Theo định nghĩa của Gơriatskin, gúc hợp bởi vận tốc v với thành phần phỏp tuyến vn gọi là gúc trượt τ , tỉ số giữa trị số vận tốc tiếp tuyến vt và vận
tốc phỏp tuyến vn gọi là hệ số trượt ε :
t n v tg v ε = = τ
Khi cắt thỏi chặt bổ, gúc trượt τ =0 thỡ lực tỏc động giữa lưỡi dao và với vật thỏi chỉ cú một lực phỏp tuyến cắt thỏi (thẳng gúc với lưỡi dao) theo phương vận tốc với lưỡi dao, quỏ trỡnh cắt thỏi chặt bổ, chỉ cú lực phỏp tuyến và khụng cú lực tiếp tuyến.
Trường hợp gúc trượt τ ϕ< ' quỏ trỡnh cắt thỏi vẫn chưa cú trượt, tuy
nhiờn cú cả lực tiếp tuyến và lực phỏp tuyến (nhưng lực tiếp tuyến này chưa gõy được hiện tượng trượt vỡ ma sỏt).
Hỡnh 3.9 - Phõn tớch cỏc lực tỏc động giữa lưỡi dao và vật thỏi
a) cỏc lực do rau tỏc động vào dao; b) cỏc lực do dao tỏc động vào rau với gúc τ ϕ≤ '; c) cỏc lực do dao tỏc động vào rau với gúc τ ϕ> '
Trường hợp gúc trượt τ ϕ> ' quỏ trỡnh cắt thỏi cú trượt tương đối giữa
dao và vật thỏi, do tỏc dụng của lực tiếp tuyến đủ lớn thắng được hiện tượng ma sỏt.
3.3.6. Quan hệ giữa dao thỏi và tấm kờ thỏi
- Khe hở giữa cạnh sắc của lưỡi dao và cạnh sắc của tấm kờ.
Thực nghiệm cho ta thấy ảnh hưởng thể hiện bằng sự phụ thuộc cụng suất cắt N với khe hở δ . Trị số δ cú một giới hạn thớch hợp để đảm bảo cho N tương đối nhỏ.
Hỡnh 3.10 - Đồ thị phụ thuộc δ với N
Vật thỏi càng mảnh thỡ khe hở δ càng nhỏ, vỡ nếu khụng, lưỡi dao cú thể bẻ gập thõn vật thỏi xuống lọt vào khe hở và kộo đứt nú, giảm chất lượng cắt. Nhưng δ cũng khụng thể nhỏ quỏ được, vỡ đĩa lắp dao và gối đỡ đều cú độ dịch chuyển vượt quỏ giới hạn lưỡi dao và cú thể va vào tấm kờ gõy hư hỏng mỏy.
Ngoài ra, ở trống lắp dao quay với số vũng quay lớn, gõy lực ly tõm, dao cũng cú độ vừng ra phớa ngoài. Đối với mỏy thỏi rau cỏ, δ khụng quỏ 0,5mm thỡ thỏi mới tốt. Trường hợp dao kiểu trống quay với vận tốc lớn thỡ δ
=1ữ4mm.
- Gúc kẹp χ và điều kiện kẹp vật thỏi giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm
kờ. Đõy là một yờu tố ảnh hưởng trong trường hợp cắt kiểu “kộo cắt”, cú một cạnh sắc lưỡi dao nữa (ở đõy là cạnh sắc tấm kờ) cựng phối hợp kẹp và cắt vật
thỏi. Gúc BAC hợp bởi cạnh sắc lưỡi dao AC và cạnh sắc tấm kờ AB núi chung là gúc mở χ.
Hỡnh 3.11 - Gúc kẹp và điều kiện kẹp
Điều kiện kẹp vật thỏi giữa cạnh sắc lưỡi dao và tấm kờ là gúc kẹp
' ' 1 2
χ ϕ ϕ< + . Đối với kiểu dao đĩa χ =40 50ữ 0, dao trống χ =20 30ữ 0.
