ПОДАЮЩИЙ ВАЛЕЦ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА

Полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к механизмам подачи деревообрабатывающих станков вальцового типа и может быть использована в составе технологического оборудования продольнофрезерных деревообрабатывающих станков.
Известны механизмы подачи дереревообрабатывающих станков вальцового типа (см. например, а.с SU №1618652, публ. 1991 г.; патент RU №2119867, публ. 1998 г.)
В данных технических решениях предложены вальцы механизма подачи деревообрабатывающих станков, содержащие приводной вал, соосные ему фланцевые диски, концентрично валу расположенные упругий обод и тяговые элементы (элементы зацепления) со стороны внешней поверхности последнего.
Однако известные подающие вальцы конструктивно сложны, имеют невысокие тягово-сцепные характеристики при взаимодействии с поверхностью брусовых и погонажных пиломатериалов.
В четырехсторонних продольнофрезерных станках модели «Beaver 515», «Beaver 520» вальцы механизма подачи предназначенны для обработки брусовых и погонажных изделий, имеют поверхность зацепления, образованную зубьями, пошагово расположенными в направлении направляющих поверхности вальца и с формированием вдоль ее образующих параллельных рядов зацепления. Однако данные вальцы имеют низкие тяговые характеристики. Образуемая между задней гранью предыдущего зуба по направлению вращения вальца и передней гранью следующего зуба впадина не обеспечивает эффективного отвода опилок, стружки, образуемых в процессе обработки пиломатериалов, что приводит к забиваемости вальца, к снижению надежности его работы и к преждевременному износу зубьев зацепления.
В качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели выбрано известное техническое решение по патенту ЕР 1961532, публ. 2008 г.
По данному техническому решению предложен подающий валец механизма подачи деревообрабатывающего станка, содержащий элементы зацепления в виде клиновых зубьев, пошагово расположенных в направлении направляющих поверхности вальца с формированием вдоль ее образующих параллельных рядов зацепления, смещенных относительно друг друга с образованием между боковыми гранями смежных зубьев соседних рядов зацепления, диаметрально ориентированных пазов, при этом образуемые передней и задней гранями клиновых зубьев кромки заострения смежных зубьев соседних рядов зацепления, расположены в общих параллельных плоскостях, проходящих через продольную ось вальца, подающий валец механизма подачи или их группа расположены вдоль базирующих направляющих деревообрабатывающего станка.
В данном техническом решении в отличие от ранее указанного для повышения эксплуатационной надежности станка предусмотрено выполнение каждого ряда зацепления вальца в виде набора сменных зубчатых блоков, что позволяет осуществлять их замену при износе зубьев.
Однако недостатком данного технического решения, как и ранее указанного, являются низкие тяговые характеристики вальца, при этом предусмотренная в данном техническом решении сменность зубчатых блоков не исключает забиваемости вальца, что снижает надежность подачи брусовых и погонажных материалов в зоны обработки деревообрабатывающего станка.
Задача заявляемой полезной модели состояла в создании вальца механизма подачи деревообрабатывающего станка, обеспечивающего технический результат по улучшению тягово-сцепных характеристик вальца и его эксплуатационной надежности.
Для решения поставленной технической задачи предложен подающий валец механизма подачи деревообрабатывающего станка, содержащий элементы зацепления в виде клиновых зубьев, пошагово расположенных в направлении направляющих поверхности вальца с формированием вдоль ее образующих параллельных рядов зацепления, смещенных относительно друг друга с образованием между боковыми гранями смежных зубьев соседних рядов зацепления, диаметрально ориентированных пазов, при этом образуемые передней и задней гранями клиновых зубьев кромки заострения смежных зубьев соседних рядов зацепления, расположены в общих параллельных плоскостях, проходящих через продольную ось вальца, подающий валец механизма подачи или их группа расположены вдоль базирующих направляющих деревообрабатывающего станка, в котором, согласно полезной модели, плоскости, проходящие через ось вальца и кромки заострения смежных зубьев соседних рядов зацепления, ориентированы под острым углом к продольной оси вальца, вершины которых направлены в сторону противолежащую боковой базирующей направляющей деревообрабатывающего станка, длина передней грани каждого клинового зуба меньше длины его задней грани при соотношении их, равном l/L=0,6÷0,8, где l - длина передней грани, L - длина задней грани, при этом угол заострения между названными гранями равен 53÷56°, а боковые грани каждого клинового зуба выполнены наклонными с образованием между ними острого угла со стороны кромки заострения зуба, вершина которого обращена к продольной оси вальца.
Согласно полезной модели, высота каждого зуба 6,5÷7 (мм), величина острого угла между плоскостью, проходящей через ось вальца и кромки заострения, смежных зубьев соседних рядов зацепления, и продольной осью вальца составляет 10-11°.
Согласно заявляемой полезной модели, величина угла между боковыми гранями каждого клинового зуба составляет 60°.
При реализации полезной модели благодаря описанному выше выполнению подающего вальца механизма подачи деревообрабатывающего станка улучшаются тягово-сцепные характеристики и эксплуатационная надежность.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность конструктивных признаков, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решении критерию полезной модели: «новизна».
При реализации заявляемой полезной модели используют традиционно известные технологические процессы и материалы по изготовлению соответствующих конструктивных узлов деревообрабатывающего станка, что свидетельствует о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется рисунками, где на:
Рис.1 показан общий вид подающего вальца механизма подачи деревообрабатывающего станка;
Рис.2 - то же, что на рис.1, профиль зуба в нормальном сечении Г-Г;
Рис.3 - схематическое изображение подающего вальца относительно боковой базирующей направляющей деревообрабатывающего станка;
Рис.4 (a, b) - схема взаимодействия клиновых зубьев подающего вальца с поверхностью брусового обрабатываемого материала;
Рис.5 - общая кинематическая схема деревообрабатывающего продольнофрезерного станка с механизмом подачи вальцового типа.
