Дисковая рубительная машина

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D 4 В 27 L 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ р(, = arcsin

Я пз загрузочного патгде h — высота и рона, Эз — диаметр диска.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3837242/29-15 (22) 07.01.85 (46) 30.06.86. Бюл. II- 24 (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики, лесной промышленности (72) Н.А..Мануйлов (53) 634.0.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

 729056, кл. В 27 L 11/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 263406, кл. В 27 L 11/02, 1963. (54)(57) ДИСКОВАЯ РУБИТЕДЬНАЯ МАШИНА, включающая диск с осью вращения, режущие ножи, станину и загрузочный патрон, отличающаяся тем, 1 что, с целью увеличения срока служ-. бы, снижения уровней виброколебаний и шума, энергоемкости процесса рубки и металлоемкости конструкции, ножи обращены режущей кромкой к оси вращения диска, а между режущей кромкой и радиусом, проведенным иэ центра диска к ее периферийной точке, образован угол дб, равный

1240591

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к оборудованию для измельчения древесины.

Цель изобретения — снижение уровней виброколебаний и шума, энергоемкости процесса рубки и металлоемкости конструкции.

На чертеже схематически изображена рубительная машина. 1О

Рубительная машина включает диск 1 с осью вращения 2, нож 3 с режущей кромкой 4, контрнож 5, кожух 6, станину 7, загрузочный патрон 8. Обрабатываемый материал 9 располагают пе- 15 ред рубительной машиной.

Рубительная машина работает следующим образом.

В процессе рубки режущие ножи,ус- . тановленные с углом между режущей 20 кромкой и радиусом, проведенным к ее периферийной точке

oC = агсздп

h„„ (1)

Р где h„ — высота патрона;

П " диаметр диска, внедряясь в древесину, совершают работу по перерезанию, и это движение можно рассматривать как переносное.

Вместе с тем ножи производят затягивание древесины, обеспечивая на весь промежуток рубки относительное перемещение лесоматериала и ножа. В этом случае диск и перерезаемое бревно можно рассматриваться как единую систему с переменным положением центра масс. Таким образом, в процессе рубки древесину необходимо рассматривать как некоторую массу, присоединенную з результате возникновения реакции

40 вязи к режущему. ножу вращающегося вписка.

Нож, симметрично расположенный режущему, имеет неизменную массу, и .45 поэтому на диске рубильной машины создается дисбаланс.

Присоединенная масса изменяет инерционные свойства,. создает динамическую неуравновешенность вращающегося диска рубильной машины и приводит к смещению центра масс от первоначального (статически уравновешенного) со.стояния, что является причиной появления на оси вращения динамических 55 ударных нагрузок. Эти нагрузки вызывают виброколебания элементов системы (опор, станины, корпуса), снижающие срок службы машины и ее энергетические показатели.

Для обеспечения работоспособности машины элементы ее конструкции и фундамент выполняют массивными, что значительно увеличивает металлоемкость конструкции..Энергия, затрачиваемая на изгиб вала диска и колебания системы, теряется, что ухудшает энергетические показатели дисковых машин.

Таким образом, причиной указанных выше недостатков существующих конструкций дисковых рубительных машин является появление в них в момент рубки присоединенной массы, величина которой может быть определена иэ следующих условий.

Измельчаемое бревно при взаимодействии с ножом обладает количеством движения Lg равным

6 mg 6 (2)

Присоединенная масса также обладает некоторым количеством движения

L„, равным п ор (3)

Для обеспечейия нормального режима резания необходимо выполнение условия равенства количеств движения древесины и присоединенной массы,т.е. (4) из которого определяют величину присоединенной массы.

Зная величину присоединенной массы, по известным формулам рассчитывают смещение центра массы ротора рубильной машины под воздействием m„ è величиной добавочных опорных реакций,.

Возникающие в дисковых рубительных машинах добавочные динамические ударные нагрузки превышают статические в 2-3 раза и примерно во столько же раэ — усилия резания, что снижает срок службы машины.

Вместе с тем возникновение смещения центра массы от центра вращения создает возможность исключения передачи ударной нагрузки на ось вращения, Исключение передачи ударной нагрузки на ось вращения позволят снизить уровень вибрации и шумов, а также металлоемкость установки и энергоемкость процесса рубки.

Достигается это следующим образом.

Для простоты выводов ось Х проведена параллельно ударной нагрузке (см. чертеж).

Тогда проекции ударной нагрузки на оси Y и 2 равны S> = S =- О.

1240591

Составитель В.Агафонов

Техред О.Гортвай Корректор А.Обручар

Редактор Л. Веселовская

Заказ 3439/12 Тираж 501

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

В режиме холостого хода ротора его центр массы лежит на прямой, соединяющей центры масс диска (точка О) и симметричной пары ножей (точки С/ и С ), т. е. совпадает с центром вращения О. В момент резания центр массы режущего ножа за счет появления присоединенной массы смещается в точки С, а центр массы системы оказывается на новой линии С, С 2 в точке 0, 10 смещенной на оси Y относительно точки О.

Через точки О и О проведем плоскость PP а линию действия ударной нагрузки продолжим до пересечения 15 с этой плоскостью. Полученный угол

С, NO для всех существующих дисковых о машин менее 90 . При этом вся ударная нагрузка передается на ось вращения, обусловливая недостатки суще- 20 ствующих машин.

Для исключения передачи ударной нагрузки на ось вращения необходимо, чтобы линия действия ударной нагрузI ки была перпендикулярна плоскости РР 25 проходящей через ось вращения и центр масс системы. При этом достаточно, чтобы ножи были обращены режущей кромкой к оси вращения диска, а между режущей кромкой и радиусом, проведенным ЗО к ее периферийной точке (точке L), был образован угол, определяемый из соотношения (1).

Воэможность исключения передачи ударной нагрузки обеспечивается еще и тем, что ось вращения является главной центральной осью инерции диска, а центр удара, как показывают расчеты, находится в точке, лежащей на лиске рубительных машин. В момент 4О встречи ножа 3 с перерабатываемым материалом 9 возникает присоединенная масса, обусловливающая смещение центра массы диска 1 из точки О в точку О г

Возникающие при этом динамические нагрузки не передаются на ось вращения, так как нож 3 образен режущей кромкой 4 к оси вращения диска О, а между режущей кромкой и радиусом,проведенным к ее периферийной точке, образован угол о6, определяемый по формуле (1) .

При выходе ножа из зоны резания происходит исчезновение присоединенной массы и диск возвращается в состояние статического равновесия.по следующей причине, При расположении ножа 3 режущей кромкой 4 к оси вращения и под углом <г, к радиусу, проведенному в периферийную точку L режущей кромки 4, / ударная нагрузка S будет перпендику° лярна к плоскости PP проходящей через ось вращения и мгновенный центр

/ массы ротора (точка О ) . Перпендику«/ / лярность вектора S плоскости PP г,, О (угол С,М/Ог = 90 ) является одним из условий исключения передачи ударной нагрузки на ось вращения. Из чертежа видно, что это условие не выполняется для расположения ножей в существующих дисковых машинах (угол C/ NOi (90 ).

Кроме того, ось вращения Z является главной центральной осью инерции, а центр удара находится на диске, Таким образом, если между режущей кромкой ножа и радиусом, проведенным иэ центра вращения в периферийную точку режущей кромки, образован угол

° 1 н

oc - =arcsin †â€, передача ударной наФ грузки на ось вращения исключается.