Станок круглопильный ЦКБ-40

Понятие «оптимизированный раскрой» включает достижение следующих результатов:минимизации отходов при раскрое досок на фиксированную длину;оптимального ценового выхода при условии задания цены на заготовки определенного качества;оптимального качества заготовок путем сравнения разных планов раскроя для досок разного качества;оптимального числа заготовок нужной длины;учета последующего сращивания отрезков по длине.У всех автоматических торцовок нижнее расположение пилы. Установки с оптимизирующей системой раскроя окупаются самостоятельно за счет лучшего использования древесины, сокращения объема отходов и уменьшения обслуживающего персонала. Производительность подобного оборудования составляет от 2 до 20 тыс. погонных м в смену. Распознавание пороков древесины в линиях выполняется по маркировке специальным мелом, по лазерной разметке или с помощью сканера. За доли секунды определяются места торцовки с обеспечением минимальных отходов, максимального выхода продукта и соблюдением других заранее выбранных критериев.В данном случае нужно говорить именно о линиях оптимизированного раскроя пиломатериалов, в которых главным звеном является автоматический торцовочный станок. В России такое оборудование выпускает фирма «Бакаут» из Великого Новгорода (рисунок 14).Рисунок 14 – Автоматическая линия торцовки «Оптима 5» (производитель – фирма «Бакаут», Великий Новгород)Из импортных станков в России наиболее распространены линии автоматической торцовки немецких фирм Dimter (группа Weinig), SMB-OesterleMaschinenbau, а также итальянских Bottene, CemilItalia, Cursal.При работе на этих станках оператор делает метки флюоресцентным карандашом, затем при подаче доски определяется ее длина и фиксируются расстояния между метками. После этого компьютер в соответствии с заложенной в него программой дает команды исполнительным механизмам. Скорость подачи может составлять до 180 м/мин., что обеспечивает производительность до 75 м3 пиломатериалов в смену. В некоторых станках допускается разнотолщинность пиломатериалов в пределах 6-10 мм.2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ2.1 Расчет сил и мощности резанияПри расчете характеристик станка используем данные о типоразмерах заготовки из задания на курсовой проект (рисунок 15).Рисунок 15 – Данные задания на курсовой проектРасчетный минимальный диаметр пилы рассчитываем по формуле:=2(35+125/2+5+3) = 141 мм,где: Н = 40 мм – высота заготовки;a1 – зазор между зажимным фланцем и деталью, a1 =5 мм;a2 – выступ пилы из пропила, a2 = 2…3 мм.rФ – радиус зажимных фланцев, .Согласно [1], для круглых пил диаметром от 360 до 500 мм, мм. Диаметр пилы принимаем согласно прототипу - 400 мм. Обозначение пилы: 0189-0191.Параметры пилы: D = 400 мм; d = 50 мм; В = 2,0 мм; Z = 48; развод зубьев b1 = 0,5 мм.Тогда Впр = 2 + 1 = 3 мм – ширина пропила.Высота стола над центром пилы:мм.Угол выхода зубьев пилы:.Угол входа зубьев пилы.Предельная скорость подачи: м/мин.где: n – частота вращения рабочего органа инструмента (пилы).Принимаем подачу на зуб равной 0,1 мм, чтобы получить оптимальные параметры резания. об/мин.Кинематический угол встречи:.Толщина стружки: мм.Фиктивная сила трения: Н/м.Касательное давление стружки на переднюю грань зуба:м/с (при V≥50 м/с)МПагде: – угол резания, град.Средняя толщина срезаемого слоя: мм.Длина дуги контакта:мм.Окружной шаг зубьев пилы:мм.Затупление резца:Начальная острота при пилении мкм, тогда приращение затупления резца за время между переточками Т=200 мин.: мкм.Тогда на переточку пила будет направлена с радиусом закругления зубьев: мкм.Обобщенный коэффициент затупления:Средняя касательная сила:, Нгде: мм; Н/мм2. Н.Мощность на резание без учета КПД: кВт.Сила резания по задней грани: Н.Сила резания по передней грани: Н.Радиальная сила резания: Н.При этом алгебраическая сумма вертикальных проекций сил составит силу , нормальную к подаче:Н;Н.2.2 Прогнозирование качества обработкиПри распиловке пиловочного сырья весь объем древесины распределяется по видам продукции, отходов и потерь. Это распределение представлено в таблице.Таблица 2 – Распределение баланса сырья№Наименование статей расхода сырьяВыход%м31Пиломатериалы60,56052Кусковые отходы23,52353Опилки8,0804Усушка и распил8,080Итого1001000На рисунке 16 приведена схема поперечного пиления материала. Спрогнозируем качество его обработки.Ожидаемая глубина неровностей на поверхности распила для заданных условий обработки может быть рассчитана по эмпирической формуле:где si – размер неровностей, 2 мм;ρ – плотность древесины, г/см3;Rmax = 130 . 2/0,68 = 0,38 г/см3.Рисунок 16 – Общая схема поперечного пиления:А – вид сбоку пилы; б – вид с торца пилы;1 – пила; 2 – заготовка; 3 – опилки; 4 – вершина зуба; 5 – режущая кромка зуба пилы торцовочного станка2.3 Расчет скорости подачи Применительно к данному гидроприводу давление P1 в поршневой полости определяется по формуле:P1 = PH – ΔPзол – ΔPФ – ΔP1;а давление P2 в штоковой полостиP2 = ΔPдр + ΔP2 + ΔPпр + ΔPзолгде PH - давление развиваемое насосом, МПа;ΔPзол - перепады давлений на гидрораспределителе, МПа;P1 и P2 - перепады давлений в трубопроводах l1 и l2, МПа;ΔPдр - перепад давления на дросселе, МПа;ΔPФ - перепад давления на фильтре, МПа;ΔPпр – перепад давления в предохранительном клапане, МПа.