Участок первичного разлома щепы производительностью 7 т/час (тонн)

Введение
1 Технологическая схема привязки оборудования к проектируемому участку
2 Выбор и обоснование типа оборудования
3 Эскиз и кинематическая схема проектируемого к установке оборудования
4 Описание устройства оборудования и режимов его работы
5 Расчет производительности
6 Расчет потребляемой мощности
Список использованной литературы

В отличие от выше рассмотренныхрубительных машин машина МРГ-40, кроме основного горизонтального патрона, оборудована дополнительным наклонным, который служит для переработки отсортированной крупной фракции щепы, а также мелких кусковых отходов, Машина имеет горизонтальную подачу древесины и левое расположение загрузочного патрона. Машина МРГ-40 – с выбросом щепы вверх по трубопроводу в циклон, а машина МРГ-40Н – с выбросом щепы вниз.Ось основного патрона образует с плоскостью диска угол 41°, В корпусе патрона размещен стальной литой вкладыш и боковая стенка с закрепленным на ней контрножом,у которого две режущие кромки (вторая используется при повороте). Перемещая с помощью винтов боковую стенку вдоль корпуса патрона, производят регулировку зазора между боковым контрножом и ножом диска.Нижнийконтрнож закреплен на стальном литом основании, которое установлено на раме и крепится с боков двумя клиновыми зажимами. Перемещая его винтами вдоль шпонки, регулируют зазор между нижнимконтрножом и ножами диска. Нижнийконтрнож имеет две режущие кромки, которые могут использоваться поочередно при повороте [4].Дополнительный патрон устанавливается на крышке основного патрона и образует с плоскостью диска угол 41°. В корпусе дополнительного патрона крепятся две стенки с контрножами, которые могут в нем перемещаться с помощью винтов, регулируя при этом зазор между контрножами и ножом диск.Кожух машины, состоящий из корпуса и поддона, имеет два патрубка: один – для выхода щепы, другой - для входа рециркуляционного воздуха. В кожухе для замены ножей и осмотра с обеих сторон расположены окна, закрытые заслонками. Чтобы предотвратить включение машины с открытыми заслонками, предусмотренаблокировка конечными выключателями.Нормальная работа дисковой рубительной машины может быть обеспечена при установке ее на прочный массивный бетонный фундамент массой не менее 10 т. При возведении фундамента в нем делают проем для выносного конвейера для щепы.Ножи для рубительных машин изготовляют из ванадиевой стали 9Х5ВФ или стали марки 6ХС с изотермической закалкой. Ножи должны быть хорошо заточены без заусенцев и следов нагревания лезвий до посинения с выдержанными углами заточки. Ножи затачивают под переменным углом, изменяющимся вдоль режущей кромки. Переменный угол необходим для получения геликоидальной поверхности задней грани.Весь комплект дисковых ножей должен быть одинаковых размеров по длине, ширине и толщине. Разница в массе ножей допускается не более 160-150 г. Влияние разницы в массе на балансировку диска устраняют соответствующим расположением ножей на нем: каждую пару ножей с большей массой ставят один против другого по диаметру диска.При выборе типа рубительной машины решающими факторами являются требуемое качество щепы и производительность машины.Из анализа представленных выше типов машин видно, что наиболее качественная и однородная щепа получается на дисковых рубительных машинах, в частности на многоножевыхрубительных машинах сгеликоидальной поверхностью диска.Благодаря особенностям конструкции геликоидального диска обеспечивается устойчивое положение и самозатягивание перерабатываемой древесины в процессе резания. Данная конструкция рубительной машины не требует механизма принудительной подачи материала, так как и без этого механизма обеспечивает равномерную длину щепы. Направление подачи выбираем наклонным, так как машины с наклонной подачей менее чувствительны к затуплению режущих ножей, а такой недостаток наклонной подачи, как сложность переработки длинномерных балансов, будет устранятся наличием в схеме многопильной установки (рис. 1 поз. 4).