2.4 Выводы о достоинствах и недостатках конструкций

Проанализировав конструкции некоторых цепных и гидравлических дровокольных станков можно выделить их достоинства и недостатки. Одним из достоинств цепных дровоколов является простота конструкции, в то время как гидравлические станки более сложны. Соответственно цепные станки в какой-то степени надежнее гидравлических. Кроме того цепные станки проще в обслуживании нежели гидравлические и не требуют больших затрат на ремонт. В настоящее время такие станки практически не используются. Это связано в первую очередь с созданием этими станками значительных рабочих усилий на исполнительных органах при относительно малых габаритных размерах станка и отсутствии громоздких и сложных механических передач. Преимуществом гидропривода является простота осуществления бесступенчатого регулирования скоростей и высокая степень редукции.

Гидравлические дровокольные станки могут использоваться для раскалывания пней и крупных кряжей. Производительность гидравлических станков выше чем у цепных. Эту разницу можно увидеть если, например сравнить цепные колуны КЦ-5 и КЦ-6 с гидравлическим ЛО-46.

3 Выбор и обоснование исходных данных для модернизации машины

3.1 Патентные исследования

Изучив конструкцию и работу дровокольных станков мною был проведен патентный поиск по российским изобретениям. Область поиска зависит от предмета поиска и имеющегося в распоряжении патентного фонда. Одна из самых полных баз находится на сайте www.fips.ru. По алфавитно-предметному указателю я определил индекс МКИ и ознакомился с изобретениями соответствующими индексу B 27L 7/00. Глубина патентного поиска: самый старый 12.02.1975 B 27L 7/00 «Гидравлический дровокольный станок», самый новый 02.03.2005 B 27L 7/00 «Станок для раскалывания древесины».

В изобретении 517495 B 27L 7/00 целью является повышение производительности. Для этого на раме соосно основному блоку клиньев установлен дополнительный блок клиньев с приемным лотком, а гидроцилиндр подающего органа выполнен с двумя штоками во втором из которых закреплена опорная плита. Работает дровокольный станок следующим образом. У приемных лотков при помощи околостаночных транспортных устройств накапливают кряжи, подлежащие расколке на части. После подачи очередного кряжа в первый лоток, путем подачи рабочей жидкости в исполнительный орган, занимающий крайнее правое положение поршень, а заодно с ним и двух сторонний шток перемещаются влево, осуществляя при этом надвигание кряжа на первый блок клиньев. правая часть двухстороннего штока освобождает второй лоток, после загрузки которого шток исполнительного органа, перемещаясь вправо, осуществляет надвигание кряжа на второй блок клиньев и так далее. Таким образом, осуществляют попеременное раскалывание кряжей двумя блоками клиньев.

Рисунок 7 – Гидравлический дровокольный станок

1 – первый блок клиньев; 2 – второй блок клиньев;3 – исполнительный орган; 4, 5 – приемный лоток; 6 – маховик; 7 – гидробак; 8 – рама

Целью изобретения 609629 B 27L 7/00 также является повышение производительности и сокращение времени цикла. Гидравлическая схема станка позволяет производить раскалывание древесины в трех режимах, что уменьшает время цикла и, следовательно, обеспечивает повышение производительности станка.

Благодаря тому, что один из гидроцилиндров силового органа не соединен с толкателем и участвует в работе только в период преодоления повышенного сопротивления раскалыванию древесины, обеспечивается возможность экономии электроэнергии, уменьшение износа деталей гидроцилиндра и увеличение срока службы станка.

Изобретение 2 283 221 B 27L 7/00 отличается от предыдущего тем, что кроме двух силовых гидроцилиндров станок имеет один вспомогательный, служащий для возврата силового узла в первоначальное положение. Кроме того станок содержит два гидронасоса низкого и высокого давления и два гидроаккумулятора. Один гидроаккумулятор служит для увеличения усилия раскалывания при возрастании сопротивления и для увеличения скорости раскалывания при снижении нагрузки.

1,2 – гидроцилиндры; 3 – подвижный колющий орган; 4 – толкатель; 5 – направляющая; 6,7 – гидрораспределители; 8 – напорный золотник; 9 – обратный управляемый клапан; 10 – предохранительный клапан; 11,12 – реле давления; 13 – насос; 14 – 24 – трубопроводы; 25 – бак; 26 – лоток; 27 – чурбак

Рисунок 8 – Гидравлическая схема станка

Станок обеспечивает высокую производительность (за счет возможности одновременной подачи рабочей жидкости к силовым гидроцилиндрам гидронасосом и гидроаккумулятором), надежность, что обеспечивается работой гидроаккумулятора, который выполняя функцию амортизатора, предохраняет элементы привода от поломок, и возможность регулирования усилия на неподвижной траверсе в зависимости от сопротивления ее перемещению (при снижении сопротивления автоматически включается в работу гидронасос низкого давления, а при возрастании сопротивления – гидронасос высокого давления и один из гидроаккумуляторов.

