ПИЛА ЦЕПНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

Полезная модель относится к оборудованию лесозаготовительной продукции.
Моторные инструменты нашли широкое применение на лесозаготовках: валке деревьев, раскряжевке хлыстов, обрезке сучьев, сталкивании спиленных деревьев в нужном направлении.
Пила цепная электромоторная предназначена для поперечной раскряжевки лесоматериалов, продольного пиления древесины, а также обрезки вершин и крупных сучьев на нижних складах.
Известна пила специализированная цепная электромоторная ЭПЧ-3.0-1 (Кейн О.П., Коломинов В.П. Лесозаготовительный моторный инструмент. Ухта: УГТУ, 2003. - 51 с.: ил., стр 36-38).
Известная пила цепная электромоторная состоит из электродвигателя, редуктора, пильного аппарата с системой смазки, выключателя и 3-х рукояток (двух рукояток управления с тремя положениями для хвата рук) управления, штепсельного разъема с кабеледержателем. Электродвигатель асинхронный, трехфазный, повышенной частоты тока, с принудительным воздушным охлаждением. Редуктор одноступенчатый состоит из пары цилиндрических прямозубых шестерен с передаточным числом 0,33. Ведущая шестерня нарезана непосредственно на валу ротора, а ведомая шестерня сидит на валике редуктора.
Выключатель служит для управления электродвигателем пилы. Он размещен в корпусе, закрепленном на трубчатой стойке, которая жестко соединена с крышкой электродвигателя. Выключатель состоит из микровыключателя и рычага-курка с возвратной пружиной.
Включение двигателя осуществляется нажимом на рычаг-курок и поворотом его в направлении к рукоятке, при этом рычаг воздействует через толкатель на микровыключатель, включая его. Для выключения необходимо отпустить рычаг, и пила автоматически отключается. Пила подключается к электрическому кабелю через пятиштыревую штепсельную муфту.
Пильный аппарат состоит из шины, консольно укрепленной на корпусе редуктора, пильной цепи, ведущей и ведомой звездочек, амортизирующего устройства, натяжного приспособления, зажимной шпильки и гайки с ручкой.
Шина по контуру имеет направляющий паз шириной 1,3-1,6 мм. Для уменьшения веса шина может иметь продольные окна. Ведущая звездочка имеет симметричную форму зубьев и при износе их может переставляться на другую сторону.
С целью повышения долговечности беговых дорожек пильной шины и пильной цепи, а также снижения сопротивления при перемещении пильной цепи на пиле предусмотрена автоматическая система смазки пильного аппарата. В верхней части корпуса пилы, у основания трубчатой стойки, расположен бачок для масла. Под бачком, в крышке электродвигателя, установлен масляный насос плунжерного типа, который служит для автоматической смазки пильного аппарата во время работы.
Технические характеристики электропилы ЭПЧ-3.0-1:
Электродвигатель трехфазный, асинхронный, мощностью при ПВ-60% 3,0 кВт, работает при напряжении 220 В, частоте тока 400 Гц и силе номинального тока 13,5 А. синхронной частоте вращения ротора 11500 об/мин
Редуктор цилиндрический, одноступенчатый, с передаточным числом 1:3. Пильный аппарат консольного типа с рабочей длиной пильного аппарата 450 мм, толщиной шины 5 мм, с автоматической системой смазывания. Цепь пильная: ПЦП-15, скорость пильной цепи, 11,5 м*с-1, ведущая звездочка содержит 6 зубьев, диаметр звездочки 53 мм частота вращения ведущей звездочки, 3833 об/мин. (выбрана в качестве аналога)
Известна пила специализированная цепная электромоторная ЭПЧ-3.0-2 (Пила специализированная цепная электромоторная ЭПЧ-3.0-2.Руководство по эксплуатации.2016 г. (выбрана в качестве аналога)
Известная пила ЭПЧ-3.0-2 от ранее выпускаемой пилы ЗПЧ-3.0-1 отличается конструкцией пильного аппарата, увеличенной скоростью пильной цепи, типом цепи. Изменены также конструкции электродвигателя, редуктора, электрического соединителя.
Технические характеристики электропилы ЭПЧ-3.0-2:
Электродвигатель трехфазный, асинхронный, с короткозамкнутым ротором мощностью (на валу) 3,0 кВт, работает при напряжении 220 В, частоте тока 400 Гц и номинальной силе токе 12,5 А. Редуктор цилиндрический, одноступенчатый. Пильный аппарат консольного типа с рабочей длиной пильного аппарата 460 мм, с автоматической системой смазывания. Цепь пильная: ЦПУ-10,26 ПС-16 ТУ 3-303-86 (.404ʺ), Скорость пильной цепи, 15 м*с-1, ведущая звездочка содержит 8 зубьев, диаметр звездочки 48 мм.
Задачей полезной модели является создание высокопроизводительной пилы цепной электромоторной с увеличенной скоростью распила древесины и хорошим качеством распила.
Заявляемая полезная модель представляет собой усовершенствованную конструкцию известных пил цепных электромоторных ЭПЧ-3.0-1 и ЭПЧ-3.0-2.
