MASINI PENTRU INDUSTRIA LEMNULUI

 

 

Pe baza analizei masinilor unelte similare si a datelor culese din literatura de specialitate mentionata in bibliografie,se va proiecta un fierastrau panglica de debitat busteni de stejar.Cu urmatoarele caracteristici:

*diametrul volantilor:1200 mm

*viteza de taiere :40 m/s

*viteza de avans :4-40 m/min

Avansul este realizat cu ajutorul unui variator hidraulic.

Cuprins:

I Partea scrisa

1.Analiza stadiului actual al masinilor uneltedin grupa in cauza.

2.Calculul cinematic si dinamic al procesului de taiere la masina in cauza.

3.Intocmirea schemei cinematice si calculul lantului cinematic de baza.

4.Constructia diagramelor de utilizare rationala a masinii.

5.Calculul capacitatii de lucru.

6.Calculul de proiectare pentru un subansamblu al masinii.

II. Partea desenata

7.Schema cinematica a masinii in doua vederi scara 1:5 sau 1:10.

8.Desenul de ansamblu al masinii in doua vederi scara 1:5 sau 1:10.

9.Desenul de subansamblu (sectiune) al subansamblului proiectat scara 1:1 sau 1:2.

10.Schema de organizare a locului de munca la masina,scara 1:10 sau 1:100.

Bibliografie:

1.BUDAU,G.-Cinematica masinilor unelte pentru prelucrarea lemnului,Editia a doua.Editura Lux Libris,Brasov,1998.

2.BUDAU,G.,ISPAS,M.-Comanda numerica a masiilor unelte pentru prelucrarea lemnului.Editura Lux Libris,Brasov,1996.

3.BULARCA,M.-Actionari hidraulice si pneumatice.Reprografia Univeritatii Transilvania din Brasov,1991.

4.COSOROABA,V.-Actionari pneumatice.Editura tehnica, Bucuresti,1971.

5.DOGARU,V.-Aschierea lemnului si scule aschietoare.Editura didactica si pedagogica, Bucuresti,1981.

6.DOGARU,V.-Bazele taierii lemnului si a materialelor lemnoase,Editura tehnica, Bucuresti,1985.

7.ISPAS,M.-Machines and units for wood working.Editura Universitatii Transilvania Brasov, 2004.

8.RADU,A.-Masini pentru prelucrarea lemnului.Editura didactica si pedagogica, Bucuresti,1977.

9.RADU,A.-Masini unelte,curs desenat,vol. I si II ,Litografia Universitatii din Brasov,1973.

10.RADU,A.,s.a.-Masini si instalatii pentru industria lemnului,partea I,Reprografia Universitatii din Brasov,1988.

11.TARAN,N.-Scule si masini moderne penntu frezarea lemnului.,Editura tehnica , Bucuresti,1983.

12.TARAN,N.-Reglarea masinilor unelte pentru prelucrarea lemnului.Editura tehnica, Bucuresti,1985.

13.TARAN,N.-Montarea,intretinerea si folosirea masinilor unelte si utilajelor in industria lemnului.Editura tehnica,Bucuresti,1992.

14.TARAN,N.,BUDAU,G.-Masini unelte pentru prelucrarea lemnului,partea I, Reprografia Universitatii Transilvania din Brasov,1993.

15.***-cataloage ale diferitelor firme,reviste,prospecte,STAS-uri.

1.Analiza stadiului actual al masinilor unelte din grupa in cauza

1.1. Destinatia masinii

Asa cum o deducem din enuntul temei acestui proiect,destinatia masinii este debitarea bustenilor.

1.2. Definirea operatiei din punct de vedere al aschierii lemnului

Din punct de vedere al aschierii lemnului,aschierea se face prin metoda fierastruirii,deci prin eliminare de material sub forma de rumegus.

1.3. Domeniul de utilizare al masinii

Ferastraiele panglica de debitat busteni constituie utilajele de baza in fabricile de cherestea,

fiind folosite la fabricarea cherstelei din busteni de foioase sau de alte specii.

1.4. Schema de lucru cu descrierea functionala a acesteia

Banda 3 ruleaza pe doi volanti,unul motor 2,cu turatia n si unul liber 1,servind la ghidarea si intinderea acesteia.Cand se debiteaza busteni grosi,acestia se aseaza pe carucioare platforma 4 si sunt fixati cu grife.