Механизм подачи деревообрабатывающего станка вальцового типа традиционно входит в состав технологического оборудования деревообрабатывающего станка. Механизм подачи вальцового типа, предпочтительно, выполняют в виде группы подающих вальцов, последовательно установленных вдоль базирующих направляющих станка (см рис.5). Каждый подающий валец механизма подачи имеет приводной вал с вращением его в направлении подачи обрабатываемой заготовки и оснащается механизмом прижима.
Подающий валец 1 механизма подачи деревообрабатывающего станка содержит элементы зацепления в виде клиновых зубьев 2, пошагово расположенных в направлении направляющих поверхности вальца с формированием вдоль ее образующих параллельных рядов зацепления 3 и 4. Ряды зацепления 3 и 4 шагово смещены относительно друг друга с образованием между боковыми гранями 5 смежных зубьев соседних рядов зацепления 3 и 4 диаметрально ориентированных пазов 6. Образующиеся между передними 7 и задними 8 гранями зубьев 2 кромки заострения 9 смежных зубьев в соседних рядах зацепления 3 и 4, расположены в общих плоскостях II-II, проходящей через продольную ось I-I вальца. Плоскости II-II, проходящие через ось вальца и кромки заострения 9 смежных зубьев соседних рядов 3 и 4, ориентированы под острым углом «а» к продольной оси вальца. Вершина угла «a» направлена в сторону противолежащую боковой базирующей направляющей 10 деревообрабатывающего станка. Длина «l» передней грани 7 каждого клинового зуба меньше длины «L» его задней грани. Соотношение l/L=0,6÷0,8. Боковые грани 5 каждого клинового зуба 2 выполнены наклонными с образованием между ними острого угла «β», вершина которого обращена к продольной оси вальца.
Угол заострения «γ» между передней 7 и задней 8 гранями каждого клинового зуба 2 равен 53÷56°, высота зуба h=6,5÷7 (мм), а шаговое смещение «t» кромок заострения 9 соседних зубьев в каждом ряду зацепления 3 и 4 соответствует 11÷11,2 (мм).
Величина острого угла «α» между плоскостью II-II, проходящей через ось вальца и кромки заострения, смежных зубьев соседних рядов зацепления 3 и 4, и продольной осью I-I вальца составляет 10-11°.
Величина угла «β» между боковыми гранями 5 каждого клинового зуба составляет 60°.
Параметры подающего вальца по величинам углов «α», «β», «γ», высота зуба «h», указанное соотношение l/L являются оптимальными и выбраны из условий экспериментальной проверки работы вальца подающего механизма в составе продольнофрезерного станка в режиме с обработки брусовых и погонажных пиломатериалов.
При экспериментальной проверке установлено, что при изменении указанных параметров вальца подающего механизма продольнофрезерного станка ухудшается эффективность отвода опилок, стружки, образуемых в процессе обработки пиломатериалов, что приводит к забиваемости межзубовых впадин вальца, к его тягово-сцепных свойств, к преждевременному износу зубьев зацепления.
При изменении указанных параметров конструктивного исполнения вальца по углу «γ» или соотношению l/L происходит либо перерезание волокон (при угле «γ» менее 53° и значении l/L>0,8) - см. рис.4b, либо ухудшение тягово-сцепных свойств подающего вальца (при угле «γ» более 56° и значении l/L<0,6) (не показано).
При выполнении боковых граней клиновых зубьев наклонными при указанном угле «β» обеспечивается удаление опилок и стружки, образующихся при механической обработке из зоны диаметрального паза, что снижает забиваемость межзубовых впадин вальца.
При работе клиновых зубьев, который, внедряясь в поверхность заготовки 11 производит сжатие волокон с максимальным использованием тяговых свойств вальца, при этом зубья активно контактируют с поверхностью обрабатываемого материала в пятне контакта, создавая дополнительную силовую составляющую в общем балансе тягового усилия и усилия прижима к поверхности обрабатываемого материала 11.
3
2
1
Принцип работы подающего механизма продольнофрезерного станка традиционен и осуществляется следующим образом: при прижиме группы подающих вальцев и их вращении в необходимом направлении происходит перемещение обрабатываемого материала 11. Перемещение обрабатываемого материала 11 происходит за счет кинематических связей тяговых элементов с сопрягаемыми частями подающих вальцов и воздействия на него результирующей силы рабочей поверхности вальца F, образованной из силы прижима подающего вальца F и силы подачи подающего вальца F, путем внедрения в поверхность обрабатываемого материала 11 клиновых зубьев 2 той же рабочей поверхности. При этом, клиновые зубья 2, внедряясь в поверхность обрабатываемого материала 11 вершиной 9, сжимают его волокна в поперечной плоскости и, воздействуя на них передней своей гранью, производят подачу обрабатываемого материала в продольном направлении. В процессе обработки материала 11 (его перемещения в необходимом продольном направлении) осуществляется поджим указанных вальцев до полной его обработки, после чего цикл полностью повторяется.
При реализации полезной модели за счет указанной совокупности существенных признаков достигается динамичность процесса перемещения обрабатываемых в деревообрабатывающих станках брусовых материалов за счет улучшения тягово-сцепных характеристик вальца механизма подачи и надежности его работы в целом.