ПИЛА КОЛЬЦЕВАЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Полезная модель относится к обрабатывающей промышленности и может быть использована в качестве режущего инструмента при обработке древесины.
Широко известны дисковые пилы производят распиловку древесины зубьями, расположенными на наружном диаметре пилы. Круглые пилы имеют центральное отверстие для установки их на пильный вал, который передает пиле крутящий момент. Материал в этом случае может быть расположен над пильным валом или под пильным валом. В случае расположения древесины над пильным валом - встречное пиление, угол встречи 0 всегда меньше 90°, выброс древесины возможен навстречу движения материала. В случае расположения древесины под пильным валом - попутное пиление, угол встречи 0 всегда больше 90°, выброс возможен по ходу движения материала. (1, стр. 150).
При анализе источников информации широко известны круглые пилы диаметром D с режущими элементами по периферии наружного диаметра, обеспечивающие снижение эксплуатационных и энергетических затрат на единицу продукции за счет уменьшения числа зубьев (3, 5, 6). Указанные пилы могут обеспечивать повышение динамической устойчивости пилы: или за счет эффективного удаления опилок из пропила (4), или за счет дополнительного применения Г-образных строгальных резцов (7), или за счет применения радиально-выпуклой формы подрезающих зубьев (10). Пиление при возвратно поступательном движении древесины за счет применения симметрично расположенных зубьев (8) обеспечивают динамическую устойчивость за счет перфорирования диска пилы (9) или за счет выполнения специальных прорезей в диске пилы (12, 13) или за счет радиальных упрочняющих полос, нанесенных при помощи лазерного излучения (11).
Недостатком известных дисковых пил является недостаточная динамическая устойчивость при минимальных толщинах пильного диска, или увеличенный расход мощности на пиление при увеличении толщины пильного диска для обеспечения динамической устойчивости. Кроме этого всегда существует вероятность обратного: выброса (при встречном пиление) или прямого выброса (при попутном пилении) частей материала из станков, что обязывает изготовителей и эксплуатационников круглопильных станков устанавливать дорогостоящие средства защиты.
Известные ленточные пилы представляют собой закольцованную тонкую ленту с режущими элементами (зубьями) по одному из краев, натянутую с определенным усилием между двумя шкивами, один из которых является приводным. Угол между вектором скорости и вектором подачи (угол встречи θ) в ленточной пиле равен 90° и в силу этого выброс материала (ни обратный, ни прямой) не возможен (2, стр. 90).
Недостатком ленточных пил является недостаточная стойкость пил, вызванная значительными напряжениями от предварительного натяжения и изгиба на шкивах и их знакопеременного характера действия.
В качестве ближайшего аналога по технической сущности выбрана дисковая пила для продольной распиловки древесины, включающая пильный диск с наружным диаметром D, с режущим венцом и числом зубьев z, расположенных на наружном диаметре. Зубья расположены группами, при этом количество групп равно трем, шаг между группами зубьев превышает шаг между зубьями в группе (5).
При использовании указанной пилы также выявляется недостаточная динамическая устойчивость при минимальных толщинах пильного диска, или увеличенный расход мощности на пиление при увеличении толщины пильного диска для обеспечения динамической устойчивости.
Целью полезной модели является увеличение динамической устойчивости пилы, за счет расположения зубьев на внутреннем диаметре, а также уменьшение энергоемкости процесса пиления, снижение эксплуатационных расходов за счет значительного уменьшения толщины пильного диска.
1
1
Указанная цель решается тем, что пила кольцевая для обработки древесины содержит корпус и режущие элементы. Корпус выполнен в виде тонкого плоского кольца с наружным диаметром D и внутренним диаметром D. Режущие элементы выполнены в виде зубьев, равномерно расположенных по окружности, на внутреннем диаметре D. Толщина плоского кольца S не более 1 мм.
1
Новым является то, что режущие элементы зубья пилы расположены на внутреннем диаметре D, а корпус выполнен в виде тонкого плоского кольца толщиной S не более 1 мм.
