УСТРОЙСТВО ПРИЖИМА ВАЛЬЦОВ РОТОРНОГО ОКОРОЧНОГО СТАНКА

Полезная модель относится к лесозаготовительной и деревообрабатывающей отрасли, преимущественно к окорке лесоматериалов на роторных окорочных станках и может быть использовано в механизмах подачи роторных окорочных станков.
Известен механизм подачи, применяемый в станках унифицированной гаммы отечественного выпуска марки «ОК», например ОК63-2-1 (фиг. 1) [1], в котором устройство прижима вальцов представляет собой пружину 1, связанную с верхним рычагом 2 вальцов 3. Верхний 2 и нижний 4 рычаги вальцов связаны рычагом синхронизации раскрытия 5. Эта конструкция является аналогом заявляемой полезной модели.
Наиболее близким техническим решением [2], выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство прижима вальцов роторного окорочного станка, содержащее верхний 6 и нижний 7 качающиеся рычаги, на смежных концах которых закреплены вальцы 8, причем качающиеся рычаги соединены шарнирно между собой с помощью рычага синхронизации раскрытия 9, при этом свободный конец верхнего качающегося рычага соединен с механизмом прижима, который выполнен в виде дополнительного качающегося рычага 10, на одном конце которого, закреплен шток гидроцилиндра 11, а на другом закреплен пневмо-цилиндр 12, шток последнего закреплен со свободным концом верхнего качающегося рычага 6.
Недостатком данной конструкции является то, что не обеспечивается синхронизация перемещения вальцов в процессе раскрытия-смыкания. При вращении рычагов вальцов на осях вокруг точек подвеса A и B центр симметрии вальцового механизма смещается относительно оси вращения ротора и ствол располагается не соосно с ротором при окорке. В результате такая конструкция обладает следующими недостатками:
1. Из-за несовпадения центра бревна и оси вращения ротора возникают динамические нагрузки, которые приводят к быстрому износу нижнего вальца, подшипников вала и элементов ротора [3, 4]. Все это дополнительно увеличивает несоосность, вызывает резкое увеличение динамических нагрузок, интенсивности износа и снижение надежности станка.
2. Вследствие несоосности, колебательные процессы приводят к отрывам короснимателей от поверхности бревна с последующими ударами, повреждениям древесины или неокоренным участкам ствола.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в обеспечении синхронизации движения вальцов при их раскрытии-смыкании и совмещения центра бревна с осью вращения ротора в процессе подачи лесоматериала.
Техническая задача достигается тем, что устройство прижима вальцов роторного окорочного станка, содержит верхний и нижний качающиеся рычаги, на смежных концах которых закреплены вальцы, причем качающиеся рычаги соединены шарнирно между собой при помощи рычага синхронизации раскрытия, при этом свободный конец верхнего качающегося рычага соединен с механизмом прижима, который выполнен в виде дополнительного качающегося рычага, на одном конце которого закреплен шток гидроцилиндра, а на другом закреплен пневмоцилиндр, шток последнего закреплен со свободным концом верхнего качающегося рычага, при этом на верхнем качающемся рычаге жестко установлен дополнительный кронштейн, один конец которого шарнирно соединен с верхним концом рычага синхронизации раскрытия, причем плечо кронштейна образует с верхним качающимся рычагом острый угол, а плечи нижнего качающегося рычага образуют между собой тупой угол.
Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- на верхнем качающемся рычаге жестко установлен дополнительный кронштейн;
- конец дополнительного кронштейна шарнирно соединен с верхним концом рычага синхронизации раскрытия;
- плечо кронштейна образует с верхним качающимся рычагом острый угол;
- плечи нижнего качающегося рычага образуют между собой тупой угол.
Таким образом, можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг. 1 изображен аналог, на Фиг. 2 схематично показан прототип, на Фиг. 3 схематично изображена заявляемая полезная модель, установленная в рабочем положении.
Для оптимального осуществления технической задачи, в частности максимального совмещения центра бревна с осью вращения ротора в процессе подачи лесоматериала, были проведены расчеты геометрических параметров устройства, которые приведены при описании конструкции и на Фиг. 3.
На Фиг. 3 обозначено: 13 - верхний качающийся рычаг; 14 - нижний качающийся рычаг, плечи которого составляют между собой угол 146°; 15 - вальцы; 16 - рычаг синхронизации раскрытия, имеет длину 1,13 м; 17 - дополнительный качающийся рычаг; 18 - датчик положения дополнительного качающегося рычага (штока гидроцилиндра); 19 - гидроцилиндр; 20 - гидронасос; 21 - пневмоцилиндр; 22 - датчик положения поршня пневмоцилиндра; 23 - дополнительный кронштейн имеет дину 0,46 м и установлен под углом 34° к верхнему качающемуся рычагу; САУ-система автоматического управления; ЭГУ- электрогидравлический усилитель.
Устройство работает следующим образом.
При захвате лесоматериала происходит раскрытие вальцов 15. Затем лесоматериал, расположенный между вращающимися вальцами 15, перемещается в ротор станка. При изменении толщины бревна, появлении неровностей на поверхности ствола, вальцы 15 совершают перемещения на рычагах 13 и 14, т.е. движения раскрытия-смыкания вальцов различной амплитуды происходят на протяжении всего процесса подачи. При этом, как в начальном положении, так и при подаче обеспечивается точное совпадение центра бревна с осью вращения ротора в процессе подачи лесоматериала.
На Фиг. 4 показаны графики сравнений величин несинхронизации раскрытия вальцов в зависимости от крепления рычага синхронизации 16, т.е. при наличии кронштейна 23 и с непосредственным соединением рычага синхронизации 16 с рычагом вальца 13. Из графиков следует, что использование кронштейна 23 позволяет не менее чем в три раза снизить величину несинхронизации. На Фиг. 5 изображены графики процесса раскрытия вальцов (а - несинхронность движения вальцов; 6 - циклы раскрытия-смыкания вальцов), показывающие минимальную величину несинхронизации (ошибку центровки) равную 2,5 мм при оптимальных значениях параметров, заявленных в полезной модели.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает:
- равномерную, без динамических нагрузок и, следовательно, повреждений подачу лесоматериала;
- достигается более высокое качество окорки древесины;
- обеспечивается более высокая производительность станка за счет равномерной подачи лесоматериала;
- обеспечивается повышение надежности станка за счет снижения интенсивности износов в вальцах и элементах ротора.
Библиографический список
1. Симонов М.Н., Торговников Г.И. Окорочные станки. Устройство и эксплуатация. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 182 с.
2. Пат. 132377 Российской Федерации, МПК B27L 1/00 (2006/01). Устройство прижима вальцов роторного окорочного станка / В.В. Побединский, А.В. Мехренцев, Д.А. Василевский, А.И. Попов, Н.В. Рябкова, К.П. Асин; заявл. 09.04.2013, опубл. 20.09.2013, Бюл. №26.
3. Добрачев А.А. Технология и оборудование окорки лесоматериалов: учеб. пособие. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2000. - 91 с.
4. Пигильдин Н.Ф. Окорка лесоматериалов. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 192 с.