В розділі 2 було розглянуто призначення і принцип дії сучкорізної верстата роторного типу. Він містить електродвигуни, що використовуються для приводу переднього і заднього механізмів подачі та для приводу ріжучого органу.
Режим роботи електродвигунів переднього І заднього механізмів подачі є тривалим (S1) зі змінним графіком навантаження; режим роботи електродвигуна ріжучого органу є короткочасним (S3) і теж зі змінним графіком навантаження. Характер графіків навантаження P = f(t) визначає тип деревини, на якій здійснюється обрізання сучків. На рис 3.1 подані приклади графіків навантаження для переднього та заднього механізмів подачі та ріжучого органу для ялини (рис. 3.1 а, 3.1 б, 3.1 в) і берези (рис. 3.2 а, 3.2 б, 3.2 в). Як бачимо, Існує різниця у тривалості циклів і кількості піків навантаження при обрізанні сучків ялини і берези.
Вибір потужності для механізмів подачі проводиться за методом середньоквадратичних еквівалентних величин:
(3.5)
Якщо діаграму навантаження можна розкласти на дискретні ділянки, то середньо квадратична потужність визначається :
(3.6)
Рисунок 3.1 - Графіки навантаження переднього (а), заднього (б) механізмів подачі і ріжучого органу (в) при зрізанні сучків з стовбура ялини
Рисунок 3.2- Графіки навантаження переднього (а), заднього (б) механізмів подачі і ріжучого органу (в) при зрізанні сучків з стовбура берези
Основна умова вибору потужності електродвигуна:
Як бачимо, умова витримується коли вибираємо електричний двигун потужністю 22 кВт і 30 кВт. Але враховуючи те, що у другому випадку потужність електродвигуна вибрано значно завищеною і його робота буде впливати на втрати електричної енергії під час його експлуатації, то кінцево вибираємо електричний двигун потужністю 22 кВт.
Вибір потужності для ріжучого органу проводиться за методом середньо квадратичних еквівалентних величин з врахуванням тривалості увімкнення (ТВ%). Послідовність розрахунку така: спочатку визначається розрахункова тривалість увімкнення за діаграмою навантаження:
Приклад. Визначити режим роботи ріжучого органу сучкорізної машини і вибрати потужність електродвигуна для його електроприводу, користуючись графіком навантаження, поданим на рис. 3.2 в.
Розв'язок. Аналіз графіків навантаження ріжучого органу сучкорізної машини дає змогу зробити висновок, що режим роботи цього органу є повторно-короткочасний, тобто режим S3.
Розглянемо вибір потужності для механізмів сучкорізної машини типу ПСЛ, яка відноситься до сучкорізних машин статорного типу і входить в склад півавтоматичної лінії, що містить: підтаскувач дерев, гідроманіпулятор, сучкорізну машину, протаскуючий траспортер з двома півавтоматичними ексцентриковими захватами і виштовхачем сучків дерев.
Діаграма навантаження електродвигуна протаскуючого транспортера подана на рис 3.3.
Діаграма навантаження свідчить про те, що режим роботи двигуна цього електропривода є повторно-короткочасний. Тому для вибору його потужності спочатку визначається ТВ% за формулою (3.8) і значення середньо квадратичної еквівалентної потужності за формулою (3.5 або 3.6). Потім знаходиться
де к - питома робота по зрізанню сучків, Дж/м3;
dс - діаметр сучка, м;
Dф - діаметр фрези, м;
и - швидкість подачі, м/с;
v - швидкість зрізання, м/с.
Аналіз роботи електропривода фрезерної головки з маховиком і без маховика показує, що електропривід без маховика для зрізання сучків однакового діаметру потребує більшої потужності (див. табл. 3.1).
Таблиця 3.1 - Потужність для електродвигуна фрезерної
головки
Діаметр сучків, dc, см | Потужність електродвигуна, кВт | |
без маховика | з маховиком | |
4 | від 6 до 16 | від 4,8 до 5 |
6 | від 6 до 25 | від 6 до 7 |
8 | від 13 до 34 | від 8 до 9 |
Як бачимо з табл. 3.1 використання електропривода фрезерної головки з маховиком має явні переваги.
Порівняння енергетичних показників статорних і роторних сучкорізних машин показує, що статорні сучкорізи і машини мають менший питомий розхід електроенергії ніж роторні. Але всі сучкорізні машини мають значну потужність холостого ходу (35+65% від загальної потужності, що споживається). Це свідчить про недосконалість їх кінематичної схеми і принципів роботи.