СТАНОК ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
WOOD SPLITTING MACHINE

Изобретение относится к оборудованию для механизации работ в деревообработке, в частности при использовании низкокачественной большого диаметра древесины длиной 1,5-2 м в качестве сырья для изготовления ДСП, ДВП и в качестве топлива в котельных, использующих щепу.
Аналогами предлагаемого изобретения являются станки, содержащие колющий узел, силовой узел, включающий траверсу, смонтированную с возможностью перемещения в горизонтально расположенных направляющих, связанные с траверсой два силовых и вспомогательный гидроцилиндры, лоток и гидропривод силового узла, оснащенным узлом ударного действия в виде установленной на основании металлоконструкции с поворотным стерженем-маятником, несущим груз-ударник, и приводом силового узла ударного действия (патенты RU 2365495, 20.06.2008 и RU 2479423, 30.11.2011).
Известные станки имеют тот недостаток, что узлы ударного действия с поворотным стерженем-маятником излишне сложны, имеют высокую металлоемкость, что приводит к высоким затратам на изготовление и к низкой надежности при эксплуатации.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что станок, содержащий колющий узел, смонтированный с возможностью перемещения в горизонтально установленных на основании направляющих; силовой узел, включающий траверсу и связанные с ней два силовых и вспомогательный гидроцилиндры; лоток и гидропривод силового узла, снабжен узлом ударного действия, существенно отличающийся от аналогов.
Этот узел содержит закрепленную на основании лебедку с электроприводом вращения канатонесущего «барабана» и тормозным узлом на валу «барабана», с закрепленным на канате грузом-ударником, перемещаемым в вертикальных направляющих, закрепленных на металлоконструкции, установленной на основании.
Отличие состоит в том, что лебедка выполнена с узлом для кинематического соединения и отсоединения электропривода с зубчатым колесом канатонесущего «барабана». (При отсоединении электропривода груз-ударник осуществляет активный ход от действия сил гравитации).
Отличие также состоит в том, что станок снабжен узлом для изменения направления действия кинетической энергии груза-ударника с вертикального на горизонтальное. Этот узел выполнен в виде закрепленного на основании трубчатого отвода, соединенного с вертикально расположенным гидроцилиндром, взаимодействующим с грузом-ударником, и с горизонтальным гидроцилиндром, взаимодействующим с колющим узлом.
Для защиты установленной на трубопроводах рабочей жидкости аппаратуры от кратковременного повышения давления в гидроцилиндрах при взаимодействии с грузом-ударником на трубопроводах установлены гирдроаккумуляторы-амортизаторы, а шток вертикального гидроцилиндра несет взаимодействующую с грузом подпружиненную площадку. Кроме того, для предохранения рабочей жидкости от чрезмерно быстрого нагрева система трубопроводов узла выполнена с грузовым гидроаккумулятором, создающим достаточно высокое давление в гидроцилиндрах узла перед взаимодействием с грузом-ударником.
На фиг. 1 изображены упрощенно основные элементы станка, вид в плане;
на фиг. 2 изображен узел ударного действия, вид в плане;
на фиг. 3 изображена верхняя часть узла ударного действия, вид сбоку;
на фиг. 4 изображен укрупненно узел с отклоняющим блоком;
на фиг. 5 изображен узел силовых гидроцилиндров узла ударного действия, вид сбоку;
на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 1, с изображением роликовых опор колющего узла и опоры лотка;
на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 5;
на фиг. 8 изображены упрощенно гидроцилиндры узла ударного действия со схематичным изображением трубопроводов и аппаратуры гидропривода;
на фиг. 9 изображена лебедка, вид сбоку;
на фиг. 10 изображен укрупненно узел I на фиг. 9.
Станок содержит в закрепленных на основании направляющих 1 подвижную траверсу 2, соединенную с силовыми гидроцилиндрами 3. На основании смонтирован вспомогательный гидроцилиндр 4, шток которого с помощью тяг 5 возвращает траверсу 2 в исходное положение (фиг. 1).
На основании выполнено углубление, в котором перемещается совместно с траверсой лоток 6, в котором помещают подлежащий раскалыванию древесный чурак. На дне углубления закреплены направляющие 7, в которых установлены роликовая опора 8 лотка и, с возможностью перемещения независимо от лотка колющий узел 9 с воздействующим на чурак колющим элементом 10 (фиг. 2, 5, 6). Перемещение колющего узла в сторону траверсы ограничено закрепленным на направляющих 7 упором 11.