Технический результат-увеличение линейной скорости пильной цепи.
Технический результат достигается тем, что пила цепная электромоторная, состоит из жестко соединенных между собой: электродвигателя с потребляемой мощностью до 10 кВт, работающего от тока частотой до 600 Гц, редуктора, маслонасоса для смазки пильного аппарата, выключателя, рукояток управления, пильного аппарата консольного типа, включающего шину, пильную цепь, ведущую звездочку, отличающуюся тем, что ведущая звездочка имеет шаг 3/8ʺ и содержит десять зубьев.
Технический результат получают за счет увеличения количества зубьев, шага и диаметра ведущей звездочки, что приводит соответственно к возрастанию скорости распила древесины.
Заявляемая полезная модель представлена на чертежах.
Пила цепная электромоторная представлена на фиг. 1. (общий вид)
Пила цепная электромоторная состоит из электродвигателя I, редуктора II, пильного аппарата с системой смазки III, выключателя IV и двух рукояток с тремя положениями для хвата рук V. штепсельного разъема.
Электродвигатель мощностью до 10 кВт асинхронный, трехфазный с короткозамкнутым ротором. Фазы обмотки статора соединены звездой. Охлаждение принудительное воздушное при помощи вентилятора, насаженного на вал ротора.
Выключатель IV служит для управления электродвигателем пилы. Он размещен в корпусе рукоятки и, закреплен на трубчатой стойке 8, которая жестко соединена с крышкой редуктора II.
Выключатель IV состоит из микровыключателя, толкателя и рычага-курка с возвратной пружиной. Выключатель с двух сторон закрывается крышками рукоятки.
Пила подключается к электрическому кабелю через пятиштыревую штепсельную муфту.
Редуктор состоит из одной пары цилиндрических прямозубых или косозубых шестерен с передаточным отношением 0,5.
Ведущая шестерня съемная и закреплена на валу ротора, ведомая находится на валике редуктора, который вращается в двух подшипниках, запрессованных в крышке и корпусе редуктора.
Частным случаем выполнения редуктора может быть его выполнение, когда ведущая шестерня редуктора содержит 13 зубьев, а ведомая шестерня содержит 26 зубьев.
В аналогах: ЭПЧ-3.0-1 ведущая шестерня редуктор содержит 10 зубьев, а ведомая шестерня содержит 30 зубьев, а в ЭПЧ-3.0-2 ведущая шестерня редуктора содержит 13 зубьев, а ведомая шестерня содержит 27 зубьев.
На валике редуктора расположен эксцентрик привода маслонасоса для смазки пильного аппарата.
Крышка редуктора имеет отражатель опилок, упорный сектор, направляющую шпонку и шпильку с прижимной гайкой для крепления пильной шины.
Правая рукоятка 1 предназначена для управления пилой и электродвигателем. Левая рукоятка 2 изогнута так, что дает два положения для хвата и дает возможность рабочему перемещать кисть левой руки в зависимости от наклона пилы, а также использовать ее как упор для ноги при пилении снизу и в «таран», а также при вытягивании пилы при зажимах.
Пильный аппарат является рабочим устройством электропилы, предназначенным для непосредственной обработки древесины.
Рабочая длина пильного аппарата моторной пилы может составлять до 110 см.
Пильный аппарат состоит из пильной шины 6, консольно укрепленной на корпусе редуктора, пильной цепи 7, ведущей звездочки 4, натяжного приспособления, зажимной шпильки и гайки с ручкой.
Шина изготавливается из высокопрочной стали. Шина может быть выполнена с твердосплавным наконечником и так же возможно выполнение шины с ведомой звездочкой 5, встроенной в головку пильной шины,
Шина по контуру имеет направляющий паз, глубина которого должна быть согласована с высотой зуба ведущего звена пильной цепи.
Шина крепится на крышке электродвигателя посредством шпонки, шпильки и гайки с ручкой или гайкой без ручки.
Пильная цепь является одной из важнейших деталей пилы. Шаг пильной цепи заявляемой полезной модели равен 3/8ʺ(0.375 дюйма=0,9525 см)
Возможно применение пильных цепей известных фирм Stihl, Oregon и т.д.
Возможно применение цепи с режущими и скалывающими зубьями открытого типа, с Г-образными строгающими зубьями или круглыми зубьями, а также с твердосплавными зубьями.
Так же возможно применение цепей двух видов: продольного и поперечного типа, для распила древесины вдоль и поперек волокон соответственно. Они отличаются в основном углами наклона режущей кромки.
Для передачи движения пильной цепи на выходном валу редуктора II крепится ведущая звездочка 4 при помощи двух шпонок и гайки.
Ведущая звездочка представлена на фиг. 2.
Выбор конструктивных параметров ведущей звездочки определяется заданной скоростью резания, шагом цепи, размерами входной части пильной шины и т.п.
В заявляемой полезной модели ведущая звездочка содержит 10 зубьев и выполнена с шагом 3/8ʺ.
