Расчет мощности привода рубильной машины

4.1Мощность привода ножевого барабана определяется по формуле

, кВт                                                                               (7)

где P_U-удельная сила резания, H/мм;

b_CP -средняя условная ширина резания плотной древесины; мм

определяется по формуле:

, мм,                                                                                  (8)

где b- ширина приемного окна (патрона) рубильной машины, мм;

h_CP-средняя толщина слоя отходов древесины в обжатом состоянии, мм;

К_П - коэффициент полнодревесности подаваемого слоя отходов древесины в обжатом состоянии; для сучьев диаметром 20 мм К_П=0,266; для сучьев диаметром 60 мм К_П=0,316;

L- расстояние между режущими кромками ножей по окружности резания, мм.

мм,                                                                                                   (9)

где R- средний радиус резания, мм;

z- количество режущих ножей. 

 мм;

 мм.

 

v_П – скорость подачи сырья,м/c;

 η-кпд привода,

,

4.2Мощность привода механизма подачи определяется по формуле

,кВт,                                                                                        (10)

где η-кпд привода,

Q – суммарное усилие подачи перерабатываемого материала

Q=Q₁+Q_2,                                                                                                                                                                       (11)

где Q₁-усилие, необходимое для преодоления сил резания и отжима

Q₁=Р_и+f∙Р_н                                                                                                                                                                    (12)

Р_и-составляющая действующих сил совпадающих снаправлением подачи

Р_н- составляющая нормальная к направлению подачи

,                (13)

где P_t-касательная сила (сила резания) определяется по удельной силе резания

,                                                                                                    (14)

где b-ширина приемного окна рубильной машины мм;

К_П-коэффициент полнодревесности сечения слоя сучьев;

 Н;

α₁- дополнительный угол

, град                                                                                            (15)

где -высота точки приложения силы резания относительно оси вращения ножевого барабана

R-радиус окружности резания;

 C_ρ-коэффициент характеризующий отношение радиальной и касательной сил (C_ρ=P_r/P_t), зависящий от степени затупления ножей; для нормальных условий работы C_ρ=0,1-0,3; при сильно затупленных ножах C_ρ=1;

φ_H-угол наклона линии режущих кромок ножей к направлению подачи материала

 H

                  Рисунок 2-Расчетная схема сил, действующих на перерабатываемый материал

 

Q₂-силы трения возникающие от собственного веса слоя древесины и внешних сил прижима

Q₂= ,                                                                           (16)

где G-сила тяжести от массы верхнего подающего вальца вместе с подвижными элементами привода

G-сила тяжести от массы перерабатываемой древесины

К_ш -коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления вращению вальцов за счет взаимодействия захватных шипов и гребенок (K_Ш=1,2-1,8);

μ- коэффициент трения в шарикоподшипниках

С- коэффициент трения второго рода

d-диаметр подшипника вальца

D_В- диаметр подающего вальца

H.

Q=17260+90=17350 H.

 кВт

4.3Мощность привода, расходуемая на выброс щепы из рубильной машины определяется по формуле

 

,

где П- производительность рубильной машины,м³/ч;

    γ_щ – плотность щепы,кг/м³ γ_щ=800;

    g- ускорение свободного падения, м/с² g=9,8;

   H_Щ – высота подъема щепы, м Н_Щ=2,5;

   L_Щ – длина щепопровода, м      L_Щ=2 м;

   f_щ- коэффициент трения щепы о поверхность щепопровода,   f_щ=0,3-0,6. 

=0,8 кВт.

Номинальная мощность (N) двигателя для привода ножевого барабана, привода механизма подачи рубильной машины и выброса щепы определяется по формуле:

, кВт,                                                                                  (17)

где N_P –мощность двигателя необходимая для привода ножевого барабана, кВт;

N_П- мощность двигателя необходимая для привода механизма подачи, кВт;

N_В- мощность двигателя на выброс щепы, кВт

N=96,3+41,2+0,8=138,3 кВт

 

 5 Проверка рубильной машины на производительность

После определения мощности привода рубильной машины, в процессе которого принимают конкретные параметры (скорость вращениябарабана, количество ножей, длина щепы и т. п.), выполняют контрольный расчет ее производительности.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации рубильной машины ее производительность может варьировать в значительных пределах. Производительность барабанной рубильной машины зависит от вида, размерной характеристики и состояния перерабатываемого сырья. Кроме того, она определяется целым рядом организационно-технических условий работы машины, которые характеризуются коэффициентами использования машинного и рабочего времени.

Часовую производительность рубильной машины определяют по формуле:

, м³/ч,                                                         (18)

где b-ширина приемного окна механизма подачи,мм;

h- высота приемного окна механизма подачи,мм;

К_О -  коэффициент использования приемного окна, К_О =0,3-0,7;

К_П - коэффициент полнодревесности сечения перерабатываемого сырья в обжатом состоянии; для сучьев и ветвей К_П=0,2-0,3; для реек и горбылей К_П= 0,3-0,5;для вершин и маломерного кругляка К_П= 0,4-0,5;

К_М - коэффициент использования машинного времени, К_М =0,7-0,8;

К_М- коэффициент использования рабочего времени, К_Р=0,8-0,9;

м³/ч.

v_п –максимально возможная скорость подачи измельчаемого лесоматериала находится в зависимости от частоты вращения барабана,м/c;

, м/с,                                                                                               (19)

где -длина щепы, мм;

n-частота вращения барабана,мин^-1;

z-количество ножей.

         м/с