nmax=2800 100 0,97 220 19 19 19 17 19/145 200 50 47 47 38 32=33,99 хв-1

VSKmin=10 80 6,95/1000=5,56 м/хв

VSKmax=10 80 33,99/1000=27,19 м/хв

4.3.2.Швидкість подачі по потужності двигуна різання:

Vs.p.A[Nд.р.м.р./aпопр.bm]/hx(n-z)k

де, A=1,5 108, =1,67, x=2,1, k=0,67,

Nд.р.—потужність двигуна різання, кВт

b—ширина пропилу, мм

m—число пил, шт

h—висота пропилу, мм

n—частота обертання пили, хв-1

z—число зубів пили, шт

м.р—ККД механізму різання,

aпопр.—поправочний коефіцієнт на задані умови,

м.р= 2під.

де, під.—ККД підшипника,

м.р=(0,99)2=0,98

апопр.=апааwааhаv

де, ап.—поправочний коефіцієнт на породу деревини, 1,4

а.—поправочний коефіцієнт на затуплення різців, 1,5

аw.—поправочний коефіцієнт на вологість деревини, 1

а.—поправочний коефіцієнт на кут різання, 0,88

аv.—поправочний коефіцієнт на швидкість різання, 0,98

аh.—поправочний коефіцієнт на глибину оброблення,

за табл. при h=20, аh.=0,84; h=40, аh.=0,95; h=60, аh.=1,03; h=80, аh.=1,11; h=100, аh.=1,11;

апопр.1=1,4 1,5 1 0,88 0,84 0,98=1,52

апопр.2=1,4 1,5 1 0,88 0,95 0,98=1,72

апопр.3=1,4 1,5 1 0,88 1,03 0,98=1,84

апопр.4=1,4 1,5 1 0,88 1,11 0,98=2,01= апопр.5

Vs.p.11,5 108[10 0,98/1,52 3,4 1]1,67/202,1 (2940-48)0,67=282,8 м/хв

Vs.p2.1,5 108[10 0,98/1,72 3,4 1]1,67/402,1 (2940-48)0,67=53,66 м/хв

Vs.p.31,5 108[10 0,98/1,87 3,4 1]1,67/602,1 (2940-48)0,67=19,9 м/хв

Vs.p.41,5 108[10 0,98/2,01 3,4 1]1,67/802,1 (2940-48)0,67=9,65 м/хв

Vs.p.51,5 108[10 0,98/2,01 3,4 1]1,67/1002,1 (2940-48)0,67=6,00 м/хв

4.3.3Швидкість подачі по ємності міжзубних впадин:

VSR=Fsnz/1000h, м/хв

де, -- коефіцієнт напруженості впадин, (2...3)

n—частота обертання валу, хв-1

z—число зубів пили, шт

h—висота пропилу, мм

Fs—площа міжзубних впадин, мм2

Fs=tзhз/2, мм2

де, tз, hз—відповідно крок і висота зуба, мм

tз=D/z, мм

де, D—діаметр пили, мм

tз=3,14 400/48=26 мм

hз=(0,45...0,5)tз,мм

hз=(0,45...0,5) 26=11,7...13мм

приймаємо hз=13мм

Fs=26 13/2=169 мм2

VSR1=169 2940 48/1000 20 3=397,49 м/хв

VSR2=169 2940 48/1000 40 3=198,74 м/хв

VSR3=169 2940 48/1000 60 3=132,5 м/хв

VSR4=169 2940 48/1000 80 3=99,37 м/хв

VSR5=169 2940 48/1000 100 3=79,5 м/хв

4.3.4.Швидкість подачі по шорсткості обробленої поверхні:

VSRm=Szтnz/1000, м/хв

де, Szт—табличне значення подачі на зуб, (0,3 при Rm=320)

VSRm=0,3 2940 48/1000=42,34 м/хв

4.3.5.Швидкість подачі по завантаженню пили:

VSзав.=60cL/1000to, м/хв

де, с—коефіцієнт запасу часу, 0,8

L—довжина заготовки, мм

to—час на завантаження, с

VSзав.=60 0,8 4000/1000 5=38,4 м/хв

4.4.Побудова і аналіз суміщених графіків швидкостей:

1.Швидкість подачі по кінематиці:

VSKmin=5,56 м/хв

VSKmax=27,19 м/хв

2.Швидкість подачі по потужності двигуна на різання і площі міжзубних впадин:

Висота пропилу,

мм | Швидкість подачі

Vs.p. | VSR

20 | 282,8 | 397,49

40 | 53,66 | 198,74

60 | 19,9 | 132,5

80 | 9,65 | 99,37

100 | 6 | 79,5

3.Швидкість подачі по шорсткості обробленої поверхні:

VSRm=42,34 м/хв

4.Швидкість подачі по часу завантаження машини:

VSзав.=38,4 м/хв

Аналіз суміщених графіків.

Верстат може працювати в межах 8...40 м/хв. На мінімальних швидкостях розпилюються заготовки максимальних товщин, а процес різання проходить в нелегких умовах. Як видно із графіка заготовки товщиною більше 50 мм не можуть розпилюватись на максимальній кінематичній швидкості, через те, що по потужності двигуна на різання він буде перевантажений. Двигун буде перевантажений і при тривалому розпилюванні заготовок товщиною 90 і 100 мм.

