И продольного раскроя лесоматериалов

При продольной распиловке круглых лесоматериалов на доски, брусья и другие сортименты широко используют вертикальные и горизонтальные лесопильные рамы, ленточнопильные станки, фрезерно-пильные агрегатные установки, фрезерно-обрезные станки для выработки обрезных пиломатериалов (доски, бруски и т.д.), обрезные станки.

Мощность главного привода (кВт) лесопильной рамы определяется по формуле

Р_U = К · b · Σ H · Δ · n / 6 · 10⁶ · η_П , (8.49)

где К – удельное сопротивление резанию, Н / мм²;

b – ширина пропила, мм;

Н – суммарная высота пропила всего постава, мм;

Δ – посылка (подача) на один оборот коренного вала рамы, мм;

n – частота вращения коренного вала, мин^-1;

η_П – КПД передачи (приложение Е).

Мощность двигателя выбирается с учётом режима работы.

Мощность электропривода (кВт) поперечной дисковой пилой определяется по формуле

P = 10 ⁶ ∙ k_К ∙ b ∙ h ∙ υ / 102 ∙ η,(8.50)

где b – толщина пилы, м: b = (от 0,005 до 0,0033) D: стандарт определяет
следующие величины толщины круглых плоских пил – 1,0; 1,2; 1,4;
1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0 мм;

h - длина пропила (средний диаметр бревна), м ;

k_К - коэффициент крепости древесины: для сосны и ели k_К = 12, для берёзы k_К = 15, для твёрдых пород k_К = 25;

υ – скорость подачи пилы, м/с (обычно от 0,2 до 0,6 м/с);

D – диаметр пилы, м (диаметр пилы зависит от вида и размеров
раскраиваемого материала: для раскроя брёвен применяются пилы
с диаметром от 0,7 до 1,5 м: для раскроя брусков, досок – от 0,2 до
0,6 м). Стандартные диаметры круглых плоских пил - 125; 160;
200; 250; 315; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000;
1250 мм;

η – КПД механизма передачи (приложение Е).

Для продольного раскроя пиломатериалов наиболее широко применяются круглопильные станки с механизированной подачей. По назначению они делятся на обрезные, ребровые (делительные), реечные и прирезные.

Для пиления кромок у необрезных досок и раскроя их по ширине применяют обрезные станки двух- и многопильные.

Для распиловки толстых досок, горбылей и брусьев на тонкие доски применяют ребровые станки.

Раскрой пиломатериалов на толщине и обрезка одной кромки у необрезных досок по линейке выполняется на реечных станках.

Скорость подачи материала на обрезных станках в зависимости от модели составляет от 15 до 150 м/мин, на ребровых станках до 250 м/мин, на реечных станках до 80 м/мин, на прирезных станках – от 6 до 50 м/мин.

Для многопильного станка потребная мощность (кВт) определяется по формуле

P_М.П. = m ∙ P ∙ k_Н + P_ТР , (8.51)

где P_ТР - мощность трогания: P_ТР = (от 3 до 5) кВт;

m – число пил;

P - мощность, рассчитываемая по формуле (8.50);

k_н. – коэффициент неодновременности работы пил: k_н ≈ 0,95.

Рекомендуемый двигатель для привода поперечной пилы и круглопильных станков - асинхронный, с короткозамкнутым ротором.

Для продольного деления круглых сортиментов, брусков, реек и т.п. используются ленточнопильные станки трёх типов: бревнопильные, делительные и столярные.

Приводной механизм резания данных станков состоит из двух шкивов, несущих пильную ленту. Один шкив является ведущим и связан клиноремённой передачей с двигателем.

Делительные станки используют для продольного раскроя толстых брусьев и досок толщиной до 400 мм. Скорость пильной ленты у данных станков достигает до 50 м/с, скорость подачи регулируется от 5 до 40 м/мин.

Шпалорезные станки применяют для выпиливания шпал широкой и узкой колеи. Круглопильные шпалорезные станки выпускаются с тележкой, на которой перемещается бревно, и с перемещающимся пильным механизмом.

Мощность двигателя (кВт) шпалорезного станка определяют по формуле

Р = 1,1 · К_Ш · b · h · U · q / 1000 · η , (8.52)

где К_Ш – удельное сопротивление резанию, Н / мм²;

b – ширина пропила, мм;

h – высота пропила, мм;

U – скорость подачи, м / с (обычно от 0,2 до 0,5 м/с) ;

q – число пил, одновременно участвующих в пилении;

η – КПД передачи (приложение Е).

Величина коэффициента К_Ш зависит от подачи на зуб пилы U_З и для древесины сосны составляет

U_З , мм ……………….. 1,0 0,7 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

К_Ш, Н/мм² ………….… 33,3 37,3 38,3 40,2 44,4 54,4 78,5

Для производства древесной щепы применяются дробильные установки, перерабатывающие отходы лесозаготовительного и лесопильного производства. Различают рубительные машины по конструктивным схемам – дисковые и барабанные.

