручивания Ч ,_ ' |;1 j 10лжен быть
1,3 1 пог. м, или действительный Д ц-ц ПрИ ( 12.
больше диаметра, подсчитанного по ц ,
В про-
35. ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ ДЛЯ ОПОРЫ ВАЛА
РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
В старых конструкциях рубительных машин вал ноже
диска опирался на подшипники скольжения. еСи* °
В последних конструкциях машин применяют только Оп
качения. Поэтому целесообразно рассмотреть вопрос лишь 0°Pbl
боре опор качения для вала рубительной машины. Вь>-
При выборе опор вала следует иметь в виду наличие oceni
усилий, вызываемых силами самозатягивания древесины >1х
цессе рубки (Рзат =- Рр sin у,-).
В практике конструирования дисковых рубительных маш.
вопрос о выборе опор вала решается двояко: н
1) устанавливают два радиально-упорных подшипника, Па
раметры которых выбирают так, чтобы обеспечить воспрнятц"
как радиальных R, так и осевой А нагрузок, действующих на вал
машины;
2) устанавливают два радиальных подшипника и третий упор-
ный, предназначенный для восприятия осевой силы А.
Расчет (выбор) подшипников качения для опоры вала рубитель-
ной машины производят по методу динамически нагруженных
подшипников. При полученных расчетом на прочность диаметрах
участков вала подшипники рассчитывают по коэффициенту работо-
способности С.
Для радиальных подшипников величину этого коэффициента
определяют по известному выражению
C=QK6Kt(nh)™^[C],
где Q — приведенная радиальная нагрузка в кГ.
(172)
(173)
К
— фактическая радиальная нагрузка в кГ\
— фактическая осевая нагрузка в кГ\
— 0,5-ь4,5 — коэффициент приведения осевой г>чГт,
к радиальной, который выбирают по таблицам ГИС
в зависимости от типа и размеров подшипника;
— коэффициент, вводимый при вращении наружно!
кольца (в рубительных машинах оно не вращается),
1-ьЗ — коэффициент характера нагрузки
циент безопасности), который выбирают по та )Л'
ГОСТа;
— температурный коэффициент;
°C......................... 12
нагрузки
/ в
Kt
п —
200'
150
(50^ '1ОДШШН,ика в минуту;
тяГлип. желаемая долговечность;
шли коэффициент работоспособности.
для упорных
подшипников:
При расчете радиально-упорных подшипников наняли
„ нагрузками следует учитывать также Р ' с ВНе111-
^"словленные действием радиальных нагрузок. В этих сщ?"’
осевая составляющая от радиальной нагрузки равна 'Х
^1 = 1,2/? tg fi,
р _ угол наклона оси ролика подшипника к оси вращения
вала (рис. 96).
Тогда
С — (KKR 4- tn £ 4) K6Kt (пИ)л-л < [С],
где S -4 — -4 А 1 •
В случае £/1 < 0, расчет ведут только по радиальной нагрузке
При расчете нестандартных
подшипников для тяжелых руби-
тельных машин коэффициент ра-
ботоспособности С определяют по
эмпирическим формулам, приво-
димым в каталогах указанных
подшипников. Если подшипник
работает при переменной нагрузке
и переменной угловой скорости,
расчет подшипника ведут по экви-
валентной нагрузке Q3Ke и экви-
валентному числу оборотов llSKe-
Пусть из общего времени ра-
боты h подшипник работает неко-
торое время h{ с нагрузкой Qi
и оборотами Н/. При этом режиме
в расчет вводят следующие коэф-
фициенты:
Риг 96. Схема сил в радиально-
\ порном ролнкопозшнпнива
Тогда эквивалентная нагрузка для п ' " e(I|)ft
° типа 6vipt находиться из следующих -Р
’НЯ я ЛЮ-
У I
Л„= ’•
С = (Х.0„, + тЛ„.> ЛГ.АЛ"*''' 4 Id
При выборе опор качения для вала руоительнои машины коэсЬ
(Ьициенты а; и нагрузки Qi и Л, определяют из данных Р^спредело,
ния балансов по группам диаметров точно так же, как при расчет*
средней производительности машины или эквивалентного диаметра
бревна аэкв.
Для рубительных машин при расчете принимают т
как при всех режимах нагрузки вал машины вращается с одина,
ковой скоростью.
Итак имея диаметры цапф и определив величины коэффц.
циентов ’ работоспособности С, выбирают по таблицам ГОСТа
требуемые подшипники.
Для тяжелых машин, перерабатывающих баланс диаметров
450—500мм, устанавливают дополнительный упорный подшипник.
36. НАПРЯЖЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ НОЖЕВОГО ДИСКА
Ножевой диск (рис. 97) рубительной машины изготовляют
из катаной стали марок Ст.4,Ст. 5 по ГОСТу 380—60 или отливают
из стали марок ЗОЛИ, 35ЛП (ГОСТ 977—53).
В последних конструкциях рубительных машин ножевые диски
из чугуна почти не применяют.
Конструктивные размеры диска назначают из условий разме-
щения режущих ножей и создания потребного махового момента.
При расчете на прочность материала диска выполняют лишь пове-
рочный расчет для определения действительных напряжений
и коэффициентов запаса прочности.
При больших скоростях вращения в материале диска возни-
кают напряжения от сил инерции. Кроме того, в межножевых
перемычках следует учитывать напряжения, вызываемые силой
резания и крутящим моментом.
Напряжения от центробежных сил инерции во вращающемся
диске по энергетической теории и теории наибольших тангенциаль-
х напряжений определяют по следующему выражению:
°‘ = ^(3 + р) [2 + (|-4г±^-)=!].
° L \ О и /
т/-ъ у удельный вес материала (для стали у — 0,00785 /са/сз/ )>
б — ускорение силы тяжести;
- коэффициент Пуассона (для сталей ц 0,25-^0,33);
° ’ d ’ отношение диаметра отверстия под вал d к нарУ
ному диаметру диска £);
TiDn
~6(Г ' окружная скорость на ободе диска;
п — число оборотов диска. JI
оазно 7я7\°Пре-ДеЛеИИЯ напРяжений по формуле (176) целесо"(
* "' на,пи и‘1Пряжения при отрыве половинок Д|,с
гвпя центробежных сил инерции по сечению А .] (рис. 97 ai
Ослабленному ....
, а>,
силы инерции для поло-
b ножевыми окнами.
Ве'тичину указанной центробежной
ки циска определяют по формуле
Рке. 97. Схемы для Р=« »
где G — вес диска;
Pi — расстояние
половинки
, ш центра масс его
от оси вращения .инка
<о =- - - угловая скорость tLu m «
Уравнение прочности на разрыв зан
“ " ..«.’ка в сечении Л—
площадей сечения М
Действие силы резания следует считать ударной нагру31
При расчете вводят коэффициент динамичности «д 2Д
Напряжения в перемычках диска от силы резания определ5 •
приближенно из следующего выражения.
Л'аРпмх = (О + ^>‘) а/”
где Fi и Fu — площади сечений / / и II II межножевых пере,
мычек (рис. 97, a). jH|
Крхтящий момент вызывает срезающие напряжения в пер^
мычках между окнами (сечение I—/) для установки ножей.
Срезающие напряжения определяют пи следующему уравнению
прочности:
р = 1 ,5/WonpI\R\xcpy
где f\ = bbz — суммарная площадь сечения всех перемычек;
6 — толщина диска;
ft — ширина перемычки в сечении I—/;
г — число перемычек (равно числу ножей);
Rx — наименьший радиус перемычек, измеренный из
центра диска.
При практических расчетах величины ор и хср получают незна-
чительными (5—20 кГ'см-).
Запас прочности определяют из отношения предела текучести
к напряжениям или ор, т. е.
(ТГ
[и] или
прочности принимают вслед-
Большой коэффициент запаса 1
ствие применения приближенных методов расчета.
Крепление диска на валу. Весьма часто ножевой диск насажи-
вают на вал с плотной или прессовой посадкой. Кроме того, диск
крепят к бурту вала призонными (точечными) болтами.
При расчете крепления диска к валу число болтов, а также их
сечение d6 определяют по деформации среза от максимально!о
крутящего момента Мкр = lt5Monp. Для обеспечения большей
^аг^НСИ Тн этого соединения действие посадки при расчете не у”11
>чч.ывая возможность неравномерного распределения 11,1
!рузки по отдельным болтам, в расчет вводят-___у часть всех
и 1рГ°Гс ^сгаиавливаемых ДЛЯ соединения диска с валом. СеМС
на свД" а онределяют из следующего уравнения проччос
ч г ।г бол та оп р едел я ют
т-3 2
диалюгр окружности, проведенной по центрам
254
Ппизонные болты изготовляют ИЗ стали марок Ст 4 С, „
•И * 380—60 |1ЛИ маРок 40> 4о> 50 110 ГОСТу 1050-52 ’
1 При' креплении диска на валу с помощью шпонок расчетом
лПРеделя.от длину шпонки I для случая напряженного шоноч’
° >го соединения.
‘ расчетное уравнение имеет следующий вид:
MKp = 0,04e/lo]CJH(2,28d С А),
j — диаметр вала;
л и h сечение шпонки, выбираемое в зависялостн
метра вала ио ОСТ НКМ 4081.
Шпонки изготовляют из сталей марок Ст.5 Ст 6 по ГОСТ
380—60 или из марок 40, 45 по ГОСТу 1050—52. Для спокойных
нагрузок принимают (о]см = 1500—1800 кГ'см-, для динамиче-
ских нагрузок — 800—1000 кПсм-.
37. КРЕПЛЕНИЕ РЕЖУЩИХ НОЖЕЙ
При рубке балансов большого диаметра режущие ножи воспри-
нимают значительные усилия, требующие надежного крепления
их в ножевом диске. В существующих конструкциях рубительных
машин применяют в основном два способа установки режущих
ножей.
При первом способе (рис. 97, б) ножи устанавливают с лицевой
стороны диска, в его плоскости. При втором способе нож, с ai зе
ливают в повернхтом положении по сравнению г первым •
бом (рис. 97, в).
Составляющие окружной силы резания и . стремятся
изогнуть и сдвинуть с места режущий нож
Рассмотрим вначале действие смл при установке ‘
ножей по первом) способу (рис. 97,6). iciinn
стремится сдвинуть с места режущий нож,
~ bin yz — изогнуть его и оторвать 01
У силие Р2 воспринимается пяткой ножа,
возникающей от силы
Если обозначить через л долю.
itax
а усн г»ц- г ।
плоскости диска.
. а также силон трения,
затяжки Q крепежных болтов.
приходящуюся на ' тРения
" “ ч г . п 11 мое I т я ia * я ж к и юл
Ия восприятия Р», то усилие Q, необ^ i
1ов, составит
Q=l\ 4-лР2 J-- р.,, О” V.•
По f — коэ(|х|>иипепт трения </ - П,х ' П|1Д>е возможную нерав-
Учитывая динамичность нагрхзкн. pjc’ii ।
"омерность затяжки отдельных бы»», нр-ьн.мают д.
Усилие (1,6-1,8) Q.
Назначая число / крепежных болтов в зависимости от
режущих ножей, определяют внутренний диаметр резьбы
по деформации растяжения. '
Уравнение прочности для этого случая имеет вид
(1,6 ч- 1,8) P)IUX (sin у, + j- cosyf) ==s ~ [o]p.
Напряжения в материале режущих ножей в опасном
(по линии крепления) будут слагаться из деформаций
вызываемых силой Plt и деформаций сжатия от силы Р
и
___6ptl2_____
(в — ids) а- ’
&СЖ
_______Pi
(в — id6) а ’
ce’|eJiiiil
1|згцба>
где в — длина ножей;
а — толщина ножей.
Суммарное напряжение составит
О — &и ~h ^сж'
При установке ножей по второму способу (рис. 97, в) состав-
ляющие Р1 и Р., определяют из выражений:
Л = Лпах COS (₽ + у() и /Э2 = Лпах81п(р-|-7/.).
Применяя аналогичный подход к расчету крепежных болтов,
уравнения прочности можно написать в следующем виде:
для крепежных болтов
(1,6-1,8)Ргплх
COS (0 4- Ус) -j- sin ф у
nd,
~А М/Ъ
для ножей
6P../I
и
сж ~ ва
° — °и + ^сж-
Привлекае л , < )бс внимание малая величина плеча /г изгибаю-
I if силы по сравнению с ее величиной при первом спосоос
иеппН>ОВК“, 1Южей- Вследствие этого появляется возможность
по ин т3°ВаТЬ Решительных машинах стандартные режут'11
ножи толщиной 8—12 лыы
38. КРЕПЛЕНИЕ ЛОПАТОК К ОБОДУ ДИСКА
имеютбИ1пп'1ЬИЬ,е ма,ш,ны> обеспечивающие верхний выброс lucii»1’-
топатки ’ СМОИТ|,Роваш1ыс на ободе диска. К телу И’1’^
л™ I 1К гТан"™. крепят болтами
имеют лопатки,
было менять, у,
256
чтобы при износе их м
_ . ______ /Wive в
... центробежной силон инерции Р RfnH((L
и сТремящейся оторвать лопатку о| щСКа ’Щ(‘и ЛР" вра-
= Р2(°2,
где и
1*2
ипатки
□кз зана
напра-
I этой
— вес лопатки;
— расстояние оу
(рис. 97, а). ДИска ДО центра ТЯж
Схема болтового соединен»^ еСТ|' J
на рис. 97, г. В этом соединений КРепления лоп -ткч
влено поперек осей крепежи,, I Ратное хсн^, ,П{
силы установлены разгоуяпиНЫХ болтов Дтя‘й Л е •
Расчетное ус„л„е₽Т “с "п‘ ВТу«". рХаю?"™» --
лере'"""ми силам"’ "₽» «Л’Е
i
где / — число болтов (i
Внутренний диаметр
уравнения прочности:
резьбы болта находят из следующего
Q -т 1°Ь-
Площадь сечения разгрузочной втулки определяют по -
нации среза
J О; - d-eH) [т].т,
i **
» пигтпенний диаметры разгрузочной
где dH и deH — наружный и . Р
втулки’. г
I d — d — наружный диаметр р С(1Стцнит<Л1>ной ммргы
В ^заключение отметим, что ^*^игятеАЯ к ваду
или другой передачи движени ’ р Я. <р11 И;т методами
а также расчеты ленточного тормоза п.
ЖС1ШЫМ11 в курсах деталей маш
Вальщиков
ВОПРОСЫ ДИНАМИКИ ДИСКОВЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАш?
С УЧЕТОМ УПРУГОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ЗВЕНье?
39. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КОЛЕБАНИЙ ВАЛА
ДИСКОВОЙ РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
Появление быстроходных дисковых рубительных машин, со
вершающих от 600 до 800 об!мин, ставит задачу об изучении
динамики этих машин. Постановка и решение этих вопросов
необходимы еще и потому, что рубительные машины имеют резко
переменный характер технологической или полезной нагрузки
Переменный характер полезной нагрузки усугубляется еще
и тем, что измельчению подвергаются бревна различной толщины
(от 80—100 до 450—500 мм и более в диаметре). Вследствие этого
при рубке баланса появляются колебания, которые следует учи-
тывать при проектировании дисковых рубительных машин.
К настоящему времени вопросы динамики этих машин еще
не разработаны. Расчет производят в основном для статических
у 114].
Применительно к типовой конструкции дисковой рубительной
машины рассмотрим методы расчета собственных частот колеба-
ний основного звена машины — вала с насажденными на него
дисками.
Изучены основные виды колебаний системы: И изгибание;
2 изгибные с учетом углов поворота дисков относительно гори-
зонтальной оси, перпендикулярной оси вала (изгибно-поворот-
ные); 3) крутильные.
П и расч< гах выявлена приемлемая динамическая модель,
описывающая основные явления динамики дисковых рубитель-
н машин, а также установлены наиболее опасные режимы ра-
гибньк колебания изучались как при абсолютно жестких
опорах, гак и с учетом их податливости.
типа' д Г?юСЧеТЫ вь,п°лнены Для конкретной рубительной машины
Выгор расчегных схем. I. Для определения собственных частот
маггJ 1Х коле?аиий с учетом лишь поступательного перемещени
с пеирмп ,РСТКИХ °ПОР пРинята расчетная схема вала машшf
еосое'т, и И моментами инерции сечений ./,, J. и и .
ная п'Ь1МИ массами mi »' "Д (рис. 98, б). Конструкп
н а11 ?/К'чия вала, имеющего три участка с ра*-
‘"“’И ’"а««Рами сечсий, „оказана „а рис. 98, и.
25b ‘
(;осред°точеннь1е массь| tni и т2 включают
/П; и то, з также приведенные массы п
вала машины:
в
6
себя массы дн.
от собственного
Л771 ГПе> |
т2 = ^2 + тв1 j
Рис. 98. Схемы вала рубительной машины для определенна ч<ъ и ион
баний: а — конструктивная; б — расчетная на жестких итюгах, в
с учетом податливости опор
Моменты инерции Jр
делились по выражению
J „ и У» отдельных сечений вал !Р*
а интенсивность массы р по формуле
кг-лн*
*
см1
>И (рИС 1 Ь w ’ 1: ’
Схема самого вала с Расп1’£ if л< '„У 1Нскр, Рав‘
водится к схеме безмассовой балки < . . 1НСКпв или месс т
чмми массами тв. расположенными в сече звенства первых
и гпъ. Этот переход осуществляют на ^ппеде тяемых чнергеги
4асют колебаний одной и другой <хе »
*еским методом (с|юРмУла 259
17*
Для схемы вала
(178)
Рис. 99. Схема вала машины: а — кон-
структивная; б — с дискретными массами
На основании равенства частот
(180)
где у — некоторая функция, приближенно отображающая зави-
симость прогибов вала от координаты х, в качестве
которой может быть принято уравнение упругой линии
балки.
Функция у должна удовлетворять всем граничным условиям.
• гветствии со схемой ступенчатого вала (рис. 99,
пишем
После подсчетов имеем: Р1 = 3,5- 10"3; Р, -4,9-1О"3; Р»
— о.Э-19 кг-сеКЧслГ-.
