ЛЕНТОЧНОПИЛЬНЫЙ СТАНОК

Ленточнопильный станок относится к деревообрабатывающей промышленности. Ленточнопильными называются станки, у которых в качестве режущего инструмента используется тонкая металлическая лента, натянутая на вращающихся шкивах. Они предназначены для прямолинейного, криволинейного и под "углом" распиливания древесины. Эти станки, в сравнении с другими пильными станками, обеспечивают более узкий пропил, что уменьшает потерю древесины. В зависимости от назначения станки разделяют на бревнопильные, делительные и столярные. Бревнопильные станки используют для распиловки крупномерной фаутной древесины хвойных пород и раскроя на чураки древесины ценных твердолиственных пород. Распиленное бревно закрепляют на перемещаемую по рельсам тележку и передают на пилу. После отпиливании доски бревно несколько отводят от пилы и тележка возвращается в исходное положение. Бревно перемещают в поперечном направлении на толщину отпиливаемой части и вновь повторяют рабочий ход. В зависимости от расположения шкивов эти станки разделяют на вертикальные и горизонтальные. У горизонтальных шкив находится на одной высоте, в связи с чем ветви пилы располагаю не вертикально, а горизонтально. Ленточнопильные станки, называются также ребровыми, предназначены для распиливания поставленных на ребро толстых досок, горбылей и т.п.
В отличие от бревнопильных станков подача материала на делительных станках осуществляется вальцовым или гусеничным механизмом. Столярные станки предназначены для прямолинейного, криволинейного распиливания под "углом" тонкого материала (досок, щитов и листового материала) на заготовки. В зависимости от диаметра шкивов они разделяются на легкие (диаметр 400 мм) средние (диаметр 800 мм). Подача материала осуществляется в ручную или специальным автоподатчиком.
ш
Ш
-1
Пиление ленточными пилами - рабочий процесс резания на ленточнопильных станках, предназначенных для выполнения технологических операций деления древесины при уменьшенных потерях древесины в опилки. Режущим инструментом в этом процессе резания является пила в виде бесконечной тонкой металлической ленты с зубьями по рабочей кромке. Благодаря малой толщине ленты и, соответственно, минимальному уширению зубьев на сторону ширина пропила получается меньшей, чем при пилении любыми другими пилами, а значит, выход пилопродукции большим. Так, применение в потоке лесопильного производства в качестве головного и делительного оборудования ленточнопильных станков сокращает потери в опилки по сравнению с применением лесопильных рам в 1.5…2 раза, а по сравнению с применением круглопильных станков в 2…3 раза. Основные технологические операции, выполняемых на ленточнопильных станках, следующие: распиливание бревен и брусьев при большой высоте пропилов на тяжелых бревнопильных станках (фиг.1, а и б);деление (ребровое) толстых досок и горбылей на тонкие на средних делительных станках (фиг.1, в); прямолинейное продольное распиливание пиломатериалов и выпиливание криволинейных заготовок на легких столярных станках (фиг.1, г). Кинематика и геометрия срезаемого слоя. Наиболее распространенная схема пиления ленточной пилой показана на (фиг.2, а). Здесь рабочая часть пилы в вертикальной плоскости, а шкивы (нижний - приводной, верхний - холостой) располагаются один над другим. Главное движение - прямолинейное движение ленты на рабочем участке (в зоне обрабатываемого материала). Скорость главного движения  (м/с) постоянна: =πDn/60×1000 (113), где D диаметр пильного шкива, мм; n - частота вращения шкива, мин.
Движение подачи - прямолинейное, за исключением выпиливания криволинейных заготовок, равномерное надвигание распиливаемого материала на пилу со скоростью  (м/мин) при помощи приводных тележек, подающих вальцов и других устройств.
Наладка ленточнопильного станка.