3.3.7. Độ bền và chất lượng của vật thỏi
Hỡnh 3.12 - Đồ thị phụ thuộc của q tới W%
Cụ thể ở đõy là vấn đề lực cản cắt thỏi P của vật thỏi, độ ẩm W% của vật thỏi. Thực nghiệm cho ta đồ thị chỉ sự phụ thuộc của ỏp suất cắt thỏi riờng q (N/cm) với độ ẩm W% của vật thỏi. Khi độ ẩm cũn thấp (8ữ15%) ỏp suất
Qua quỏ trỡnh nghiờn cứu tỡm hiểu cơ sở lý thuyết quỏ trỡnh cắt thỏi đề tài đó lựa chọn một số thụng số làm cơ sở cho quỏ trỡnh tớnh toỏn thiết kế mỏy, được thể hiện trong bảng 3.2:
Bảng 3.2 Cỏc thụng số tớnh toỏn thiết kế mỏy
Thụng số tớnh toỏn Kết quả
Vận tốc dao thỏi vt = 40 m/s
Gúc kẹp χ = 500
Khe hở giữa lưỡi dao và tấm kờ δ = 4 mm
Gúc trượt τ =300
Gúc cắt trượt (gúc ma sỏt) φ’ = 250
Gúc mài dao Tấm kờ σ = 150 σ’ = 250
3.4. Thiết kế sơ đồ dao thỏi
3.4.1. Yờu cầu cơ bản đối với một sơ đồ dao thỏi
Một sơ đồ dao thỏi hợp lý ớt nhất phải đỏp ứng nhu cầu sau: • Năng lượng tiờu thụ để thỏi tốn ớt nhất
• Tải trọng tỏc dụng lờn trục mỏy phải tương đối đều đặn
• Vật thỏi phải được kẹp theo toàn bộ chiều dài làm việc của lưỡi dao.
3.4.2. Sơ đồ và kớch thước cơ bản của dao thỏi
Hỡnh 3.13 Sơ đồ và kớch thước cơ bản của dao thỏi
Ký hiệu cỏc kớch thước trờn hỡnh vẽ được quy định chung như sau: a - chiều cao họng thỏi;
b - chiều rộng họng thỏi;
h - khoảng cỏch từ trục quay tới lưỡi tấm kờ thỏi theo đường thẳng đứng; c - khoảng cỏch từ trục quay tới mộp họng thỏi;
Ψ - gúc quay của dao;
θ- gúc quay của bỏn kớnh vộctơ (trong toạ độ cực);
u - khoảng cỏch từ trục quay của đường nằm ngang đến điểm dịch chuyển của lưỡi dao theo cạnh sắc của họng thỏi;
- khoảng cỏch từ đường thẳng gúc với lưỡi dao (kẻ từ tõm quay) tới điểm của lưỡi dao mà ta xột;
τ - gúc trượt; χ - gúc kẹp.
Theo cỏc sơ đồ trờn, ta thấy ở dao thẳng, gúc kẹp hợp bởi lưỡi dao và cạnh tấm kờ thỏi của họng thỏi và gúc trượt chớnh bằng gúc hợp bởi lưỡi dao
và bỏn kớnh vộctơ. Ở dao cong, cỏc gúc này xỏc định bằng đường tiếp tuyến ở điểm của lưỡi dao mà ta xột. Cỏc kớch thước cơ bản của sơ đồ dao thỏi này liờn hệ với nhau theo cỏc hệ thức chung như sau:
r2 = u2 + h2 (3.1)
u = rcos(τ - χ) (3.2)
h = rsin(τ - χ) = utg(τ - χ) (3.3)
Từ cỏc biểu thức trờn ta rỳt ra:
χ = τ - arccosur = τ - arcsinhr = τ - arctguh (3.4) Theo những yờu cầu chung của sơ đồ dao thỏi núi trờn, chỳng ta cú thể rỳt ra những yờu cầu cụ thể như sau:
- Gúc trượt τ của cỏc điểm trờn lưỡi dao phải tăng dần cựng với bỏn kớnh vectơ r hay với u (u = r2-h2 ).
- Gúc χ phải nhỏ hơn hay bằng 2ϕ’.
- Độ dài của cung thỏi ∆S phải nhỏ (và nhỏ dần khi bỏn kớnh r tăng lờn thỡ càng hay)
- Đại lượng
du dΨ
phải tăng lờn theo u.
Hai yờu cầu cuối bảo đảm cho tải trọng tỏc động lờn trục mỏy được điều đặn, vỡ khi đú cựng một gúc quay dΨ, độ ngậm sõu của lưỡi dao cắt vào vật thỏi sẽ giảm đi, đồng thời S cũng nhỏ dần, nhờ vậy lực cản cắt thỏi sẽ gõy ra những mụmen cản cắt thỏi đều đặn hơn.
Đối với mỗi sơ đồ dao thỏi cụ thể muốn chọn, ta cần phõn tớch 4 yờu cầu núi trờn để xem loại dao đú thiết kế cú hợp lý khụng.
Trong sơ đồ tổng quỏt, chỳng ta cần xột một vấn đề nữa là vị trớ đặt họng thỏi so với tõm quay, tức là độ cao h đặt họng thỏi.
Độ cao h là khoảng cỏch từ tõm quay theo đường thẳng đứng tới cạnh tấm kờ thỏi của họng thỏi, đều cú ảnh hưởng đến cỏc đại lượng τ, χ và Ψ. Vỡ vậy cú thể coi nú là một đại lượng cơ bản để tớnh toỏn thiết kế.
Thường cạnh đỏy của họng thỏi đặt thấp hơn tõm quay, vỡ nếu ngược lại ta sẽ cú gúc kẹp bằng:
χ = τ - arctg
u h