опР,‘Д-'-т ния прогибов обычно задаются уравнение
упругой линии в виде
z/ = 4sin^.
260
3„a,ic.u». И определяют „з гра,ус,овд.
„ри//«-»= 0 "
ух = I, = A sin = A Sjn ьл.
С 11
yx=i2 = A sin k.,n.
*• *
/ — b_- ft, = —.
где ki I ’ 2 I '
Момент инерции равен
Рис. 100. Схема вала машины для определения собственных частот хрутылыя
колебаний: а — конструктивная: б— расчегна ;
По аналогии получим:
Л = pH2
/>
sin — х ),
6
После подсчетов получено: т9 Р?2 э.
5,85 кг *сек-1см. Так как масса вала
, в инженерных расчетах сю можно
В случае учета податливости опор
нового в расчетную схему нс вносится
переходе от распределенной массы в.иа h
следует учесть перемещения, связан”0'
П. При определении собственных
ний системы, вследствие того, что
Ма1иины и ротора двигателя в 10—Раз
Массы вала, последнюю массу ,л
Схема вала показана на рис
Иа Рис. 100,6. На последней сх. ~
н mf
не более
составляет
теиебречь
ничего пршы li । 4
ю. 98, в) Лишь при
’ дискретным массам
, к I '
" частот крутильн
моменты ..........
- банда «О’""™
«** '
•хеме обозначено:
J , — момент
инерции
ножевого
момент
массы
(4,15 5
— момент инерции массы ротора (1,56-10* кг-см-сек-у
Для участков и
£>г — крутильная податливость первого участка вала маццщ
вы -г 21П "г <-iv т <^\ — -г? подаТл ’
вость остальных участков вала. и-
моменты инерции масс рассматриваем,
горизонтальной осп, пеРпендикуляп‘||1°!!
г. или z.,,
III. В случае, если
системы относительно
центральной оси вала
Рис. 101. Схема для определения собственных
частот системы колебаний с учетом углов
поворота масс
"ерпендикуляр.Л
существенны пли отнощени
радиуса инерции масс *
длине балки достаточно
велико (в нашем случае
больше 0,4), то следует
кроме поступательного пе-
ремещения масс при изгибе
учитывать также и ново
рот масс.
Поэтому схема на
рис. 98, а может быть пре-
образована также в двух-
массную, но с четырьмя сте-
пенями свободы (рис. 101).
Переход от распределенной
ранее, остается справедли-
массы к сосредоточенной, сделанный р--- ------
вым ив этом случае. На схеме показано: Я
Jj (т3) — момент инерции массы ножевого диска относи-
тельно оси;
— момент инерции массы диска-маховика относи-
тельно оси; Л
A, J .л — моменты инерции сечений отдельных
вала. 1
Величины моментов инерции масс дисков равны
т3,4 =-г-’-(// о+ЗИ о),
участков
!/7]>2 — толщина дисков;
П.2 — наружные радиусы дисков
10?С/7е с'и™В ИМееМ: J1 J '-73’104; 72 2’
сгвеншиДеиеНИе собственных частот изгибных колебаний. (
мето том г пРиведеин°й Двухмассной системы опреде
методом коэффициентов влияния. Я
Запишем систему дифференциальных уравнений, определи-
vio /1вил<сние масс и т2 при свободных колебаниях:
Л] = --П|2/7/2Л'2; |
х., = —a,iniix1
(182)
Коэф)фжииенты влияния, например а12, определяются как нро-
fj под грузим О'(, вызванный единичной силой, равной 1 кГ
п приложенной в месте расположения груза G..
Структура системы уравнений (182) позволяет искать решение
в такой форме:
Х] — a, sin pt\
х2 = a., sin pt,
откуда:
%! = ajpcosp/; Xj= — a,p2sinp/; |
(164)
x2 = a2p cos pi; x., = — o..p2 sin pl. )
(183)
Полученные значения подставим в уравнение (182):
ах sin pt = anmiP2 sin piax + a^m^p2 sin p/a2; 1
a2 sin pt = а.птхр2 sin ptax + a22m2P2 sin pta.,. ]
Так как sin pt =h 0, to
ax -- axxmxp-ax avltn.,p-a.l\ |
Ll.. — Cl 2\tll xp~Q \ Gwin 2p~® 2' I
--- нз)0! г ai2m2ti2==
a21/TT|«l + (^Ih----- pi) a- °' I
(185)
Однородная система уравнении (
отличное от нуля решение при условии,
стемы равен нулю:
относительно О] имеет
если определитель си-
Cl >21^1
2
(1 j
= 0.
(I <2^2
Решая данное уравнение,
получим
_____ —. (186)
«л"1»)’ “ ("ll0»!_в11в«)
величин собственных частот колебании pt
п необходимо найти значения кофРициентов влияния
Прйен““льн' к нашей системе это наиболее просто сделать
графо-аналитическим методом.
(^ПГ7/1 •
2Ы
Опре юлим яп iрасчетная схема показана па рис. 102)-
Л = ^ = о„;
L J •; — о
A==PLz1l= B = Plj = -};
I I L I *
М, = В (I — /2) = 7 (/ — /,);
&
/ /7 \ ' 1 j
\l, = k.\[x = k Л---; /W- = W2 = Z>ii (/-/„).
k = J-f = J-f = 1,575.
Ji J 3
Рис 102 Схема для определения
коэффициентов влияния при изгиб-
ных колебаниях ап, а12
Рис. 103. Схема для определения
коэффициентов влияния я21» а^9
а32» #42
нагрузкой. Определим фиктив
Получим балку с фиктивной
ные опорные реакции.
- -------------\ ° / I 2 о
и 2/ ' 2/
осле подсчетов „1кем 011 = 3,46-10- см!кГ.
Определим а22 (расчетная схема показана на рис. 103):
Pi . . 1
°22- £>/’ Мр1 = В[С — £ м !С - •
л = р'г; а = р'-; м, = Вс. „г = Ак
M2 = kM.^
•ш *
— ('г +3) — Mib (;1 ’bf) — 5 (А — + -
- i ЛЫ, $ - 0.
После подсчетов имеем а2.2 = 1,1 -10-6 см кГ.
Определим а21 (используем схему фиктивной нагрузки, при-
веденную на рис. 103):
О 21
'V Q .
EJ. '
MfQ = Bf(b + с) — М\с (ь+ст}~ M2b J- - ± (М, - Ah) b у.
£ \ (J f £ /
После подсчетов имеем = 1,46-iO"6 см/кГ.
Определим а12 (используем схему фиктивной нагрузки, при-
веденную на рис. 102):
а -
°1- EJ. ’
X
дальнейшем
После подсчетов имеем Др =
принято а12 == <?2j
Используя 1
После подсчетов имеем pi = -
(Ю7 гц). г ..
Опнеделим формы колебании,
напишем
_ = 1,5-10~6 см кг.)
выражение <186), определим величины р, и р.
— 200 1 сек (32 гц) и р» о/" I <-<к
Используя выражения (185).
«о
Cl\2rnlP^
Подставляя значения частот pt и р2, полечим
-]-0,485 и = —2,12.,
- .v колебаний двухмассной си.
иЛСТОты нзгноных р четная схема аналогична
Собственные ,а" тливОсти опор- п податливы (рис. 1о4)
стемы с учетом под нИцеи, л 1вают одинаковые р0Л11.
^Avuveiicj«^’орРх вала >станаосгь обозначена через г
V Обычно в оое» • которых ж
кооНе поАшепипьп. „ .
f
I
”1
WMWtW.W. • j
Рис 104. Схемы нагружения вала машины с учетом податливости опор- а__
четная; б — для определения реакций в опорах Рас*
В справочнике по подшипникам качения II] приведено сле-
дующее выражение для определения деформации 6 роликового
сферического подшипника:
“ • ~ ‘ ~ | Z2dp cos 2р ’ .
где 6 — деформация подшипника в см;
R — радиальная нагрузка в кГ;
2 — число тел качения в подшипнике;
dn — диаметр тел качения в см;
Р — угол, характеризующий расположение тел качения и
направления усилий. Д
Податливость подшипника Л можно определить как
K~dR'
где — = 2'110-10~6 ..- Я
dR~ 3j/>z2dpcos2p •
Жесткость подшипника с ~ i ' --Л
3-Ю«у/?22dpcos2p
dd 220
Приближенно величину жесткости опор можно найти, прнни
мая за Р опорные реакции А и В от веса ножевого диска и махо
вика (см. рис. 104, б).
А — п L~li
2
2
266
После подсчета получим с, = с„ 4-10* к/ ги „ -
К)-’ см!кГ. - си “ А
Вычислим коэффициенты влияния aft; а". и aft
Определим aft (расчетная схема приведена на рис. 105, a
Пп —ab L
ab = ac+cb;
cb — a, ; ac — a _
L— Z1 = . I I-I.
/ Ад — A/j * c /" \a '
ab — G’1£7n -j- Gj -jj- Л — Gj ("—J- J A
После подсчетов имеем асс =3,59-10~6 см кг.
Рис. 105. Расчетные схемы для определения коэффициентов влияния и я15 О/’.
(?.л и а21 (б)
Определим пг\ ^расчетная схема приведена на рис. 105,8).
I
После подсчетов имеем а^\ ~ 1.0-10 t w к
Определим <j?., (расчетная схема показана на
l’"e- lOS.m.
ц" =
ас •»
()С
7Г.’
«•
ас === ad + bd - Ьс\
ad = Gi ~ Л = А ь Ав = G? —Л;
bd = (A/j — Aj)
I- G.
/ ’
be = G.2a.22; ас = G2 4" ^2 (—+ G2a23;
a* = a^ + A,
M •*
После подсчета имеем a", = 1,28-10 6 см!кГ.
Определив величины коэффициентов влияния, находят ча
стоты собственных колебаний системы.
После подсчетов имеем р' = 195 Нсек, (31 гц) и р' = 608 Нсек.
(97 гц).
40. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМЫ
В соответствии с
напишем уравнения
принятой расчетной схемой (см. рис. 100, б)
свободных крутильных колебаний:
Афх = С1(ф2 — Ф1);
= с2 (Фз Фг) — ci (ф2 — Ф1); ’
JзФз = Со (фз ф.,).
(187)
В соответствии со е__
ние будем искать в виде":
структурой данной системы уравнений реше-
1 — /Ц sin (pt 4- а); Ф2 = Л2 sin (р/4-а); фд = Аэ sin (pt 4" а);
Ф1 = —Др2 sin (р/4-а); ф2 = —Л2р2 sin (р/4-а);
Фз = —/1,зР2 sin (pt 4- ос).
Полученные выражения подставим в выражение (187):
(1881
268
Определитель системы уравнений должен быть равен н лю
(—Сх + ЛР2) с, о У' j
(190)
С целью приближения к конкретным решениям покажем
определение параметров расчетной системы.
GJP
Жесткость первого участка вала ct = —г—; G = 8-106 кГ см :
= см*' (С1 = 8,6-10s кГсм).
Жесткость второго участка вала с2. Результирующая жест-
кость второго участка вала зависит от жесткости отдельных
составных его частей. Поэтому величину с: удобно определить
через суммарную податливость е2,
1
С2 — f »
с2
где е, = д„ + <„, + г е, 1с>д ркс 100, Л пю
Податливости Си, Сш и Cv опре ic.imiui
32/,-
л Gal ‘
Податливость t’iv определяется полата’’в°СТВ^ка1В(; * п валом
пых соединений полумуфты с валом нож
РОТПодатливость шпоночного соединения равна 1151
ы ( L и —\
</‘/w \ i 'i '
где л - io ’
1 it/i _ длина шпоночного соединения.
Для е > (две шпонки):
1
к Г с ч '
1.04-10'5’
2 1Л
<Л7.д
5.5-1 (Г-1
кГ с и *
После подсчета имеем р}
( '4.5 л.к
125 1 сек (19,9 «?/<);
2|6|.«Л
Для определения нормальных форм колебаш
\равнения, подставив в них параметры первой i
<л (-bi — Ли) "* = 0;
i> (.4 л — Ял) — Cl ( Д?! — • hi) 4~ J2pi^2i = 0;
1,1 1 с,1(,льзуем д
крмы колеба111|^
ci
Разделим второе равенство на Яп:
+ Ci + JiP\ = 0;
•'hi
При подстановке параметров второй формы колебаний получим:
Я22 С1 АЛ} ш
-’12 Со
После вычислении имеем: '-М
^ = 0.4; ^ = -31.9;
Й“-°'79’ Й = -‘'12'
Определение собственных частот колебаний системы с учетом
гов инерции дисков относительно горизонтальной оси,
s net дик}лярной оси вала. Расчетная схема четырехмзсснои
ы \/Ыла показана на рис. 101. Выберем независимые коор
динаты:
Ji г _ поступательные перемещения. соответствующие маС
сам и
Л углы поворота масс и относительно осей
и z,. ' М
• Д'-'7
Пап.....см уравнения движения четырехмассной системы
71 = —'»i7i«ii — m.7a«i2 — m3q3an — iniqiau\
Qi — —— tn.fi.fi,, — tn.fi.fi м —
Чз — wi7iw3i "гг72°з2 — mfifi33~ tnfixa3v
Qi— ,/г17Ац trififi^, — m.fi3ui3 — mfifiii
г ie Пц> ^12’ ^21’ a-~ перемещения упругой балки ст единич-
ных сил;
а13; ai4> а2з- а24 — перемещения от единичных моментов;
Дза> ^32» а41; а42 — )глы поворота от единичных сил;
Дзз» а34; а4з‘, g44 — углы поворота от единичных моментов.
Решение системы будем искать в форме:
qi = at sin pt\
<]i = — a,p2 sin pt\
ДД sin pt =
= (/»iaiiP2fl,i + tnfi^p-a, 4- m3arip2a3 + m4fl14p2o4) sin pt;
a, s\n pt =
= ("h«>iP2z2i + т,а,,р2а2 + m3a,3p'2a3 + /?г4а24р2й4) sinpz;
a3 sin pf =
(192)
= (mfiatP2^ + m,a32p2a, + ni3a33p2a3 4- mfi3ip~a^ sin pt,
a, sin pt =
_ - . I
= (tnfi^ai + tn.fi^ra, + м3°4зР‘яз '«АдР Q? sin Pz- j
При замене
2 ПОЛУЧИМ
частотный
определитель вида
£721Г7?1
d12/n2
а22/7ь2 — 7
^32 ^2
^13^3
a.jn,
•4 - **
И -»з^^з
^43^3
Оц»' 4— ?
^0 (193)
«11^1-
«14'^4
а^т
Определим коэффиниенгы .
Перемещения сечении i/прУ1
«|2; н21 и а,., получены ранее.
сил Пн*
Углы поворота сечений вала от единичных сил:
а31 — упругое перемещение в направлении координаты
от единичной силы, приложенной в направлении координаты
(рис. 106): '
- 4- (ЛЛ - М2) b (с + у) - 4 М2с ~ = 0;
Рис. 106. Расчетная схема для опре-
деления коэффициентов влияния че-
тырехмассной системы а31 и
Qf = Af— 4 Мха-, азх =
аи — упругое перемещение
в направлении координаты
Рис. 107. Расчетная схема для опре-
деления коэффициентов влияния °г
единичных моментов «13, "зз< °4'’
от единичной
(рис. 106),
силы, приложенной в направлении координаты
Найдем Qfl в точке Е
Qi, = л1~^ м'}а — М2Ь — 4 (/Wi — М2) Ь;
272
lhi __ перемещение в направлении координаты q. от е1НН|,ц
ной силы, приложенной в направлении координаты q "‘м
рис. 103), , 2
<?32 = £J2; Qf, = Bi — ~ MiC — MJ) — 1 (м{ — Л4 ) b;
ai2- упругое перемещение в направлении координаты <j
от единичной силы, приложенной в направлении координаты а'
(СМ. Рис-
Перемещение от единичных моментов:
у- упругое перемещение в направлении координаты <у1
при действии единичной силы (момента) в направлении коорди-
наты q3 (рис. 107)
М г 1 , п
ахз~~ЁТ.,' М/= —-у
A1j« ( b 4-с — ) M.,b (f — )
л . — \_______1 L v -7 _
2/ /
(с 11'f-
2Z ST" ’
= л = т’ B=—i •
M2 = AL_ — 1 = — 1 - M3 = 1 — -7 :
упругое перемещение в направлении координаты q
от Единичной СИЛЫ (момента! в направлении н-,г .„па-ы
(рис. 107) И(.
fl-3 ~ L'.'/
момент в сеченнм
Определим фиктивный
М Л-‘
3 /
1 7)
'(М:(- М;И’-
А.
«я-
перемещение ь
единичной силы (мо
Получили а уз
— уп
от действия
паты qv (рис. 108),
К»»<>р inihiгы
Rc: .
18 и. М. Палыпн' ов
Определим В/
,М> (a -t- b -г 4") —
= ~’'~l-----2 ~b---
(Л/з — Л12) /’ ( a + -g-M^ci1
--------21 U~'
Фиктивный момент Mfd в точке
Л1;(/ = —Bf (с 4 b) —
d
Ahb±+~(M3- Vl2)b%-
й» EJ-. ’
Получили 014 = 04V
а.,4 — упругое перемещение в направлении координаты
от единичной силы, действующей в направлении координаты а,
(рис. 108). Определим фиктив-
ный момент в сечении К
, = BfC — ±
Л/ ск
тогда а 24 = -=-р .
Получили о,4 = о4,.
Углы, поворотов от единич-
ных. моментов'.
°зз — коэффициент влияния.
Используя рис. 107, получим
в сечении d
Рис. 108. Расчетная схема для опре- Qf</ 1 , ,
деления коэффициентов влияния а,, а33 = -—- Qfd = At — -уW»;
аи, а34. аи
йул 1.Г, коэффициент влияния. Фиктивная сила Qft
в сечении К (рис. 107) равна
QiK - А — 1 м;« + M,h .1. 1 (/Из_ /Иг) ь.
«34 коэффициент влияния (рис. 108), а-, - . фиктиш
ная сила Qlllt в сечении d равна 1 '' Ч
Old. = в, — А Л?;с 4 М2Ь 4-1 (Л43 — /Ио) Ь',
коэффициент (рис. 108), а„ Определим Q,
и сечении К
л*
При подсчетах получены значения коэффициентов влияния,
iRpneiiHbic в табл. 69.
