ЛЕНТОЧНОПИЛЬНЫЙ СТАНОК

Полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к деревообрабатывающим ленточнопильным станкам, и может быть использовано для распиловки древесины.
0
В настоящее время для распиловки древесины в мировой практике деревообработки широко применяются ленточнопильные станки. В зависимости от назначения существуют различные типы ленточнопильных станков, [Дружков Г.Ф. Ленточнопильные станки для распиловки древесины.: М., Лесная промышленность, 1983. - 72 с, стр.4-8]. Однако общими признаками всех ленточнопильных станков являются: ленточная пила, сращенная в виде бесконечной ленты и натянутая на два шкива с предварительным усилием Т. Пила перемещается по ним благодаря тому, что один
шкив является приводным, или ведущим, к которому приложен крутящий момент от двигателя. На второй шкив вращение передается посредством передачи: «приводной шкив - ленточная пила». Он является ведомым и служит, как правило, для выполнения различных регулировок, то есть для поддержания натяжения ленточной пилы, придания ей необходимых уклонов и др., [Дружков Г.Ф. Ленточнопильные станки для распиловки древесины.: М., Лесная промышленность, 1983. - 72 с, стр.15-20]. Для осуществления процесса распиловки древесины ленточная пила должна обладать необходимой устойчивостью. Устойчивость ленточных пил определяется их поперечным сечением, величиной предварительного натяжения То и другими факторами. К одному из них можно отнести величину поперечного сдвига ленточной пилы на шкивах в момент заиливания, когда ленточная пила под действием нормальной составляющей силы резания сдвигается по шкивам назад. При этом одновременно происходит ее отжим в плоскости наименьшей жесткости. Это связано с тем, что при передаче движения ленточной пиле на каждом шкиве образуются дуги относительного скольжения и относительного покоя. Дуги относительного скольжения образуются со стороны сбегания ленточной пилы со шкивов и служат для передачи тягового усилия от шкивов ленточной пиле, а дуги относительного покоя образуются со стороны набегания ленточной пилы на шкивы и служат для удержания ленточной пилы от поперечного смещения. Наличие возле зоны резания на ведомом
шкиве дуги относительного скольжения не способствует удержанию ленточной пилы от поперечного смещения на шкиве, что снижает ее устойчивость. Это существенно ухудшает эффективность распиловки древесины ленточными пилами. Чтобы повысить устойчивость ленточной пилы, необходимо дуги относительного покоя приблизить как можно ближе к зоне резания.
Таким образом, одним из недостатков существующих ленточнопильных станков является недостаточная устойчивость ленточной пилы, что приводит к снижению производительности распиловки, уменьшению долговечности работы ленточных пил, снижению качества получаемой пилопродукции и в целом снижает эффективность распиловки древесины на ленточнопильных станках.
Известен однопильный ленточнопильный станок без шкивов [Плотников Ю.В. Многопильные ленточнопильные станки. (обзор). - Лесоэксплуатация. ВНИИ-ПИЭИлеспром, 1975. - 41 с, стр.13-14], принятый нами за прототип, который включает в себя станину, ленточную пилу, установленную непосредственно на невращающихся криволинейных опорах, одна из которых имеет возможность перемещаться с помощью механизма натяжения ленточной пилы. Привод пильной ленты установлен ниже зоны пропила и выполнен в виде двух фрикционных дисков (опорного и приводного). Опорный диск подводится к поверхности ленточной пилы перед ее включением с помощью штурвала, а приводной прижимается к другой поверхности пильного полотна пружинным устройством. Для уменьшения трения между ленточной пилой и опорами, на их рабочих поверхностях имеются замкнутые каналы, к которым подводится сжатый воздух, образующий воздушные подушки. В данном станке за счет значительного уменьшения длины ленточной пилы, габаритов самого станка и длины свободного участка пилы (между опорами) повышена ее жесткость и устойчивость. Однако данный станок, как и другие, содержит существенные недостатки. Во-первых, пила и опоры разобщены при работе воздушной подушкой, пильное полотно трудно удержать от сползания с опор под действием возникающих при пилении сил. Во-вторых, фрикционный привод ленточной пилы, при котором неизбежно проскальзывание фрикционных дисков, а следовательно, и повышенный износ пилы и дисков, является недостаточно надежным. Задачей полезной модели является повышение эффективности работы ленточных пил при распиловке древесины.
