Výpočet pevnosti pily a výběr průřezu pilového kotouče – Řezání ocelí, žáruvzdorných a titanových slitin s ohledem na jejich fyzikální a mechanické vlastnosti.

Jako příklad si uveďme kus obdélníkového polotovaru o rozměrech 200×200 mm (?_tak = 200 mm) vyrobené z konstrukční oceli 45, která má následující fyzikální a mechanické vlastnosti: = 65 kgf/mm², 2, 2 = 5 %.

Určení kroku 5 a výšky h zuby pásové pily.

Na základě zkušeností zahraničních firem (AMADA, DoALL atd.) při řezání obrobku?_tak = 200 mm (dle tabulky 80) variabilní rozteč zubů 5 = 2/3 na palec. Pak průměrná hodnota rozteče s se bude rovnat:

Výška zubů h je rovný:

• 10,58. .
• —— 3,85 ~ 4 mm.
• 2,75

Zkontrolujme výšku zubu h pro uložení třísek vznikajících při průchodu zubu po délce / =?_tak = 200 mm, podle vzorce (265)

A 1 = 1,1 Jl-s_z-K = 1,137200 – 0,02 – 2,5 = 3,57 mm, kde s_z – 0,02 mm/zub je maximální posuv na zub, přijatý na základě experimentů v [124];

NA- součinitel vyplnění pilové drážky; pro konstrukční ocel (dle tabulky 76) K= 2,5. Proto je pro ocel 45 výška zubu stanovena správně: h > A 1.

Pokud by materiál obrobku byl stejné velikosti l =?_tak = 200 mm byla titanová slitina, například VT2, která TO – 3,9, výška a rozteč zubů při stejném posuvu by se rovny:

= 1,137200 0,02–3,9 = 4,46 > 4 mm, 5 = 2,75/g = 2,75–4,46 = 12,3 > 10,58 mm.

Pro řezání titanové slitiny se stejnou rychlostí posuvu je zapotřebí větší objem drážky pro třísku, výška a rozteč zubů než při řezání konstrukční oceli, tj. při určování parametrů pilového zubu je nutné zohlednit charakteristiky tvorby třísky konkrétního materiálu (koeficient NA).

Tedy pro řezání obrobku vyrobeného z konstrukční oceli 45 / bimetalovou pilou — L_max – 200 mm, o_й = 65 kgf/mm2, o_{0 2} = 34 kgf/mm2, 8 – 20% stanovený krok 5 = 10,58 mm a výška zubu h = 4 mm při maximálním posuvu s_z– 0,02 mm/zub.

Přibližnou délku pilového kotouče vezmeme jako ?n = 4500 mm, stejně jako v práci [124].

Řezná rychlost byla stanovena dříve v kapitole 10.6.5.4 a je rovna o = 58,7 m/min.

Parametry průřezu pilového pásu se určují z odolnosti vůči deformacím a napětím, které vznikají zejména působením sil při napínání pásu a řezání obrobku. Pevnost pásové pily musí překročit celkovou hodnotu působících napětí, která nesmí překročit následující hodnoty.

1. Napětí z předpětí pilového kotouče.

Napětí v pilovém kotouči v důsledku předpětí pilového kotouče а_н v souladu s doporučeními předních výrobců pásových pil ji budeme v průměru považovat za rovnou v_/f = 30 kgf/mm2 (300 MPa):

= —— 30 kgf/mm2 = 300 MPa,

kde R„ — předpínací síla pily, kgf; Н — šířka pily, mm; h – výška zubu; b — tloušťka pilového kotouče, mm. Pro předběžný výpočet vezmeme b = 1 mm.

2. Napětí_й od řezné síly R“

_ P»z _ 12,5818,9 _ 237,8

° p ~ (Hh) b ~ (Hh ~ (Hh)b‘

kde P_z– 12,58 kgf je největší hodnota tangenciální řezné síly z tabulky 88 s největším zkosením opotřebení a posuvem s_z = 0,012 mm/zub, protože podle práce [124] další experimenty při s_z> 0,012 mm/zub na opotřebované pile vedlo k posunu kotouče při čtvrtém řezu;

z — počet zubů podél délky kontaktu břitu pily s obrobkem:

Z_max 200 a více «

_ _gpah_ _—— = 18 9 ZUBŮ.

• 5 10,58
• 3. Napětí v stojině od ohybu na kladkách:

o,, = —— ? E = —-2,3• 10⁻⁴ = 4 kgf/mm²,

kde se odečítá průměr hnací řemenice D_lUK = 420 mm;? = 2,3-10⁻¹ kgf/mm² — modul pružnosti.

4. Napětí v pilovém pásu od odstředivých sil:

=0,01p² •- = 2= 0,01 MPa = 7,6 kgf/mm²,

c g 6Q- 9,81

kde o je řezná rychlost, m/s; q_nMm – hustota materiálu plátna, -C-; G- m m gravitační zrychlení, -G.

Odstředivé síly způsobující tahové napětí v pilovém pásu při relativně nízké rychlosti pily (a 2

kde [ = — = TU = 91,67 kgf/mm2, /Su 1,2

а_{0 2}= NO kgf/mm2 – pro pružinovou ocel 50HFA (tabulka 71); к_Т = 1,2 — akceptovaná rezerva meze kluzu o_{0 2};

H — h — H_typ z obr. 96o.

V důsledku toho dostaneme:

//minX/> = ‚6 87” 1 = 34 ‚ 6 mm •

Pro předběžný výpočet se bere tloušťka pilového kotouče b = 1 mm a výška zubu je vypočítána dříve a rovná se И = 4 mm.

Pak V x b = (34,6 + 4)x/> = 38,6 mm².

Podle tabulky 79 vybereme velikost pily, která má blízký průřez — H x b = 37,4 šířka mm² N = 34 mm a tloušťka b = 1,1 mm.

Potřebný výkon bude:

Základní čas pro řezání pásovou pilou lze určit pomocí vzorce (273)

L L S (200 + 12) – 10,58 _{L o}

0 s.. 1000- v-5, 1000-58,7-0,008

kde L – celková hodnota zdvihu pily ve směru kolmém k vektoru rychlosti pily;

kde / je výška řezaného obrobku nebo balíčku obrobků, mm; /, je hloubka řezu; 1₂ – hodnota přeběhu; s – rozteč zubů pásové pily, mm; o — řezná rychlost pily m/min; s_w — posuv za minutu ve směru kolmém k řezné rychlosti v mm/min se určí podle vzorce (271)

• 1000-V-5, .
• ———— MM/MIN.

Vzhledem k nedostatku údajů o hodnotách řezu a doběhu pásových pil budeme předpokládat, stejně jako při řezání kotoučovou pilou, /, + /₂ = 12 mm.

Z vzorce je zřejmé, že se zmenšením rozteče pásové pily 5 nebo se zvýšením počtu zubů na 1″ (25,4 mm) řezné části pily se doba řezání Т_о se snižuje. Celková řezná síla se však zvyšuje. ^P_z ze všech zubů, které jsou aktuálně v kontaktu s materiálem.

V práci [246] se uvádí, že stav napjatosti pásové pily je poměrně obtížné posoudit, protože rozměry průřezu (tloušťka a šířka) se liší několik desítekkrát a v různých oblastech během provozu pásové pily vznikají různé typy zatížení a v důsledku toho i různé úrovně napětí.