Значения коэффициентов влияния
Координаты направления переметен и я Координаты направления силы
qi (сила) ч 1 <?2 (сила) । 4/> (момент! j4 tv .'/ем ;)
4l (прогиб) q., (прогиб) Яз (Угол поворота) <?4 (угол поворота) яп =3,46 10-ь a>t = 1,5 10*ь а31 = 0,88 IO’6 о41 = -4 10-» alt 1.5 IO”" а]., 0.88 In'4 il4 —4 a.,., = 1.1 10- u., a4, =2.27 IC’* — f.03 10’4 а*. «М 0.24 10» = —1,03 IO’’ —038 I a,, ~ ~.'2~ 10"f -u a„ 0.24 КГ* -0.72 l<;-
Подставив значения коэффициентов ... в определителе (193)
с учетом знаков и заменив р*-10 = л, получим
- 880.x
— 500х
5.3г
15.85.x — 1
_ о поз = 0.
20.8.t — 1 8,77л- — io-х
9Л- 6,45.x— 1 — 178.x
— 0,053л- — 0.06л 6.57л — 1
__0,24х — 0,133.x 4.15.x
у4 _ з 41 гз ] ,36х2 — 0-15х
Решение этого ’уравнен,.» трепет
олений и очень громоздко. 1 асП0,!]Пжения в двухмассной
найти подбором, зная область Р
системе:
xt = 0.15.
дает
0.79 = О-
откуда
р, — 160
— 1720 1 /сек-
18-
Используем уравнения (192) и (193) для определен^
мальных форм колебаний: я
9v^! + (6,45а — 1) Л, — 178х. 13 — 500хЛ4 = 0;
— 0,053л-.I, — 0,06л-А2 + (6,57х — 1) Л3 + 5,ЗхЛ 4 =- q.
— 0.24л-/1, — 0,1 ЗЗхЛ., + 4,15хЛ3 + (15,85х — 1) /|4 = q
Л . * А ;| л . 3 j __ ,
1ЯЧИМ -ф- = л.,; -j— = л3, -j— — л4.
+ я1 я(
(6,45л- — 1) — 178л- — 500л- = — 9х;
— 0,06л- + (6,57л- — 1) + 5,3х = 0,053л:;
— 0,133х + 4,15 л- + (15,85л— 1) = 0,21х.
(6,45л—1)
— 0,06л
— 0,133л
| — 9х
0,053л
0,24х
— 178 л — 500х
(6,57х—1) 5,3х
4,15х (15,85х—1)
— 178х — 500х
(6,57% - 1) 5,3х
4,15х (15,85х — 1)
Д~
(6,45 x— 1) — 0,06x — 9x 0,053x — 500x 5,3x
— 0,133x 0,24x (15,85x — 1)
0 A
(6,45 л—1) — 178х — 9х
— O.OSx (6,57х — 1) 0,053х
0,133х 4,15х 0,24х
При подстановке х,- получим Z2/; Z3/; X4i:
'’2l = ЛГ = °’51; X22 = = 0,43;
Z23==4S = ~0’71’ 4 = 4^ = -l;
И 14
/3l== —0.6-10"3; A3, = 4^= 1.42-10’3;
S42
=—0,416-1 O’3; Z3„ = /’I . _0,0423;
14
'’41 ч',1 - 1,41 O’3; Z42 = Al = _ f,. !0-3.
Z43’~ ^ = 14.2-IO 3; = A-= 0,0206.
/I|4
Пз вышесказанного можно _.,1с
1. Наиболее низкие частоты cS? °CH0BHl'<e BUBf„
шины получены при крути лк», ,vTBCH1H« ко шг J 1;J;
2. Применение в pSZ , ва™ «.
подшипников приводит К yMCH.LMa,i",Hax Прически
при изгибных колебаниях ия ’Шен,,ю величины иСЕ Л Р°-Шко.
3. На величину собственных?асто/’ °Т 2’5 до
диска-маховика'1 llp^^eTe^ углы ®*"*
дисков значения двух* низших"^"" УГЛОВ 'юв<'рОта°'-'к ШСКа н
сравнению с изгибными частот свободн-jv / - к<,,анны.х
на 20-43%. Поэто!/" .... ™
необходимо особое внимание 1 leL₽/"P0MH"“ Р'^«пыи "М
БАРАБАННЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Барабанные рубительные машины обычного типа применяются
тля переработки отходов лесопиления и деревообработки (реек
и горбылей), а также отходов лесозаготовок (стчьев и вершин)
в щепу, которую используют в качестве технологического сырья
в гидролизном производстве, при производстве древесно-волок-
нистых плит, в энергохимических установках и, наконец, в ка-
честве топлива для сжигания в котельных установках деревообра-
батывающих предприятий |7, 28].
Появившиеся в последнее время новые барабанные машины
с цепной подачей древесины, напоминающие по своей конструкции
дефибреры, используются для приготовления качественной
технологической щепы при производстве целлюлозы, картона и
бумаги [21].
Существующие в настоящее время барабанные рубительные
машины по принципиальной конструктивной схеме механизма
резания древесины можно разделить на следующие основные
типы:
1) машины с цилиндрическим ножевым барабаном, имеющим
подножевые пазухи; *
2) машины с цилиндрическим ножевым барабаном, имеющие
подножевые щели (с полым ножевым барабаном);
хконическим (корсетным) ножевым барабаном:
4 ) передвижные барабанные машины;
5 новые барабанные машины, обеспечивающие продольное
резание древесины. ш
Вроме основных типов машин в лесопильном производстве
пользуются специальной конструкции фрезы (основные и зачист-
ные! для окантовки бревен перед направлением их на распиловку,
с* Ьрезы снимают горбыльную часть древесины в форме техно-
логической щепы.
способу подвода древесины к ножевому барабану’ эти ма-
ш, ны оывают: а) с принудительной подачей; б) с гравитационной
(наклонной) подачей.
большинс ва машин удаление щепы из кожуха осунхрств
шш7н\^аНИЧеским сбрасыванием. Лишь в машине типа ДУ'4
1Э) щепа отводится при помощи специального веит
Del..... > " ...—"JLKd.lHCb и отчасти num
„аются и В настоящее время целым |)ядом чашт ™ х
фирм Швеции, .ША, Финляндии и других стран
В Советском Союзе они выпускались заводом' Пролетарская
свобода» (г. Ярославль), .Волна Революции» (г. Новозыбков до
В настоящее время барабанная машина типа ДУ-2 серийно выпу-
скается Ижевским ремонтно-механическим заводом.
Новые барабанные машины изготовляются в Кана ie и в Швг-
цпи фирмой «Содерхамнс».
По конструктивному оформлению и принципу резания указан-
ные ранее первые четыре типа машин относят к барабанным
машинам обычного типа. Это объединение имеет смысл и с точки
зрения изучения теории работы этих машин, а также и вопросов
проектирования и расчета их рабочих органов.
Изучение конструкций, работы и вопросов проектирования
начнем с барабанных машин обычного типа.
41. БАРАБАННЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ОБЫЧНОГО ТИПА
В этом разделе рассмотрим барабанные машины с подножевым л
пазухами, с полым ножевым барабаном, с двухконическим (кор-
сетным) ножевым барабаном и передвижные машины.
Барабанные рубительные машины с подножевыми пазх еами
Эти машины используются для измельчения в щепу отходов лесо-
пиления и деревообработки.
Этот тип машин получил широкое распространение на ранее»
стадии развития гидролизной и деревообрабатывающо ш
ленности. Но и в настоящее время они еще часто исподы ются
на производстве. и
Машины с подножевыми пазухами имеют гРа ,
принудительную подачу ДР^"«Ы * Хины'с травит анион ной
Вначале рассмотрим КО»\ТР> кц^р 1штадского механического
подачей древесины типа KMU Карлшта,
завода (Швеция). 2) состоит из и. >
Барабанная рубительная K0^Vxa А станины с контр-
вого барабана /, питающего патро < . ЯВЛЯЮщийся основ., и
ножами 5 и привода. Ножовон Р• - стальной нивки,
частью рубительной машины,, вы • им миной
Он имеет вид цилиндра д,,аметР°’>'т n4„ejj. насаженной на вад.
-Ю() ,ил< с массивными спинами и j Е,1Торые устанавливают
В корпусе барабана имеются гн« ii• барабана) н 'зж>
- -- ’ гпиных пластин; Длина их равна
- - ”рЯ «и ножи из инструменталы** стм»
----- Изготовлены ю иин |ЧесК(ж поверхностью
Выпуск рабочих граней ножен на . моЖИО pci \ шровать
барабана (так называемый выле ,
режущие ножи (по о—
мают их специальными м
ножи имеют форму I
Длине барабана.
Вал несущий барабан, покоится иа дву X. подшипниках качени-»
и вращается со скоростью 900—1200 об л ин.
Питающий патрон имеет трехгранник) форму и наклонен к
ризонт\ под углом 45—50 , благодаря чему древесина поступает
в барабан под действием собственного веса. Кожух изготовлен
из листовой стали толщиной 8 12 мм и состоит из двух частей*
нижней, прикрепленной к станине и имеющей патруоок дл^
транспортировки щепы, и верхней цилиндрической, снимаемой
при ремонте или смене ножей. На литои чу i у иной станине, слу-
жащей опорой 1ля подшипников вала барабана, установлены непо-
средственно под патроном для подачи древесины два контрножа.
Рабочие грани их совмещены с гранями патрона. Конт рножи можно
перемещать в горизонтальном направлении, что необходимо
для обеспечения постоянного зазора между контрножами и ножами
барабана при их износе. Привод осуществляется от электродви-
гателя 2 трехфазного тока через муфту или клиноременную
передачу.
Аналогичную конструкцию имеет отечественная барабанная
машина МРБ-1. Рабочим органом этой машины является ножевой
барабан, выполненный из стального литья. Барабан имеет вну-
тренние гнезда для установки режущих ножей, представляющих
собой прямоугольные пластины с длиной, равной ширине бара-
бана. Ножи изготовляются из инструментальной углеродистой
стали марки У8А Крепление ножей в пазах барабана обеспечи-
вается специальными клиньями с помощью болтов. Выпуск
режущих кромок ножей над цилиндрической поверхностью бара-
бана может регулироваться в необходимых пределах. Вал бара-
бана установлен в двух подшипниках качения. Он совершает
965 об мин.
Питающий патрон прямоугольной формы наклонен к гори-
зонт\ под углом 50 , благодаря чему обеспечивается самоподача
древесины. Машина рассчитана на переработку кусковых отходов
лесопиления, а также круглого баланса диаметром до 160 мм.
Получаемая щепа имеет размеры от 10 до 50 мм по длине волокон
еве ны. Производительность машины составляет 12—
15 пл-м3/ч.
Более совершенными являются машины с принудительной
горизонтальной подачей отходов древесины.
196(i 1963 гг. по предложению П. Л. Фадина были изго
товлены барабанные рубительные машины МРП-800 с горизон-
птJr г -ительнподачей древесины (авт. свид. № 164786
Huornai-iz °Т ТИП машин является основным теперь на 1(‘-
гиДР°лнзном заводе и применяется не только Д;1Я
(так ^ееК И Г0Рбылеи» ио и мелких отходов древесин ।
соетстйгчшгГМЬ1Х сгУЛЬЧИКов) Одна машина установлена нспо
и является ппг °jpe3HH>M станком в здании лесопильного нех »
Д ани 1ескои частью технологического оборудования’
280
по предложению П. Л. Фалина были изго
О результате этого отпала необходимость в дисковых n»191
для перерезания длинных реек и горбылей перед го ач '
барабанные рубительные машины, находящиеся в ниж^ХжТ
Это позволило также уменьшить количество обслуживающего
персонала цеха iyj.
Основными частями машины (рис. 1и9> являются
механизм подачи и резания.
привод,
Механизм резания состоит из ножевого барабана 2, зал кото-
рого покоится в подшипниках качения •?, установленных на раме 20
сварной конструкции. Ножевой барабан закрыт иилнндоическнм
Рис. 109. Барабанная рубительная машина МРП '"0
качесfва
Такая конструкцмя
кожухом. Нижняя часть кожуха болтами прикреплена к раме,
а верхняя часть 1 может откидываться при осмотре \п ><н
замене режущих ножен. - -.
Режущие ножи 4 установлены на обРазУю/ц^
крепятся к его телу болтами с потайной головк*
Щены заточной фаской книзу, что способств\*л
ванию древесины и получению щепы повын * •
Крепление ножей на поверхности бара >апа, 1
значительно экономит время ври i^’^б1ИЧ 7ьних маипжах
более надежна, чем в ДР ’ 'х бара • /п 1и),НОГ(, .н1н m >
Ось ножевого барабана сос.пнен №ЛВЯИИЫмн палылми.
мощностью 40 кет дисковой м\ц I установлен-
Контрнож 17 крепится тремя
поп в ножевой коробке. С»ерт> ; 1I.|anM,l)„ раСШКЖМ» «•
нои планкой 16. Верхняя плоек
уровне нижних вальцов механизма i- а
«'* *<
более надежна
Механизм подачи древесины смонтирован в корпусе 6. эт
механизм имеет три или четыре нижних 15 н три верхних 7 щТ1*
ревых вальца.
Для привода верхнего и нижнего рядов вальцов на концах
их валов с помощью шпоночных соединении установлены звез-
дочки 8, 9, 14 под цепи Галля. 3вез точка 10 установлена на оси
смонтированной в корпусе механизма подачи. Она служит
передачи движения и согласования направлений вращения нижних
и верхних вальцов. Верхние вальцы смонтированы в двух боковых
кронштейнах, которые имеют возможность вращаться oihocii-
тельно оси звездочек 9. Этим устройством обеспечивается возмож-
ность рубки древесины различной толщины. Механизм подачи
приводится в движение индивидуальным электродвигателем мощ-
ностью 2,8 кет посредством зубчатого редуктора типа РМ-250
или РМ-300. Ведомый вал редуктора при помощи фланцевой муфты
соединен с осью барабана 11 ленточного транспортера. На валу
этого же барабана установлена звездочка 12 под цепь Галля,
которая приводит в движение весь механизм подачи. Такая
конструкция привода обеспечивает согласование скоростей подачи
древесины на ленточном транспортере и в самом механизме по-
дачи. Для обеспечения постоянного натяжения приводной цепи
Галля установлен натяжной ролик 13. Как видно из описания,
механизм подачи весьма прост. . Л
Режущие ножи устанавливаются с помощью копира 5, смон-
тированного в удобном для обслуживания месте — на верху кор-
пуса механизма подачи. При установке режущих ножей на ба-
рабане копир 5 поворачивается против часовой стрелки. Лезвия
режущих ножей приводятся к кромке копира и после этого при-
крепляются болтами к телу барабана. Затем контрнож приводится
к режущим ножам с зазором 0,2—0,3 мм.
Режущие ножи (рис. 110, а) изготовляются из стали У8А и
подвергаются закалке. Их твердость после закалки составляет
НРС 50—55. Эти ножи имеют два угла заточки — 30 и 25 .
Контрнож (рис. 110, б) изготовляется также из стали У8А.
Его твердость после закалки должна быть HRC 50—52. Рабочая
грань контрножа имеет два угла заточки — 75 и 24 . При экс-
туатации машины следует следить за правильной заточкой
Реж щих ножей и контрножей, а также не допускать затупления
. х. В п-^лгднем случае резко снижается качество щепы.
Заслуживает акже внимания конструкция рубительной мй*
шины фирмы «Impruwed Machinery» (патент США 2,710,635
14 июня 1955 г.). ’
Ругательная машина фирмы «Impruwed Machinery» (рис. 110
а 4ена iля переработки кругляка на щепу.
Автор этой рубительной машины К. Alexander, анализи-
руя работу существующих рубительных машин барабанного типа,
отмечает, чю основной причиной получения неравномерной по
282 1111
размерам шопы является то обстоятельство, что скорость подачи
материала, в Данном случае бревна, не является постоянной
, изменяется от нуля до максимального значения в течение кооо-
кою промежутка времени между каждым рсчом. Эго вызывает
большие инерционные усилия при подаче и является причиной
нестабильности величины подачи на каждый нож. В угом с р чае
1Ля получения более однородной щепы приходится прибегать
К сокращению частоты резов и скорости резания до относительно
низких величин.
Для устранения указанных недостатков Alexander пред-
ложил конструкцию машины, которая позволяет производить
подачу непрерывно, без остано-
вок в процессе резания Особен-
ностью этой конструкции являет-
ся то. что на барабане / между
Рис НО. Ножи машины МРП-800
Рнг 111 Барабанная рубитгльная
машина фирмн -impn-.w.'.l Machinery»
<i пя1и1 которые обе»:
ножами установлены затылованные в направлении бара
чивают равномерное продвижение 1 п смюлеииого центра
бана. Профиль накладки строится стабильной ширины части»
Кроме того, для получения о. nepc,Htc гранях устапз-
щепы в этой рубительной ма которые должны обеспечить
ппппаются надрезающие грев»"... кот,, . -
поперечно» "«_"₽>• с|кцмлым*
еиня тля надрезания и деле-
ложнтельным мероприятием,
1й w.eM барабанным wh
Древесины,
деление щепы в
Введение в
образующей барабана и ПР1,С^<К
ния щепы безусловно являе цРИСу1_
однако основной недостаток, neper -гке
нам — изменчивость угла вс р - z..
в этой машине остается уКоническим (корсетным) оараоа
Губительные машины с л 1ПНЬ1 не нашел бг n.i ।
ном. Данный тип руоительп^ г'1П|,мсИмется в промыы
пространения, но он все
Остановимся на описании хвух моделей лих машин, пмеюпи
некоторые конструктивные отличия. Mix
Принципиальное отличие рубительных машин типа цт .
фирмы «Содерха.мнс» (рис. 112) состоит в том, что механизм PcJ
ния этой машины (ножевой бараоан) выполнен в виде Сое1|,
ценных вместе двух усеченных конусов (отсюда название «дВух'_
конический барабан»). Режущие ножи этой машины имеют не-
болыихчо длину и устанавливают i на конусных образующих
барабана. В зависимости от типоразмера машины число ножей
может быть 4—8. На дне подающего патрона установлен один
контрнож, имеющий стреловидную форму. Благодаря такой
форме обеспечивается минималь-
ный зазор между режущими но-
жами и контрножом.