1.5. Doua sau mai multe schite cu piesa inainte si dupa prelucrare pe masina respectiva.

-piesa inainte de prelucrare

-piesa dupa prelucrare

1.6. Analiza caracterristicilor tehnice ale masinilor similare

*diametrul volantilor : 1400-1600 mm

*latimea panzei : 150-200 mm

*Viteza de avans maxima: 60-90 m/min

*Viteza de recul : 1-120 m/min

* turatia volantilor : 590-620 rot/min

*Puterea motorului de

antrenare a panzei : 60-80 Kw

I.1.7.Tabel centralizator cu caracteristicile tehnice ale masinii ce urmeaza a fi proiectata

I.2.Calculul cinematic si dinamic al procesului de taiere la masina in

cauza

A.Prima varianta:Cand viteza de avans,u = 4 m/min si h=1000 mm

1.Turatia

v = Þn = ==636,62 rot/min

2.Avansul pe dinte

u=[mm]

Pentru panza panglica se ve alege dantura de tip C,cu urmatoarele caracteristici geometrice:

DANTURA TIP C

► = 10

►β = 55

►γ =25

► p-pasul danturii,p = 45

► l-latimea panzei,l = 260 mm

►g-grosimea panzei,g =1,1 mm

g = mm

Deci,avansul pe dinte,u= mm

3.Lucrul specific de aschiere,K

K = [daN∙m/cm]

ci-coeficient ce depinde de felul ceaprazului,astfel pentru ceapraz turtit,ci = 0,012

- lucrul specific suplimentar generat de frecarile dintre panza ,aschii si peretii taieturii

K=1

K=1,2

K=1,40 cu durata de functionare de 3 ore

K =1,2

K'=6,5 pentru = + β=10+55=65;=90

b=g+2c=1,1+2∙0,45=2,3

m=0,33; c=0,45

K =

Rezistenta specifica este: k=73,204daN/mm

4.Puterea de aschiere,P

P = [kw]

K-lucrul specific de aschiere,in daN∙m/cm

b-latimea taieturii,in mm;

h-inaltimea taieturii,in mm;

u-viteza de avans,in m/min;

P = = [kw]

5.Puterea de avans,P

P= [Kw]

F=F∙c = 280,615∙0,4 = 112,246 [daN]

c = 0,4 pentru 3 ore de lucru

P== [Kw]

6.Grosimea aschiei,a

a = u∙ sin θ u [mm]

a = 0,085 sin 90 = 0,085 [mm]

7.Forta de aschiere,F

F= [daN]

B.Adoua varianta:Cand viteza de avans ,u = 40 m/min si h= 300mm

1.Turatia

v = Þn = ==636,62 rot/min

2.Avansul pe dinte

u=[mm]

u= mm

3.Lucrul specific de aschiere,K

K = [daN∙m/cm]

ci-coeficient ce depinde de felul ceaprazului,astfel pentru ceapraz turtit,ci = 0,012

- lucrul specific suplimentar generat de frecarile dintre panza ,aschii si peretii taieturii

K=1

K=1,2

K=1,40 cu durata de functionare de 3 ore

K =1,2

K'=6,5 pentru = + β=10+55=65;=90

b=g+2c=1,1+2∙0,45=2,3

m=0,33; c=0,45

K =

4.Puterea de aschiere,P

P = [kw]

K-lucrul specific de aschiere,in daN∙m/cm

b-latimea taieturii,in mm;

h-inaltimea taieturii,in mm;

u-viteza de avans,in m/min;

P = = [kw]

5.Puterea de avans,P

P= [Kw]

F=F∙c =399,51∙0,4 = 159,804 [daN]

c = 0,4 pentru 3 ore de lucru

P== [Kw]

6.Grosimea aschiei,a

a = u∙ sin θ u [mm]

a = 0,749 sin 90 = 0,749 [mm]

7.Forta de aschiere,F

F= [daN]

3.Intocmirea schemei cinematice si calculul lantului cinematic de baza

a)Schema cinematica a mecanismului de b)Schema cinematica a ferastraului

avans la fierastraul panglica de panglica de debitat busteni.

debitat busteni.

Lantul cinematic al miscarii de taiere

Are ca sursa de miscare motorul electric M,cu turatia n,care transmite o miscare de rotatie,cu ajutorul unei transmisi cu curea trapezoidala 4, volantului inferior 2, acesta din urma transmitand miscarea de rotatie la volantul superior 1 prin intermediul panzei panglica 3.

