Lực và cụng suất cắt là những thụng số quan trọng được tớnh toỏn khi thiết kế cũng như trong quỏ trỡnh sử dụng cỏc mỏy. Trong thiết kế chỳng ta giải quyết bài toỏn thuận: xỏc định lực cắt và cụng suất cắt theo cỏc tham số và chế độ gia cụng cỏc chi tiết. Từ cụng suất cắt và hiệu suất truyền động của cơ cấu tiến hành xỏc định cụng suất cần thiết của động lực và lựa chọn động cơ phự hợp. Trong quỏ trỡnh sử dụng cỏc mỏy, bài toỏn ngược cần được giải quyết: từ cụng suất động cơ dẫn động cơ cấu cắt, cơ cấu đẩy thực tế tiến hành xỏc định lực cắt, lực đẩy và lựa chọn chế độ gia cụng tối ưu cỏc chi tiết thoả món cỏc yờu cầu chất lượng gia cụng. Trong sử dụng cỏc mỏy, việc tớnh toỏn lực và cụng suất cắt, lực và cụng suất đẩy cũng rất cần thiết để tạo lập cỏc chế độ gia cụng cắt gọt cho cụng nghệ và cỏc mỏy với kết cấu tương tự.
Theo cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu [9,34], cụng suất cắt của cỏc mỏy gia cụng gỗ cú thể xỏc định theo cụng thức: 81 , 9 . 102 . 60 . . .BHU K N (3.13)
ở đõy: N – cụng suất cắt cần thiết, kW; B - chiều rộng phoi, mm; H - chiều dày phoi, mm; U - tốc độ đấy phụi, m/ph; K - tỷ suất cụng, N.m/mm3.
Theo giỏo sư Grube A.E. [23], cụng suất cắt cần thiết trong cắt ngang bằng cưa đĩa cú thể xỏc định theo cụng thức:
2,1 0,08 0,7 0 3 , 0 8 , 0 24 , 1 63 , 0 8. . . . .. . . . . 10 . 171 U VHb W T NC z kW . (3.14)
Trong đú: Uz- lượng ăn dao; H- chiều cao mạch xẻ,mm; v- vận tốc cắt,m/s; W- độ ẩm gỗ, %; δ- gúc cắt (δ = β+α), độ; ρ- độ tự cạnh cắt,àm; γo- khối lượng riờng của gỗ, g/cm3; b- bề rộng mạch xẻ, mm. Cỏc hệ số Cp và m phụ thuộc vào loại gỗ và độ ẩm gỗ.
Cụng suất dẫn động cơ cấu cắt:
C
D
N
N kW , η = 0,8 ữ 0,9 . (3.15) Từ nguyờn lý làm việc của mỏy cưa đĩa P2800-TM cho thấy: để cắt vỏn cần cú hai chuyển động đồng thời là chuyển động cắt gọt của đĩa cưa và chuyển động đẩy phụi; chuyển động cắt do động cơ điện dẫn động qua bộ truyền đai tới trục đĩa cưa; chuyển động đẩy phụi bằng thủ cụng (sức người).
Cụng suất tiờu thụ của động cơ làm quay trục lưỡi cưa được tớnh theo cụng thức [23]:
N 3.U.I.cos (3.16) ở đõy: N – cụng suất của động cơ; U - điện ỏp dõy của động cơ; I - cường độ dũng điện dõy; cosφ - hệ số cụng suất của động cơ.
Như vậy năng lượng điện tiờu thụ được tớnh theo cụng thức:
W N.t (3.17) ở đõy: t - thời gian sử dụng điện từ lỳc khởi động đến khi hoàn thành cụng việc và tắt mỏy.
Nếu khụng cú sự tổn hao năng lượng tại cỏc động cơ, theo định luật bảo toàn năng lượng thỡ toàn bộ năng lượng điện W được biến thành cơ năng – cụng cơ học. Thực tế khi hoạt động cú mất mỏt điện năng do điện trở của dõy
dẫn trong cỏc cuộn dõy của động cơ, mất mỏt từ trong cỏc lừi thộp stato và rụto. Sự hao phớ năng lượng này được thể hiện qua hiệu suất của động cơ η. Như vậy chỉ một phần điện năng W’ biến thành cơ năng làm cho puli trục động cơ quay, thụng qua hệ thống truyền động làm trục lưỡi cưa quay để thực hiện quỏ trỡnh cắt gọt:
W'W.. (3.18)
Hay:
N'N. (3.19)
N’ chớnh là năng lượng cần thiết để làm quay trục dao, thắng được lực cản do ma sỏt trong hai ổ bi, lực cản cắt.
Năng lượng tổn hao do ma sỏt trong cỏc ổ đỡ phụ thuộc vào thiết bị cũn năng lượng để thắng lực cản cắt - thực hiện quỏ trỡnh gia cụng chớnh là cụng suất cắt cần thiết.
Từ những kết quả trờn thấy rừ, những yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới chi phớ năng lượng trong quỏ trỡnh cắt gỗ bao gồm:
- Loại gỗ, cỏc tớnh chất cơ lý của gỗ (γo, W); - Chiều cao, bề rộng mạch xẻ (H,b);
- Cỏc thụng số của lưỡi cưa (ρ, z, t, D); - Cỏc thụng số chế độ gia cụng (v, u, λ , β,α).
Như phạm vi nghiờn cứu đó đề cập, luận văn lựa chọn ba thụng số để xỏc định ảnh hưởng của chỳng tới cụng suất cắt Nđú là v, u và λ.