УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКРОЯ ГОРБЫЛЯ

Полезная модель относится к деревообработке и может быть использована на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях.
Известно устройство для раскроя горбыля, включающее направляющие ролики, прижимной механизм, механизм подачи горбыля и пильное устройство (см. патент RU 2313446, кл. В27В 1/00, опубл. 27.12.2007). Недостатком известного устройства является нерациональное использование материала.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в повышении эффективности использования заготовок горбыля. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для раскроя горбыля включает направляющие ролики, прижимной механизм, механизм подачи горбыля и пильный механизм, причем перед пильным механизмом с одной стороны от направления подачи горбыля вдоль этого направления расположено два направляющих ролика диаметром d на расстоянии 2-3d между их центрами, а с другой стороны - по крайней мере, три ролика, закрепленных на подпружиненных рычагах, через которые протянут трос, соединенный с подпружиненным барабаном, установленным на одном валу с храповой шестерней, передающей посредством дополнительной шестерни крутящий момент на вал привода фиксатора прижимного механизма.
На фиг.1 представлена схема раскроя обрабатываемой заготовки,
на фиг.2 - предлагаемое устройство (вид сверху),
на фиг.3 - предлагаемое устройство (вид сбоку).
Площадь изделия, получаемая в результате обрезки кромок, зависит как от угла установки заготовки относительно направления (вектора) подачи станка, так и от кривизны кромок самой заготовки. Для определения максимальной площади готового изделия, необходимо знать угол поворота заготовки относительно направления подачи станка в зависимости от кривизны ее контуров.
1
2
1
2
1
2
a
a
2
2
Кромки горбыля z и z можно с достаточной точностью аппроксимировать уравнениями парабол: z=x-bx и z=x+bx+c соответственно, а боковые поверхности - двумя вертикальными прямыми прямыми (см. фиг.1). Ширина заготовки колеблется от 80 до 220 мм. Кривые z и z не симметричны, т.е. геометрическое место центров кривизны линий (эволюты) не всегда находятся на одной прямой. Изделие, получаемое из описанной фигуры после обработки, имеет прямоугольную форму. Ширина изделия постоянна по всей длине и равна размеру d - расстоянию между дисковыми пилами станка.
2
2
0
Обозначим условие, при котором одна из пил не пересечет нижней кромки заготовки (кривую z). В этом случае линия раскроя одной из пил максимально приближена к кромке, то есть является касательной к кривой z в точке x. Уравнение касательной имеет вид:
1
1
Определим расстояние d, на которое необходимо сместить по оси Z касательную (1), чтобы в результате такого смещения получилась прямая отстоящая от касательной на величину d, которая равна ширине получаемого изделия. Величина d определяется выражением:
где φ - угол, образованный касательной (1) и положительным направлением оси X.
Как известно, косинус угла можно представить через тангенс этого же угла:
2
0
Выразив cosφ через tgφ, который равен производной функции z в точке x, получим:
2
1
1
2
Касательная к параболе z может пересекать как вертикальные границы криволинейной фигуры x=0 и x=L, так и верхнюю параболу z. Всего точек пересечения может быть две. Расстояние между ними задает нижнюю большую сторону криволинейной фигуры, имеющей две прямолинейные параллельные стороны, отстоящие друг от друга на расстоянии d. Контур заготовки очерчен четырьмя функциями: z, z, x=0 и x=L. Точки пересечений этих функций задают вписанную геометрическую фигуру, состоящую из параллельных прямых (отстоящих на расстоянии d) и криволинейных участков, состоящих из отрезков прямых и парабол. Расчет площади вписанной фигуры проводится по верхней и нижней прямым.
Раскрой, в соответствии с которым изделие будет иметь максимальную площадь, является оптимальным. Для заготовок, имеющих незначительную кривизну кромок, фигура (готовое изделие) имеет максимальную площадь при перемещении касательной к нижней параболе в точке, соответствующей максимальной длине верхней параболы. Указанный метод рационального раскроя можно реализовать, используя предлагаемое устройство.
В предлагаемом устройстве для раскроя горбыля перед пильным механизмом 1 с одной стороны от направления подачи горбыля вдоль этого направления расположено два направляющих ролика 2 диаметром d на расстоянии 2-3d между их центрами. С другой стороны установлено четыре ролика 3, закрепленных на подпружиненных рычагах 4. Через ролики 3 протянут трос 5, соединенный с подпружиненным барабаном 6. Барабан 6 установлен на одном валу с храповой шестерней 7, передающей посредством дополнительной шестерни 8 крутящий момент на вал привода фиксатора 9 прижимного механизма 10. Фиксатор 9 снабжен тросом 11, закрепленным на шкиве 12. Прижимной механизм 10 снабжен направляющей 13 и пружиной 14.
Устройство работает следующим образом.
Заготовка, опираясь вогнутой кромкой на два ролика 2, перемещается по траектории нижней параболы. Точки касания роликов 3 с заготовкой воспроизводят контуры выпуклой поверхности заготовки, то есть верхнюю параболу. Прямая, проведенная через точки касания заготовки с поверхностью жестко установленных роликов 2, служит приближенной касательной к нижней параболе (при указанном расстоянии между ними), ее положение зафиксировано. Трос 5, закрепленный на оси крайнего ролика 3, натягивается, раскручивая подпружиненный барабан 6. Вращение храповой шестерни 7 происходит с проскальзыванием, и оно не передается на вал фиксатора 9. Длина натянутого троса 5 соответствует длине верхней параболы, ее максимальная длина - моменту изменения направления вращения барабана 6. Начало реверсивного поворота храповой шестерни 7 соответствует положению заготовки, обеспечивающему максимальную площадь поверхности получаемого изделия. Храповая шестерня 7 исполняет роль механического путевого датчика. В момент изменения направления вращения вала зубья установленной на нем дополнительной шестерни 8 входят в зацепление с шестерней 7. Крутящий момент передается на вал привода фиксатора 9, и под действием натяжения троса 11 фиксатор 9 освобождает прижимной механизм 10, который по направляющей 13 под действием пружины 14 и собственного веса прижимает заготовку к столу подачи. Подача заготовки, положение которой зафиксировано прижимным механизмом, в зону резания осуществляется принудительно.
Устройство для раскроя горбыля предназначено для обеспечения наибольшей площади готового изделия после фрезерования цилиндрической окоренной поверхности с обрезкой кромок в заданный размер двумя параллельно установленными дисковыми пилами. Такое устройство исключает погрешность пространственного расположения заготовки при ручной ее установке перед обработкой на станке.