Применительно к данному гидроприводу перепады давлений на золотнике, дросселе и фильтре примем следующим образомΔPзол = 0,2 МПа;ΔPдр = 0,3 МПа;ΔPФ= 0,1 МПа;ΔPпр= 0,15 МПа;Так как перепады давлений в трубах на первой стадии расчета определить нельзя, то примем предварительно ΔP1 = ΔP2 = 0,2 МПа.P1 = 1,6 – 0,1 – 0,2– 0,2=1,1 МПа;P2 = 0,3 + 0,2 + 0,15 + 0,2=0,85 МПа.Вычислив η0, определяется рабочий объем q, и по нему подбираем насос. После этого уточнятся расход жидкости, сбрасываемый через предохранительный клапан в приемный бакΔQПК = qnη0 – z(QЦ1 + ΔQЦ) –ΔQ зол.ΔQПК = 0.016·950·0.76 – 1·(9.6 + 0.02) –0.04=2 л/мин.Скорость  резания по паспорту, v, составляет 60 м/с. Определяем скорость подачи U по формуле: U=Uz•n∙Z/1000 где Uz- подача на один зуб в мм. Принимаем по [4] Uz=0,8 мм/зубn- число оборотов пилы в минуту. Принимаем по паспорту n=60об/мин      Полученные значения подставляем в формулу:U=1•1000•60/1000=60 м/минОпределяем мощность резания Pz ,кВт, по формуле: Pz=k•b•h•u/60•102ηгде b-ширина срезаемого слоя древесины в мм. По паспорту принимаем b= 4мм .h-суммарная высота срезаемого слоя древесины в мм. По паспорту принимаем h=150мм.U - скорость подачи, м/мин;η - коэффициент полезного действия механизма резания. Принимаемη =0,8Полученные значения подставляем в формулу: Pz=1,05•4•150•60/60•102 =6,3 кВт2.4 Расчет максимального давления на гидроцилиндреТак как прижим заготовки осуществляется при помощи гидравлических прижимов, то необходимо определить силу, с которой прижимы должны давить на заготовку.Сила, с которой необходимо прижать заготовку определяется:,где - коэффициент запаса, ; - коэффициент трения заготовки по столу, ; Н;Общая сила тяги определяется по формуле: Н.S=0,01м2 – активная площадь прижима гидроцилиндра (из конструкции прижимного элемента);Давление прижима определяется по формуле: Па.Исходя из этого мощность требуемая для подачи РП, Вт:где VS – максимальная (осевая) скорость движения подачи, м/мин.2.5Расчёт производительности станкаПроизводительность станка выражается формулами, шт/см:для станков проходного типа:где Vs – скорость подачи, м/мин;Т – длительность рабочей смены, мин;iо – число одновременно обрабатываемых деталей;iр – число проходов для полной обработки деталей;L – длина детали, м;Ko, Ki – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно;шт/сменуЗАКЛЮЧЕНИЕДля производства изделий из древесины необходим материал в виде досок, листов фанеры и древесных плит, требуется предварительно сделать заготовки. Эту технологическую операцию выполняют на круглопильных станках. Главными параметрами является небольшая ширина и наибольшая длина распиливаемого материала. Эти размеры определяют габаритные размеры станка и расстояние между опорными элементами.По расположению пилы относительно распиливаемого материала различают станки для поперечного, продольного и смешанного раскроя.На круглопильных станках для поперечного раскроя производят торцевание досок и брусковых заготовок. Станки бывают одна или многопильные. На многопильных станках можно выпиливать одновременно несколько пробных заготовок. В одних конструкциях станков заготовку подают на пилу, в других - наоборот.На круглопильных станках для продольного раскроя осуществляют продольный раскрой пиломатериалов и заготовок. Выпиловка из одной широкой заготовки за один проход одновременно несколько брусков или реек, выполняется на многопильных станках. Пильные валы этих станков могут иметь две, три, пять и более пил.В данном курсовом проекте проведен расчет торцовочного деревообрабатывающего станка модели ЦКБ40-01.Проведены расчеты механизма резания, подачи. Рассчитаны силы и мощности механизма резания, выбран двигатель привода резания. Посчитаны качество и обработки детали и производительность станка.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫАльбом деревообрабатывающего оборудования, часть 1-4.Глебов И. Т. Дереворежущий инструмент. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2001. – 197 с.Глебов И. Т. Резание древесины. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2001. – 151 с.Глебов И. Т., Новоселов В. Г., Швамм Л. Г. Справочник по резанию древесины. – Екатеринбург: УГЛТА, 1999. – 190 с.Дереворежущие инструменты. Грубе А.Э. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: «Лесная промышленность»,1971. – 344 с.Красиков А.С. Оборудование отрасли. –Екатеринбург: УГЛТУ, 2013. – 44 с.Маковский Н.В., Проектирование деревообрабатывающих ма-шин: Учебник для вузов. - М.: Лесн. рром-сть, 1982. – 304 с.Оборудование отрасли: учебник / В.В. Амалицкий, Вит. В. Амалицкий. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. – 584 с.Суханов В.Г., Кишенков В.В. Резание древесины и дереворежущий инструмент. Учебное пособие для студентов специальностей 170400 и 260200. – М.:МГУЛ, 2002. – 168 с.