Подготовку станка к работе называют наладкой. Она включает следующие операции: выбор размеров пильной ленты, сварку или спайку концов пилы, заточку, развод или плющение зубов, установку пильного полотна в станок и ее натяжение, регулировку направляющего устройства. Пильную ленту на деревообрабатывающие предприятие поставляют в рулонах шириной полотна (с зубьями) 10, 15, 20, 30, 40, 50 и 60 мм.
max
Длину ленточной пилы L определяют по формуле
max
max
L=πD+2L+15,
max
1
1
где D - диаметр пильного шкива, мм; L - наибольшее расстояние между осями пильных шкивов, мм; 15 - пропуск на пайку внахлестку, мм (При соединении концов пилы сваркой 15 мм, не добавляется, т.к. сварка производится встык.). Ленту размечают на отрезки необходимой длины и разрезают. После этого концы отрезка ленточной пилы соединяют методом сварки или спайки. Сварка концов ленты встык состоит из следующих приемов: выравнивание концов (концы ленты должны быть обрезаны только под углом 90° к кромке пилы), сварка, отпуск и зачистка шва. Спайка концов ленты внахлестку включает следующие приемы: разметку шва и обрезку концов, скашивание концов (снятие фасок), зачистку фасок, спайку, закалку, отпуск и зачистку шва, чтобы при наложении концов толщина шва не превышала толщину пилы. Полученную бесконечную пильную ленту затачивают на специальном оборудовании, а затем зубья пилы разводят или плющат. Развод и плющение зубьев производят с целью уширения режущего венца относительно толщины пилы. При этом в процессе распиловки материала исключается защемление пилы в пропиле, снижается силы трения и нагрев полотна. Развод заключается в поочередном отгибании кончиков зубьев (не более ½ высоты) в разные стороны. Величина отклонения зуба от плоскости пилы (развод на сторону) для хвойных пород (сосна, ель, лиственница и др.) древесины составляет 0.25…0.30 мм, для лиственных (дуб, бук, ясень и др.) - 0.20…0.25 мм. Развод зубьев производится вручную с помощью разводки или на специальных автоматах. Точность развода контролируется индикаторным разводометром или специальным шаблоном. Отклонение развода отдельных зубьев пилы и не должен превышать 0.05 мм. При плющении кончик зуба уширяется в обе стороны, приобретая форму лопаточки. Операция плющения выполняется с помощью ручных плющило или на специально оборудовании. Величина уширения зуба на сторону при плющении может быть принята на 0.10…0.15 мм меньше, чем развода для тех же условий пиления. Основные преимущества пил с плющенным зубом: большая устойчивость пилы в поперечном направлении; более узкий пропил; меньший износ зубьев. Ленточная пила, подготовленная к работе, должна удовлетворять следующим требованиям: пильное полотно не должно иметь изгибов и трещин; количество зубьев у пилы должно быть четным, последовательность развода - правильной; все зубья остро заточены без засинения, заворотов вершин и крупных заусенцев; профиль зубьев столярных пил должен соответствовать величинам, указанным на рис.4
Шаг t выбирают в зависимости от высоты зуба h по табл.1.
Таблица №1
Высота зуба мм.
2…3
4.2…4.4
4.8…5.0
6.3…6
Шаг зубьев t мм
6
8
10
12
Ширину пильного полотна при продольной прямолинейно распиловке принимают равной 40…50 мм, для криволинейной распиловки, в зависимости от радиуса кривизны, выбирают по табл.2.
Таблица №2
Радиус кривизны, мм
50
100
200
300
400
500
600
Ширина полотна, мм
10
15
25
30
35
37
42
Толщину пилы, воизбежание перенапряжения в ленте от изгиба, на швах, рекомендуется принимать равной 0.001 диаметра пильного шкива.
2
2
Подготовленную к работе пилу устанавливают в станок. Для этого опускают на требуемую величину верхний пильный шкив и открывают верхнее и нижнее ограничения. Полотно пилы надевают сначала на верхний шкив, а затем на нижний. При этом следят, что бы зубчатый венец выступал за край обода шкивов (Если зубья будут качаться бандажа шкивов, нарушается первоначальный развод и пила при работе будет отклонятся в сторону.).