Исходя из заданной производительности 7 т щепы в час и ориентировочной насыпной плотности щепы 250-350 кг/м3, определяем, что требуемая объемная производительность составит 20-28 м3/ч. Данной производительности удовлетворяет дисковая многоножеваярубительная машинаМРНП-30.3 Эскиз и кинематическая схема проектируемого к установке оборудованияРубительная машина МРНП-30 (МРНП-30Н).Машина МРНП-30 (рис. 15) имеет наклонную подачу древесины и правое расположение загрузочного патрона. Машина МРНП-30 с верхним выбросом щепы, машина МРНП-30Н – с нижним.Рисунок 15 – Дисковая рубильная машина МРНП-30 с наклонной подачей сырья и выбросом щепы вверх1 – рама; 2 и 5 – подшипники; 3 – наклонный патрон; 4 – кожух диска; 6 – вал диска; 7 – муфта; 8 – тормоз; 9 – рычаг управления тормозом; 10 – электродвигатель; 11 – патрубок выброса щепыКорпус патрона 3 машины МРНП-30 выполнен сварным и представляет собой желоб, в котором установлены три стенки с контрножами. Машина оборудована регулировочным устройством, с помощью которого устанавливается требуемый зазор (0,5-0,6 мм) между контрножами 3 и ножами 6 диска 5 (рис. 16). Ось желоба патрона наклонена к плоскости диска под углом 38°. Контрножи имеют две режущие кромки, наплавленные твердым сплавом. Болтовое крепление контрножей обеспечиваетиспользование обеих кромок по мере их износа [6].Рисунок 16 – Схема узла резания машины МРНП-301 – патрон; 2 – плита; 3 – контрнож; 4 – винт крепления контрножа; 5 – диск; 6 – рубительный нож; 7 – прижимная планка; 8 – накладка Рисунок 17 – Кинематическая схема рубительной машины1 – рама; 2 – электродвигатель; 3 – втулочно-пальцевая муфта; 4 – ножевой диск; 5 – сменные ножи; 6 – контрнож; 7 – загрузочное устройство; 8 – съемный кожух; 9 и 10 - подшипникиРубительная машина содержит раму 1, на которой смонтированы электродвигатель 2 и ножевой диск 4.Привод вала ножевого диска осуществляется путем непосредственного присоединения его к валу электродвигателя через втулочно-пальцевую муфту 3.Вал опирается на роликовые подшипники 9 и 10. На ножевом диске жестко закреплены сменные ножи 5. На раме также установлено загрузочное устройство 7 с контрножом 6.Ножевой диск с ножом и зона резания закрыты съемным кожухом 8 [2, 6].4 Описание устройства оборудования и режимов его работыРабочим органом рубильной машины МРНП-30 является ножевой диск, который крепится на валу, установленном в двух сферических роликоподшипниках. На лицевой стороне диска закреплены рубильные ножи. Вдоль режущей кромки ножа расположена сквозная подножевая щель для прохода отрезаемой щепы на противоположную сторону диска. При верхнем выбросе щепы на ободе диска установлены лопасти [6].Ножевой диск закрыт кожухом, сваренным из листовой стали. Один из секторов кожуха откидывается на шарнире при смене режущих ножей и техническом осмотре. При необходимости правый сектор кожуха также может быть снят для проведения ревизии и осмотров. Подача сырья для переработки производится через патрон, смонтированный на лицевой стороне машины. Все элементы рубильной машины — подшипники, патрон, кожух, тормоз и электродвигатель смонтированы на общей раме машины. Привод ножевого диска осуществляется от асинхронного электродвигателя через втулочно-пальцевую муфту. Полумуфта, закрепленная на валу рубильной машины, является одновременно и тормозным шкивом.Для остановки ножевого диска после отключения электродвигателя служит ленточный тормоз. Расчетное время торможения – 60 с. Наиболее сложным узлом рубильной машины является ножевой диск. Он состоит из собственно диска, на котором установлены режущих ножей. Каждый нож зажимается между накладкой и подкладкой двумя шпильками. Для равномерного затягивания древесины задние грани режущих ножей и накладок имеют геликоидальную (винтовую) поверхность.