【正文】 0 ZnAFP cxc ????? () 式中： n —— 刀盤轉(zhuǎn)速， r/min； Z —— 飛刀數(shù)。)。； cf —— 有法向正壓力時，木材順紋剪切附加阻力系數(shù)； ? 、 ? 、 ? —— 飛刀安裝后角、飛刀楔角、進料槽傾斜角； ?p 、 ?p 、 sp —— 木材前刀面、后刀面、進料槽壁摩擦角。 xF 可通過試驗測得，據(jù) 表 2知：對 群眾楊 ，約 N/mm。在切削過程中， xF 隨木片的變化而變化，其短時平均值為 xavF 。刀盤對木材的支承力降低了后刀面對木材的支承力，互相影響，所以也包括在總作用力中。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 第 3 章 主要技術(shù)參數(shù)的確定和計算 各樹種單位切削力 鑒于 對同一削片機， 不同種木材的機械物理性質(zhì)不同 ,在切削時其單位切削力、 木片厚度等參數(shù)都各不相同所以以下取一種木材參數(shù)作計算示例，其他可依此類推。 本章小結(jié) 本章主要介紹了削片機的結(jié)構(gòu)和工作原理， 普通盤式削片機 的組成和組裝。 木片厚度不僅取決于木片長度和木材的物理機械性能等因素，還與進料槽及飛刀的安裝角度和飛刀的刃磨角等因素有關(guān)。若飛刀沿切削面切入深度為 oa 時，木餅開始分裂成木片，則木片的厚度為ob。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 P2又可分解成二個分力，沿木材纖維方向的作用力 P3和垂直纖維方向的作用力 P4。從圖 可知當(dāng)飛刀沿著切削面切入原木時 ， 原木受到飛刀的作用力 P 作用，它由二 個分力組成 : P1是垂直于刀的后面的作用力， P2 是垂直于刀的前面的作用力。牽引角的大小受到飛刀的后角的限制，它接近于飛刀的后角或等于后角。 刀的后面與刀的前面的夾角稱為刀刃角β。 原木被牽引的距離、牽引速度和切削速度之間的關(guān)系取決于飛刀的后角α和投入角ε .從圖 關(guān)系。那么上式也可表示為： 21 co sco ssin aa?? 如 上 圖所示， O B’ B D 為 刀 盤平面， AO 為進料槽的中心線， CD 平行于刀盤軸線，其值等于 飛 刀 伸出量，則木片的長度 l 為 ： 2139。這個三角關(guān)系可以從圖 求得。 (如圖 ) 圖 喂料槽與刀盤之間的幾何關(guān)系 圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 對于斜喂料槽削片機一般只給出投入角 ε和投木偏角α 2來表示 削片機的特征。 b 削片機喂料槽與刀盤之間的幾何關(guān)系 (圖 ) 設(shè) XOZ 為 刀盤平面， O 為飛刀刃口上某一點， YOX 為過刀刃上 O 點且垂直 O 點運動方向的平面。牽引力 的大小雖與木料的樹種、含水率等因素有關(guān)，但其大小足以帶動木料克服摩擦阻力向刀盤方向進給。理論上可以證明： 若原木靠自重移向刀盤 ， 那么在相鄰兩把飛刀切削原木的時間間隔內(nèi) ， 原木只能移動一段很短的距離 ， 然而實際上原木移動的距離（即木片的長度）要比靠自重移動的距離大得多。因此，盤式削片機的削片過程并不是過去 人們認為的那樣，原料的被切平面始終平行于刀盤 的平面。如（圖）所示 : 圖 通過觀察和研究證明，盤式削片機在削片過程中，木料的被切削面緊貼在飛刀的后面，并沿著飛刀后面滑動，直到與刀盤平面相遇。當(dāng)葉片的速度為 27 m/s～ 28 m/s 時，木片的拋出高度可達 4 m～ 5 m。 盤式削片機的排料分為上排料和下排料兩種形式。此削片機的喂 料槽 是傾斜安裝的，稱為斜喂料。 由于削片時原料尾端在進料槽中抬起，為獲得要求的木片長度，實際裝刀高度 h 應(yīng)比計算值小 2 mm左右 。與進料槽的偏角 a2有關(guān)，旁底刀刃磨后硬度要求為 HRC56～ 60。進料槽側(cè)壁下方裝有旁底刀，旁底刀的刃磨角一般為 60176。（采用 90176?！?90176。 圖 盤式削片機是由安裝在刀盤上的飛刀和安 裝在進料槽上的底刀和旁底刀形成剪切機構(gòu)的 (如圖 )底刀和旁底刀的刃口有的是 用硬質(zhì)合金堆焊而成。