Качество обработанной поверхности. Качество поверхности пропила определяется набором единичных показателей: размером микронеровностей (шероховатостью), отклонениями от плоскости (прямолинейностью), глубиной поверхностного слоя, ослабленного внутренними разрушениями. Если отклонения от прямолинейности пропила (волнистость) вызываются обычно потерей устойчивости всего режущего инструмента, то показатели шероховатости и глубины внутренних разрушений зависят от работы режущих элементов пилы - зубьев. Шероховатость поверхности пропила складывается под влиянием многих факторов процесса, из которых главным являются способ уширения пропила и качество выполнения этой операции, толщина срезаемых зубьями слоев (подача на зуб). Расчетным путем установить высоту неровностей на поверхности пропила невозможно, поэтому на практике для прогнозирования шероховатости используют результаты экспериментов.
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПРОПИЛА ПРИ РЕЗАНИИ СОСНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОДАЧИ НА ЗУБ
Показатель качества
Подача на зуб, мм
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Высота максимальных неровностей на боковой поверхности пропила R<sub>m max</sub>, мкм
480
560
710
750
990
Толщина поверхностного слоя, ослабленного разрушениями, мм
0.59
0.93
1.32
1.45
1.64
Глубина внутренних разрушений под поверхностью пропила также зависит прежде всего от подачи на зуб (см В.И.Любченко. Резание древесины и древесных материалов. М. Лесная промышленность. 1996. с.152-156; с.146-147.).
Недостатками известных ленточнопильных станков -
- необходимо кроме заточки зубьев выполнять:
- развод зубьев; плющение зубьев;
- получаем низкое качество поверхности распила зубьями.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что ленточнопильный станок, включающий станицу, механизм резания и пульт управления, механизм резания имеет ленточную пилу, в виде тонкой бесконечной металлической ленты, с одной стороны с зубчатым венцом из Г-образных строгальных зубьев, прикрепленных поочередно с двух сторон "левый - правый" и подрезающие ножи, прикрепленных поочередно с двух сторон тонкой металлической ленты между каждой парой Г-образных строгальных зубьев. Каждый подрезающий нож выполнен четырехзубым в виде прямоугольного параллепипеда с центральным отверстием, являются центром симметрии вращения. Подрезающий нож (резец) имеет четыре еще по два симметрично расположенные отверстия через центры которых и центр отверстия вращения в закрепленном состоянии проходит ось симметрии второго порядка. Радиус между этими центрами отверстий составляет не более половины, а длина подрезающего ножа (резца) не более удвоенного значения его ширины. В случае невыполнения указанных условий работа ленточной пилы затрудняется, в следствие ухудшения условий прочности подрезающего ножа (резца), увеличение материалоемкости и невозможности конструктивного оформления ленточной пилы с большим числом зубьев и оптимальной подачей на один зуб. Соответственно усложняется конструкция крепления подрезающих ножей (резцов) и возникает трудоемкость изготовления ленточной пилы и ее эксплуатация. Два отверстия для крепления подрезающего ножа (резца) на полотне
- тонкой бесконечно металлической ленты ленточной пилы выполнены под углом 45° между радиусом и секущей, проходящей через центр вращения подрезаемого ножа (резца), в обратную сторону вращения пилы крепление его как и Г-образных строгальных зубьев осуществляется посредством "отверстие-заклепка" На фиг.4 показана ленточная пила, где зубчатый венец из Г-образных строгальных зубьев 1, прикрепленных поочередно с двух сторон тонкой металлической ленты между каждой парой Г-образных строгальных зубьев 1 подрезающи ножи 2 выполненные четырехзубыми в виде прямоугольного параллепипеда с центральным отверстием 4, являющимся центром симметрии вращения. Подрезающий нож (резец) 3 имеет еще четыре по два симметрично расположенных отверстия 5, через центры которых и центр отверстия 4 вращения в закрепленном состоянии проходит ось симметрии второго порядка. Радиус между центрами отверстий 4 и 5 составляет не более половины, а длина подрезающего ножа (резца) 3 не более удвоенного значения его ширины. В случае не выполнения указанных условии работа ленточной пилы затрудняется вследствие ухудшения условий прочности подрезающего ножа (резца) 3, увеличение материалоемкости и невозможности конструктивного оформления ленточной пилы с большим числом зубьев и оптимальной подачей на один зуб. Соответственно усложняется конструкция крепления отверстий 4 и 5 составляет не более половины, а длина подрезающего ножа (резца) 3 не более удвоенного значения его ширины. В случае не выполнения указанных условии работа ленточной пилы затрудняется вследствие ухудшения условий прочности подрезающего ножа (резца) 3, увеличение материалоемкости и невозможности конструктивного оформления ленточной пилы с большим числом зубьев и оптимальной подачей на один зуб. Соответственно усложняется конструкция крепления подрезающих ножей (резцов) 3 и возрастает трудоемкость изготовления ленточной пилы и ее эксплуатации, два отверстия для крепления подрезающего ножа (резца) 3 на полотне ленточной пилы выполнены под углом 45° между радиусом и секущей проходящей через центр вращения, подрезающего ножа (резца), крепление его как и Г-образных строгальных зубьев осуществляется посредством "отверстие-заклепка".
