СТАНОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БРЕВЕН ДЕРЕВЯННОГО СРУБА С ИМИТАЦИЕЙ РУЧНОЙ РУБКИ

Станок относится к оборудованию для изготовления деталей деревянных домов и сооружений из круглых бревен и предназначен для промышленного изготовления деревянных срубов для домостроения. Заявляемый станок состоит из шести агрегатов, необходимых для образования геометрической формы бревен с имитацией ручной рубки, и, снижая затраты на обработку, делает возможным заводское изготовление деревянных срубов с повышенным эксплуатационным качеством.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту 2324590 С2 от 27.07.2006 «Универсальный оцилиндровочный станок для обработки бревен», содержащий составную станину, установленное на ней подающее устройство, устройство механической обработки древесины и вытяжное устройство. Станина выполнена из двух частей с возможностью транспортировки станка с разъединенными частями станины, при этом на первой части станины размещено подающее устройство, а на второй части станины размещены устройства механической обработки древесины и вытяжное устройство. Недостатком данного технического решения является технологическая сложность процесса обработки, при которой не обеспечивается полная обработка изделия за одну установку; кроме того, целью обработки является оцилиндровка, при которой поверхностные слои древесины снимаются, что снижает качество и долговечность изделия, а также коэффициент выхода деловой древесины.
Известно также техническое решение по патенту 52760 U1 от 15.11.2005, станок для оцилиндровки бревен и выборки продольных пазов, содержащий станину с направляющими, установленные на станине подвижную и неподвижную бабки с центрами, каретку с приводным механизмом перемещения по направляющим, и смонтированные на каретке режущие механизмы оцилиндровки и выборки продольных пазов с приводами, причем механизм оцилиндровки выполнен в виде жестко закрепленного на каретке корпуса, механизм выборки продольных пазов выполнен в виде, по меньшей мере, двух фрезерных узлов, установленных на корпусе с возможностью перемещения для настройки глубины фрезерования. Недостатком данного технического решения является то, что выполняется только операции оцилиндровки и выборки продольных пазов, что повышает трудоемкость и снижает производительность изготовления изделия, поскольку требует дополнительного оборудования и еще нескольких этапов обработки для получения конечного изделия.
Наиболее близким к предложенной полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является станок для оцилиндровки бревен и выборки пазов по патенту 68416 U1 от 30.07.2007, позволяющий проводить механическую обработку бревен режущими механизмами и выборку продольных пазов с помощью подвижной каретки. Однако недостатком данной полезной модели является то, что в процессе обработки необходимо перемещение бревен вдоль оси станка за счет роликов установленных в станине, и с этой же целью - обеспечить прохождение бревна - по меньшей мере одна бабка выполнена в виде арки, что является усложняющими элементами станка и приводят к повышенной трудоемкости, материалоемкости и повышению стоимости как станка, так и процесса обработки бревна. Также процесс обработки бревна с применением данной полезной модели не является окончательным, требует выполнения дальнейших технологических операций по механической обработке бревна.
Кроме того, недостатком приведенных выше технических решений является то, что при механической обработке древесины методом оцилиндровки поверхностные слои древесины снимаются, что снижает качество и долговечность изделия, а также коэффициент выхода деловой древесины.
В заявляемой полезной модели обработка бревна осуществляется за одну установку при фиксированном положении бревна на неподвижной станине. Все этапы обработки осуществляются с помощью подвижной каретки с установленными на ней агрегатами, обеспечивающими полный цикл обработки бревна, что значительно повышает производительность и снижает трудоемкость и затраты на изготовление конечного изделия.
Кроме того, в отличие от аналогов, предлагающих механическую обработку бревен методом оцилиндровки, заявляемое техническое решение обеспечивает обработку бревен с сохранением сбежности отдельных бревен и сохранением поверхностных слоев древесины, что позволяет повысить коэффициент выхода деловой древесины и долговечность конечного изделия.
Технический результат достигается выполнением следующей технологической схемы. Станок состоит из шести агрегатов, необходимых для образования геометрической формы бревен с имитацией ручной рубки, установленных на подвижной каретке. Операции по продольной обработке выполняются легким ленточнопильным агрегатом, например, от станков типа ЛП-60, МГ6200, Тайга Т-2, и т.д., и дисковой пилой диаметром 350-400 мм. Для поперечного пиления применяют цепные электропилы промышленного производства профессионального типа. Перед началом работы станка требуется сортировка бревен по диаметру (при отсутствии в линии торцовочных станков станок имеет возможность торцевать бревна длиной от 3 до 6 метров). Технологический процесс предусматривает следующую последовательность операций:
1. Устанавливается бревно на устройство подъема 1 (Фиг.1), при этом центровку бревна с заданным сбегом (установка по высоте и оси) выполняет устройство подъема 1; фиксирование бревна производят зажимы 2 и 3 от гидроцилиндров (раздельно).
2. Производится формирование «ласточкиного хвоста», при этом подвижная каретка 5 (Фиг.1) фиксируется от сдвига на направляющих каркаса.
2.1. Для установки первого реза формирования «ласточкиного хвоста» по размерам от заданного диаметра бревна устанавливается величина срезания торца бревна. Для этого электропривод 13 опускает пильный механизм 6-18 через цепной привод 16 и узел подъема 12 на нужное расстояние, измеряемое встроенной линейкой. Устанавливается продольный наклон (6°-10°) ленточной пилы узлом наклона 10 (Фиг.2). Затем устанавливается поперечный наклон (6°-10°) ленточной пилы узлом наклона 11 (Фиг.3). По направляющим для запиливания бревна 8 ленточная пила 6 надвигается до установленного упора, производится прорез с торца бревна, затем ленточная пила выводится из прореза и фиксируется. (Фиг.4). Обработка торца сегмента бревна производится цепной пилой 7 до упора (Фиг.5), который совмещен с устанавливаемым поперечным наклоном (узлом 11).