Машина работает следующим образом. Конвейер подает древесину в приемный наклонный желоб, затем в загрузочный патрон машины и далее к ножам вращающегося диска. Образующаяся щепа через окна в теле диска выбрасывается в кожух. Из кожуха щепа в машине с верхним выбросом лопатками диска направляется по трубопроводу в циклон, а в машине с нижним выбросом через проем в раме и специальное устройство, гасящее высокую начальную скорость щепы – на приемный конвейер.Машины МРНП-30 устанавливают в древесноподготовительных цехах целлюлозно-бумажных предприятий, лесопильно-деревообрабатывающих комбинатах, а также на нижних складах леспромхозов, занимающихся производством технологической щепы из отходов лесозаготовок. Рубильную машину можно эксплуатировать в закрытых помещениях с температурой окружающего воздуха от 40 до «минус» 30° С, запыленностью не более 0,2 мг/см3 и влажностью от 20 до 90%.Для обеспечения надежной и бесперебойной работы дисковойрубительной машины МРНП-30 и получения качественной технологической щепы перед пуском машины в работу оператор обязан проверить: состояние режущих кромок ножей; положение задней кромки ножей по отношению к накладке (накладка не должна выступать над задней кромкой ножа); наличие зазора 0,5-0,6 мм между кромками контрножей и режущими кромками ножей; надежность затяжки болтовых соединений (крепление ножей на диске, крепление стенок с контрножами в патроне и контрножей к стенкам); свободное без заеданий вращение ножевого диска от руки при отпущенном тормозе; наличие смазки в корпусе подшипников; отсутствие на подающем конвейере посторонних предметов; плотность закрытия секторов кожуха (конечныевыключатели должны быть включены).Запустив машину, оператор проверяет на холостом ходу, нет ли постороннего шума и повышенной вибрации. После этого включает конвейер, отводящий щепу от машины, а затем конвейер подачи древесины в машину. Во время работы машины оператор следит, чтобы в машину не поступало сырье, поперечное сечение которого превышает проходное сечение патрона, так как заклинивание древесины в патроне может вызвать аварию.При эксплуатации рубительных машиннеобходимо соблюдать следующие правила техники безопасности: отключать привод электродвигателя при открывании кожуха диска работающей машины; останавливать диск с помощью тормоза в течение 1 мин; автоматически отключать конвейер подачи древесины в машину при перегрузке привода электродвигателя; отключать привод электродвигателя при длительной перегрузке; ограждать вращающиеся части машины; фиксировать диск при ремонте и смене ножей.Категорически запрещается:- пускать и эксплуатировать машину с открытым кожухом, со снятыми ограждениями.при ненадежной затяжке крепежных деталей;- эксплуатировать машину с ножами без опорных планок; регулировать или ремонтировать, открывать или снимать ограждения до полной остановки диска;- оставлять машину без присмотра до полной остановки диска и находиться в плоскости вращения диска;- опираться руками и ногами на фланец нижней половины кожуха ножевого диска при открытом кожухе и замене ножей; производить замену ножей при расторможенном диске; работать на машине при наличии постороннего стука, с неисправными или отключенными конечными выключателями [6].5 Расчет производительностиПроизводительность дисковой рубильной машины определяют по формуле:где Q – производительность рубильной машины, м3/ч;n – частота вращения ножевого диска, мин-1;z – число режущих ножей на диске, шт.;lщ – длина щепы (по волокну), мм; F – среднее поперечное сечение перерабатываемого сырья, м2;Км – коэффициент использования машинного времени (для многоножевыхмашин Км = 0,25);Кр – коэффициент использования рабочего времени (Кр = 0,75).