Гидропривод перемещения траверсы содержит гидронасос 12, а система трубопроводов оснащена гидрораспределителем 13, предохранительным клапаном 14, обратным клапаном 15, трубопроводами 17, 18, 19 и 20, баком 21, гидроаккумуляторами 22 и манометром 23 (фиг. 1)
Станок снабжен узлом ударного действия 24, включающим установленную на основании металлоконструкцию 25 с закрепленным на ней вертикальными направляющими 26 для груза-ударника. На основании закреплена лебедка 27 с электроприводом, которая в отличие от широко используемых выполнена с закрепленным на валу барабана тормозным шкивом и взаимодействующим с ним тормозом 28. Канат лебедки запасован через закрепленный на металлоконструкции отклоняющий блок 29, а его свободный конец закреплен на грузе-ударнике 30.
Станок снабжен смонтированным на основании узлом, изменяющим направление действия кинетической энергии груза-ударника с вертикального на горизонтальное.
Этот узел выполнен в виде закрепленного фланцевым соединением с трубчатым отводом 31 гидроцилиндра 32, на штоке которого закреплена подпружиненная площадка 33, взаимодействующая с грузом-ударником при его активном ходе. В качестве пружины использована, например, рессора 34 автотранспорта. Площадка 33 выполнена с закрепленными на ней ограничителями величины сжатия рессоры (не показано).
Трубчатый отвод 31 закреплен винтовыми крепежными элементами к опоре 35, которая закреплена на основании. К отводу фланцевым соединением закреплен гидроцилиндр 36, шток которого при рабочем ходе взаимодействует с элементом 10 колющего узла.
Штоки обоих гидроцилиндров снабжены с ограничителями хода в виде закрепленных на штоке пары стержней 37, несущих установленные на стрежнях упоры 38 и 39. В крайних положениях штока эти упоры взаимодействуют с упором 40, жестко закрепленным на корпусе гидроцилиндров 32 и 36.
1
На корпусе гидроцилиндра 36 жестко закреплена опора 41 для установки на ней электромеханического реле 42, взаимодействующего при работе станка с упором 39 в крайнем сжатом положении штока гидроцилиндра (фиг. 5, см. раздел «работа станка»).
Гидропривод узла ударного действия выполнен с грузовым гидроаккумулятором 43, гидронасосом 44 и баком 45 для перекачиваемой рабочей жидкости.
Система трубопроводов гидропровода оснащена предохранительным клапаном 46, обратными клапанами 47, регулируемым реле давления рабочей жидкости 48, присоединенным к трубопроводу 49, который соединяет грузовой гидроаккумулятор с гидроцилиндром 36; манометрами 50, присоединенными к трубопроводам 49 и 51. Трубопровод 51, соединяющий отвод 31 с предохранительным клапаном 46, выполнен с последовательно соединенными между собой гидроаккумулятором-амортизатором 52 и двухпозиционным гидрораспределителем 53. Система трубопроводов оснащена также гидрораспределителем 54 на трубопроводе 55, соединяющим гидроцилиндр 32 с баком, трубопроводами 56, 57 и 58 (фиг. 8).
Для использования лебедки совместно с грузом-ударником в ней произведены существенные изменения.
Зубчатая передача электропривода лебедки (в частном случае - зубчатовинтовая передача) выполнена с удлиненным выходным концом вала 59, на котором закреплено зубчатое колесо 60 и установлен с возможностью поворота двуплечий рычаг 61. На конце рычага смонтировано зубчатое колесо 62, кинематически соединенное с колесом 60 и при рабочем положении рычага - с зубчатым колесом 63 канатонесущего «барабана». Противоположный конец рычага шарнирно соединен стержнем 64 со смонтированными на станине лебедки шарнирно-кривошипным узлом 65. На оси кривошипа установлен с возможностью поворота на 180 градусов балансир 66. При расположении балансира слева от оси поворота обеспечивается кинематическое соединение электропривода с зубчатым колесом 63 «барабана». При повороте балансира вправо от оси поворота осуществляется прерывание кинематического соединения пары зубчатых колес 62 и 63.
Для установления необходимого радиального зазора между зубьями пары колес 62, 63 с достаточно высокой точностью при монтаже осуществляют настроечное регулирование положения пластинчатого упора 67 относительно закрепленной к станине опоры 68. Регулирование осуществляют с помощью винта 69, при котором закрепленный к пластинчатому упору стержень 70 перемещается в отверстии, выполненном в элементе опоры 68. В конце настроечного регулирования стержень 70 фиксируют электросваркой.
При повороте балансира влево и вправо он взаимодействует с закрепленными на диске кривошипа упорами 71, при этом при правом положении закрепленный на балансире упор 72 взаимодействует с электромеханическим реле 73, установленным на опоре 74, которая прикреплена к станине лебедки. После срабатывания реле обеспечивается возможность включения с пульта управления активный ход груза-ударника от сил гравитации.
Станок работает следующим образом.