In continuare,se va alege motorul electric M,cu turatia n,de TIP MIB 2 355L-8 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

● gabarit: 355 L

● Puterea nominala "P": 160 Kw

● Turatia motorului "n": 741 rot/min

● Masa totala "M": 1650 kg

In functie de puterea nominala a motorului si a turatiei acestuia,se vor calcula diametrele D si D(din figura b),acestea reprezentand diametrele rotilor de curea, a motorului,respectiv a volantului inferior.

n=636,62 rot/min

n=741 rot/min

i===0,859

D=9001100

Daca D=900 mm,avem:

D=900=900=569,16 mm

Daca D=1100 mm,avem:

D=1100=1100=694,180 mm

Deci, D=569,16694,18 D=630 mm

i=0,859=D=6300,859=541 mm

4.Constructia diagramelor de utilizare rationala a masinii

Diagramele se construiesc pe baza puterii motorului,astfel:

P=P=u=

Se dau cinci valori lui h in intervalul 300-1000 mm.Aceste valori sunt urmatoarele:

h=300 mmm;h=475 mm;h=650 mm;h=825 mm;h=1000 mm.

Se disting doua cazuri:

I.Cand K=73,204 daNmm/cm

h=300 mm;

u===19,005 m/min

h=475 mm;

u===12,003 m/min

h=650 mm;

u===8,772 m/min

h=825 mm;

u===6,911 m/min

h=1000 mm;

u===5,701 m/min

II.Cand K=34,740 daNmm/cm

h=300 mmm;

u===40,049 m/min

h=475 mm;

u===25,294 m/min

h=650 mm;

u===18,484 m/min

h=825 mm;

u===14,563 m/min

h=1000 mm;

u===12,014 m/min

Diagrama de utilizare rationala a ferastraului panglica de debitat busteni

Conform diagramei de mai sus,motorul "M" a fost ales corect

5.Calculul capacitatii de lucru(productivitatea)

Productivitatea se exprima prin capacitatea de debitare a ferastraielor panglica.Capacitatea de debitare variaza in functie de caracteristicile masinii,de turatie,de viteza de taiere a panzei,de viteza de avans,de conditile de incarcare,de centrarea si prinderea busteanului pe carucior,in vederea taierii,precum si de diametrul busteanului si de dimensiunile pieselor ce se debiteaza.

*Capacitatea de debitare reala

Q= [m/ T ]

T-timpul la care se refera calculul,in min

t-timpul total necesar pentru debitarea unui bustean ,inclusiv alimentarea cu busteni si evacuarea produselor,in min

q-volumul mediu al busteanului,in m

k-coeficientul de utilizare a timpului de lucru al masinii;k=0,6-0,8

Timpul total t,se calculeaza insumand: t = t+t+t+t

t-timpul consumat pentru taiere:

t= min/bustean

L-lungimea busteanului,L=6000 mm= 6 m

u-avansul minim sau maxim la cursa activa ;u= 4 m/min;u= 40 m/min

n-numarul de taieturi ce se efectueaza la debitarea unui bustean; n6 taieturi

t== 9 min/bustean-pentru u= 4 m/min

t== 0,9 min /bustean- pentru u= 40 m/min

t-timpul in care caruciorul se retrage pentru a executa o noua taietura

t===0,7 min

u-viteza medie de recul a caruciorului; u=60 m/min

t-timpul necesar pentru intoarcerea,centrarea si prinderea pentru taiere;

t= 15 sec = 0,25 min

t-durata evacuarii laturoiului sau a executarii rotirii pentru o noua taietura;

t=20 sec =o,33 min

t = t+t+t+t=9+0,7+0,25+0,33=10,28 min/bustean- pentru u= 4 m/min

t = t+t+t+t=0,9+0,7+0,25+0,33=2,18 min/bustean- pentru u= 40 m/min

q===1,69 m

Pentru u= 4 m/min

Q===0,131 mbusteni debitati/min

Q===7,891mbusteni debitati/ora

Q===63,128 mbusteni debitati/8 ore

Pentru u= 40 m/min

Q===0,620 mbusteni debitati/min

Q===37,211mbusteni debitati/ora

Q===297,688 mbusteni debitati/8 ore

*Capacitatea de productie teoretica

Q= mbusteni debitati/min

Pentru u= 4 m/min

Q===0,10 mbusteni debitati/min

Q=== 6 mbusteni debitati/ora

Q=== 48 mbusteni debitati/8 ore

Pentru u= 40 m/min

Q===0,625 mbusteni debitati/min

Q===37,5 mbusteni debitati/ora

Q===300 mbusteni debitati/8 ore

*Capacitatea de productie teoretica

Q= mbusteni debitati/min

Pentru u= 4 m/min

Q===0,111 mbusteni debitati/min

Q===6,666 mbusteni debitati/ora

Q===6,666 mbusteni debitati/ora

Pentru u= 40 m/min

Q===1,111 mbusteni debitati/min

Q===66,666 mbusteni debitati/min

Q===533,333 mbusteni debitati/min

6.Calculul de proiectare pentru un subansamblu al masinii

Pentru calculul de proiectare pentru un subansamblu al masinii,se alege lantul cinematic de taiere