Рис. 112. Рубительная машина с
двухконическим (корсетным) бара-
баном фирмы *Содерхамнс»
Рис. 113 Рубительная машина с двухко-
ническим (корсетным) барабаном фирмы
«Diamond Iron Works»
НТ-А может перерабатывать срав-
мелкие кусковые отходы лесопиления и дере.вообра-
однако, получаемая при этом щепа недостаточно одно-
Рубительная машина типа
нительно
ботки, Г
родна по форме и размерам частиц. Это объясняется тем, что
* < е рс шг ия подаваемый материал не имеет определенной
ориентации относительно направления движения режущего нн-
тр у лента. I i
’ 1 ' 'fl машины является также малое число но*
\ян ,° К П( *»вает непрерывности резания и отсутствие
анизма подачи.
также\)>с1?ппи1еСК1,е ^К0Рсетнь,е) рубительные машины не лишень'
тельным мяшн|Г0 |1е1остатка> присущего всем барабанным р}(’11
Все Z ' *аМ’~ ИЗМе,,чивости угла встречи
ствениой технг Г озволяет„ использовать их для получения к»4
мышленоснти. и',егк°й щепы для целлюлозно-бумажной "Р*
епт ходов
' Отличительной осоиенностью машины «Diamond jron
Works», так же как ц машины, рассмотренной выше, является
цпи барабана куски древесины могут подаваться в рабочую эон}
Рубительная машина фирмы Diamond Ir п
предназначена для переработки на щепу кусковых
(Обрезков), имеющих небольшую длину (рис. 113)
Отличительной особенностью машины «Dia
так же как и машины, рассмотренной выше, являе
двухконическая форма ножевого барабана. При такой кин/тр
машины как сверху, так и сбоку (под утлом). Это обусловлено
положением контрножей по отношению к барабэнх.
Режущие ножи имеют длину 120 лея и устанавливаются шч /.
разующих конусов в специальных окнах Размещаются ножи
в шахматном порядке и крепятся к барабану болтами И ц .
ножи установлены на откидном секторе корпуса машины, и\
расположение отвечает профилю ножевою барабана я обеспе-
чивает минимальный зазор с режущими ножами. Шахматное
расположение режущих ножей обеспечивает более равномерную
нагрузку на барабан, так как в резании одновременно участвую-
идин или несколько ножей. Образующаяся при резании щепа
через подножевые щели поступает в полость барабана, а тем
через открытые торцы барабана — вниз на выносной транс-
портер.
Преимущество машины Diamond Iron Works’ по с; inneui
с машиной аналогичного типа фирмы «Содер.ха-тг соспнп ><
шем количестве режущих ножей и **“8™омг J
Это способствует созданию условии для иепр.^1.. и-. .
Недостатки этой машины аналогичны ж дос .
г ПЛ ЗЫМ НС ыевым барабаном.
Рубительные машины с толы
группе машин относится отечеств» Н11‘-' ' • нековч-’и сте-
типа ДУ-2 (ЦНИИМЭ). Эта ^шина я^яст Р _
пени универсальной машиной и пр*- ---------
отходов лесозаготовок (сучьев,
былей), а также и круглого ле<я
X вентилятора .
’ _____ П Ын) WW. Н(Ч
-г 61 цельная машина
1 для переработки
•1го‘;и<лення (реек, му
. ... ... 9ft) мм 127. И1
, ветвей)
,^-Я днам< '1141 fin 1
Машина ДУ-2 состоит тс-чштьного'механизма
ющего устройства
Ножевой барас
режущих ножа, является питающего устройства^’
Он расположен 1104 > *в’.и пзрабМ 1Ч’"водите
к потоку древесины). ИО л и '
от главного электродвигателя а ‘ Х01НТ во
При рубке древесины пи • • и п-покхм.
а затем с открытого T°PIia^3 ^нтся по Щепопровод) в '
117’1 чьиI
внутрь барабана
циклон.
... состоит пз икс™ I. н мжкм
зонтальных подающих ва.!»'« . -.енлеШИвх
ва 1ьцы установлены в н. щ
[ вален может отходить о г нижних вальцов
пплсстояние от 5 то 300 мм в зависимости от толщины подавае-
машину слоя древесины. Этот валец приводится в движе-
станине 4. Верхний
на
мого в
111. Барабанная рубительная машина ДУ-2 ЦНИИМЭ
ние от отдельного электродвигателя 7 (тип А041-4; 1,7 Л'"";
1429 об мин}. Для привода в движение боковых и нижних валыи’В
установлен второй электродвигатель (тип А042-4; 2,8 квШ,
1420 об .инн).
явный прием-
а затем с по-
J-ЦИКЛОН.
от индивидуального
cvn-
цз ножевого барабана щепа попадает в специа
к установленный у открытого торца барабана ‘а аат
,щью центробежного вентилятора она гонится в бункеп
Вентилятор приводится в движение также Р
‘ ,ектродвигатсля 1 (10 квт\ 980 об мин).
Механизм для заточки ножей выполнен в виде on итого с .
„орта, смонтированного на раме машины Заточка'режсХ
ложей производится точильным кругом вращающимся от глав-
ного электродвигателя 3. Точильный круг перемещается вдоль
ножа вручную с помощью зубчатой рейки и шестерни.
11ожевои барабан 7 (рис. 11о) состоит из четырех сегментов /
шкива-маховика 6', правой щеки 8, оси 5, лотка // и двух крон
штейнов /О и 14. Сегменты ножевого барабана отлиты из стали
35ЛН- На поверхности каждого сегмента имеются шесть отвер-
стий для крепления режущего ножа 4 при помощи зажима 2
При сборке ножевого барабана каждый сегмент одним концом
вводят в паз шкива-маховика 6, а с другой стороны их соединяют
болтами с правой щекой 8. Шкив-маховик имеет 10 гнезд для
клиновых ремней, соединяющих его со шкивом главного электро-
двигателя.
Ножевой барабан вместе со шкивом-маховиком монтируется
на оси 5. Ось барабана имеет три опоры качения: слева — сдво-
енные радиальные шарикоподшипники 13 (№ 317), в средней
чаСти — сдвоенные сферические роликоподшипники 12 (№ 3518)
и справа — один сферический роликоподшипник 9 (\г 3518).
Неподвижная ось ножевого барабана крепится при ю >
шпонки в левом кронштейне 14, который установлен а стан е
машины. С правой стороны ножевой барабан удерживается крон-
10 также установленным на станине машины.
7 ’ • - : неподвижной оси приварен
'ттом^З^Г'лоток 11, служащий для удаления
•' - . " о..лжнпгть пуска машины при открытой
исключающей возможность jiycnu
Режущим инструментом РУбите. би ва1)НЫЧИ: режущая
окне ножи, которые делаются изготовляется ш лег)',
часть в виде тонкой пластинки (/ • ^углеродистой конструи-
рованной стали, а тело ножа 1 •
ционной стали.
В соответствии с
1
Юппом с 1 января 1962 г..
штейном _ ,_____
Внутри ножевого барабана к
наклонный (под у
щепы из полости барабана-
Д л я ।_____
механизм резания рубительной
КОИ, rivixvHViuivi-Lsv -- [Г)О1
крышке ножевого барабана •
ГОСТом 6567 61 «Ножи плоские с прямо-
"шейной режущей кромкой для ФРезе*Л>ва1,ИЯ,
....... е ; ;Х2 плоские ножи
щ>< ины изготовляются из двухслойной стали. J • ' '
9Х5ВФ или Р4, тело — из стали
"зготовлен из стали марки
марки 15 по ГОСТу 1050—60.
Рис. 115. Ножевой барабан машины ДУ-2
288
Твердость передней грани ножей в зоне режуЩег0С1па ,
л ть tfRC 55 ~59' Твердость ножей проверяется г. Л д *на
m 15 от режущей кромки в трех точках Расс™яни
1 высокие требования, предъявляемые к ножам nv«u
...... объясняются специфически™ условия™ ' < '
” именно: более высокой твердостью сучьев по сравни'юс, т
допой древесиной, наличие ударных нагрузок на нож" аб° X
„ого воздействия на нож частиц грунта, которым,, ча„07
icopeii перерабатываемый материал.
Нож рубительной машины имеет длину 568 .«ж, ширину 180 к и
п толщину 10 мм (рис. 116). Для крепления на ножевом барабане
нож имеет шесть пазов (шаг пазов 90 ,м.«, глубина паза 75 .чу,
ширина 60 мм). Чтобы увеличить сопротивление смете < южа
ш
Рис. 116. Режущий нож машины ДУ-2
каждом
тром 6 мм
При у
плоской
жима ;
гиванием винтов 3 в ]
крепится шестью винтами,
ключом.
Для измельчения в щепу ве
обработке деревьев, в ЦНИИ \
тельной машины типа Tk-З. е J .
44 пл. м31ч. Эта машина имеет^гк
тром 900 мм, Он совершает
рубительной машины '3 схоЯ^Д
от нее большими размерами. -
из вальцов с шипами. Приемное о
Мощность главного двики^»- gt,
мош uhttl ci nov тг>о пн и гятелеи
при ударных нагрузках, на его поверхности со стороны точной
фаски нанесена насечка глубиной 0,5 ч.м с шагохз в <«
Для облегчения регулирования величины выступа ножа м
|его конце сделано по 24 несквошых сверленич шам<-
стсновке „а барабан Р-
л, поверхностью «г'™ая' ™ ножа icr кается затя-
2. Необходимое усилие ,Т х" ,„,,,м Каждый юж
f“a>n. которью .атягиаают с-ш—•
пшин и сучьев, образующихся при
Р „«лаботана конст[ кипя Г’1'^
произэодаггелыкжть
1 й 5-ножевой барабан тиа.к-
В целом ксяструкиия
“2, но отличается
подачи таюке cwroHT
100 125 ^"'п О’.’щлч
машины Дс -3 около
мощность электродвигателей vu> являете я специальным
~ т. Отвод щепы из машины осуш
487 QOMUH ~
машиной Д<
дв,7гателя состсу’ст ‘“шц^ j
19 Н. М. Вальщиков
Техническая
Завод (фирма)-из-
готовитель
Характеристика
резан ия
хаР<<кгерцС1
ме.\ан изм4
> 5
ч 5
Им. Рошаля Цилиндрический 5-ноже- вой барабан 1000
Кушвинскин Цилиндрический 5-иоже- вой барабан 820
«Волна революции^ Цилиндрический 2-ноже- вой барабан 820
Кушвинскин Ци л и н д ри чес ки й 5- ноже- вой барабан 820
ЭПЗ ЦНИИМОД Цилиндрический 5-ноже- вой барабан 400
Ленинградский гидролизный завод Цилиндрический 5-ноже- вой барабан 800
Грибановский Двух конический ножевой барабан 1
цниимэ Цилиндрический 4-но- жевой барабан 600
» Цилиндрический 5-ноже- вой барабан 900
Двухконический 20-но- жевой барабан 1219
1 Двухконический 28-ноже- вой барабан 15'5
Карлштадский механический Цилиндрическиii 5-ноже- вой барабан j 700 1
290
абанных
о 2.S
2 ® -j >•
о л г.
и н J
s 0 5 ±
rj* Q.xO *
965
600
700
900
1460
970
600
487
920
рубительных машин
•’ и n I 7Q
Тип подачи
Хирзккри, ТЯКа Пеирав||-
тывдемого материала
Гравитационная
Кусковы^, отходи лес,,,
пиления шириной д0 дги. мм
кругляк :иаметром
160 мм
» Кусковые отходы лесопи ления шириной до ,<)0 лл, кругляк диаметром до 160 и 8 20 10-400
Гусеничный Сучья и вершины В 20 30-150
Г равитационная Кусковые отходы .н\ они- ления шириной до .MX) «« кругляк диаметром 1ь0 w»< 12 28 10- 40
10 I •
Куск< жые отходы лее »п и 2
тения н дереве наработки
Принудительная То же
Гравитационная । Кругляк диметром 240 ми I
Принудительная
Кусковые отходы дерево
обработки. крмлчк шт-
трпм ДО 290 м ч
BcT'UiHHU »! <VH.«
44
Г равитационная Кусковые отходы «P**1 обработки 45- , 55 _ 10 20
» Кусковые отходы церево- 1 обработки 65 _ ! 10 20
Км копыс о! х<иы лере»"' обрлАоткн. крхглхк ipt.M *) 1в0 и« 15 М 1 16 -ю
Рис. 117. Передвижная рубительная машина
фирмы «.Mitts and Merrill» (США)
В США применяют передвижную
вентилятором, имеющим ротор диаметром 1330 л/л/ и совер/наюцц
487 об мин. Первая машина типа ДУ-3 имеется в Крестецком
ЛПХ. Л
В табл. 70 приведены технические характеристики некоторых
типов барабанных рубительных .машин (28].
Передвижные барабанные рубительные машины. Передвижные
и полупередвнжные рубительные машины получили широкое
распространение лишь после второй мировой войны. Хотя первые
опыты по применению таких машин огнос /тс я к 5о /ее раннему
периоду, их использование позволяет в значительной мере рас-
ширить область примене-
ния древесных отходов в
лесном хозяйстве, промы-
шленности и сельском
хозяйстве.
Переработка на щепу
древесины, получающейся
в результате осветления,
прочистки, прореживания
древостоев, повышает
транспортабельность по-
лучающихся материалов
и дает возможность рацио-
нально ее использовать
в зависимости от конкрет-
ных условий района,
окорочную машину в ком-
плексе с передвижной рубительной машиной для получения
пригодной технологической щепы для целлюлозного производ-
ства .
Наибольшее распространение рубительные машины передвиж-
ного типа получили в США, Австрии, Финляндии и Швеции.
Кроме того, такие машины используют в Канаде, ФРГ, Чехосло-
вакии, Швейцарии и у нас в стране.
В США передвижные рубительные машины изготовляют около
15 фирм («Mitts and Merril», «Fitchburg Engineering», «Asplund
Chipper С » и др.). Эги машины используют для переработки
//а щепу маломерной древесины — сучьев, вершин, хвороста
и т. д. В этой стране большинство типов машин имеет индивиду-
альный привод от двигателя внутреннего сгорания, который мон-
тируется на платформе рубительной машины (рис. 117). Некото-
рой- передвижные рубительные машины рассчитаны на привод
от /рактора или от другого источника энергии.
В табл. 11 приведены технические характеристики основных
типов передвижных рубительных машин.
“ г1' -и передвижные рубительные машины нашли ширпк(,с
пр/ чененщ главным образом в горных приальпийских районах
292
Технические характеристики передвижных
рубительных машин
Т а б л и ц д
барабанных
; Страна ' с »Ч>М н Производитель- ность в мл/ч Число оборотов ножевого бара- бана в об'мин Мощность при- вода в кот trair niиV пи l М । К‘?1’ мель» ‘ < | р.< .меры перс раб.; 11 • л • ’ ’> г < ПГ1 ним в .мм I
США Барабанный 2,8 2400 22-30 Газолиновый 115
» — 650—1200 59—147| Электриче- ский, газо- 405
линовый или дизель
Двухкони- 142 600 220 Дизель или 355
ческий 1 газолиновый
«корсетный»
Австрия Барабанный 2—7 350 1 8-12 1 1 110
Двухкони- — 400—500 4-5 Электрсдви- 80—90
ческий гатель или
«корсетный» бензиновый
Финляндия Барабанный 20—40 540 30-34 От трак гора 180
» 15—30 2000—2750 22—36 » » 200
» 20—50 1450—2400 43—50 > » 400 1 I
1 —~
Швеция М59А, ба- 6-1 с > 1800 2000 18—22 200 4)01 I
рабанный Барабанный » 8- К 10—21 )| 1600 1400 22-26 92—44 Трак г шный или авто- 200 '001 — 1
тягач I
1 Тракторны! t 400 и 1 кру1ЛЯК р; SO ч м
1 СССР ТРМБ-5 16 1000 | 40 1
(Гнпролес- тр а нс)
для переработки на топливную щепу ветвей и мелких Леп.
диаметром до 10 ..ч. При заготовке топливной щепы в лесу Ьев
лучшей является комбинация рубительной машины, трак"""'
и прицепа. Полученная щепа из рубительной машины поступ^3
непосредственно в прицеп. Если древесные отходы скоицепт!3^
рованы у мест потребления щепы, то в этом случае щепа подает"'
в кучи для подсушки. Обслуживает агрегат обычно бригада С"
3 человек. Однако наибольшую производительность агрегат3
обеспечивает бригада из 5 человек. а
Рис. 118. Схема передвижной рубительной машины ТРМБ-5:
Г ьная машина; 2 щепопровод; 3— соединительный узел; 4— прицеп
В Финляндии^ передвижные рубительные машины начали
нс отьзовать в 1956 г. для переработки и маломерной древесины
на топливо. Первые опыты успешного применения передвижных
рл бительных машин вызвали значительный рост их произвол-
ства. К 1961 г. промышленность Финляндии уже выпустила
ю 40 передвижных рубительных машин барабанного и ди-
лов Lokomo ZH 36А», приспособленных в основном
для переработки маломерной древесины. Л
Из существующих технологических схем переработки древе-
сины на щепу наибольшее применение в Финляндии нашли сле-
дующие: 1И
11 переработка древесины с подачей щепы непосредственно
В подвижной состав Гкузов автомашины, прицеп и т. д.);
и Д^еРеРаоотка Древесины с одновременным складыванием
п - !.УЮ тех,10Л0ГИЧескую схему как наиболее мобпльнУ10
\"1ожрц| °Г 11|Г)И J,' Pf Рзоогке маломерной древесины и отходов»
1ых на лесосеке в небольшие штабеля. Кроме того,
294
той схеме древесину перерабатывают с подтрелевкой р
' янки агрегата. д релевкои ее к месту
u п Швеции передвижные рубительные машины начя™
' есшы и отходов лесопиления. °Вания маюмерной дре-
в Промышленность Швеции выпускает окото десяти
передвижных рубительных машин. Переработка SL'T
„средвижпых рубительных машинах осуществляется’
шей технологической схеме. по СЛеД?ю-
Маломерные или низкокачественные деревья, подлежащие
переработке па щепу, валят вместе с кроной в весенние Месяцы
11Ли в середине лета и оставляют на определенный пег иод на' ieco
секе для биологической подсушки. После этого древесин? вывозят
к автомобильным дорогам и укладывают на подкладках в шта-
бел я.