При работе дисковых пил крутящий момент на пилу передается с помощью пильного вала, расположенного в центре диска. При расположении режущих элементов-зубьев на наружном диаметре диска пилы возникают напряжения от центробежных сил инерции, связанные с разноудаленностью точек диска от центра до периферии. Периферийная зона диска пилы нагревается сильнее, чем средняя, что вызывает изменение плоскостности диска и изгибные колебания диска напряжения от неравномерности нагрева, что приводит к выходу из строя пилы. В заявляемой конструкции пилы в силу расположения режущих элементов-зубьев на внутреннем диаметре кольца и подвода крутящего момента (вращения) за счет механизма привода, отсутствует зона, в которой возникают напряжения от центробежных сил и напряжения от неравномерности нагрева.
Уменьшив толщину пильного диска до 1 мм, получаем уменьшение энергоемкости процесса пиления, снижение эксплуатационных расходов за счет снижения толщины распила, снижения себестоимости изготовления пилы и снижения расходов при заточке зубьев.
Предлагаемая полезная модель показана на чертежах.
На фиг 1 показан общий вид пилы в свободном состоянии, на фиг 2 - главный вид в рабочем состоянии, на фиг. 3 - вид слева в рабочем состоянии, на фиг. 4 - вид сверху в рабочем состоянии.
Пила кольцевая работает следующим образом.
1
1
Распиливаемая древесина движется на режущие элементы (зубья), расположенные на внутреннем диаметре, симметрично относительно горизонтальной диаметральной плоскости П-П заявляемой пилы. Сама пила при этом отогнута на угол α в вертикальной диаметральной плоскости Р-Р отклоняющими механизмами и вращается с помощью механизмов привода. Удержание заявляемой пилы в стабильном положении при вращении производится с помощью упорных механизмов станка, установленных по траектории вращения наружного диаметра D пилы за пределами прохождения обрабатываемого пиломатериала. Внутренний диаметр пилы D определяется сечением M получаемого пиломатериала Наружный диаметр D определяется размерами, необходимыми для размещения механизмов отклонения и привода крутящего момента, а также величины переточки зубьев. Угол между вектором скорости резания n и вектором подачи v - угол встречи θ в заявляемой пиле равен 90°. Площадь проекции K, полученная при отклонении заявляемой пилы в вертикальной диаметральной плоскости по внутреннему диаметру D пилы, должна превышать сечение M получаемого материала, т.е. K>M.
При использовании при деревообработке предлагаемой кольцевой пилы наблюдается увеличение динамической устойчивости пилы за счет расположения зубьев на внутреннем диаметре. Также наблюдается уменьшение энергоемкости процесса пиления, снижение уменьшается энергоемкость процесса пиления, снижение эксплуатационных расходов за счет уменьшения толщины пропила и конструкции пилы кольцевой. Кроме того, наблюдается повышение коэффициента полезного выхода продукции и повышение безопасности при работе на деревообрабатывающих станках. При использовании ее в работе не требуется специальных средств зашиты от обратного и прямого выброса частей материала
Источники информации:
1. Якунин Н.К. Круглые пилы и их эксплуатация. - «Лесная промышленность», М., 1977.
2. Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебания плоских круглых пил. -. - «Лесная промышленность», М, 1977.
3. Патент РФ на ПМ №76596 по кл. МКИ B27B 5/10, 2008.
4. Патент РФ на ПМ №48491 по кл. МКИ B27B 5/10, 2005.
5. Патент РФ на ПМ №48854 по кл. МКИ B27B 5/10, 2005.
6. Св-во РФ на ПМ №22445 по кл. МКИ B27B 5/10, 2001.
7. Патент РФ на ПМ №126985 по кл. МКИ B 33/08, 2012.
8. Патент РФ на ИЗ №2228836 по кл. МКИ B 33/08, 2002.
9. Патент РФ на ИЗ №2083356 по кл. МКИ B27B 33/08, 1995.
10. Патент РФ на ИЗ №2053868 по кл. МКИ B27B 33/08, 1991.
11. Заявка РФ на ИЗ №94032300 по кл. МКИ B27B 33/08, 1994.
12. Патент РФ на ИЗ №2348513 по кл. МКИ B27B 33/08, 2004.
13 Патент РФ на ИЗ №2048286 по кл. МКИ B27B 33/08, 1992.