2.2. Для установки второго реза формирования «ласточкиного хвоста» производится разжатие зажимов 2 (Фиг.1), затем бревно поворачивается на 90° (соответственно схемы геометрии бревна) во вращающихся делительных головках, установленных на стойках каркаса, и фиксируется зажимами 2. Устанавливается продольный наклон (0°) ленточной пилы узлом наклона 10 (Фиг.6), затем устанавливается поперечный наклон (0°) ленточной пилы узлом наклона 11 (Фиг.6). По направляющим для запиливания бревна 8 ленточная пила 6 надвигается до установленного упора, производит прорез с торца бревна, затем ленточная пила выводится из прореза и фиксируется. Обработка торца сегмента бревна производится цепной пилой 7 до упора, который совмещен с устанавливаемым поперечным наклоном (узел 11).
2.3. Для установки третьего реза формирования «ласточкиного хвоста» производится разжатие зажимов 2. Центровку бревна с заданным сбегом (установка по высоте и оси) выполняет устройство подъема 1, бревно поворачивается на 90° (соответственно схемы геометрии бревна) во вращающихся делительных головках, установленных на стойках каркаса, и фиксируется зажимами 2. Устанавливается продольный наклон (8-10°) ленточной пилы узлом наклона 10 (Фиг.7-а), затем устанавливается поперечный наклон (350-352°) ленточной пилы узлом наклона 11 (Фиг.7-б). По направляющим для запиливания бревна 8 ленточная пила б двигается до установленного упора, производится прорез с торца бревна, затем ленточная пила выводится из прореза и фиксируется. Обработка торца сегмента бревна производится цепной пилой 7 до упора, который совмещен с устанавливаемым поперечным наклоном (узлом 11).
3. Затем производятся операции формирования гребня бревна. Для выполнения первого реза устанавливается продольный наклон (0°) ленточной пилы узлом наклона 10 (Фиг.8), затем устанавливается поперечный наклон (20°) ленточной пилы узлом наклона 11 (Фиг.8), снимаются фиксаторы с каретки, производится пиление вдоль бревна (снимается одна грань гребня).
4. Следующая операция: формирование второго «ласточкиного хвоста», для чего подвижная каретка 5 фиксируется от сдвига на направляющих каркаса, снимаются фиксаторы положения пильного механизма 15, пильный механизм поворачивается на 180° и фиксируется. Затем выполняются операции формирования «ласточкиного хвоста»: 2.1, 2.2, 2.3.
5. Повторяется операция формирования гребня бревна: для выполнения второго реза устанавливается продольный наклон (0°) ленточной пилы узлом наклона 10, затем устанавливается поперечный наклон (140°) ленточной пилы узлом наклона 11 (Фиг.9). Затем снимается вторая грань гребня, для чего снимаются фиксаторы с каретки 5, и производится пиление вдоль бревна.
6. Следующая операция - формирования паза бревна, для чего производится разжатие зажимов 2, поворачивается бревно на 180° (соответственно схемы геометрии бревна) во вращающихся делительных головках, установленных на стойках каркаса, бревно фиксируется зажимами 2 и 3 с учетом сбега бревна, после чего пильный механизм поднимается в верхнее положение. Для этого электропривод 13 поднимает пильный механизм (6-18) через цепной привод 16 и узел подъема 12 на нужное расстояние, измеряемое встроенной линейкой, затем дисковая пила 18 разблокируется и устройством установки настраивается угол 20° (при наличии одной дисковой пилы производится два реза с поворотом пильного механизма на 180°) (Фиг.10).
7. По завершении обработки готовое бревно разжимается и удаляется со станины.
Последовательность выполнения операций поясняют изображения на фиг.1-10:
Фиг.1. Общая схема станка.
Фиг.2. Схема подвижной каретки
Фиг.3, 4, 5. Формирование «ласточкина хвоста» с продольным пропиливанием ленточной пилой под разными углами.
Фиг.6. Формирование «ласточкина хвоста» с поперечным запилом цепной пилой (обработка торца)
Фиг.7, 8. Схема расчетных углов формирования «ласточкина хвоста»
Фиг.9. Формирование гребня продольным пропилом ленточной пилой
Фиг.10. Формирование паза продольным пропиливанием циркульной пилой.
На фиг.1, 2 представлены основные составляющие станка для механической обработки бревен деревянного сруба с имитацией ручной рубки:
1 - устройство подъема и установки бревна;
2 - зажимы бревна по пласти;
3 - зажим гидравлический (или механический);
4 - каркас станка;
5 - подвижная каретка на роликах;
6 - ленточная пила;
7 - цепная пила;
8 - направляющие для запиливания бревна (ласточкин хвост);
9 - узел поворота цепной пилы;
10 - узел наклона ленточной пилы (продольное направление);
11 - узел наклона ленточной пилы (поперечное направление);
12 - узел подъема пильного механизма;
13 - электропривод пильного механизма;
14 - узел поворота пильного механизма;
15 - фиксатор положения пильного механизма;
16 - цепной привод подъема пильного механизма;
17 - устройство установки и настройки дисковой пилы;
18 - дисковая пила;
19 - станина с направляющими;
20 - поворотная (делительная на 4 положения) головка.
Заявляемый станок для обработки бревен с имитацией ручной рубки позволяет значительно повысить производительность, снизить энергоемкость, расширить возможности изготовления деревянных срубов механическим поточным способом с повышенным эксплуатационным качеством.