 |
Выбор основных параметров фрез
|
|
|
|
Окружную скорость фрез (тип II, IV)для очистки каналов, а также прокладки каналов в торфяных грунтах принимают в зависимости от требуемой дальности отбрасывания грунта и чистоты среза растительности. Чистый срез получают при v окр= 10÷15 м/с. Для отбрасывания грунта на заданное расстояние по опытным данным при заложении откоса 1:1 и более пологом окружную скорость фрез для типа II и IV определяют из соотношения v окр= (1,3÷1,5) l o (где l o= 5÷12 м – заданная дальность отбрасывания грунта). В этих пределах принимают v окр= 8÷13 м/с.
|
Рис. 2.6 Схема к определению основных параметров фрезы
При заложении откосов положе и круче 1:1 v окр увеличивается до верхнего предела; верхние пределы v окр принимают также при больших глубинах канала.
Диаметр рабочего органа d фдля фрез равен, (м):
(2.9)
где l н – длина ножа, (l н = 0,1÷0,2 м);
θ фр – расчетный угол разгрузки фрезы, град, θ фр = 45÷70°. Диаметр фрезы должен находиться в пределах:
d ф = (1,35÷1,65) H к/ sin α к.
Среднюю ширину лопатки bл рассчитывают по формуле (м):
, (2.10)
где S' Л – площадь сечения грунта объема одной ссыпки (вдоль лопатки, см. рис. 2.6), м2;
V л – необходимая емкость ссыпки лопатки, м3:
(2.11)
где П т – заданная производительность, м3/ч;
kр – коэффициент разрыхления грунта, (табл. П1);
z л – число выбросных лопаток фрезы, (z л = 8÷12);
n Р – частота вращения фрез (роторов), с-1;
i p – число фрез (роторов).
Большее число ножей и лопаток соответствует большим диаметрам фрез и большей производительности. Выбранное число ножей должно обеспечивать толщину стружки в указанных выше пределах.
Площадь сечения S /л объема грунта одной ссыпки на лопатке определяют приближенно (как площадь равностороннего треугольника) по формуле (м2):
|
|
|
, (2.12)
где h max – максимальная высота объема грунта на лопатке, м;
l м – расстояние наиболее удаленной частицы грунта от наружной кромки лопатки, м (рис. 2.6):
(2.13)
Для упрощения расчета ниже приводятся формулы числовых значений коэффициентов А, В, a 1, а 2, a 3, a 4 , a 5, a 6.
где r о – радиус фрезы (ротора) по окружности лопаток, м (r о = d о / 2 = 0,5 d ф – l н);
d о – диаметр окружности лопаток, м;
α л – угол между радиусом-вектором наружной кромки лопатки и проекцией лопатки на плоскость вращения фрезы (ротора), град (рис. 2.6), принимают α л = 20÷30°;
tgφ 1 = f – коэффициент трения грунта по лопатке (табл. П1);
g – ускорение свободного падения, м/с2;
α к – угол наклона плоскости фрезы к горизонту (угол наклона откоса), град;
tgφ 2 – коэффициент трения грунта по поверхности фрезы (при φ 1 = φ 2, tgφ 2 = f);
ω – угловая скорость, с-1;
n Р – частота вращения фрезы, с-1;
v окр – окружная скорость рабочего органа, м/с (принимается v окр= 8÷13 м/с);
ω = 2 v окр / d ф, с-1. (2.14)
где φ 1 – угол трения грунта по лопатке фрезы, рад (φ 1 = arctg f);
е = 2,72 – основание натуральных логарифмов;
a 2 = соs (φ 0 - 2 φ 1); а 3 = sin (φ 0 + φ 1); a 6 = (φ 0 + θ фр + 2 φ 1);
где φ 0– угол, соответствующий моменту выхода наружной кромки лопасти на поверхность забоя, град (рис. 2.6).
или 
углы α л, ψ 0, φ 0, θ фр и φ 1 в град.
Ширину лопатки bл,вычисленную по формуле (2.10), проверяют для фрез типа II из условия размещения рабочего органа в канале
(2.15)
а для фрез типа IV
bл > δ H, (2.16)
где δ H – толщина слоя наносов, м
. (2.17)
где S Н – площадь наносов, м2 (рис. 2.4).
В случае нарушения условия (2.16) задаются другим диаметром фрезы d ф и делают перерасчет.
Ширина ножа b нож (м) равна
b нож = b л + 0,02. (2.18)
Толщину стружки (подача на один нож, м) δ вычисляют по формуле:
(2.19)
где n Ф – частота вращения фрезы, с-1:
|
|
|
(2.20)
z н – число ножей по окружности фрезы в каждом ряду в плоскости перпендикулярной оси вращения, (принимают z н = 8÷12 шт.);
v K – скорость перемещения рабочего органа, м/с;
,
где S К – площадь поперечного сечения канала, м2:
.
Для фрезерных каналокопателей типа II рекомендуют ширину ножа b нож принимать свыше 0,08 м, так как удельное сопротивление резанию снижается с увеличением ширины резания с 0,03 до 0,08 м. При ширине стружки более 0,08 м удельное сопротивление грунта резанию почти постоянно.
Направление вращения для фрез типа II, IV принимают прямое (рис. 2.5).
Профиль копирующей фрезы тип I выбирают по заданным размерам поперечного сечения канала.
Окружная скорость фрезы (м/с) типа I зависит от заданной дальности отбрасывания грунта l 0:
Чашечные ножи устанавливают по спирали, а плоские – по образующим конуса.
Выбор основных параметров фрез типаV. Диаметр рабочего органа находят графически. Для этого нужно, чтобы фреза вписывалась в контур поперечного сечения канала, касаясь его дна и нижней части откосов. В этом случае фреза при работе не повреждает дно и откосы канала; d ф= 0,5÷1,2 м. При большой ширине ка 
нала по дну следует использовать вспомогательные пассивные открылки или очищать за несколько проходов.
Ширину лопатки для фрез типа V для увеличения компактности струи принимают b л = 0,5÷0,20 м (верхний предел при v к> 700 м/ч). Максимальная ширина лопатки (мм) должна быть проверена на выносную способность по формуле b л≥ 40 + 2,35 П т. Длина лопатки l л= (0,8÷0,85) r ф, где r ф = d ф / 2.
Угол резания ножей-лопаток рекомендуют принимать в пределах ψ H = 35÷40°, нож-лопатка отгибается вперед на высоте (0,75÷0,8) b впод углом 50÷55° и отклоняется на α л = 5÷10° от радиуса в сторону, обратную вращению.
Направление вращения для рабочих органов типов V, VI принимается таким, чтобы выбрасываемые из канала наносы откладывались за бровкой противоположного откоса.
Рабочую скорость перемещения машины v копределяют по формуле (2.7), подставляя вместо S К площадь наносов S Н. Число ножей-лопаток выберают в зависимости от диаметра фрезы – большее число их соответствует большему диаметру и большей производительности.
Подачу на один нож (толщину стружки) δ вычисляют по формуле (2.8). Для суглинков она должна быть в пределах 0,005÷0,007 м, для торфяников – 0,007÷0,009 м.
|
|
|
|
|
|
