Прочностной расчет элементов пильного аппарата

Проверка пильной цепи на прочность заключается в определении напряжений в соединительных элементах при максимальных нагрузках, возникающих в процессе пиления.

Расчет пильной цепи на прочность ведется на разрыв звеньев, срез и смятие заклепок по максимальному усилию S_max возникающему в ней.

Максимальное усилие, растягивающее цепь в процессе пиления,

,

где Z – максимальное тяговое усилие на ведущей звездочке, Н; Р_М – сила монтажного натяжения цепи, Н (80..100 Н); Р_Ц – нагрузка от действия центробежных сил, Н; Р_Д – динамическая нагрузка, Н.

При известной мощности приводного двигателя максимальное тяговое усилие на ведущей звездочке

,

где N_Д – номинальная мощность приводного двигателя, кВт; К_М – коэффициент перегрузочной способности данного двигателя, (1,25); h – КПД передачи от двигателя на цепь; V – скорость резания, м/с.

Нагрузка от центробежных сил

,

где q_Ц – вес одного погонного метра цепи, Н/м; g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²); R₀ – радиус ведущей звездочки.

Диаметр звездочки

,

где t – шаг цепи, м;

Z – число зубьев звездочки (10-12);

Динамическая нагрузка

,

где L_Ц – общая длина цепи, м; t_Ц – шаг цепи, м; n_ЗВ – частота вращения ведущей звездочки, мин^-1.

,

.

Для определения напряжений в элементах пильной цепи составляется расчетная схема нагружения (рис. 13).

Боковые и средние соединительные звенья цепи проверяются на разрыв в наиболее опасном сечении.

Напряжение в боковом соединительном звене

,

где К₃ – коэффициент запаса прочности (К₃=3…4); h_Б – высота боковых соединительных звеньев в опасном сечении, мм; d₁ – толщина боковых соединительных звеньев, мм; d₁ и d₂ – диаметры заклепок и зенковки, мм; h₃ – глубина зенковки, мм.

Основные размеры элементов цепей приведены в табл. 2. Величина допустимых напряжений зависит от марки стали, из которой изготовлены элементы цепи.

Рис. 13. Основные размеры элементов пильной цепи

Табл. 2. Характеристики пильных цепей

В табл. 3 приведены марки сталей и их основные механические свойства.

Табл. 3. Механические свойства легированных сталей, применяемых для изготовления цепей и шин

Напряжение в среднем соединительном звене

,

где h_С – высота среднего соединительного звена в опасном сечении, мм; d₃ – диаметр шарнира, мм; d₂ – толщина среднего соединительного звена, мм.

Боковые и средние соединительные звенья цепей для ручных мотоинструментов изготавляются из стали 7ХНМ, а шарниры (заклепки) – из сталей 65Г или 15Х.

Шарниры цепей проверяются на срез, смятие и по контактным напряжениям.

Напряжение среза в шарнире

.

Напряжение смятия в шарнире

.

Контактное напряжение в шарнире

.

Рекомендуемая литература:

1. Матвейко А.П. Технология и машины лесосечных работ. – Мн.: Выш. шк., 1984. – 354 с.

2. Проспекты фирмы "Штиль", "Хускварна".

Данные для расчета цепи на прочность

Продолжение

• Назад
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 67Далее