Н Швеции также проводили аготовк1 щепы по технологиче-
ской схеме, при которой древесину на рубительной машине пере-
рабатывали непосредственно в лесу, щепу загружали в мешки и
транспортировали к автодороге, но эга схема оказалась менее
рентабельной.
У нас в стране в последние годы также создана передвижная
рубительная машина ТРМБ-5.
Передвижная рубительная машина ТР/МБ-5 разработана Ги-
пролестрансом на базе трактора ТДТ-40 (рис. 118) и рассчитана
на переработку сучьев, ветвей, а также маломерной древесины
с одновременной погрузкой щепы в прицеп.
42. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ, лол„иипптсй
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ
БАРАБАННЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН ОБЬ ЧНЛ
Для выявления
телей работы барабанных ма с гравИтационной пода-
трех >,арок этих маш"». • 2
чей, МРП-800 с горизонтальной пр уд ва1|,сь „ конструк
ЦНИИМЭ. При этих испытаниях та
тинные параметры машин- , й пубнтельной машины К'
Во время испытания барабж е^ляди производительность,
штадского механического завода нныМИ параметрами
расход энергии и качество с заточки ножей. Расход энергии
влажность древесины и } • етЧПКОм расхода активной энер-
фнксировался ваттметром
гни [71 „-..цы устанавливали по ее в < -х
Объем измельченной древ^^с^а 1ЦеПЬ1 исиользовагш си^-
™, „ весу. Для “"Расставляла "с k“
' ' ‘я“хз5S Ч ФРак“"Ю
яой анализ: I фракций
сито с отверстиями <-
н Л
через первое сито, но нс прошедшая через сию с отверст.
15 15 • м; П1 фракцию — щепа, прошедшая через второе 'Ми
но задержанная ситом с отверстиями 5x5 мм; мелочь и опи?°-
прошедшие через последнее сито, были отнесены к IV фр Ч
Отдельные фракции взвешивали п определяли (1х 11ро’ц ^и.
содержание. В машину подавали смесь древесины сосны ц
Вес 1 пл. м3 древесины влажностью 50—55 о составил 0 82* И*
и 0 55 tn при влажности 12,5 о. Перед испытанием ) станавливз^’
острые ножи с выпуском 10,5- 11 мм. Результаты испытаний
приведены в табл. 72. Из таблицы видно, что содержание I фРа .И
ции (крупной щепы) выше, чем предусмотрено техническими
условиями на технологическую щепу (не более о%).
Таблица 72
Показатели работы рубительной машины
Карлштадского механического завода
Влажность древесины Я О' В /о У гол заточки ножей в град Удельный расход энергии в м3 Состав щепы в %
I н III IV
50—55 30 1,24 14, В 50,1 । 29,9 5,2
50—55 42 1,33 13,4 41,6 39,2 5,8
50—55 50 1,51 22,4 41,3 29,5 6,8
12.5 50 1,75 10,5 45,8 34,8 8,9
Опыты показали, что с увеличением угла заточки ножа и
понижением влажности древесины удельный расход энергии
повышается. Мощность, потребляемая при холостом ходе ма-
шины, составляла от 12,8 до 13,4 кет.
В 1964 г. барабанные рубительные машины МРП-800 были
ш ытаны бригадой, состоявшей из автора данной книги и пред-
ставителей Ленинградского гидролизного завода, Ленсовнархоза,
Д ‘' ила, ЦНИИбуммаша и Гипродерева [9]. Опреде-
я фракционный состав щепы после рубки реек, горбылей
и мелких отходов древесины (так называемых стульчиков). Щепа
' 1'м снялась на шесть фракций путем просеивания на лабо-
1а рн х ситах с круглыми отверстиями следующим образом.
Диаметр отверстия в сите в мм ... 31,
Номер фракции........
Ре к ьтаты испытания приведены
ГфИ ичмельчении длинных
фракция составляв не более 7% п
25,1 19,1 12,7 6,4
11 111 IV У(опнлк.н
в табл. 73. Как виДН”
реек и горбылек кр>
ш выпуске ноже»
Фракционный состав щепы ’ л и к ‘ 7*
выпуск 10 мм
(машина № 1)
Ножи острые, 7 <)
угол заточки 57 ,
выпуск 10 мм
Ножи острые, 18,6
} | ол заточки 37 ,
выпуск 7 мм
(машина V 2)
То ж< |9 о
рейка и горбыль
окоренные, ель (дли-
на 4,5—5 л, влаж-
ность 40%)
Рейка и горбыль
11со коренные, ель
(длина 6,5—4,5 л/,
влажность 40"о)
«Стульчики» сухие,
ель (подача навалом,
длина от 15 до 100 л и,
толщина от 15 до
25 мм)
Бруски сухие, ель,
(размером 130 60:
ХЗО мм, подача на-
валом)
«Стульчики» сухие,
ель (длина 80—150 мм,
ширина 50—130. тол-
щина 25—50 мм, по-
дача навалом)
Горбыль влажный,
ель (длина 3—4 л)
> <1.0
43,3 12,7 9.8 11.8
I 1
43.6 1 19.0 I 9.6 5.3 1,7
35 8 14.9 | 8,9 J 4.7 4.7
1.1 6.3 ! м,5 : St 1 3.6
» о
а при выпуске ножей / лм. крупной фракции вообще не было.
На основании результатов испытании барабанных рубин? о,
ных машин конструкции П. Л. Фадина комиссия пришла к сле-
дующим выводам.
1. Полученная при измельчении длинных реек и горбылей
щепа мало чем отличается от приготовленной на щековых руби
тельных машинах
2. При измельчении так называемых стульчиков крупми
фракция в виде длинных и узких полосе i миной 40-100. шнри-
ной 10—30 и толщиной 2—7 мм поел* первого измельчения н:
годна для гидролизного производства и изготовления различных
строительных плит.
3 Машина малогабаритна, компактна, работает на сварной
раме, не требующей фундамента, может быть использована для
измельчения лссосечны < отходов
При испытании барабанной руйительнон машины марки 20 2
применяли ножи, заточенные под углом р 32 , с выпуском
_ 10 R ми Измельчали еловые п и
влажностью 18—20 и 32—35 % %
тупыми ножами. Самопишущий ваттметр фиксировал
-^па-^плпгпи гпяяным двигателем. .Энергию,
лзжкостью 18—20.и 32-35%.^Опмгы^проо^им".с остр,^’*;
электроэнергии главным двигателем, анергию, потребляв
вентилятором, определяли путем замера с последующим Вь^
стением удельного расхода с учетом фактической производите^'
пости 18]. Все данные о древесине, производительности и расходе
энергии приведены в табл. 74.
Таблица 74
Результаты энергетических испытании машины ДУ-2
Влажность дрр- песины в % । Длина реек в я Ножи Удельный расход в квт ч/пл. энергии л/3 Достигнутая | производитель- 1 НОСТЬ в пл. Л13, ч I
общий (без венти- лятора) на ре- зание на вен- тиляцию
18—20 2,1 Острые 2,6 1,73 0,80 12,5
18-20 2,1 Тупые 3,1 1,98 1,10 8,5
32-35 2,1 » 2,8 1,85 0,96 10,8
18—20 0,25—0,6 Острые 3,3 1,85 1,00 10,0
18-20 0,25—0,6 Тупые 3,5 2,28 1,10 8,6
Во время испытаний производительность машины изменилась
от 8,5 до 12,5 пл. м\ч. При рубке еловых реек длиной 2,1 м,
влажностью 16 -20% в результате затупления ножей удельный
расход энергии на рубку возрастает с 1,73 до 1,98 квт,-ч!пл. м3.
При рубке коротких реек длиной 0,25—0,6 м удельный расход
энергии на резание соответственно изменяется с 1,85 Д°
2,28 кет-ч пл. м3. Таким образом, при затуплении ножей удель-
1 ыи расход энергии на рубку увеличивается на 14—23°о. С уве"
гением влажности еловых реек с 18—20 до 32—35% при тупых
1 жах удельный расход энергии уменьшается с 1,98 Д°
1,85 кет-ч пл. м3, т. е. на 71’6. Общий расход энергии с учетом
рь и аботы вентилятора во время опытов изменялся от ‘ >
до 3,5 квт-ч'пл. м3.
В 1абл. 75 показан фракционный состав щепы, получсип01
на двух машинах марки ДУ-2 в деревообрабатывающем че
врабатывались еловые рейки длиной 0,5—2,0 м и
зЮ .8- 20%, и на лесозаводе при измельчении еловых П%п#
и горбылей длиной 1—4 м и влажностью 28 '
iJ акйЦИ0||ИЬ1и гав щепы во всех опытах отклонялся от г ,
"/'or* Х’1И'И‘;ьих условий на крупную щепу (д° 30 <
1от°рой значительно превышало 5°о.
298
f>6o-
!
. .. Таблица 75
Фракционный состав щепы при испытаниях машин ДУ-2
^Количество щепы в %, оставшейся на сите с ячейками размер. а ,иж.
40Х 40 25x25 15 15 5x5 Остаток
Деревообрабатывающий цех Л’° 1
7,5 39,2 31,5 20,4 1.4
5,1 44,8 35,8 12,б 1,7
9,1 34,6 38,9 16,3
11,7 40,8 28,5 17,9 1,1
Среднее:
8,3 39,9 33,7 16,8 1. !
Л е с о з < з в о д № 1
6,0 30,0 j 42,9 19.0 1 2J
7,3 23,5 33,1 32,8 1 3,3
4,9 22,3 1 38,1 27.9 6.8
6,6 17,8 40,7 29.4 Г* ** 0,3
Среднее:
6,2 23,4 38,7 27.3 4,4
При эксплуатации машины выявились некоторые недостатки
К°Н1СТРНожевой барабан и трубопровод забиваются щепой, утз-
С - -точку «J
углом В = 36 и ю^кГГис
углом [3 =
ные под углом (3 — 32
^Тчпектподвигатель привода вертикальных и горизонталь
„ьЛаТьиоз ^«0 JCTPO«™ =w
°" двигателя <55 «».) «» нзые,ьи«,н»
рсс5. »7S“° гда °"а
Дополнительно дробится^ 0СН0В11ЫМ недостатком барабанных
В заклю ,е''7.,^.'обыЧного типа является то, что они готовят
рубительны, размерам щепу по сравнению с дисковыми
менее равномерную по р<ммч j ......п«...
машинами. В эт и х маш«нах способствует
рыв истое резание древесины,
В этих машинах, как правило, осуществляется пре-
______ ппавагины. что не способствует получению
качественной технологической щепы. Однако эти машины Ма„.
габаритны, быстроходны и производительны. В последнее вщ-?
их’ наиболее часто при пеняют в качестве передвижных Рубигел|>Я
ных машин.
43. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И РАСЧЕТА
БАРАБАННЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН ОБЫЧНОГО ТИПА
Основными конструктивными параметрами барабанной руби-
тельной машины, влияющим на качество щепы, являются дца.
метр ножевого барабана, угол наклона питающего патрона
(лотка), величина смещения контрножа от оси оарабапа, раз.
Рис 119. Схема рубки на машине с полым барабаном (а) и на барабанной руби-
тельной машине с подножевыми пазухами (б)
меры подножевой пазухи, выпуск режущих ножей и углы их
заточки, а также и толщина перерабатываемого слоя древесины.
В результате теоретического исследования Э. П. Лицмана
[29] установлена зависимость между длиной щепы по волокну
и основными параметрами барабанной рубительной машины при
условии, что лезвие контрножа расположено параллельно обра-
зующей барабана.
При поступлении щепы внутрь барабана (рис. 119, а) указан-
ная <ависимость выражается уравнением
/«,= ]/ Я? ~ (/?! sin а - Я)2 - (194>
I те » ( длина щепы вдоль волокон древесины; nbJ
R радиус окружности барабана, задающий длину
т. е. расстояние от оси вращения барабана Д° eI
верхности непосредственно перед ножом; (Нх
радиус окружности, описываемой лезвиями Ре У
ножей; I
зии
u — эквивалентный угол накиниа
направления подачи), d ‘'Мающего
// = d юлщнна измельчаемого ппя
Угол а определяется по уравнению Древесины-
а = arcsin А
где В -величина смещения по вертикали щ-.вр •
относительно оси барабана;
(Jti — угол наклона питающего лотка
Величина выпуска h режущих ножей равна
h - Ri -R
При наличии в ножевом барабане подножевых
щепы (рис. 119, б) указанная зависимость для определения длины
щепы выражается формулой
1щ = | Ra — (Ri sin а. 4- nip — Н)~ —
— I R2 — (Ri sin a 4- mp — H)2, (|
лотка (или
1196)
где т — ширина пазухи, т. е. расстояние от лезвия
ножа до противоположной стенки пазухи,
р — расчетный поправочный коэффициент.
Величина р определяется по выражению
т2 Д- /?i - R2
р = sin | arccos----
режущего
— 90-
arccos
Ri sin a — H
(1 ‘ Jb'
величины угла
И ПОВерХНОСТЬЮ
среза.
Опыты по
сипы позволили ус._
при угле г 55-к50 и ниже.
Зависимость угла е ‘
толщины слоя древесг::
г — arccos I
В выражение (197) подставляются только положить;
значения р, а отрицательные шачения не учитываются < равны
нулю).
В процессе измельчения древесины в щепу важное шаченнг
имеет чистота среза, зависящая в основном от — *•>‘
гла между направлением волокон
элементарному ре щнию толстых
- становить, что наиболее чистый
е от параметров рубительной машины и
ины выражается следующей фюрмулой:
sin а — п ).
п величины диаметра ножевою бара-
изменение длины щепы по формуле (194) были
I )’)<•»
Для выявления влияния
бана на 1. .
выполнены расчеты, которые сведены в табл. 76. Эти Ра
выполнялись при а — 60 и h 2® мм- Данные таблицы , Ь|
называют следующее: '°'
1. С уменьшением толщины измельчаемого материала п,п
щепы увеличивается, причем рост длины щены идет быстрее,
хменьшение толщины материала. И
" ц а 7(j
Изменение длины щепы в ял/ в зависимости от диаметра
ножевого барабана
Т о.пщина материала в .«.м Длина щепы / при диаметре ротора в мм
‘100 600 800 1000 1200
150 20,4 21,9 23,4 24.8 25,9
140 20,6 22,3 23,9 25,4 26,3
120 21,2 23,2 24,9 25,8 27,3
90 22,8 25,1 26,7 28,4 29,4
60 25,5 28,1 29,7 31,2 31,7
30 31,1 33,2 34,4 35,4 36,4
10 41,02 39,6 39,7 39,7 40,1
2. Вариация длины щепы при измельчении материала раз-
личной голщины с увеличением диаметра ножевого барабана
уменьшается. Следовательно, для получения более равномерной
длины цепы следует выбирать возможно больший диаметр бара-
Сана. С другой стороны, габаритные размеры и вес барабанной
рубительной машины зависят в первую очередь от диаметра
* барабана, и с этой точки зрения его следует выбирать
наименьшим.
При определении наименьшего диаметра ножевого барабана
югут встретиться два случая: Л
1 Чистота и угол среза щепы не имеют существенного зна-
ия зпРимеР> при приготовлении щепы для древесно-во.юь
нистых плит.
1'яРтеяМппЬНЬ1Й диаметР ножевого барабана в этом случае опре-
деляется по выражению
Г) ________ гпах
1ГП,П “ ЛЙГ7Г ’
От-ЧТ им и1КСИМйЛЬП0 допУстимая толщина слоя ДРС
90 , что ротосч^/10 * слУЧае Щепа будет иметь угол срез
ласт мятый соез СИН0’ ВЬ130вет увеличение расхода эие
Си •
И
2 . Щепа должна иметь чистый срез с определенны,
не превышающим заданной величины г В этомЛ.
определяется по выражению
^Imln *—
max
sin а — cos е' *
(201)
После назначения диаметра ножевого барабана следует ппо-
верить, какой „ри этом будет разброс длин щепы по волокщ
Вели резу.' ьтаты проверки не отвечают предъявляемым требова-
„иям, то следует увеличить диаметр ножевого барабана или
уменьшить толщин} слоя измельчаемой древесины.
На качество технологической щепы оказывают существенное
влияние величина угла ct j наклона питающего лотка и место уста-
новки кошрножа относительно оси ножевого барабана. Как
уже было отмечено ранее, величины и В могут быть вменены
эквивалентным углом а
а = arcsin
В
Ry
При горизонтальной подаче, когда аА - 0, величина угла а
будет зависеть только от величины В, а при В 0 а аР
При исследованиях, не рассматривая отдельно В и а дем
анализировать один общий параметр — эквивалентный угол е.
Таким образом, комбинируя различные величины смещения
лезвия контрножа относительно центра ножевого барабана и
угла наклона лотка, можно подавать древесин) горизонтально
или под любым углом сверху вниз. При этом у го i срс а опреде-
ляется по формуле (199).
Г а б л н ц а Л
.w.w в зависимости от величины
Изменение длины щепы в
эквивалентного угла
Длина щепы при угле а в град
Толщина
материала । | *' 1
в мн 30 45
_ —_ 111 "
150 20,01 20,65 1 21.93
140 20,0 20.8 99 * а— в» *
120 20.2 21,3 99 5
90 20,5 22,26 25,1
60 21,1 23,7 28,0
30 21.9 25,8 33.2
10 22,9 27,9 39,6
23.1
28.3
33.6
•>
24.9
36,4
мм
I
В табл. 77 показано изменение длины щепы в зависну
от величины эквивалентною угла а при посюяпных _ qqq
и Л 20 .из/. Длина щепы определялась по выражению (194
Анализируя данные табл. 77, можно сделать следующие выводи.