Мощность (кВт) на валу рубительной машины для производства щепы определяется по формуле

P = M_С ∙ n / 9550,(8.53)

где M_С – статический момент нагрузки, Н ∙ м;

M_С = M_СХ + ( M_{С. НОМ} – M_СХ ) ∙ (n / n_ном.) ^Р + x · d ² · z ∙ 100 ,(8.54)

где M_СХ – момент холостого хода (момент сил трения в кинематических звеньях машины, Н ∙ м;

M_С.НОМ – момент на валу машины при номинальной частоте
вращения n_ном, Н ∙ м ;

d - диаметр бревна, м;

z – число ножей на диске;

x – опытный коэффициент, определяемый конструкцией машины и

свойствами древесины: в среднем x = 15,5 Н / м.

Значения М_СХ , М_С.НОМ , n , р можно принять по таблице 8.4.

Кроме расчётных формул (8.53, 8.54) для определения мощности главного привода рубительной машины, имеется формула для определения мощности привода с учётом величины угла установки ножа

Р = К_Щ · d² · z · n / 8000 · η_П · cos α₁ cos α₂ , (8.55)

где К_Щ – удельное сопротивление резанию при дроблении древесины в
щепу: значение удельного сопротивления резанию при
дроблении является функцией угла α₁, т.е. К_Щ = ƒ(α₁⁰), Н/м²;

d - диаметр бревна, м;

z – число ножей на диске;

n – частота вращения диска (барабана) мин^-1;

α₁ – угол встречи древесины с осью вращения диска или барабана
рубительной машины, градус;

α₂ – угол наклона ножа (принимается равным от 0,785 до 0,87 радиан
(1 радиан = 57⁰ 17′ 45″)).

При α₁ = 0⁰ - К_Щ = 125, α₁⁰ = 20⁰ - К_Щ = 115, α₁⁰ = 40⁰ К_Щ = 75, α₁⁰ = 60⁰ - К_Щ = 30 Н/м².

Привод рубительной машины – двухдвигательный: главный привод – от синхронного двигателя или асинхронного двигателя с фазным ротором, что предпочтительнее в связи с ударным характером нагрузки и тяжёлыми условиями пуска; привод подачи сырья – от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Таблица 8.4 – Значения М_сх , М_{с ном} , n , р

Диаметр диска, мм	Число ножей	Количество бил (лопаток)	n, мин –1	Мсх, Н ∙ м	Мс ном, Н ∙ м	p
		-		28,4 39,2 40,2 240,0	86,3 158,0 435,0 364,0	3,0 2,6 2,5 3,0

Окорочные станки. Данный вид станков предназначен для удаления наружного слоя, состоящего из коры, луба и камбия со ствола бревна.

В основном различают два вида окорки: грубую, при которой снимают пробковый слой коры, и чистую – удаление коры, лубяного слоя, а иногда и камбия.

Таблица 8.5 – Мощность электродвигателя главного привода в зависимости
от основных характеристик рубительной машины

Количество ножей, z	Диаметр диска, мм	n, мин -1	Максимальные размеры баланса	Мощность, кВт
диаметр, мм	длина, м
				6,5

Окорочные станки по способу удаления коры с лесоматериалов различают: ножевые (дисковые и фрезерные), работающие по принципу резания; фрикционные (окорочные барабаны), удаляющие кору по камбиальному слою трением чураков (брёвен) друг от друга, и гидравлические, удаляющие кору струёй воды.

Мощность (кВт) электропривода окорочного станка ножевого типа определяется по формуле

Р = К₀ · π · d · h· U / 1000 · 60 · η_П , (8.56)

где К₀ – удельное сопротивление резанию при окорке древесины, Н/мм²
(летом К₀ = от 10 до 12, зимой К₀ = от 15 до 20);

d – диаметр окариваемого барабана, мм;

h – толщина снимаемой коры, мм;

U – скорость подачи бревна, м/мин;

η_П – КПД передачи станка (приложение Е).

Мощность (кВт) потребляемую окорочным барабаном, определяют по формуле

Р = К · D² · L , (8.57)

где К – удельная мощность окорки (при сухой окорке К = 0,6 кВт/м³);

D – диаметр барабана, м;

L – длина барабана, м.

Дровокольные станки. Данные станки предназначены для производства колотых балансов в основном из низкосортной древесины.

Дровокольные станки подразделяются на типы в зависимости от количества ножей (колунов) и расположению ножей (вертикального, горизонтального расположения).

Мощность (кВт) электропривода на раскалывание поленьев клином колуна определяется по формулам (8.55, 8.56)

при отсутствии маховика

Р_MAX = (F_MAX + f₀) · υ / 1000· η , (8.58)

при наличии маховика

Р_СР = (F_СР + f₀) · υ / 1000· η , (8.59)

где F_MAX – максимальное усилие на клине колуна, Н;

F_СР – среднее усилие на клине колуна, Н;

υ – скорость внедрения клина в древесину, м/с;

Усилие на клине колуна F (H)

F = К_К ·d · L , (8.60)

где К_К – удельное сопротивление раскалыванию поленьев, Н/м²:
К_К = ƒ(d/L);

d – диаметр раскалываемого бревна, м;

L – длина раскалываемого бревна, м.

Значение К_К = ƒ(d/L) для свежесрубленной древесины можно принять согласно используя сведения в таблице 8.6.

Таблица 8.6 – Значения К_К

Величина отношение d / L	Значение КК
для берёзы	для ели
0,2 0,3 0,4 0,5

Дровокольные станки работают в кратковременном (S2) и повторно-кратковременном (S3) режимах.