В заявляемой полезной модели диаметр ведущей звездочки увеличен по сравнению с диаметром ведущей звездочки ближайшего аналога (диаметр ведущей звездочки у ЭПЧ-3.0-2 содержащей 8 зубьев составляет D=48 мм).
В заявляемой полезной модели для проведения эксперимента была изготовлена ведущая звездочка содержащая десять зубьев шагом 3/8ʺ с диаметром D=52,77 мм и углом α=36° (расстоянием между соседними зубьями).(фиг. 2)
В пределах допуска она может быть изготовлена с диаметром D от 51 и до 54 мм.
У направляющей шины согласован шаг ведущей звездочки и шаг пильной цепи. Шаг пильной цепи равен 3/8ʺ.
Ведущая звездочка имеет симметричную форму зубьев и при износе их может переставляться на другую сторону, что может увеличить срок ее эксплуатации.
Наружный диаметр ведущей звездочки меньше ширины хвостовика в месте расположения отверстий под фиксатор натяжителя (концевой части пильной шины со стороны крепления).
Диаметр ведущей звездочки и количество зубьев, определяющих шаг звездочки, непосредственно влияют на линейную скорость цепи и соответственно производительность пилы.
Число зубьев цепной звездочки оказывает влияние на линейную скорость пильной цепи и усилие резания при распиливании древесины.
Чем меньше шаг цепи, тем легче пила врезается в распиливаемую древесину, так как уменьшается сопротивление древесины в связи с уменьшением нагрузки на каждый зуб пильной цепи.
Технический результат достигается благодаря увеличению диаметра ведущей звездочки и выполнению ее с десятью зубьями, что влияет на возрастание линейной скорости пильной цепи.
Уменьшение шага пильной цепи с 15 мм (ЭПЧ-3.0-1) и с 404ʺ (ЭПЧ 3,0-2) до 3/8ʺ по заявляемому техническому решению приводит к меньшему сопротивлению древесины и, как следствие, к росту производительности пиления.
Возможно выполнение пилы цепной электромоторной без включения в ее конструкцию редуктора в том случае если электродвигатель обеспечивает необходимую скорость вращения ротора равную скорости вращения ведущей звездочки при сохранении мощности.
Редукторы являются составной частью многих электрических моторов и представляют собой механизм или набор механизмов, которые сочетаются таким образом, чтобы создать возможность изменить скорость вращения вала и в обратной пропорции изменить крутящий момент двигателя.
Осуществление полезной модели
На корпусе пилы включают защитный тумблер.
Пила подключается с помощью электрического пятижильного кабеля к преобразователю частоты тока через пятиштыревую штепсельную муфту.
Включение электродвигателя I, осуществляется нажимом на рычаг-курок и поворотом его в направлении к рукоятке, при этом рычаг воздействует через толкатель на микровыключатель, включая его.
Для выключения необходимо только отпустить рычаг, и пила автоматически отключается. Установка на электрической цепной пиле двух рукояток с тремя положениями для хвата рук позволяет уменьшить утомляемость оператора (рабочего) при различных положениях.
Правой рукояткой оператор управляет пилой и электродвигателем.
Левая рукоятка дает возможность оператору (рабочему) перемещать кисть левой руки в зависимости от наклона пилы, благодаря ее определенной продуманной изогнутости.
Среднее положение левой рукоятки оператор может использовать как упор для ноги при пилении снизу и торцом шины, а также при вытягивании пилы при зажимах.
С целью повышения долговечности направляющего паза (беговой дорожки) пильной шины 6 и пильной цепи 7, а также снижения сопротивления при перемещении пильной цепи 7 на пиле предусмотрена автоматическая система смазки пильного аппарата. Смазка пильного аппарата необходима для нормальной работы электропилы и увеличения срока ее службы. Шестерни и подшипники редуктора, а также передний подшипник электродвигателя смазываются разбрызгиванием из масляной ванны редуктора.
Было проведено экспериментальное применение цепной электромоторной пилы с ведущей звездочкой содержащей 10 зубьев шагом 3/8ʺ и пильной цепи с шагом 3/8ʺ.
Эксперимент показал повышение производительности пилы на 76% по сравнению с аналогом ЭПЧ-3.0-1 и на 71,6% по сравнению с ЭПЧ-3.0-2.
Полученные экспериментальные характеристики заявляемой полезной модели в сравнении с характеристиками аналогов приведены в таблице 1.
Скорость распиловки зависит от определенной твердости древесины, диаметра бревна.
В таблице 2 приведены сравнительные данные скорости распила заявляемой полезной модели с ближайшими аналогами
Основные преимущества заявляемой полезной модели:
- Увеличенная скорость пильной цепи, обусловленная выполнением ведущей звездочки с 10 зубьями, увеличенным диаметром, шагом 3/8ʺ и шагом пильной цепи 3/8ʺ.
- При одной и той же массе электродвигателя увеличен КПД.
- Линейная скорость цепи, по сравнению с ближайшим аналогом ЭПЧ-3.0-1, больше на 47,8%; производительность пиления, по сравнению с ближайшим аналогом ЭПЧ-3.0-1, выше на 76%, а по сравнению с ЭПЧ-3.0-2 выше на 71,6%.