Эта задача решена следующим образом. Ленточнопильный станок, содержащий станину, расположенные на станине невращающиеся криволинейные опоры,
ленточную пилу, размещенную на этих опорах, одна из которых установлена с возможностью перемещения при натяжении пилы, и расположенный ниже зоны пропила привод ленточной пилы, согласно заявляемой полезной модели, но в отличие от прототипа он дополнительно содержит тормозное направляющее устройство, установленное на станине выше зоны пропила, причем привод и тормозное направляющее устройство максимально приближены к зоне пропила и каждый выполнен в виде двух гибких рабочих органов, установленных с возможностью плотного прилегания к ленточной пиле с ее обеих сторон, и роликов, кроме того каждый гибкий рабочий орган надет на ролики, при этом по крайней мере два ролика привода соединены с соответствующим электродвигателем, а рабочие поверхности невращающихся криволинейных опор также снабжены роликами, на которые надета ленточная пила. Тормозное направляющее устройство, представляющее собой гибкие рабочие органы, надетые на ролики и плотно прилегающие к ленточной пиле, не имеет своего привода, а приводится в движение от рабочего движения ленточной пилы, выполняя при этом функцию торможения и направляющего устройства пилы. Поскольку привод выполнен также в виде гибких рабочих органов, плотно прилегающих к пиле, он одновременно с обеспечением движения пилы выполняет функцию направляющего устройства.
Таким образом, заявляемый станок отличается от прототипа тем, что
во-первых, привод выполнен в виде двух гибких рабочих органов, плотно прилегающих к пиле и надетых на ролики, по крайней мере два из которых соединены с соответствующим электродвигателем. Привод выполняет тяговую функцию и служит для направления пилы.
во-вторых, содержит тормозное направляющее устройство, установленное выше зоны пропила, которое выполнено в виде двух гибких рабочих органов, надетых на ролики, плотно прилегающих к пиле, и служит для натяжения и направления пилы, выполняя функцию тормозного направляющего устройства.
в-третьих, для поддержания ленточной пилы вне пропила невращающиеся опоры снабжены роликами.
в-четвертых, по крайней мере два ролика привода соединены с соответствующим электродвигателем.
Отличительные от прототипа признаки говорят о новизне заявляемого станка.
В заявляемом станке ленточная пила при работе натягивается только в зоне резания между гибкими рабочими органами привода и тормозного направляющего
устройства за счет необходимого тягового усилия W привода, которое должно составлять
т
рез
т
W≥(W+P )·к
т
где W - необходимое усилие торможения ленточной пилы,
рез.
Р - действующая сила резания,
т
к - коэффициент запаса тягового усилия.
р
т
Рабочее усилие Т, необходимое для натяжения ленточной пилы в зоне резания за счет разностей тягового усилия W и усилия торможения W, составит
р
т
T=W-W
Для создания необходимых условий по обеспечению тягового усилия, гибкие рабочие органы привода и тормозного направляющего устройства могут поджиматься к ленточной пиле с силами Р за счет сближения друг с другом с противоположных сторон ленточной пилы.
Поскольку ленточная пила имеет большую площадь опоры на гибких рабочих органах привода и тормозного направляющего устройства на основе трения относительного покоя, может двигаться вместе с гибкими рабочими органами привода и тормозного направляющего устройства, оставаясь в то же время неподвижно зажатой, а привод и тормозное направляющее устройство максимально приближены к зоне пропила, то продольное и поперечное скольжение ленточной пилы сведено к минимуму. Наличие возле зоны пропила участков относительного покоя на основе длинных контактов трения, препятствует поперечному сдвигу пилы под действием нормальной составляющей силы резания в момент запиливания и пиления. При этом, соответственно повышается устойчивость ленточных пил и, как следствие, производительность распиловки, качество получаемой пилопродукции. Так как пила находится в натянутом состоянии только в зоне резания, а в других зонах ее натяжение несущественно, то циклическая долговечность ленточных пил повышается. Одним словом, в заявляемом объекте вся эффективность процесса резания древесины значительно повышается и переходит на качественно новый уровень.