1 С уменьшен иехМ угла о для оольших голщщ-г матери^,т’
длина щепы по волокну уменьшается незначительно, а ддя 3
—очень сильно. Например, для толщины слоя Древесины
150 я : при хмепьшенни угла а от «5 до 30 длина щепы измени
лась с 23,3 до 20 з/л/, а при толщине слоя материала 30 ли/ ‘
тех же условий длина щепы изменилась с 46,5 до 21,9 мм.
2. Вариация длины щепы но волокну очень зависит от экви-
валентного угла а при измельчении материала различно!! тол-
щины. Например, если толщина материала изменяется ог 20
до 100 з/л/, то для а 30 длина щепы меняется с 22,4 до 20,4 л/л/
а для а - 75 — с 59,9 до 27,1 л/л/.
3. С уменьшением угла а длина щепы становится более ста-
бильной.
Таким образом, уменьшение эквивалентного угла оказывает
решающее влияние иа уменьшение вариации длины щепы по
волокну. Поэтому при проектировании барабанных рубительных
машин обычного типа следует исходить из некоторого оптималь-
ного (минимального) угла а. *
Конечную величину эквивалентного угла определяют, исходя
из максимальной толщины слоя материала и угла среза е', обе-
спечивающего надлежащую чистоту среза.
Если качество среза не принимается во внимание, то мини-
мальный угол аП)|П можно определить по выражению
«min = arcsin . (202)
Если качество среза имеет значение и угол среза не должен
превышать заданной величины е', то а11Яп будет равен
«min = arcsin J- cose'
\ Al
(203)
После того, как определен эквивалентный угол, необходимо
r i Г !ть ею на степень вариации длины щепы по волоки)
Проверка производится по формулам (194) и (197) в зависимое!
f конструкции ножевого барабана. При проектировании барз-
знш IX Р)бительпых машин угол наклона питающего лотка обычно
вы шрается из технологических условий. Тогда, в соответствии
полхчеиным эквивалентным углом amln, определяют месг-1 г 1
иовки лезвия контрножа.
\ 1 10тРим вопрос о влиянии выпуска режущих
з/'. J анализа влияния выпуска ножей 1
чпипЛ ° °Ь-!ЛИ/ ВЬ1Числены длины щены но волокну
и // и толщины материала, изменяемой oi
д°
, 10 .W.M. При этом были приняты I) 600 »м и „ Р/1 п
'чультагы вычислении приведены в табл. 78. Авали иш к т -
-,'пцы позволяет сделать следующие выводы- '
1. Длина щепы по волокну при постоянной толщине .имен-
маемого ма.ериала растет почти прямо пропорционально .
.... выпуска режущих ножей. ' ‘
2. Длина щепы по волокну с увеличением толщины - -
па 10-50 мм почти не изменяется. Таким образом, сгс.щ;.,. В<1
цпи длины щепы мало зависит от выпуска режущих ножей.
* материала
степень вариа-
Изменение длины шепы в мм в зависимости от выпуска
режущих ножей
Толщина материала в мм Длина щепы 1щ при величине отступающей части ножей а ж
5 10 15 1 20 •
150 5,4 . 10,9 16,4 21,4 27.5
140 5,5 11,0 16.7 22.3 28.0
120 5,7 11,5 17,3 23.2 29,2
90 6,1 12,3 18.7 25.1 31,6
60 6,8 13.7 20.К 28,0 35,5
40 7,5 I 15,1 23,0 31,1 39.5
10 9,2 18.9 29.1 39,6 50,9
из заданной длины тепы.
При выбранных Dl и а
чения Н
Тогда h = Rj — R- Найденные радиусы К(
и /? перед ножом i--
щепы по волокну.
Остановимся теперь на форме
бана, соединяющей радиусы R
Расчеты показывают t
меда.
сипы как во время резания
Величину выпуска режущих ножей следует накачать. исходя
, а также для некоторого среднего ша-
фо’рмуле (194) или (197) определяют величин '
qjup.i_y.cj_ / ..... D за pe>Ky.1U|M 1О>ком
являются задающими, или фиксирующим, щит
переходной поверхности бара-
1ИХСЫ /\'1 и R. ...
что наиболее оптимальным переход™
iaiiivcoB Ri и /? является спирал-., Дрхи-
пм‘случае обеспечивается равномерная падма W*
° ' так и в период холостого хода.
• „посыпь ножевого барабана, выполненный во
1Тн"е^ обеспечивает равномерность подачи .так как
к\н. ед . .. rnaIVC открывает за юр межд\
табана на * рХ11остью барабана на одну опреде
ном среза древесины и1поверHTt;.IbH0 с11нхро|||(, ол зово-
ленную величин}' - ве1ПЧИ1|\ подачи измельчи о «
пота ножевого барабана и во.
20 II М. Ba.il ЩИКС!
Я»5
44. МЕТОДИКА РАСЧЕТА БАРАБАННЫХ РУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН
ОБЫЧНОГО ТИПА
, П11Ч машин возникает необхо.
,-типованнп руоительнь' трНЧеских параметров
При пРоеКТ рдении осиОВ” значения этих параметров Яв.
днмость в оп1 д Оптимальные зи ни мсханизма резания
процесса резан разрабогкп ,к0” ^нЬ1. При разработке кон-
ляются ос,,овоп* ДаЦ11 рубительной м<ш
пым является правиль-
н механизма подьно{. маП11П1Ь1 весьм маХ0ВЬ1Х масс МеХа.
струкини Р 6 \10ШП0Сти привода ^водится методика расчета
ное определе н с эТИМ ниже Р привода рубительных
низмарезанижБ св ^^ ц мощности
геометрически. Рд в оснОВНом в одительность барабан-
й ПР<№—™ —
Q = Kn^tizFplui пл. м3/ч, (204)
где /(л _ коэффициент подачи (он характеризует использование
машинного времени), Кп = 0,5-к 0,7;
п — число оборотов ножевого барабана в минуту;
z — число режущих ножей; jfl
F, — расчетная площадь одного реза в щ2;
/и( — длина щепы в м.
Длина щепы зависит от выпуска 1г режущих ножей за окруж-
ность ножевого барабана, места установки механизма подачи
(питающего лотка) и толщины перерабатываемой древесины.
При определении производительности следует брать некото-
рую усредненную длину щепы 1,ц по волокну." ,g|
Кинематика резания. Скорость резания определяется по
формуле
яррп 2()5)
Р 60-1000 м/сек^ мД
1де Dp— диаметр окружности резания в мм\
п — число оборотов ножевого барабана в минуту,
„ = -О^_(|_£), (2М)
г. . '' } оборотов шкива электродвигателя
,, ' 'икива электродвигателя в лт.и;
D ~ диаметр ведомого шкива в мм\
Скоп,, пни(₽Фнцие,,у скольжения клиноременной
Ярость подачи U определяется но формуле
и ~ бсмбоо м/сек’
300
где Do- Диаметр верхнего подающего вальца в ии-
„й - число оборотов верхнего подающего вальца в минут
п» = — " об!мин,
где Пд« — число оборотов вала электродвигателя в мин г
I передаточное отношение редуктора. J
Величина подачи на каждый режущий нож равна
Л 60 100047
~~zn— мм-
Номинальные размеры частиц щепы в рубительной машине
ЦНИИМЭ ДУ-2 при условии совпадения направления чодачи
с направлением волокон дре-
весины (по направлению во-
локон) будут равны величине
подачи на каждый режущий
нож (рис. 120)
Рис. 120 Схема пределе ни я . <нч-
размера частиц тепы для машины ДУ-2
fJ 60-1000(7
— UZ — zn
ММ.
Если ось вращения но-
жевого барабана машины
расположена под углом q
к направлению подачи, то расчетная длина частиц щепы для
этого случая будет равна
, h — m
I =-------мм,
sin qN
(209
ГДе сре,„ АГе№»„ы «
............................................... .......
делится по формуле
Толщина частиц щепы, *
влейию волокон древесины
.и N
зависит от физике механических
.„a6aTk.B«Sipe^""«- ТГО|«».кех„ яа .аг.,к».
дается следующим равенством.
, (2111
' ' /м< °см I ’
предел прочности древесины при складывании вдоль
волокон в ^27’’ппепеспны при сжатии древесины
мость
где «г
<т
11 рс ,1Л-1 ‘Ч г- , 2
вдоль волокон в К1 1.4 .
307
20*
Расстояние между режущими Кромками ножей по
равно
L — '2лRp мм,
oliPy^Ho(l)lU
(212)
где Rn — радиус окружности резания в мм;
<1 — центральный угол, расположенный между двумя
диусамн окружности резания, проходящими через о
жущие кромки смежных ножей (рис. 12i). 1 е‘
Режущие ножи в теле ножевого барабана располагают, ис
ходя из наиболее выгодных условий резания. Одним нз основных
Рис. 121 Геометрические параметры
ножевого барабана
показателей, определяющих усло-
вия резания, является величина
угла резания 6
б = П 4- у,
где у — задний угол;
Р — угол заточки ножа.
При заточке режущих ножей
рубительной машины при помощи
специальных приспособлений,
обеспечивающих затыловку зад-
ней грани, минимально возмож-
ную величину заднего угла можно
вычислить по формуле
у = arcsin
_3 _____
2/?р sin р ’
(213)
где S — толщина ножа.
При плоской заточке задней грани ножа полученную вели-
чину заднего угла следует увеличить на 3—4°. J
Передний угол как известно, равен а
Yi = 90 — arcsin
2/?р sin 0
Исходя из полученного значения переднего угла ур опрел-
ляют рациональное конструктивное расстояние передней плоско-
сти ножа до центра окружности резания ножевого барабаня
a=Rps\r\yl мм.
Отметим здесь, что диаметр ножевого барабана, место Ус1а
новки кошрножа и наклон питающего лотка определяют ране
по приведенным выше формулам.
Мощное г ь привода ножевого барабана. Мощпосн, резанн
определяется по следующей формуле!
PVp рвсрУр (2111
’162- - “1б2“ Кв,П^ Я
зоь
tje P ~~ сРеД,1ее окружное усилие;
P — удельное усилие резания в к! w
Vp — скорость резания в м-сек\ ' ' ’
(1ср средняя условная ширина ре яния плотной ш
Площадь резания определится из выражения Р :ины
F — BHkn
Р 215)
где Н — ширина приемного окна (патрона) в мм
И то тщина слоя отходов в обжатом состоянии в и и
kn — коэффициент полнодревесности слоя кусковых от С. юв
древесины;
— угол наклона (между направлением волокся и осью
вращения ножевого барабана);
фср — средний угол встречи.
Максимальную площадь сечения подсчитаем, исходя из усло-
вий пропуска кусковых отходов слоем максимальной толщины,
г _________________________ BHm?Kkn (216)
max sin (|м sin 1|- р
Средняя условная ширина резания устанавливаете по jx-
муле
вер=^-мм, ,21"*
где L — расстояние между режущими ножами о окружности
в мм [см. формул}7 (212)].
Максимальная условная ширина резания равна
В П!.. < ил. (218)
Z? . = - г- нч.
°1П«Х £
Удельное сопротивление резанию A,r (А., I в каждом ко < t
ном случае вычисляется по Ф0?'1^ когла егот в, Ч
продольно-торцовом резании Т. с. ко да
угол наклона подачи в плане <| •
при
90",
поперечно-торцовом <f
90, а угол наклона подачи в план (
при
. когда угол встречи ф
90 ,
К0з»ффИц,<еНТ
тревесины в
коэффициент
древесины в
коэффициент
древесины в
ления
сопрогивлении
к»
при поперекж
при горновом
>ном
; _ .JHHH
при
Определим удельное сопротивление резанию в зависимо^,
от ряда других факторов, действующих в процессе переработки11
& == A if кГ/мм , (2201
где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние влаж.
ности древесины (для сухой древесины aw = 1,0; ддя
свежесрубленной аш = 0,89);
ап — поправочный коэффициент, учитывающий влияние по-
роды древесины (для сосны ап = 1,0; для березы а =-
-1,24-1,3);
др — поправочный коэффициент, учитывающий влияние
остроты режущих ножей (для острых ножей пр = ] q.
для затупленных — др = 1,4; для тупых — ар = 1,6)*
д„ — поправочный коэффициент, учитывающий степень про-
мерзлости древесины (ам 1,1).
Удельное усилие резания будет равно
р = к1сркГ!мм, (221)
где /,
ср — средняя толщина снимаемого слоя в мм.
Средняя мощность на резание
.. РвсрУр
Кср = 102 кет.
(222)
С учетом коэффициента загрузки машины (Кп — 0,7) мощность
на резание составит I
МР = NcpKn.
Номинальная мощность электродвигателя определится из
равенства
(224)
1Ide1I рем
где T]ad — к. п. д. электродвигателя;
VpeM — к- п. д. ременной передачи. к
Максимально возможная мощность резания определится ря-
венством
^тах —
Рвтах У р
Jq2 KRtTl)
при этом максимальная потребляемая мощность составит
л/ ^тах
— кет.
‘'П,аХ ‘ ^да^рем
Коэффициент перегрузки двигателя равен
1 ____________________________ ^тах
Nd(] '
ЗЮ
упругости волокон.
45> НОВЫЕ БАРАБАННЫЕ МАШИНЫ
Современными исследованиями процесса приютов и г ......
„ анализа конструкции рубительных машин 110, 22 5о - и"
влеио, что в процессе рубки баланса в дисковых и барабанных
машинах обычною типа при ударе ножа происходит повреждение
волокон древесины, вследствие чего эти волокна во время нарки
быстрее поддаются воздействию варочной кислоты что приводит
к уменьшению прочности сульфитной целлюлозы.
При руоке древесина подвергается значительном1 местному
сжатию. Давление при скалывании щепы превышает предел
u Вследствие разрушения стенок волокон
древесины возникает остаточная деоормация. При иссле.ювзн >
выяснено, что чем острее угол заточки ножа, тем меньше г/ *, н е
влияние удара, однако при увеличении длины щепы врг шос
влияние удара возрастает.
Таким образом, процесс приготовления щепы должен ювлет-
ворять требованиям фракционного состава и обеспечить процесс
резания при оптимальных динамических параметрах, обеегк
вающих сохранность основных свойств волокон, из которых ос-
новном состоит древесина.
Одним из основных параметров, определяющих динамику
процесса приготовления щепы из баланса, являете? \< । гю р* ci-
ния, которое изменяется в зависимости от угла ветр.-чи ножа
с направлением волокон в древесине. ..
Исследование величины усилия резания “ “ .
а относительно направления волокон । । > J
при рубке древесины поперек волокон н< . си-
гает 8 кГ/мм, а при рубке вдоль волокон паддет ю 3^ ’он" ;
Это свойство древесины ]4C^0B^ ™ ахклоя» питающего
х рубительных машин, в cmiiic .ем ог 4Г) ь, 5г
ад'е новой барабанной машины
.....- ......- - „ni utiTi шепУ резание' .ь во
с пенной подачей удалось пол этом' тн|1Х машин ,i ю
что мло ряд «щестмнкьв
существовавшими. волокнам,
осуществляется параллельна^....
- - • • • » 1
направления реза
показывает, что 1
ння
патрона относительно п
•Пить с появлением в 19
—, с ко-
дле ковы X
позан не ближе
рубительных машинах* а 1,1' ' - фанерной промъшмкчи<^т|,‘
к условиям образования шп»a ’)Ch.,tu.,x машин показан на
Внешний вид повой тепы н нцнь.
' После появления еопоетав -яз^ь кзаесгво
проведены исследования, (|l.,nU 1 ,
целлюлозы, полученной и. новой формы, пол) ’
вых машин, и целлюлозы 1<з
новых барабанных машина
сравнению с
Показатели качества небеленой и беленой сульфитной
лозы, выработанной в промышленных условиях из щепы, поп°
ченной на новых барабанных машинах и на дисковых рубител^'
ных машинах, приведены в табл. 79. Отбелка целлюлозы проич
водилась в пять ступеней гипохлоритом с добелкой Двуокисью
хлора.
Рис. 122. Щепа с новой барабанной машины (а) и с дисковой многопоже-
вой машины (б)
Из таблицы видно, что разрывная длина отливок из целлю-
лозы, полученной на новых барабанных машинах с цепной пода-
чей, выше на 5— 10%, число двойных перегибов — на 25%,
сопротивление продавливанию — на 12%, сопротивление разди-
ранию— на 4—8%. Степень белизны также оказалась выше
у целлюлозы из щепы, полученной на новых барабанных маши-
Таблица 79
Сравнительные данные результатов обработки щепы,
полученной на разных машинах
Показатели Небеленая целлю- лоза из щепы Беленая целлюло- за из щепы
с новой ба- рабанной машины с дисковой рубительной машины с новой ба- рабанной машины С дисковой рубительной машины
Разрывная длина в м Число двойных перегибов Сопротивление продавливанию в кГ см2 Пухлость в см'Цг Перманганатные единицы Степень белизны в % Время размола в мин II 000 1200 0,68 1,23 19,7 59,8 34,0 10 500 900 0,60 ’ 1,22 18,4 56,5 31,0 10 000 900 0,62 . 1,21 91,4 50,0 8800 660 0,55 1,21 ——* 90,0 55,5
312
no.i\
из щепы с дисковых рубительных
Количество отходов сортирования составило hIIllt , , .
вместо 4-4,5% при целлюлозе из обычной шепы ‘=
Приведенные выше показатели качества нет ноъ '> ,
„реп„ущестпо щепы полученной на
„а„пиЩ>. с ueml0“ подачек, по сравнению с не,,
ценной из щепы с дисковых рубительных машин.
Рассмотрим особенности конструкции этой машины |< м.
п 123). Баланс по дается в шахту с помощью ленточного
портера. Шахта высотой 3660 мм имеет четыре цепи (по две
Z% II ЛХЧ < <Л1 Ilf 1 ГХ T//xrr.zx ХГ Л _
барабана 0 1330 .им и шиной
рис. 9
гранс-
с каж»
оаланс прижимается к поверх*
11 O|J »Ч'и’
TOi’i стороны), с помощью которых
ности ножевого барабана. Корпус
Рис.