Рисунок 9 – Гидравлическая схема станка для раскалывания древесины

Изобретение № 937143 B 27L 7/00 так же имеет отличия от рассмотренных выше. Целью изобретения является упрощение конструкции. Н рисунке 10 изображен общий вид станка. Основное отличие заключается в наличие лотка выполненного в виде блока роликов V-образного профиля и роликовых транспортеров. Один роликовый транспортер служит для выноса готовой продукции, второй для возврата крупных поленьев. Возврат производится для повторной расколки. Транспортеры выполнены в виде рифленых роликов. Кроме того транспортеры имеют независимые приводы, а каждый крайний блок второго транспортера имеет реверсивный привод.

Рабочий орган данного станка представляет собой неподвижный блок клиньев, т.е. в отличие от модернизируемого станка ЛО-46 горизонтальный клин является неподвижным. Рабочий орган изображен на рисунках 10, 11.

Изобретение позволяет сравнительно простыми средствами механизировать повторную расколку крупных поленьев.

Серьезным минусом этого изобретения я считаю невозможность регулировать горизонтальный клин по высоте и производить центрирование бревна в лотке.

Рисунок 10 – Дровокольный станок с роликовым транспортером

1 – основание; 2 – крестообразный раскалывающий орган; 3 – привод; 4 – толкатель; 5 – электродвигатель; 6 – распределитель; 7 – швеллер; 8 – маслобак; 9 – ролики; 10 – блок роликов; 11, 12 – блок рифленых роликов

Рисунок 11 – Расколка кряжа диаметром до 0,4 м

Рисунок 12 – Расколка кряжа диаметром свыше 0,4 м

3.2 Техническое задание на модернизацию станка

3.1. Наименование и область применения

Наименование – станок гидравлический дровокольный, модель ЛО-46.

Область применения – лесокомбинаты, лесозаводы и деревообрабатывающие предприятия

Станок должен соответствовать требованиям, предъявляемым к изделиям, предназначенным для поставки на внутренний рынок. Поставка станка на экспорт не предполагается.

3.2 Основание для разработки

Задание руководителя курсовой работы

3.3 Цель и назначение разработки

Цель разработки – повышение механизации повторной расколки крупных поленьев.

Назначение разработки – Создание гидравлического дровокольного станка с наиболее высокими техническими показателями и эксплуатационными параметрами.

3.4 Источники разработки

Авторские свидетельства СССР № 374175, № 937143

Задание руководителя курсовой работы

Техническая документация гидравлического дровокольного станка ЛО-46

3.5 Технические требования

Состав станка и требования к конструктивному устройству.

Наименование и назначение основных частей.

В состав станка входят:

- рама станка для установки основных узлов;

- механизм подачи заготовок;

- усилитель;

- раскалывающий узел;

- привод выносного роликового транспортера;

- привод масленого насоса станка

Работа станка

Включатся электродвигатель привода масленого насоса. Посредством питателя в лоток подается чурбак. Затем происходит центрование чурбака относительно клин, за счет изменения положения клина. Толкатель, управляемый гидроцилиндром подает чурбак на раскалывающий клин. Полученные в результате дрова выносятся выносным транспортером станка.

Конструктивные требования к станку и его составным частям.

Установочные и присоединительные размеры.

Установочные и присоединительные размеры определяются при разработке технической документации.

Способы крепления.

Станок должен устанавливаться на бетонный фундамент и крепиться болтами.

Климатическое исполнение.

Климатическое исполнение УХЛ4 по ГСТ 15150-69. При этом температура окружающей среды должна быть в переделах -30…+30°С, влажность не более 90%, высота над уровнем моря не более 2000 м.

Регулировка органов управления должна обеспечивать работу станка на различных режимах в зависимости от параметров поступающих на станок заготовок.

Станок работает в ручном режиме. Управление станком производится с пульта управления. Типы приводов исполнительных механизмов выбираются в процессе разработки изделия.

Вид покрытий.

Покрытие станка должно соответствовать ГОСТ 22133-76 «Покрытия лакокрасочные станков, кузнечно-прессовых и литейных машин, инструмента. Требования к внешнему виду», ГОСТ 25223-82 (СТ СЭВ 2155-80) «Оборудование деревообрабатывающее. Общие технические требования» и ОСТ 2 Н06-2-77 «Покрытия лакокрасочные. Общие технические требования».

Требования к средствам защиты от влаги, вредных испарений, коррозии и др.