飛刀刃口突出刀盤平面的高度稱為刀片的伸出量（又稱裝刀高度），其大小影響木片的長度，因此刀盤上所有飛刀刃口的伸出量必須相等?！?0176。飛刀材料一般采用鉻鎳合金工具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，熱處理后刃口部分的硬度為 HRC52～ 56。墊塊的作用是保 證飛刀有一定的后角，一般為 5176。在安裝每把飛刀下面的刀盤上，沿刃口方向開有一條寬度為 40 mm 左右的長縫?！?15176。主軸的毛坯應(yīng)為鍛件，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 不應(yīng)有降低使用性能的缺陷。大刀盤的材料一般采用 35 號鑄鋼；當(dāng)切削速度大于 50 m/s 時采用 A A5 鍛鋼。 刀盤套裝在主軸上，主軸由兩個裝在軸承座中的軸承支承，由電動機通過 三角 皮帶減速 傳 動 。 木材削片機的功能是完成伐區(qū)枝丫材削片，其功能可分解為：進料、切削、能量轉(zhuǎn)換、 信號控制以及 傳動方式以及行走方式等幾個子功能，將功能與子功能、功能員之間的關(guān)系亦功能樹來表達有： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 伐區(qū)木材削片進料能量轉(zhuǎn)換傳動方式切削行走方式帶傳動齒輪減速器機械進料人工進料切削元件切削運動變換 圖 木材削片機功能樹 c 功能元求解 經(jīng)查閱文獻及分析已有的技術(shù)系統(tǒng)并利用形態(tài)綜合法建立如下形態(tài)學(xué)矩陣 : 功能元編號 名稱 1能量轉(zhuǎn)換傳動方式人工進料出料方式切削元件切削運動行走方式汽油機帶傳動自重方式上出料固定式刀回轉(zhuǎn)運動自帶動力行走功 能 元 解2其他動力牽引往復(fù)直線運動3柴油機電機直通過聯(lián)軸器直接聯(lián)接人工手持下出料可調(diào)飛刀電動機圓形飛刀4液壓馬達齒輪減速器側(cè)出料 圖 木材削片機的形態(tài)學(xué)矩陣 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 上面形態(tài)學(xué)矩陣中可以組合出的整體方案數(shù)從理論上計算如下 : S=4 x 3 x 2 x 3x 3 x 2 x 2=864 可見 組合方案數(shù)目非常大，在這些組合中，存在著不可行的“虛解”和可行的“實解”。 輸出枝丫小徑能量信號切削木材合格木片 圖 木材削片機黑箱表示 b 木材削片機功能分解 由于一般機器都是由原動機、傳動機構(gòu)、工作機構(gòu)、控制操作系統(tǒng)及制成部件等構(gòu)成 ,其技術(shù)過程通常是： “原動機 → 傳動機構(gòu) → 控制操作 → 執(zhí)行機構(gòu) ”。 一般思路 : “問題抽象 — 建立功能結(jié)構(gòu) (黑箱 )— 功能分析 — 尋找作用原理 ,以實現(xiàn)各分功能 — 進行組合尋求原理方案解 — 評價與決策 ”。 此 削片機，結(jié)構(gòu)緊湊合理，操作簡便，生產(chǎn)能力大，木片合格率高，單位木片產(chǎn)量能耗低，是國內(nèi)生產(chǎn)出口木片的理想設(shè)備。削片機降低噪聲為：加厚機罩（刀罩）體的厚度 ，以提高隔聲效果；縮短主軸二軸承的間距，提高主軸剛度，減小振動。加工小徑材、枝椏材以料長在 mm3 mm及剩余物制材時效果最佳?！?52176。 進料槽的結(jié)構(gòu)型式有了很大改進，以使其能適應(yīng)各種規(guī)格原料削片，并可提高生產(chǎn)率和木片質(zhì)量。選用圓錐滾子軸承和主軸配合，利用皮帶傳動進行加工。確定了生產(chǎn)能力后選擇電機，并計算其切削功率 。 切削木片的質(zhì)量要符合規(guī)格，木片長度為 1020mm。此次設(shè)計主要是針對國內(nèi)外削片機的性能作出改進，并設(shè)計出一種能適應(yīng)現(xiàn)有的木材加工設(shè)備。工藝木片的生產(chǎn)也逐漸從制漿造紙、人造板企業(yè)轉(zhuǎn)向伐區(qū)、森林采運企業(yè)。 選題的設(shè)計設(shè)想、設(shè)計方法和改進 削片機是人造板、造紙行業(yè)中最基本的設(shè)備，用以制備工藝木片。 