123. Схема резания древесины
барабанной
ВДОЛЬ ВО.ЮК'
машины (6)
Ы'
II ИОНОН
оТВО 1 МШИ Й '
1420 мм состоит из полою с);1 ы
спицами соединяется го ст у р „тв,
Под барабаном расположен тра"с 18 пр
Цилиндрическая пове{ н , L одичаю
отверстии, в которые Bi H.THR°' ж,смх основному ножу, мн на
18 сборных режуших ножей. Км*• бана. Прню
пппня длине образую^ -(1 „„ Онн уста-
тоянии 50 толщиной
ают в WjJJJaHpBHofi ' чм
Хе слетом лезвие основ-
г ДРУгя-*^-« вне ‘ к»нав
ся в древесине в основным
,юй планочными резка
которого равна длине
выступающие впере юане ’
ч. tin fit » Тт : >1 I 111 I
павлнваются также на
Планочные резцы вы рю
3,2 пслелстппе чего ,,
на расстоянии 50 лги АРП °
иого ножа срезает остаюю
ками. Размер щепы. сру*^Т()М
ножом, оказывается при * рнУю коней ножи
Ножевой барабан |.. ы.
дискам oapaodtirt «ч
Основные ножи креп
'пятся четырьмя
... пластины на
313
Для придания барабану большей жесткости к траверсам вн\ Г1)
приварены лопасти — спицы из листовой стали. Расположен п
лопастей под некоторым углом относительно оси вала обеспелщ
вает подачу щепы к открытому торцу’, откуда она падает на Ниж-
ний отводящий транспортер.
Скорость вращения барабана 37,5 об мин. Он приводится в0
вращательное движение от двигателя мощностью 224 кет. Про-
изводительность машины 105 пл. м3/ч.
Вторая барабанная машина, также работающая с 1959 г
в Канаде, имеет барабан с 12 ножами, который приводится от
двигателя мощностью 150 кет. Производительность этой машины
70 пл. м3 ч. Заточка ножей производится через 36 ч работы
На смену’ каждого ножа требуется 10 мин. Стоимость ножей бара-
банной машины примерно на 200°о выше, чем в дисковой руби-
тельной машине. При работе машины отсутствует шум, нет пыли,
нагрузка двигателя и производительность постоянны.
Скорость подачи баланса Vn при количестве ножей на бара-
бане z = 18, скорости его вращения п6 = 37,5 об!мин и толщине
щепы h = 3,2 мм составляет Рл = zn6h = 18-37,5-3,2
^2160 мм мин = 2,16 м. мин, что соответствует теоретической
производительности
Q = GQVnBLK,
(226)
где В — расстояние между цепями в м;
L—длина баланса в м\
К 0,7 — коэффициент перевода складских м3 в пл. м3.
Подставив значение величин, получим Q = 60 X 2,16 X 1,0 X
1,2 0,7^ = ^8 пл. м3 ч. По литературным данным Q =
— 105 пл. m’j h, что соответствует коэффициенту полезного вре-
мени машины Кп.е = = 0,98
1 ио
Столь высокое значение коэффициента полезного времени не
характерно для всего периода работы машины, так как при этом
не учтена смена ножей.
Если учесть, что период работы ножей составляет 36 ч,
а время на их смену —— = 3 ч, то теоретический коэффициеш
полезного времени с учетом простоев и ремонта составит
Кп в = 0.915. Общий Кп.в = 0,915 X X 0,98 0,89, что
явлл!ется достаточно большой величиной для машин со смен-
ными рабочими органами.
Окружная скорость ножей барабанной машины с цепной пода-
чей составляет
м/сек,
311
0 в несколько раз меньше,
типов рубите
^тральный угол рабочей дуги ножевого барабана, >
^е1 под шахтой баланса <[р составляет
0 . В
<РР = zarcsin -- .
„ 1,0 м — расстояние между цепями;
гДе __ 1’33 м — диаметр ножевого барабана.
и вставляя значение величин для одной из машин на а’ л.
^его’тнноразмера при z 18, имеем
= 2arcsin
= 98’.
Центральный угол а, соответствующий дуге. равной ша.-
между ножами, определяется через число ножен
z 18
Количество ножей, участвующих одновременно г работе.
(1р 98 А п
?р а 2о ~ э •
Шведской фирмой «Содерхамнс разработана
нал машина барабанного типа.
Механизм резания рубительной машины в и ни ч > в
лого ножевого барабана, вращающегося со скоростью jo-
35 об!мин. Барабан приводится во вращение от ^.1. ктр<чвигателя
мощностью от 250 до 450 л. с.
Цилиндрическая поверхность барабана плес
вдоль образхющей, и ------г....- г .
влены (с одинаковым шагом между ними) 5 С павнз
К каждому ОСЮВЖЖ) ««у. MR» Р»^/а1
. пракреплони ................
---- иадеезы (канавьи) глу»лов
*’ Г __ птс п ит*мп
в барабане щепа поступает во с
горцы барабана выбрасына^ |Ч)(ТС
рым ножи врезаются в ipct • вншпает
сти 1ревесины н >'
-25ТЙЛХГ» £
шахту с ДЧ за жается в шахту с по-
Шяхтя имеет с кажтой стороны
олппптепа. ПЫ\т ।
новая р \ бител ь-
18 прорезей
в которых по окружн(хти барабана у.тшю-
ножей.
длине паза барабана, . . по *.
от друга выступающие надрезатели и 1 .. Jt ,jtl
образуют в древесине поперечник i
3,2 мм. а следом i _
древесины между канавками.
затем чер< < открыт ы<
. Усилие, с кото-
- не превы-
разрушения
волокон.
Механизм подачи
собой вертикальную рабоТке
Баланс, подлежащий п | Р ।
по две бесконечные цепи, движущиеся синхронно. Баланс рас
полагается между двумя цепными питателями и подастся в11|г
к ножевому барабану. Длина ножевого барабана и ширина загру!
зочной шахты зависят от типоразмера руоительной машины
последний также определяет максимальную длину перерабаты-
ваемых бревен. Производительность новой рубительной машины
при производстве щепы толщиной 6 мм составляет 175—360 мл1ц
В табл. 80 приводится характеристика рубительных мащцц
различного типоразмера, выпускаемых этой фирмой.
I а б л и ц а 80
Основные параметры новых барабанных машин
Т ипоразмер машины Максимальная длина перераба- тываемых бревен в м Максимальная производитель- ность в м3/ч Необходимая мощ- ность электродви- гателя в квщ
680—100 А 1,10 175 250
680— 120 В 1,42 200 280
G80—150 А 1,67 275 390
680—200 А 2,18 360 450
По данным фирмы-изготовителя, новый тип щепы, получаемый
на машине модели 680-А, требует меньше времени для варки,
ри этом обеспечивается более равномерный провар, целлюлоз-
ьа' масса более однородна, ее светлость на три единицы выше.
Целлюлоза, изготовленная из новой щепы, имеет повышенные
панические свойства; сопротивление излому и разрыву возра-
стает на 15(;о, предел прочности износа и надрыва — на 10%.
тмечается также, что применение щепы нового типа позволяет
сократить почти на 25% потери массы после сучколовителей,
кроме гою, в массе значительно снижается содержание мелких
волокон. 1
Глава lx
НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПРОИЧйПпптог
технологической ЩЕПЫ 34 ?Кщй
в Советском Союзе каждое целлюлозно-бу.мажжх- пр< .
имеет, как правило, собственные лесную биржу .г хранения
необходимого запаса древесины, транспортные средства и дре-
весные цеха (отделы) для окорки бревен, их рубки и хортирова*
пня щепы.
Аналогичная схема получения технологической menu имеет
место и на многих ЦБП за границей. В последнее юсят .итш
за границей наметились две новые тенденции в пронеси п in
товления технологической щепы 140]:
1) на специализированных предприятиях, где припповли
щепы является самостоятельным видом переработки древесины;
2) приготовление щепы в специальных установках неяосрел-
ственно на лесосеках.
специализированных
по
отвала
46. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ
Стремление к более рацнональпо-.о
сырья, маломерной и низкокачественной .ц < ... ....„„OU1JV
зарубежных стран привело к созданию , .г,,..
передвижных и стационарных цехов, а т- м |
производству технологической щет- ,огает дем *•
В США в районе Кери (штатгФториту , 11и.„ы
рованное предприятие по загогов < сосков к нас "
вой базой предприятия являются • то. ..
сводимые под цитрусовые планта) ,
Валка леса пРонз»°-у,Т^Нтировзнного на тРаю
специальной конструкции,
- Н? Х ча’”,№»»»,« автомебк-
ПЛИ бревен ' а С1и.н11л.тоннх
узкой взве!!н<ваются
* nrrtiuq хЛЫСТОВ ‘пл-
автомобилем " ' 4|I1JM устройством
^" '''"'’Хсоч-юнонн.чп П'ей-
ИЗ Hiapniif. х ,11С, . .Hi ll no t,.
ля сре«;'
Челмерс НР-16». В нижнеи
ння тонкомерных деревьев,
влястся в виде хлыстов
лях, которые перед разгр
весах.
Разгрузка лесовозных
бревен) на транспортер ’
типа Прентис, состоящим
Ь1 Io r
'»• Il
110,1 a er
У-
ie
там о окорки диаметр ствола составляет 47,5
oKoJuwHoro станка слетукм.цш т{
В руоитсльную машину типа Ь) .
Привод рубительных машин осуществляется от электро-,,
татетя мощностью 445 кет. Из машины щепа по закрытому ’
точному транспортеру поступает в механическую сортировку'
-те таится на три фракции. Отсортированная кондиционна щепУ’
по закрытому транспортеру подается на отгрузку в желез,^.
торо^ные вагоны длиной 8,5 .и, специально предназначенные дл>,
Рис. 124. Схема производства специализированного
предприятия по приготовлению технологической
щепы в Японии
перевозки щепы. Кора от окорочного станка и некондиционная
щепа с помощью других транспортеров подается в установку для
сжигания.
Специализированные предприятия по производству технологи-
ческой щепы в Японии начали создаваться лишь в последние
10—12 лет. За период с 1964 по 1965 г. было построено около
пециализированных цехов и предприятий по производству
щепы. Л
’ шчески целесообразным считается такое расположение
• !' 1тий, при котором расстояние доставки исходного сырья
' ' щесгвенной древесины, кусковых отходов лесопиления,
• вок и др.) не превышает 50 км, а дальность перевозок
энологической щепы составляет не более 200—250 км.
ема производства технологической щепы
На РИС‘ Эта схема обычно применяется при ,н
. " \ 1 качестве сырья здоровой маломерной древесины,
;ш ваРиуельио по длине на отрезки 600 мм (су1п»ят
О г * тонкомеРвь1и лес и Др.).
"Х,"М0г"11 производства щепы по давкой о»»*
вое по Н1(||<? цЦеМ’ йасооР'Г||ров;и|цое по породам к прп|нз
"а лесосеках „л., других Лесозпготовпт«п.Щ"
Jaxna-
ni CH-
предприятиях сырье поступает на склад сыоья / ги
каким-либо транспортом 2 (автопогрузчик м п СЬсюла '
том, челюстным погрузчиком) или с ломота ^0ЧНым
стемы подается на приемный стол .3 ю Tl’f«<AT04no
Приемный стол оборудован поперечным цепным -
ром, который перемещает сырье в стопой г»'а"спо|
‘тва 4 подачи в окорочный барабТнТоб^^
оборудуется одной поперечной цнркупяпнои _ ™ Рриемнмй стол
сырья по длине. Но иногда, в зависимое^, oi т ины ™ * раЗЛеЛки
сырья, стол оборудуется двумя или более по 'п^Нм ‘еГ0
ними пилами по типу слешера. Транспортное vctPX1oP Sa'
ющее сырье в окорочный барабан ка. ппя™ - ™ ’ П1 а‘
собой ленточный транспортер. Окорочный барабан SS
под некоторым углом к горизонтальной плоскости В вепхн-
части он оборудован приемной воронкой 6, в которую транспорт
пым устройством подается прирезанное по длине «ырье. Окорен-
ные отрезки древесины из барабана попадают на транспорте 1 19
который подает их в рубительную машину 18.
Недоокоренные отрезки сырья снимают с транспортера и пере-
брасывают на транспортер 9 возврата в окорочный бараба иля же
временно укладывают на площадку 10 для последующего сброса
на транспортер. Полученная после переработки отрезков щепа
из рубительной машины по трубопроводу 17 подается в циклон,
расположенный над сортировочной иашинон 16.
Щепа сортируется на три фракции: мелкую, кондиционную и
крупную; последняя возвращается на повторную переработку
Кондиционная щепа через приемную воронку 14 воздухолувк
поступает в пневмосистему 12, которая подае
бункер 15, рассчитанный, как правило, на прием 2<» 40 ж9 тепы.
Бункер является промежуточной емкостью для опрузки щепы
потребителю. Мелкая (некондиционная) щепа направляется в о^
тельную пневмомстановку, при помощи которой подщ к я ь ду
циальный бункер 1.3 отходов. Крупная
транспортером 11 возвращается на повтори)п
В отдельных случаях (пря больших обьемах‘ ^._..на1.ная пу.
переработки крупной фракции устанавливав i пкогочиого
бптельпая машина. Кора и древесная пыль п пю г з i
барабана ленточным транспортером выносите
бункер 7 и вывозится в отвал. ,TiPnt потачи техно-
Для обеспечения непрерывно ^рщведская «Бел
логической щепы па пеллюлози ‘ Ч ) -. ч предпри ятпе. обес-
ясрудд Л. Б., поетроп.ла ’ йп-........
почивающее сортировку. ‘У1 ’ РкЛючает н себя систем)
I 1 1 I *.
ночных агрегатов, пиро-
ашин 1401
иечивающее сортировку. окоркх и
весипы на щепу. Такое предпр
мостовых кранов, зранспортсро
вых камер, окорочных и pv житель
AIM
47. НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ЗАГОТОВКИ ЩЕПЫ В ЛЕСУ
„nvtamie специалисты целлюлозно-бумажной
1 йГОТОВИГеЛЬНОИ II ричии-..-
; внои >аготоВкс технологической щепы непосредственно на Лесо.
J’к Вс ь при танкой технологии исключаются весьма трПоем.
кие гребхю'цие специального оборудования операции по П(>-
гпсзке транспортированию и разгрузке круглых лесоматс ( налов.
В США американская фирма «Хосмер машин компан I» вЬ1_
ткнута идею создания самоходной ва очно-перерабатывающей
машины пот условным названием «Феллчип», которая срезает
^еоево и загружает его в механизм для обрезки сучьев. Очищен-
ный от сучьев хлыст направляется для переработки на щепу.
Смонтированная на колесной базе машина снабжена механизмом
срезания дерева (ножницами) и манипулятором для захва' а дерева
и подачи его на дальнейшую оораоотку и переработку.
По мнению авторов проекта, габаритные размеры машины
«Феллчип» не превысят размеров большинства машин, используе-
мы.', в настоящее время на лесосечных работах. Предполагается,
что выработка на человеко-смену при использовании машины
«Феллчип», включая транспорт щепы на предприятие, могла бы
составить 25—30 кордов (55—65 л/3), что более чем в 10 раз пре-
вышает существующую выработку’.
Имеются проекты создания экспериментального завода для
испытания и совершенствования оборудования для отделения
коры от щепы, которое могло бы работать на основе нового тех-
нологического способа заготовки древесины, предполагающего
переработку неокоренной древесины на щепу непосредственно
на лесосеке. По мнению специалистов, внедрение новой техноло-
гии могло бы обеспечить эффективное использование маломерной
древесины и лесосечных отходов. Стоимость завода мощностью
- 11 кордов (13 тыс. м3) в сутки при использовании оборудова-
ния с одноярусным расположением вальцов должна составить
долл.; а с многоярусным (при использовании 3 или 6 валь-
1об пыс. долл. Обработка каждого корда (2,55 м3) щепы
ооойтись соответственно в 1,5 и 2,0 долл. Однако с точки
удельных капитальных вложений и эксплуатационных
более экономичным считают предприятие мощностью
г г- -эв '61 тыс. ле) щепы в сутки.
в ции Разработан и запатентован новый способ перера-
, r г 1 ^еРевьев на щепу. Этот способ в основном рассчн-
напш* 1РпСп0Т1Ь30ВаНИе ЛРИ пР0ВеДенин рубок ухода за лесом»
спектирр спч пР°Реживании насаждений. Подсчитано, что в пер-
г . . . инньк рубки в Швеции будут занимат ь всего 60 <».
объема тесочяггт прореживания насаждений достигнут 40% всего
f оьок. Хотя выход деловой древесины при прор
50 тыс.
должна
зрения
затрат
я<1)Ваиии значительно шоке, чем при сплошных .
Нес в будущем около половины всей бах 1
Нет заготовляться именно „рп прореживаний
• Щведскпи способ переработки деревьев г
ччется в применении 31регатной машины —
байка, промежуточной нагнетательно-транспортной«Z «
wpow»x« >»тракторе,» яодв»жного метам
Супсркомбаин рис. 125) состоит из гидроманип
хватным устройством, сучкорезной головки, механи
л нрм •, тем
1ансовой Я’евесины
"а лесосеке заклю-
лесного суперком-
' смон-
?пы.
лятора с за-
зма для окорки
Рис. 125. Лесной суперкомбайн
хлыста, горизонтально
печивающего переработку хлыста
системы для подачи щепы. срезаю111ее хст-миства пршэо-
Маннпулятор /, захва™/ " ,ее устройство -3 претстзвл-.
дятся от гидросистемы. Срез 'ом от гитропилиндра. ( ре-
собой нож силового резания с 1 * положения по аетсч
занпое дерево при сохранении вер ' ‘цкореЗНУЮ головк\ > мс
в последовательно расположенно Скорость '.внж ння хлыста
ханизм окорки 5 и р)Сильный 1» Максимально ь.шсстнмый
при его обработке составляет 61 •
диаметр хлыста составляет f _ г0 ЛИска пастумвг в ш#м-
Полученная тепа из кожуха р *
ло„ Я „ оттуда через mW™ ... 7
Давление в нневмосистеме со^ < сПОрТцыв гнокип hi чип
Трубопровод /О ВВОДИТСЯ ь h ч1ВПСнмо ОТ р.КЗ >янмя
длина которого может изменяг^
-1 II. М. в.»лыцпков
до промежуточной нагнетательно-транспортной установки. д,
этой цели на раме суперкомоайна устанавливается барабан //
на котором намотана плоская .тента, изготовленная из гибкого
синтетического материала (например, нейлон, пропитанный нео-
преном). Ширина плоской ленты равна окружности поперечного
сечения шланга. На продольных кромках ленты имеются приспо-
собления для смыкания кромок (типа молния и друз их). По мере
движения ссперкомбаина лента сматывается с оарабана и сги-
бается. образуя шланг, кромки которого смыкаются. Давление,
создаваемое вентилятором в гибком шланге длиной 45 л/, соста-
вляет 0,56 кГ см'1, расход воздуха 31 м3/мин.