Древесину (чурак) укладывают в лоток 6 и включают гидронасос 12. Трехпозиционный гидрораспределитель 13 устанавливают в позицию I, и рабочая жидкость подается по трубопроводу 18 в гидроцилиндры 3. Траверса 2 надвигает чурак на колющий узел 9, который вместе с чураком перемещается в направляющих 7 в рабочее положение до конца элемента 10 со штоком гидроцилиндра 36.
При рабочем ходе траверсы рабочая жидкость из вспомогательного гидроцилиндра 4 вытесняется по трубопроводам 19 и 20 в бак.
(Перемещение колющего элемента 10 совместно со штоком гидроцилиндра 36 осуществляется при постоянном давлении рабочей жидкости, обеспечиваемой работой предохранительного клапана 46. А необходимую величину давления жидкости в грузовом гидроаккумуляторе и перед клапаном 46 устанавливают по результатам испытания опытного экземпляра станка при раскалывании чураков различных размеров и пород древесины).
1
В конце хода штока упор 39 взаимодействует с реле 42, в результате срабатывания которого автоматически переключится во II позицию гидрораспределитель 53. Давление жидкости в трубопроводе 18 начнет быстро повышаться, и при достижении уровня, на который настроено реле давления 16, гидрораспределитель 13 автоматически переключится в среднюю нулевую позицию, а на пульте управления появится разрешающий сигнал на использование работы груза-ударника.
В исходном нерабочем положении узла 24 шток гидроцилиндра 32 выдвинут в крайнее верхнее положение до взаимодействия упоров 38 и 40, а груз-ударник расположен над подпружиненной площадкой 33.
С пульта управления станка (не показано) включением электропривода лебедки осуществляют подъем груза-ударника на заданную высоту, обеспечивающую необходимую энергию удара. После остановки подъема и автоматического включения тормоза 28 в режим торможения осуществляют поворотом балансира прерывание кинематического сцепления электропривода с зубчатым колесом «барабана». Затем оператор, убедившись в безопасности персонала, включает с пульта активный ход груза-ударника включением тормоза в режим расторможения.
Установленное на металлоконструкции 25 светочувствительное реле (не показано) срабатывает в момент контакта груза-ударника с подпружиненной площадкой 33, автоматически включая тормоз 28 в режим торможения, для погашения инерции вращения канатонесущего «барабана».
По показаниям манометра 23 определяют результат взаимодействия груза-ударника со штоком гидроцилиндра 32, а штока гидроцилиндра 36 - с колющим узлом и чураком. Если давление жидкости в трубопроводе 18 значительно снизилось, оператор включением гидрораспределителя 13 в позицию I завершает процесс раскалывания чурака. Гидроаккумуляторы 22, 52, выполняя функцию упругих амортизаторов, не допускают значительного кратковременного повышения давления рабочей жидкости в трубопроводе 18 в момент удара.
После включения обратного хода траверсы и удаления из лотка расколотой древесины в него укладывают очередной чурак, и процесс раскалывания осуществляют, как изложено выше.
При интенсивной работе станка и жаркой погоде возможен быстрый нагрев жидкости в узле 24. Для предотвращения перегрева осуществляют ее замену выпуском по трубопроводу 55 в бак (при открытом гидрораспределителе 54) и перетеком холодной жидкости из грузового гидроаккумулятора по трубопроводу 49.
Для охлаждения рабочей жидкости в баке вмонтирован трубчатый змеевик (не показано), который при необходимости подключают к источнику охлаждающей воды. Такая необходимость возникает при эксплуатации станка в странах с жарким тропическим климатом. В странах с умеренным климатом необходимости охлаждать рабочую жидкость не возникает, поскольку грузовой гидроаккумулятор совместно с гидронасосом в узле для перемещения траверсы создают в гидроцилиндрах узла ударного действия достаточно высокое давление и усилие, воздействующее на чурак до использования дополнительной энергии груза-ударника. Таким образом, уменьшается необходимая доля механической энергии для раскалывания чурака и обеспечивается предотвращение быстрого нагрева рабочей жидкости.
Перекачку рабочей жидкости из бака в грузовой гидроаккумулятор, когда в нем заканчивается жидкость, осуществляют гидронасосом 44, установленным на трубопроводе 58. При этом включение гидронасоса в работу осуществляется автоматически при снижении уровня давления жидкости (от взаимодействия груза с пружинами), на которое настроено реле давления 48, установленное на трубопроводе 49.
Таким образом, предлагаемый станок обеспечивает высокую производительность при сравнительно низких энергозатратах и затратах на изготовление. Кроме того, станок более надежен из-за простоты выполнения узлов и использования большого количества стандартных элементов, производимых серийно и массово промышленностью.