СТАНОК ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
MACHINE FOR WOOD CLEAVAGE

Изобретение относится к оборудованию для механизации работ в деревообработке, в частности при использовании низкокачественной большого диаметра древесины в качестве сырья для изготовления древесно-стружечных плит и в качестве топлива.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является станок для раскалывания древесины, содержащий колющий узел, силовой узел, включающий траверсу, смонтированную с возможностью перемещения в направляющих, связанные с траверсой два силовых и вспомогательный гидроцилиндры, лоток для раскалываемой древесины и гидропривод силового узла (патент RU 2283221, 24.01.2005).
Помимо преимуществ, известный станок все же недостаточно эффективен в работе, так как требует аппаратуры для сравнительно высокого давления рабочей жидкости и повышенных энергозатрат при работе с древесиной, плохо поддающейся раскалыванию.
Сущность изобретения состоит в том, что станок для раскалывания древесины, содержащий колющий узел, силовой узел, включающий траверсу, смонтированную с возможностью перемещения в направляющих, связанные с траверсой два силовых и вспомогательный гидроцилиндры, лоток и гидропривод, снабжен силовым узлом ударного действия, выполненным в виде смонтированного на металлоконструкции, установленной на основании, поворотного стержня-маятника с грузом-ударником и приводом силового узла в виде двух силовых и вспомогательного гидроцилиндров, смонтированных на металлоконструкции с вертикальным расположением, и связанных с гидроцилиндрами пары сочленяемых между собой траверс, одна из которых перемещается в смонтированных на металлоконструкции вертикальных направляющих и связана канатом со стержнем-маятником. При этом силовые гидроцилиндры траверс смонтированы с возможностью отклонения от вертикального положения и разъединения траверс от их взаимодействия, например, с помощью установленных на металлоконструкции пневмоцилиндров и возможностью повторного сочленения траверс в один узел с использованием смонтированных на металлоконструкции направляющих упоров с кривошипным шарнирно-стержневым узлом поворота упоров. При этом канаты, связывающие одну из траверс со стержнем- маятником, а другую - с вспомогательным гидроцилиндром, запасованы через установленные на металлоконструкции канатоотклоняющие блоки. Колющий узел при этом смонтирован с возможностью перемещения в закрепленных на основании направляющих.
На фиг.1 изображены упрощенно основные элементы предлагаемого станка, вид в плане, с изображением схемы трубопроводов и аппаратуры гидропривода; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 с изображением узла ударного действия; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.2; на фиг.7 изображен вид Е верхней части узла ударного действия; на фиг.8 изображена стойка узла со смонтированными на ней элементами.
Станок содержит подвижную в направляющих 1, закрепленных на основании, траверсу 2 с лотком 3, в котором помещают подлежащий раскалыванию древесный чурак 4. На основании смонтирован колющий узел 5, взаимодействующий с чураком при работе станка.
Смонтированный на основании силовой узел 6 выполнен в виде двух гидроцилиндров 7, плунжеры которых соединены с траверсой 2. Для возврата траверсы в исходное положение на основании смонтирован гидроцилиндр 8, плунжер которого соединен с траверсой 2 с помощью вспомогательной траверсы 9 и двух тяг 10.
Станок снабжен силовым узлом 11 ударного действия, содержащим поворотный стержень-маятник 12 с грузом-ударником 13, который при рабочем ходе от сил гравитации взаимодействует со смонтированным на основании колющим узлом 5. Стержень-маятник с жестко закрепленной осью 14 смонтирован в подшипниковых опорах 15, которые закреплены на металлоконструкции 16, установленной на основании. Привод угловых подготовительных перемещений стержня-маятника выполнен в виде смонтированных на закрепленных к стойкам 17 металлоконструкции шарнирных опорах 18 двух силовых гидроцилиндров 19, плунжеры которых соединены с траверсой 20, которая периодически, во время подготовительного рабочего хода плунжеров гидроцилиндров, сочленена с траверсой 21, смонтированной с возможностью отсоединения от траверсы 20 «по команде» оператора (см. раздел «работа станка».). Траверса 21 перемещается в вертикальных направляющих 22, закрепленных на стойках 17, и соединена канатом 23, запасованным через установленные на металлоконструкции пару канатоотклоняющих блоков 24, со стержнем-маятником 12.
Для обеспечения обратного хода плунжеров гидроцилиндров 19 на траверсе 20 закреплены два каната 25, запасованные через блоки 26, установленные на металлоконструкции, и свободные концы канатов несут закрепленную на них вспомогательную траверсу 27. Траверса 27 соединена с плунжером вспомогательного гидроцилиндра 28, закрепленного на металлоконструкции.
Для уменьшения усилий расчленения, траверса 20 выполнена со смонтированным на ней роликом 29, взаимодействующим с рабочей поверхностью закрепленной на траверсе 21 пластины 30.
Для обеспечения автоматизированной остановки плунжеров гидроцилиндров 19 в конце их рабочего хода на закрепленной к стойке 17 оси 31 установлен поворотный упор 32, который одним плечом взаимодействует с роликом 33, смонтированным на концах траверсы 20, а другим - с выключателем 34, установленным на стойке 17.
Для «включения» рабочего хода стержня-маятника с грузом под действием гравитации, которое может осуществляться из любого, а не только из крайнего его положения, предусмотрена установка вспомогательных пневмоцилиндров 35 на закрепленных к стойкам 17 кронштейнах 36. Шток каждого из пневмоцилиндров, с помощью закрепленного на нем зацепа 37 и соединенной с ним гибкой тяги 38, связан с гидроцилиндром 19 с помощью установленного не нем зацепа 39.