Специальные требования не предъявляются

Требования к взаимозаменяемости составных частей станка. Для сменных деталей, узлов, принадлежностей и инструмента должна быть обеспечена взаимозаменяемость по сопряженным размерами посадкам.

Устойчивость к моющим средствам, топливу, маслам и др.

Специальные требования не предъявляются.

Требования к помехозащищенности и исключение помех, влияющие на другие объекты.

Станок не должен являться источником помех, влияющих на другие объекты.

Требования к виду и составу запасных частей, инструмента и принадлежностей.

Показатели назначения и экономного использования сырья, материалов, топлива и энергии.

Основные технические параметры станка указаны в табл. 1.

Таблица 2 – Основные технические параметры

	Наименование параметра	Значение
1	Мощность двигателя станка, кВт	17
2	Мощность двигателя выносного транспортера, кВт	2,2
3	Наибольший диаметр раскалываемых чурбаков, см	100
4	Наибольшая длина раскалываемых чурбаков, см	125
5	Усилие раскалывания в нормальном режиме, тс	9,0
6	Скорость перемещения толкателя, м/с	0,35
7	Скорость возврата толкателя, м/с	0,57
8	Высота ножевого блока, мм	1500
9	Угол наклона вертикального клина, град	3
10	Угол заострения клиньев, град	20 и 30
11	Угол встречи горизонтальных клиньев, град	17
12	Масса, кг	3200
13	Габаритные размеры, мм длина ширина высота	5030 1050 1280

Примечание – окончательные значения параметров здесь и далее по тексту уточняются в процессе разработки станка.

Требования к надежности.

Показатели долговечности:

- средний срок службы до капитального ремонта при двухсменной работе – не менее 6 лет;

- средний ресурс по точности – не менее 6000 ч.

Показатели безотказности.

Средняя наработка на отказ – не менее 8 ч.

Показатели ремонтопригодности.

Среднее время восстановления – не более 2 ч.

Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации.

При разработке линии обеспечить выполнение требования стандартов ЕСТПП по отработке конструкции на технологичность, ГОСТ 14.201-83, ГОСТ 12.202-73, ГОСТ 14.203-73, ГОСТ 14.204-73, ОСТ 2 ДОО-7-82, «Кратких методических указаний по анализу и отработке конструкций деревообрабатывающего оборудования на технологичность» (ГПТИ древстанкопром, 1972).

Выбор конструкций базовых деталей производить в соответствии с «Нормативами (уточненными) применения сварных металлоконструкций при проектировании и изготовлении базовых деталей, станков и машин», утвержденными приказом Минстанкопрома от 10.12.76 г. № 471.

Удельная материалоемкость линии (отношение массы в кг к радиусу криволинейных опор в мм) 5,33 кг/мм.

При проектировании линии должны быть уточнены производ ственные возможности и ограничительные стандарты завода-изготовителя.

Конструкторская документация должна быть подвергнута метро логической проработке в соответствии с требованиями ОСТ 2 БВ-10-1-81.

Основные технические параметры по п. 5.2, пп. 1-14, 16, 18, 20, 21 должны измеряться методом непосредственной оценки с помощью универсальных средств измерения.

При необходимости применения в процессе эксплуатации специальных измерительных средств эти средства должны входить в комплект станка.

Основные требования к методам и средствам измерения должны соответствовать ГОСТ 25338-82.

Требования к уровню унификации и стандартизации

При разработке линии необходимо обеспечить максимальное использование стандартных, унифицированных и заимствованных сборочных единиц и деталей.

Значение коэффициентов применяемости и повторяемости линии определяются в процессе разработки. При разработке линии учесть ограниченные нормали завода-изготовителя.

Требования безопасности и требования по охране природы.

Устройство должен отвечать требованиям:

- ОСТ 2 ДМОО-3-82 «Оборудование деревообрабатывающее. Шумовые характеристики»;

- ГОСТ 12.1.004-76 «ССБТ. Пожарная безопасность»;

- ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования»;

- ГОСТ 12.1.019-79 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования»;

- ГОСТ 12.2.003-74 (СТ СЭВ 1085-78) «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности»;

- ГОСТ 12.2.026.0-77 (СТ СЭВ 2156-80) ССБТ. Оборудование деревообрабатывающее. Общие требования безопасности к конструкции"; ГОСТ 12.2.086-83 «ССБТ. Гидроприводы объемные и системы смазочные. Общие требования безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации»;

ГОСТ 12.3.002-75 «ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности»;

- ГОСТ 12.3.007-75 «ССБТ. Деревообработка. Общие требования безопасности »;

- ГОСТ 12.2.026.17-82 «ССБТ. Оборудование деревообрабатывающее. Устройства для сортирования бревен по диаметру. Требования безопасности»;

- «Правил техники безопасности и производственной санитарии в деревообрабатывающей промышленности» (М.: Лесн. пром-сть ,1979);

- «Санитарных правил организации технологических процессов производства и гигиенических требований к производственному оборудованию», утвержденных Минздравом СССР 04.04.73 г. № 1042-73; «Правил устройства электроустановок». ПУЭ-76.