На максимальній швидкості подачі можуть розпилюватись заготовки товщиною до 50 мм. Швидкість подачі по завантаження верстату не може бути більшою як 38,4 м/хв, що обмежує повне використання верстата і приводить до зниження його продуктивності.

Швидкість подачі по ємності міжзубих впадин не лімітує роботу верстата, крива, що характеризує цю швидкість знаходиться досить високо по відношенню до інших швидкостей подачі.

Швидкість подачі по шорсткості обробленої поверхні, також не лімітує роботу верстата, тому що по розрахункам вона рівна VSRm=42,34 м/хв.

На основі проведеного аналізу можна зробити такі висновки:

Найбільш продуктивною буде робота верстата при розпилюванні заготовок до 50 мм на максимальній конструктивній швидкості подачі.

З метою використання всього діапазону кінематичних швидкостей необхідно механізувати завантаження верстата.

Розробити заходи по збільшенню технологічних можливостей обробки заготовок більших товщин (в межах технічної характеристики) на максимально високих швидкостях подачі, виходячи із потужності двигуна різання.

Оптимальними на даних вихідних умовах можна вважати

швидкість подачі—27,19 м/хв;

товщина заготовки—52 мм.

4.5.Силові розрахунки.

4.5.1.Розрахунок сили і потужності різання:

Середня колова дотична сила різання:

P=Kтапопр.bhiVs/60Vr, H

де, Kт—табличне значення питомої сили різання, Н/мм2

і—кількість пил, які працюють від одного приводу, шт

апопр.=апааwааhаv

апопр.=1,4 1,5 0,9 0,88 1 1,02=1,70

Sz=1000Vs/nz, мм

Sz=1000 27,19/2940 48=0,19 мм

За таблицею при Sz=0,19 мм, Kт=71 Дж/см3

P=71 1,7 3,4 50 1 27,19/60 50=185,97 Н

Потужність різання:

N=PVr/1000, кВт

N=185,97 50/1000=9,3 кВт

4.5.2.Розрахунок опору подачі і тягових зусиль органів подачі:

S=Fгор.+2Q(f2d+2C)/D+2Qf4+(q+G+3Q-Fверт.)f1, Н

де, D—діаметр подаючого вальця, мм

d—діаметр цапфи, мм

f1—коефіцієнт тертя між матеріалом і столом,

f2—коефіцієнт тертя в цапфі,

f3—коефіцієнт щеплення гладкого подаючого вальця з деревиною,

f4—коефіцієнт тертя між матеріалом і притискним супортом,

Fгор.—горизонтальна складова сили різання, Н

Fгор.=Р(cos+msin), H

де, -- кут контакту, град.

m—перехідний коефіцієнт від дотичної сили різання до нормальної,

=arccos(1-2h/d), град

=arccos(1-2 50/400)=41,41

Fгор.=185,97(cos41,41+0,25sin41,41)=170,23 H

Fверт.—вертикальна складова сили різання, Н

Fверт.=P(sin-mcos), H

Fверт.=185,97(sin41,41-0.25cos41,41)=88,13 H

G—маса заготовки, Н

G=Vзгп, Н

де, Vзг—об’єм заготовки, м3

п—питома вага заготовки, Н/м3

за таблицею для бука приймаємо п=6450 Н/м3

Vзг=lhb, м3

Vзг=0,05 3 0,5=0,075 м3

G=0,075 6450=483,75 Н

с—коефіцієнт тертя кочення,

q—вага верхньої вітки гусениці, Н

q=qлі, Н

де, qл—вага однієї вітки, Н

і—кількість віток, шт

q=30 12=360 Н

S=170,23+2Q(0,1 4+2 0.26)/10+2 0,26Q+(360+483,75+3Q-88,13) 0,4, H

S=472,48+2Q, H

T=(G+3Q- Fверт.)f3, H

T=(483,75+3Q-88,13) 0,4, H

T=158,25+1,2Q, H

Оскільки T1,5S, то

158,25+1,2Q1,5(472,48+2Q)

-1,8Q550,47

|Q|305,82

S=472,48+2 305,82=139,16 H

T=158,25+1,2 305,82=208,73 H

4.5.3.Розрахунок потужності двигунів на різання і подачу:

Потужність двигуна на подачу

Рп=ТVs/60 1000, кВт

де, Т—тягові зусилля органів подачі, Н

-- ККД механізму подачі,

Рп=208,73 27,19/60 1000 0,98=0,1 кВт

Потужність двигуна механізму різання

РДР=N/1000, кВт

РДР=9,3/1000 0,98=9,5 кВт

4.6.Пропозиції по інтенсифікації машини.

Після дослідження швидкостей різання і подачі, аналізу графіків, розрахунку сили і потужності різання можна прийняти такі заходи по інтенсифікації машини:

-для збільшення оптимальної швидкості подачі по шорсткості обробленої поверхні прийня замість пили з розведеними зубами пилу із плющеними зубами, тоді:

VSRm=0,43 2940 48/1000=60,68 м/хв

-для збільшення максимальної швидкості подачі по кінематиці машини, і тим самим підвищення продуктивності верстату призначаєм діаметр вадучого шківа 145мм, чим ми збільшимо частоту обертання привідної зірочки:

VSKmax=10 80 49,29/1000=39,43 м/хв

4.7.Розрахунок продуктивності машини до і після заходів по інтенсифікації:

П=ТVs