Ленточнопильный станок работает следующим образом. Перед началом работы ленточная пила проходит подготовку к работе: заточку Г-образных строгальных зубьев и подрезающих ножей, прифуговку их и устанавливается в ленточнопильный станок. В процессе затупления одного из четырех зубьев подрезающего ножа 3 производится замена зубьев путем поворота вокруг центра вращения 4 на 180°. В процессе дальнейшего затупления подрезающий нож 3 поворачивается относительно оси симметрии второго порядка на противоположную сторону, где располагается еще два острозаточенных зуба. Таким образом, предусмотрена возможность четырехкратного поворота подрезающих ножей 3 с целью последовательного включения в работу каждого из четырех зубьев. Геометрические параметры зубчатого венца 1 (угловые параметры, радиальные и тангенциальное поднурение зубьев) соответствуют требованиям, регламентированными ГОСТ9769-79. Форма сменных зубьев и подрезающих ножей позволят производить их переточку, компоновать ленточную пилу правого и левого исполнения. Подрезающие ножи могут быть изготовлены из сверхтвердых материалов. Г-образные строгальные зубья изготовляют биметаллическими. Все это позволяет при относительной простоте конструкции достичь эффекта снижения трудоемкости эксплуатации в 4 раза.
На фиг 3 показаны параметры известных ленточных пил. На фиг 4 показана предположенная ленточная пила, где 1 - Г-образные строгальные зубья; 2 - крепежные отверстия и «отверстия-заклепки»; 3 - подрезающий нож (резец); 4 - его центральное крепежное отверстие и «отверстие-заклепка»; 5 - четыре отверстия для крепления по два с центральным отверстием 4 посредством «отверстие-заклепка»; 6 - верхняя горизонтальная режущая кромка Г-образного строгального зуба; 7 - вертикальная режущая кромка; 8 - пазуха для сбора стружки; 9 - ограничитель глубины врезания зуба.
Ленточнопильный станок работает следующим образом: вращение ленты подрезающие ножи 3 зубьями прорезают две канавки, Г-образные зубья 1 между этими канавками поочередно сострагивают тонкий слой древесины, которая подвигается к задней части зуба до упора с ограничителем глубины врезания зуба 9 и им выталкивается из пазухи зуба 8. Г-образный строгальный зуб 1 выполнен биметаллическим (из биметаллической пластины штампуют заготовку, потом загибают по профилю и закаливают зуб), нижняя часть зуба, выполненная из более мягкого материала, при резание древесины легче изнашивается и мы получаем самозатачивающийся зуб, что облегчает уход и подготовку зубьев к работе - меньше затачивать, легко поправлять.
Таким образом, предложенное решение позволяет продлить ресурс пилы и упрощает уход за пилой, получаем более высокое качество поверхности распила Г-образными строгальными зубьями совместно с подрезающими ножами.