Таким образом, в заявляемом объекте устойчивость ленточной пилы и, как следствие, эффективность распиловки древесины повышены за счет увеличения площади опоры для пилы возле зоны резания на основе длинных контактов трения относительного покоя, что достигается благодаря наличию привода и тормозного направляющего устройства.
На чертеже представлена компоновочная схема предлагаемого ленточнопильного станка.
Предлагаемый ленточнопильный станок содержит станину 1 с расположенными на ней приводом 2 и тормозным направляющим устройством 3. Привод 2 состоит из двух надетых на ролики гибких рабочих органов 4, 5. Движение привода 2 осуществляется от электродвигателей 6, 7. Тормозное направляющее устройство 3 также содержит два надетых на ролики гибких рабочих органа 8, 9. В качестве гибких рабочих органов привода 2 и тормозного направляющего устройства 3 могут быть использованы ленты, ремни, гусеницы или специальные цепи. Станок так же содержит нижнюю 10 и верхнюю 11 опоры с роликами 12 для поддержки ленточной пилы 13.Для натяжения ленточной пилы 13 в верхней опоре 11 предусмотрен подпружиненный механизм натяжения 14.
Перед работой на ленточнопильный станок устанавливают ленточную пилу 13. Для этого между гибкими рабочими органами 4, 5 привода 2 и гибкими рабочими органами 8, 9 тормозного направляющего устройства 3 устанавливается необходимый зазор. После установки ленточной пилы 13 в зазоры привода 2 и тормозного направляющего устройства 3, ее надевают на ролики 12 нижней 10 и верхней 11 опор и натягивают с небольшим усилием при помощи подпружиненного механизма натяжения 14. Затем гибкие рабочие органы 4, 5 привода 2 и 8, 9 тормозного направляющего устройства 3 сжимают между собой с необходимым усилием для надежного удержания между ними ленточной пилы 13. Для выдвижения и регулировки ленточной пилы 13 на нужное положение, между направлением движения ленточной пилы 13 и направлением движения гибких рабочих органов 4, 5 и 8, 9 может создаваться необходимый угол, выполняющий ту же функцию, что и угол уклона шкивов в сторону пиления в традиционных ленточнопильных станках.
В процессе работы происходит запуск двигателей 6, 7 привода 2. Гибкие рабочие органы 4, 5 привода 2 плотно прилегают к ленточной пиле 13 и сообщают ей движение за счет сил трения, одновременно препятствуя ее смещению назад. Аналогично прижимают ленточную пилу 13 гибкие рабочие органы 8, 9 тормозного направляющего устройства 3, однако в движение они приводятся от движения ленточной пилы 13. В связи с тем, что за счет сил трения в узлах тормозного направляющего устройства 3 создается сопротивление, препятствующее движению ленточной пилы 13, она натягивается за счет разностей усилий в приводе 2 и тормозном направляющем устройстве 3, и после этого вовлекается в движение. Наличие возле распиливаемого
материала 15 участков относительного покоя на основе длинных контактов трения, препятствует поперечному сдвигу ленточной пилы 13 под действием нормальной составляющей силы резания в момент запиливания и пиления.
р
Благодаря тому, что ленточная пила 13 растягивается с рабочим усилием Ттолько в зоне резания, напряжения от ее перегибов на нижней 10 и верхней 11 опорах и роликах 12 незначительны. Кроме того, гибкие рабочие органы 4, 5 и 8, 9 привода 2 и тормозного направляющего устройства 3 эффективно гасят напряжения от центробежных сил из-за прямолинейного движения вместе с ленточной пилой 13. И, наконец, создаваемые усилия прижима между ленточной пилой 13 и гибкими рабочими органами 4, 5 и 8, 9 привода 2 и тормозного направляющего устройства 3 способны создавать зоны трения относительного покоя, надежно удерживающие ленточную пилу 13 от поперечного смещения под действием нормальной составляющей силы резания. В связи с вышеизложенным, устойчивость и долговечность работы ленточной пилы 13 повышаются, что позволяет повысить эффективность всего процесса ленточнопильной распиловки древесины, то есть производительность, качество и т.д.