Промежуточная нагнетательно-транспортная станция монти-
руется на тракторе и включает в себя циклон, вентилятор и
шлюзовой питатель. От станции щепа подается по трубопроводу
в подвижной состав (контейнер, полуприцеп и др.). Трубопровод
составляется из элементов легких труб, которые соединены муф-
тами.
Привод суперкомбайна и его передвижение осуществляются
от двигателя мощностью 250 л. с. Расчетная производительность
суперкомбайна составляет 45 л/3 в смену. Обслуживает суперком-
байн один оператор.
В США экспериментальные установки по заготовке щепы
в лесу эксплуатируются фирмой «Краун Целлербах корп» (штат
Орегон) и фирмой «Кимберли—Кларк в Куза Пайнз» (штат Ала-
бама).
Несколько лет назад в эксплуатацию вступила третья уста-
новка фирмы «Уэст веджиниа палп энд пейпер К"» (сокращенно
эствако») в й'олтерсборо (штат Южная Каролина). Установка
смонтирована на прицепе. Для передвижения ее требуются
дизельные двигатели мощностью 430 л. с. В состав установки вхо-
дя- окорочный станок типа «Камбио», рубительная машина с го-
зонтальной подачей типа «Фулгам» с шестью режущими ножами,
ицеп, платформа для подачи бревен в окорочный станок, си-
стема транспортеров.
Для переработки на технологическую щепу маломерной дре-
весины непосредственно в лесу лесопромышленная фирма «Краун
еллер >ах кори» (США) использует самоходный агрегат под
названием «Утилизатор II».
а ' ют из погрузочного устройства для подачи хлы-
и деревьев с кронами, приемного стола подачи и пода-
' • > транспортера, окорочного станка типа «Николсон», веи-
К0РЬ1> сучкорезной машины для обрезки
зр’и и (Уп'Св, руоигельиой машины барабанного типа «Хап-
С,1Ь" и дизельных двигателей. ,1
10() //,t't>'C',pOn3B<UllTC'Ibl,0CTb агрегата за 8'/ составляет
шгц,,1аксил1алы1ая достигает 152 пл. м:> щепы. 11’У3"'
’ ,ll< 1IOBO3;|, специально сконструированного для Р
. riI в комплексе с агрегатом и обсч\
w ' ,6 м.м‘. >«»*.» ОДН1|Ч
“ в настоящее время разрабатывается „ „
.утилизатор 111». который прыназяачаетс' J «Ии»
щепу круглого леса диаметром 25-30 еГ1г"”гЛЧМ<1ет|« «
пован на четырехколесном прицепе. лгР?гат ,ет с,,0НТи_
1 Канадской фирмой «Каргейт Вестмш
создана экспериментальная передвижная oXjS’’ **
остановка для заготовки технологической и еХ ₽ J"T'1 ь :
в лесу [40]. Л11Ы
Эта установка рассчитана на переработку тон
весины. Привод всех ее элементов осуществляется
^^посредственно
ТОШ\|ЛЦ?рН( |i Jpc-
—1 от дизельного
двигателя. В соответствии с
рекомендациями фирмы для
привода установки могут быть
использованы двигатели «Кам-
минз» мощностью 380 л. с.,
«Катерпиллар» мощностью
420 л. с. или двигатель фирмы
«Дженерал моторе» мощно-
стью 475 л. с.
В Палладега (штат Ала-
бама, США) смонтирована
опытная установка (рис. 126)
ДЛЯ производства технологи- рис. 126. Опытная окорС'чн.-рубшельн.т
ческой щепы. На установке уст.пг к.
выполняется всего две техно-
логические операции
щепу
«’
______________________окоривание бревен них перераыька ia
asy. Для установки использованы У''
Камбио» 1, рассчитанный на обработку ор Д . ,,
6 с.,,. „ спиральная .-аш-иа!££
МНМ . Для подачуо^яобычныепдестинадтые11епг за
-X легкими траверсами.
роводнт ^спеРпмеит,\,ка"^.вё
Квебек), причем в к .
,,ше газотурбинный двнгателг
—, и относится к типу ста-
^п.лственно на спланнрован-
Н Г жтаж не занимают много
фирма «Домтар Лтд» (провинция
«Содерхамнс»
тельную машину 2 использу
нить) с закрепленными на них -
На аналогичной установке и
। ___ ________ . _ , __ _____
привода используется описанный в*
Фирма отмечает.
ционарных, т. е. смонтирована
ной поверхности грунта,
времени. В свя;
использования
Щепа типа II—-
образования при резании, хо
Расчетная длина частиц этой г
толщина 7 л/лг. По утверждению
что установка хотя
* • _ —ГА < У ’
-Д L
j, ее демонтаж и М'---_ «зможнехти ДА*
зя "этим опгрываюга wr п,„....
установки в ка’УХ„,|Г„, щепы «Г"™"”""
-р отличается от Д- fK>iee однородны
...„„пел™ Ф«1!М“- ’а
21*
ЛИТЕРАТУрд
Б. В. Подшипники качения
1. Беизельман Р. Д-, Ц ы п к и и
i-L AL Сопротивление материалов. М., Физмаггнз, 1962.
П. Прочность древесины при скалывании вдоль
.................. . Гослесбумиздаг, 1958.
5. Вальщиков Н. М. Многоножевые рубительные машинц.— «Бумаж-
ная промышленность», 1950, № 5.
6. Валь щ и к о в Н. М. Резание древесины в руоительных маши-
нах.— «Бумажная промышленность», 1951, № 2.
7. В а л ь щ и к о в Н. М. Испытание и анализ раооты барабанных руби-
тельных машин. — «Гидролизная и лесохимическая промышленность», 1957, № 8.
Ь Вальщиков Н. М. Испытание барабанной рубительной машины
ДУ-2 ЦНИИМЭ. — «Деревообрабатывающая промышленность», 1962, № 12.
9. Вальщиков И. М., Фадин П. Л. Барабанная рубительная ма-
шина МРП-800. — «Гидролизная и лесохимическая промышленность», 19G4, № 7.
10. В а л ь щ и к о в И. М. Дисковые рубительные машины. М., изд-во
М.—Л., Машгиз, 1960
2. Б е л я е в 1.
3. Б е л я к к и и
волокон. Киев, изд-во АН УССР, Loo.
4 Бершадский А. Л. Резание древесины. М
* * v т » Г \Г_. I л П ЛгГ.ИТП П t
«Лесная промышленность», 1964. X
11. В а л ь щ и к о в Н. М. Спиральные рубительные машины. ЦНИИТЭИ
Леспрома, 1966.
12. В а л ь щ и к о в Н. М. Скоростная киносъемка процесса рубки древе-
сины в дисковых рубительных машинах. — Бумагоделательное машинострое-
ние. Вып. XIV, М.—Л., изд-во «Машиностроение», 1966.
13. В а л ь щ и к о в Н. М. Аналитическое исследование процесса подачи
баланса в дисковых рубительных машинах. — Бумагоделательное машино-
строение. Вып. XV, М.—Л., изд-во «Машиностроение», 1967.
14. Вальщиков Н. М. Вопросы динамики дисковых рубительных
машин с учетом упругости отдельных звеньев. — Бумагоделательное машино-
строение. Вып. Х\ I. М.—Л., изд-во «Машиностроение», 1968.
15. В е й ц В. Л., Д о н д о ш а и с к и й В. К- и Ч и р я е в В. II. Выну-
ждншые коле ания в металлорежущих станках. М.—Л., Машгиз, 1959.
_ 16. Воскресенский С. А. Резание древесины. М., Гослесбумиздаг,
19э5.
. I 4 р я и и о в В. А., Р а т т е л ь К. Н. Вентиляция й. пневматический
ранспорт на заводах первичной обработки лубяных культур. М., Гизлегпром.
ln.„ 1*’ Г/Рса Э. Курс математического анализа. Т. 1. Изд. НК'ГП СССР»
и'даг М’ Меха,,ическая технология дерева. Ч. Ill, М-, 1 оС’
лредири^иях ЛМ.И 11?о™1Г1%1ИЧССК,,Й Гра"СПорт "а зериообрабатвжаюиЩХ
,|ер, раб'лки.Р X Тра"С11орт зеР"а 11
и Древосжай маотГ м' г’ Г|” 1_готовка ДРевесишл для производства целлю.поз«
«I -и зи массы. м_, Гослесбумиздаг, 1902.
321
дровяной древесины cn''гнили «4пъ,л IT ,,СС1ел6гаиие процвеса
iiuui «мЛ . 1,1 1 л'™До । избирать. , , Н]я
Пономарев О П Мемгня
। древесины <ГГ гнили.
рэнспорт на предприятия)
Ростехиздат, 1%2.
> О р л о в с к и и Э
23. Ж и । ко в А. В.,
очистки , ...
I руды В11ИИБ, 1967, № 52
24. Ж итк о в Л В., JI и ц м а н Э П Г
веские способы очистки щепы из хвойной "дровяной
ЦНПИТЭИлеспром, 1968, № 15 Р '
25. К а в а л е р ч и к М. Я. Пневматический
текстильной промышленности. М., Г
26. Кали .1 у и, к и н М. П„ О р л о в с к и ,i ; Э. И с
Пневматический транспорт в строительстве. М, Госстр.>йв шт 1961 ’’
27. К а чел к и и Л. И., Рушиов Н. П., Плотников Ю В
Усыповка по переработке отходов лесозаготовок, лесони, < ия и дров на техно-
ск-10 1ЦСП^ На ^ЯЗе рушильной машины ДУ-2 ЦНИИМЭ. М.. ГосН’НТИ,
28. К а ч е л к и н Л. И., Рушиов Н. 11. и др. Исполкюваиис отхолон
лесозаготовок. М., изд-во «Лесная промышленность. 196.”
29. «Л и ц м а н Э. П. Теоретическое исследование вопрос получения
па барабанной рубительной машине.—«Гидролизная и i >хн'ич -. < 1
мы тленность», I960, № 3.
30. Л о б а е в Б. Н. Расчет воздуховодов. Кн< в, 1 осстройи хат, 1951
31. Луде Ф. Современное состояние производства древесной мас сы из щепы
хвойных пород в дисковых мельницах. —«Da< Papier . 1963, \? Ю л.
32. Лурье Н. А. Целлюлоза и бумага на международном шике. — «1г -
мажная промышленность», 1962, № 12.
33. Малютин В. Н. Производство нейтральное1.'лы|итной цеддюлсмы
из лиственном древесины в Японии, Англии и Италии. — «Бум. -к ая промыш-
ленность», 1962, № 12.
34. Мыртыиенко К- Д. Техническое оборудование гидр инзннх и
сульфитно-спиртовых заводов. М., Гослесбумнздат, 19 >ъ.
35. Моденов П. С. Аналитическая геометрия. И д. МГ'
36. Н е п е н и н Н. Н. Технология целлюлозы. М . Гос.’- н.м.л, 1ЭД&.
37. Непенин Ю. Н. Технология целлюлозы. Т. II I <клссбуо
издат, 1963.
38. Пер
39. Р V ш н о в
ин Л. М. Древесиноведение. М.
_ _ н. И. Исследование образования основных *
логической щепы. Трхды ЦНИИМЭ, 1963, 38.
40. Р у ш н о в Н. П., Г е р _ш к о bjim _ t i 1ОА7
нологическои
Г<»сл»‘ миздат. 1960.
чо-
тонка щепы
— - ч у, ц Нов<Х’в производстве TVX
щепы за рубеж-'/ЦНИИТЭИ зеспрома. 1967.
л и цка я Р. А , К р з е в а Э. В.,
для выр 1ботки целлюлазы. — «Бумажная
.Жданова I А. Пидго-
п-' । । |1 '»НН' " ть .
е
л
ы г
'^Успенский В А. Пневматический ТРа.««Рт. Ч.. Ч.г.;пур.п-
ДаТ> Гч е р н й в с к и й С А. и Д1 Про. ктированке механических передач.
М - яИ и с. Н Пневматический трмь :-1>т деревооврабашмюши«
"₽<АТшПе1ш'55,к в?Vm. &-*ГТ>2 *
1955.
46.
тельной
д. л «г........ ""'rs1;::...7:..........
- I ПрНВОДН'ТГО э Т. .Н.Т”' - I'M! J I .14.
Вып.' V, М.. " 1ШГН1. 1956.
г испытания четырех»юж«оЛ РУ<*7'
_____— .,.«и с яесятииожевой машиной
.16 III \ С Т О В . -
......ii машины и методика выбора
дадательное машиностроение.
17. шустов А 1 Энергетические
нон машины и ср 'и ние е' Иу| \\ . \\ ши кз. 1958.
I о де дательное мапшнострое, ..... но* цеМШММ И» листаИИ
ТЬ», 1962. 5Й 12-
48. Э л и а ш б е
ной древесины. — *Ь
«. <№«P. В»......Г-X ”“”Д
*ЛЗЙЯj^St8T?5RB
1961 № 8; Экспресс-информация Ц . ^anada)>i i960, № 11; — «Paper
1960, № 13; - «PulP «"^XnblaTt fur Papierfabrikation», 1965, № 3; - «1
Jornal», 1960, № il. - *
lad Papieniery*. 1964 „ маши11ы co спиральным расположением н.
51 Реклама. руо1пе.чьгш«<-
Фирма «Содерхамнс Ве^^ееР губительные машины - «Pulp and Pai
52. Реклама Передвижные PJ tab)e wood Chippers Fores try E
SS’fAo’ №9 VS- ' °'"SkC
“ОСТЬ»,
a per»’
«WochenblaH fur Papierfabrikation», 1965, № 3;Т?‘<<рГга(1е
Huipment
Предисловие.................
Глава I. Общие сведения о рубительных машинах и древесине
1. Назначение и классификация рубительных машин
2. Характеристика древесины, применяемой в целлюло>.но-б\
мажном производстве ...............
3. Требования, предъявляемые к технологическом щепе
4. Устройство дисковых рубительных машин и основньн пара-
метры процесса рубки древесины ......
Глава II. Промышленные модели дисковых рубительных машин, ана-
лиз их конструкций и работы ....................
5. Малоножевые рубительные машины . . . .
6. Многоножевые рубительные машины .......
7. Геликоидальные рубительные машины
8. Рубительные машины с горизонтальной подачей (рев» <ны
9. Дисковые рубительные машины с переменной длиной ।
щих ножей........................................
10. Рубительные машины с наклонными и горизонтктььымн
дисками ...........................................
11. Планетарная рубительная машина.................
12. Рубительные машины для отходов лесопиления и деревоибр.
ботки ......................................... •
13. Передвижные рубительные машины
14. Спиральные рубительные машины
15. Анализ конструкций рубительных машин
16. Очистка дровяной древесины от гнили . . .
Глава III. Монтаж и эксплуатация рубительных машин
17 Правила монтажа рубительных машин - .
18. Правила эксплуатации рубительных машин
Глава IV. Вопросы теории, проектирования и расчета тисковых р
бительных машин......................................
19 Основные положения по резанию толстых стружек лрииенн.
2°: баланса в v ‘
сковых рубительных машинах .
21.
92 Скоростнаякиносъемка процесса рубки древе
I r X_________ «ir.iv машинах . - ...
23. Подача баланса в
ревеспны в шскл -
вых рубительных машиншх 6ит(,1ьних млачи81
• а„Ча X ппстооенне геликон шльноЛ поверхносп и
Приближенное д;И .циочки
Геометрический расчет «4
коитальных режущих
26. Факторы, определяют^
27. Онрехлеиие силы и момента резания
би тельных
производи п лъшкть
28. Выбор маховых масс и мощности электродвигателя для при-
вода дисковых рубительных машин...........................
29. Влияние на работу рубительной машины ее основных коп-
стр\ктивных параметров ...................................
30. Конструктивно-кинематические параметры спиральных ру-
оительпых машин...........................................
Г л а в а \ Вентиляционная способность дисковых рубительных машин
31 Экспериментальные исследования по определению параме-
тров воздушного потока в трубопроводах рубительных машин
32 Анализ процесса механического выбрасывания щепы из ко-
жуха рубительной машины в циклоп .........................
33. Выбор конструктивных размеров детален и аппаратов, обес-
печивающих верхний выброс щены в дисковых рубительных
машинах ..................................................
Глава VI. Расчет на прочность основных деталей рубительных машин
34. Вал рубительной машины................................
35. Выбор подшипников для опоры вала рубительной машины
3G. Напряжения в материале ножевого диска .................
37. Крепление режущих ножей...............................
38. Крепление лопаток к ободу диска ......................
Гл а ва VII. Вопросы динамики дисковых рубительных машин с уче-
том упругости отдельных звеньев....................................
39. Определение собственных частот колебаний вала дисковой
рубительной машины.........................................
40. Определение собственных частот крутильных колебаний си-
стемы .....................................................
Глава VIII. Барабанные рубительные машины..........................
41. Барабанные рубительные машины обычного типа.............
42. Анализ технологических, энергетических и конструктивных
особенностей барабанных рубительных машин обычного типа
43. Некоторые вопросы теории и расчета барабанных, руби-
тельных машин обычного типа ...............................
44. Методика расчета барабанных рубительных машин обычного
типа........................................................
45. Новые барабанные машины ................................
Г лава IX Новые направления в производстве технологической щепы
за границей .......................................................
46. Специализированные предприятия по производству техноло-
гической щепы..............................................
47. Новая технология и оборудование для заготовки щепы в лесу
Литература ....................... ................................
178
194
198
206
219
227
237
250
252
255
256
258
268
278
279
295
300
306
311
317
320
324