6.1.Parametrii transmisiei

*Distanta dintre axele rotilor de curea lata:

0,75(D+D)A2(D+D)

D,D-diametrul rotii mici D,respectiv diametrul rotii mari D

0,75(541+630)A2(541+630)

878,25)A2342

Se adopta A=1610 mm

*Diametrul mediu al rotilor de curea:

D===585,5 mm

*Lungimea curelei:

L=2A+D+=21610+585,5+=5040

L=5000 mm

*Unghiul de infasurare la roata mica de curea si roata mare de curea

β=-2 arcsin β

β=-2 arcsin=165ْ 160ْ

*Viteza curelei:

v===20 m/s30 m/s

*Coeficientul de corectie "c"

c= c·c·c·c=1·0,8·0,94·0,88=0,661

*Coeficientul optim de tractiune φ

φ=K-K()=0,81-8,35 ·=0,531

*Rezistenta utila admisibila τ

τ=2·c· φ τ=2·0,661· 18 =12,651daN/cm

*Forta periferica transmisa F

F=10·=10·=840 daN

*Puterea de calcul,P

P=P· =160· =168,421 kw

*Forta maxima din ramura conducatoare,S

S=1,25·F·=1,25·160·=1050 daN

=0,33+0,02·v=0,33+0,02·20=0,73

*Sectiunea necesara a curelei,A

A===82,99 mm

*Latimea curelei ,b

b ===4,60 5cm..Se adopta b=110 mm

*Grosimea curelei,h

h===7,5 mm

*Frecventa incovoierilor curelei,f

f=2·10·=2·10·=7 Hz

*Forta din ramura condusa S

S===443,82 daN

*Forta initiala (la montaj)din curea,S

S=A· τ=82,99·18=1493,82 daN

6.2.Proiectarea arborborelui

M=95500·=95500·=23994,221 daN·cm

Se predimensioneaza arborele la solicitarea de torsiune:

W====119,971 cm

d===8,48 cm..Se adopta d=110 mm=11 cm..

Arborele este executat din OLC 50.Rulmentul are urmat caracteristici: B=62 mm,D=200 mm,d=120 mm.

Calcule de rezistenta pentru verificarea arborelui

In plan vertical

Σvi=0; G-S-V- V+(G+S sin 30+S cos 30)=

200-3432- V- V+1009,35 V+V=2222,39 daN

Σ M=0; G·14,3-S·14,3-V·66,2+(G+S sin 30+S cos 30)·12,6=

200·14,3-3432·14,3- V·66,2-(100+1050·sin30+443,82cos30)·78,8

V= -1899,61 daN

Σ M=0;    G·80,5-S·80,5-V·66,2-(G+S sin 30+S cos 30)·12,6=

200·80,5-3432·80,5- V·66,2-(100+1050·sin30+443,82cos30)·12,6

V= 4122,26 daN

In plan orizontal

Σ Hi=0;    S/2-H- H+(G+Scos30+Ssin30)=

1716-H- H+( 1050 sin 30+443,82 cos 30) H+H=2847,23 daN

Σ M=0; S/2·14,3+ H·66,2+(Scos30+Ssin30)·78,8=

1716·14,3+ H·66,2-1131,23·78,8 H=968,086 daN

Σ M=0; S/2·80,5- H·66,2-(Scos30+Ssin30)·12,6=

1716·80,5- H·66,2-1131,23·12,6 H=1871,36 daN

Momentul incovoietor maxim apare in sectiunea 1,atat in plan vertical V,cat si in plan orizontal H.

Mi=3232·14,3=46217,6 daN·cm

Mi=1716·14,3=24538,6 daN·cm

Mi===52327,99 daN·cm

Verificarea rezistentei arborelui la solicitari compuse

===0,590

===319 daN/cm

319 daN/cm,unde =650 daN/cm

Verificarea arborelui la oboseala

Efortul unitar la incovoiere in sectiunea 1:

===308,45 daN/cm

Efortul unitar la torsiune in sectiunea 1:

===70,7 daN/cm