гдеhi – толщина срезаемого слоя древесины (величина выступа режущей кромки ножа), мм, (рис. 17); φB – угол встречи вектора скорости резания с направлением волокон древесины, град, (рис. 17);φH – угол наклона (угол, лежащий между линией лезвия ножа и направлением волокон древесины), град, (рис. 18). Рисунок 18 – Схема резания древесины на дисковых рубильных машинахгде 0,36 – коэффициент перевода насыпного объема щепы в плотный объем [7].6 Расчет потребляемой мощностиПри определении мощности электродвигателя привода ножевого диска рубильной машины необходимо сначала вычислить полную работу (А), необходимую для переработки бревна заданной длины:где Руд – удельное усилие резания, Н/мм; μ – коэффициент трения древесины о поверхность диска, составляющий 0,25;bср– средняя условная ширина резания, мм; υрез – скорость резания, м/с;t – время, необходимое для переработки бревна заданной длины, с.где Рк – средняя касательная сила при срезании слоя древесины определенной толщины, Н;bср– средняя ширина контакта режущего ножа с древесиной, мм.Величина удельного усилия резания зависит от толщины срезаемого слоя древесины h, геометрических параметров резания, породы, состояния древесины и т.д. для наиболее распространенных условий работы рубильных машин (угол резания δ = 40°, порода – свежесрубленная сосна, толщина срезаемого слоя – 12 мм, ножи острые) удельное усилие резания в зависимости от угла встречи и угла наклона можно определить по корреляционному уравнению:Средняя условная ширина резания вычисляется по формуле:где Fср – средняя площадь поперечного сечения перерабатываемой древесины, мм2; L – расстояние между смежными режущими ножами по окружности резания, мм.где Rрез – средний радиус резания, мм;z – число режущих ножей на диске, шт.Продолжительность обработки бревна длиной lб равно:где nср – средняя частота вращения диска, с-1;lщ – длина щепы по волокну, м.Скорость резания определяют по формуле:где D – диаметр резания, м.Работа, которую должен совершить электродвигатель при переработке бревна будет:где А – полная работа, необходимая для переработки бревна длиной lб, Дж;Аизб – избыточная работа, погашаемая энергией вращающегося диска при снижении его оборотов от номинального nн до минимально допустимого nк для данного электродвигателя, Дж.где Gд – масса диска, кг;ri – радиус инерции диска, м;g – ускорение силы тяжести, м/с2.Массу диска определяют по формуле [5]:где Dд – диаметр диска, м; Н – толщина диска;Кпс – коэффициент, учитывающий пустоты диска в виде подножевых щелей, Кпс = 0,8; ρ – плотность материала диска, кг/м3 (для стали ρ = 7800 кг/м3).Радиус инерции диска определяют по формуле [5]:где R – радиус диска, м.Коэффициент снижения оборотов двигателяот номинальных до минимально допустимых примем равным 0,7.Номинальная мощность электродвигателяна основании полученных выше значений Аэл, t и допустимого коэффициента перегрузки (Кп) электродвигателя будет равна:где η – коэффициент полезного действия электродвигателя η = 0,82 [7].Список использованной литературыВолынский В.Н. Технология древесных плит и композитных материалов: Учебно-справочное пособие. – СПб.: Издательство Лань, 2010. – 336 с.Отлев И.А. Справочник по древесностружечным плитам. /И.А. Отлев, Ц.Б. Штейнберг – М.: Лесн. Пром-сть, 1983. – 240 с.Тришин С.П. Технология древесных плит: учеб.пособие. – 3-е изд. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – 188 с.Модлин Б. Д. Производство древесностружечных плит. / Б.Д. Модлин, Отлев И. А. — М.: Высшая школа, 1977. – 216 с.Цыгарова М.В. Комплексное использование древесины: метод.указания / М.В. Цыгарова. – Ухта: УГТУ, 2007. – 55с.Карасев Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит / Е.И. Карасев, С.Д. Каменков. – М.: МГУЛ, 2002. – 320 с. Липцев Н.В. Оборудование предприятий производства древесных плит и пластиков. – Л.: ЛТА, 1985. – 54 с.