Эстетические и эргономические требования. Линия должна соответствовать требованиям:

- ГОСТ 12.2.033-78 «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования»;

- ГОСТ 21752-76 «Система «человек-машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования»;

- ГОСТ 21753-76 «Система «человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования»;

- ГОСТ 22269-76 «Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места»;

- ГОСТ 23000-78 «Система «человек-машина». Пульты управления. Общие эргономические требования»;

- «Методических указаний по оценке эстетических показателей качества промышленной продукции» / ВНИИТЭ (М., 1975 г.);

- «Разработки нормативных показателей эргономики для деревообрабатывающих станков общего назначения» (отчет по теме 2-73 /ВНИИДмаш, 1975 г.).

Требования к патентной чистоте

Обеспечить патентную чистоту в отношении СССР, России.

Требования к составным частям станка, сырью, исходным и эксплуатационным материалам.

Составные части, качество материалов, обработки и сборки должны соответствовать требованиям ГОСТ 25223-82 (СТ СЭВ 2155-80) «Оборудование деревообрабатывающее. Общие технические условия» и рабочей документации на составные части станка.

Применение составных частей (включая покупные), сырья и материалов должно соответствовать действующим отраслевым стандартам (ОСТ), стандартам и руководящим материалам предприятия (СТП и РТМ) ВПО «Союздревстанкопром», ГКБД и завода-изготовителя.

Покупные изделия по качеству должны применяться не ниже первой категории.

Требования к эксплуатационным материалам - маслам, сжатому воздуху и т.п. - определяются в процессе разработки рабочей документации на устройство и при его эксплуатации должны соответствовать этой документации.

Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту.

Категория условий эксплуатации - УХЛЧ по ГОСТ 15150-69*. 3.5.10.2 Класс помещения ПП согласно ПУЭ-76, категория производства «В» согласно таблице I СНиП П-М, 2-72.

Станок обслуживается одним рабочим

Условия привязки

Род тока питающей сети - переменный, трехфазный, частота 50 Гц, напряжение 380 В.

Дополнительные требования. Дополнительные требования не предъявляются.

Требования к маркировке и упаковке

Маркировка и упаковка должны соответствовать требованиям ГОСТ 25223-82 (СТ СЭВ 2155-80) и ГОСТ 14192-77.

Маркировку на фирменной табличке производить согласно ОСТ 2 Д91-1-81 и ОСТ 2 Д91-2-75.

Временная противокоррозионная защита (консервация) должна соответствовать требованиям ГОСТ 9.014-78 и ОСТ 2 Н89-30-79.

Установка устанавливается на эстакаду.

Требования к транспортированию и хранению.

Транспортирование и хранение установки должно соответствовать требованиям ГОСТ 25223-82 (СТ СЭВ 2155-80).

Требования к условиям транспортирования, местам и условиям хранения, условиям складирования и обслуживания во время хранения определяются на стадии разработки технической документации.

Гарантийный срок хранения устанавливается на стадии разработки технической документации.

Специальные требования. Специальные требования не предъявляются.

Требования к категории качества

Станок должен соответствовать высшей категории качества.

Стадии и этапы разработки

Стадии разработки станка:

- технический проект;

- рабочая конструкторская документация на экспериментальный образец.

Этапы выполнения работ должны соответствовать ГОСТ 2.103-68 «ЕСКД. Стадии разработки».

Предприятие-изготовитель разрабатываемого устройства- Свердловское ПО «Лесмаш»

Порядок контроля и приемки

Перечень конструкторских документов, подлежащих согласованию и утверждению, и перечень организаций, с которыми следует согласовывать конструкторскую документацию, приведён в таблице 3.

Комплектность конструкторской документации - в соответствии с РТМ 2.14.01-82.

Таблица 3 – Перечень конструкторских документов.

Наименование документа	Организация, согласующая документ	Организация, утверждающая документ
Технический проект	Свердловский опытный завод, ЦНИИМОД	ГКБД
Рабочая конструкторская документация		ГКБД
Технические условия	ЦНИИМОД	Свердловский опытный завод (СОЗ)

Порядок проведения испытаний опытного образца по ГОСТ 15.001-73 и ОСТ 2 Н02-3-81.[5]