由于 我國是一個缺少木材的國家， 所以 每年都要從外國進口許多木材，尤其是近幾年，隨著木材工業(yè)和家具業(yè)在我國的迅猛發(fā)展，木材資源的缺乏日益嚴重，滿足不了木材需求量。(4) BX1108/3 盤式削片機 等以及 極少量的 BX1710B 盤式削片機和BX1112 盤式削片機等。(2) BX1107/4 盤式削片機 。 3) BX116A,蘇福馬生產(chǎn)，主要技術(shù)性能如下： 刀盤直徑 630 mm 轉(zhuǎn)速 800 r/min 飛刀數(shù)量 3 把 最大切削原料直徑 100 mm 木片長度 1525 mm 生產(chǎn)能力 23 km179。 2) BX1184,8451 機械廠生產(chǎn) ,主要技術(shù)性能如下： 刀盤直徑 750 mm 進料口尺寸 160 mm 170 mm 飛刀數(shù)量 4 把 木片長度 1525 mm 生產(chǎn)能力 46 km179。 以下例舉一些國內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)備或資料： 1) BX1174 ,福建林機廠生產(chǎn)，主要技術(shù)性能如下： 刀盤直徑 700 mm 轉(zhuǎn)速 800 r/min 飛刀數(shù)量 4 把 最大切削原料直徑 130 mm 木片長度 1525 mm 生產(chǎn)能力 10 km179。 發(fā)展趨勢 世界各國木材削片機的制造現(xiàn)都注意于改進切削機構(gòu)、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 刀片的質(zhì)量和裝卡方法，以減少刃磨和換卡時間。刀盤外緣均勻配置葉片，葉片產(chǎn)生的氣流將木片由出料口吹出，經(jīng)過篩選，過大的進入再碎機粉碎。刀片底部墊有楔形調(diào)整塊，用以調(diào)整刀片的伸出量；后部裝有調(diào)距墊塊，用以調(diào)整刃磨 后刀片的補償長度。 ～ 15176。 盤式削片機 由刀盤、切削刀、底刀、刀盤葉片等組成。目前，國內(nèi)已有 30 多家生產(chǎn)削片機的廠 家，其中鎮(zhèn)江林機廠生產(chǎn)的削片機質(zhì)量較好。 80 年代初，國家設(shè)立了“伐區(qū)枝丫木片生產(chǎn)設(shè)備及工藝的研究”攻關(guān)課題，進行了系統(tǒng)研究，取得了可喜的成果。這些新型的削片機起到了提高生產(chǎn)率和木片質(zhì)量 ﹑ 木片合格率以及降低噪聲 ﹑ 振動和減少能耗的作用 ， 獲得了 巨大的經(jīng)濟效益。 近年來 ， 國外的削片機的研制有了進一步發(fā)展，并研制出多種新型的削片機 ， 主要是改善進出料機構(gòu)，改進飛刀﹑ 底刀結(jié)構(gòu)及飛刀的裝夾方式，增設(shè)控制木片質(zhì)量的分離裝置， 降低削片機的振動與噪聲 。 20 世紀 40 年代，出現(xiàn) 6 把以上切刀的多刀削片機。 其結(jié)構(gòu)和性 能已日趨完善 ， 在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 國內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果 幾十年來，隨著木片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外已研制和生產(chǎn)了上百種型號的固定式和移動式削片機， 固定式多用于工廠；移動式一般用于林區(qū)山場。隨著城市綠化的迅速發(fā)展， 枝椏 量越來越大 ， 為減少消納 枝椏 廢棄物的費用 ，提高 枝椏 的綜合利用率，變廢為寶，近年來城市對枝丫削片機的需求量在不斷上升；在山區(qū) ，隨著林果業(yè)的迅速發(fā)展，撫育量大幅增加，枝椏 削片機的作用更是日益突出。 然而目前生產(chǎn)的削片機在發(fā)區(qū)的削片作業(yè)常受到條件和環(huán)境的限制 ， 因此開發(fā)適于伐區(qū)作業(yè)的小型削片機顯得迫切需要。該機的主要切削原料是剝皮后的小徑木、竹材、板皮材及采伐次薪材余料等。 木材削片機是生產(chǎn)木片的一種專用設(shè)備，木材削片機也叫 木材切片機 ，屬于木