Для автоматизированного сочленения траверс, после активного рабочего хода стержня-маятника, предусмотрен шарнирно-стержневой узел 40, смонтированный на стойках 17 металлоконструкции. Узел 40 выполнен с направляющими упорами 41, взаимодействующими в их рабочем положении с вышеупомянутыми роликами 33 траверсы 20. Упоры 41 смонтированы на осях 42 опор 43, закрепленных к стойкам 17.
Для поворота упоров 41 в рабочее и нерабочее положения каждый из упоров шарнирно соединен стержнем 44 с кривошипом 45, смонтированным на оси 46, которая закреплена на стойке 17. Кривошип выполнен с возможностью поворота на 180 градусов вручную.
Гидропривод станка содержит гидронасос 47, а система трубопроводов оснащена гидрораспределителями 48, 49 и 50, предохранительным клапаном 51, обратным клапаном 52, реле давления рабочей жидкости 53, трубопроводами 54-59, баком 60, гидроаккумуляторами 61 и манометром 62.
Колющий узел 5 смонтирован на основании с возможностью перемещения в закрепленных на основании направляющих 63 в рабочее положение, которое определяется закрепленным на направляющих 63 упором 64. Это перемещение осуществляется силовым узлом 6 (см. раздел «работа станка»), а рабочее положение колющего узла обеспечивает необходимое горизонтальное направление удара закрепленного на стержне-маятнике груза 13.
Станок работает следующим образом.
Древесину (чурак) укладывают в лоток 3 и включают гидронасос 47. Трехпозиционный гидрораспределитель 48 устанавливают в позицию I и при открытом кране 49 рабочая жидкость подается гидронасосом по трубопроводу 55 в гидроцилиндры 7.
Траверса 2 надвигает чурак на колющий узел 5, который вместе с чураком перемещается в направляющих 63 в рабочее положение до упора 64. При рабочем ходе траверсы рабочая жидкость из вспомогательного гидроцилиндра 8 вытесняется по трубопроводу 56 и 57 в бак. При резком увеличении сопротивления, в момент взаимодействия колющего узла с упором, начинает плавно повышаться давление рабочей жидкости в гидроцилиндрах 7 за счет работы гидроаккумуляторов 61. Когда давление жидкости в трубопроводе 55 достигает уровня, на который настроено реле давления 53, автоматически переключается гидрораспределитель 48 в среднюю нулевую позицию. Оператор отключает с помощью крана 49 напорный трубопровод 55 силового узла 6 и подключает к насосу с помощью кранов 50 гидроцилиндры силового узла 11.
В исходном нерабочем положении стержень-маятник 12 с грузом расположен вертикально, а сочлененные между собой траверсы 20 и 21 - в верхнем крайнем положении. При включении оператором гидрораспределителя 48 в позицию I рабочая жидкость подается по трубопроводу 58 в гидроцилиндры 19 и пара траверс осуществляет рабочий подготовительный ход, при котором канат 23, закрепленный на траверсе 21, осуществляет угловое перемещение стержня-маятника с грузом-ударником. При достижении стержнем-маятником заданного положения, обеспечивающего необходимую энергию удара, оператор останавливает перемещение силового узла переключением гидрораспределителя 48 в среднюю нулевую позицию. Удостоверившись по показаниям манометра 62 в рабочем положении чурака и колющего узла, оператор с помощью пневмоцилиндра 35 включает стержень-маятник с грузом в работу, расчленяя (отсоединяя) траверсу 21 от взаимодействия с траверсой 20. При включении с помощью двухпозиционного пневмораспределителя 65 сжатый воздух по трубопроводу 66 поступает в пневмоцилиндры 35, штоки которых осуществляют рабочий ход, и соединенная с каждым из них гибкая тяга 38 отклоняет гидроцилиндры 19 (относительно шарнирной опоры 18) от вертикали. Соединенная с плунжерами гидроцилиндров траверса 20 освобождается от взаимодействия с траверсой 21, и стержень-маятник начинает активный рабочий ход под действием гравитационных сил.
По показаниям манометра определяют результат взаимодействия (удара) груза-ударника с колющим узлом и чураком. Если давление рабочей жидкости в трубопроводе 55 значительно снизилось, оператор включением крана 49 и гидрораспределителя 48 в позицию I завершает процесс раскалывания чурака. При этом два гидроаккумулятора 61, подключенный каждый к гидроцилиндрам 7, выполняют функцию упругих амортизаторов и не допускают значительного кратковременного повышения давления рабочей жидкости в напорном трубопроводе в момент удара.
Обратный ход плунжеров (и траверсы 20) гидроцилиндров 19 осуществляется аналогично, как и для силового узла 6, при соответствующем открытом положении кранов 50 и закрытом кране 49. При этом в конце обратного хода траверсы 20 осуществляется автоматическое ее сочленение с траверсой 21. Для осуществления сочленения траверс оператор поворотом кривошипа 45 устанавливает упоры 41 в рабочее положение и переключает гидрораспределитель 48 из средней в позицию II. Рабочая жидкость по трубопроводу 59 поступает во вспомогательный гидроцилиндр 28, плунжер которого с помощью канатов 25 осуществляет обратный нерабочий ход траверсы 20 совместно с плунжерами гидроцилиндров 19. При взаимодействии роликов 33 траверсы 20 с упорами 41 гидроцилиндры 19 осуществляют угловое перемещение относительно осей опор 18 и траверса 20 сначала отклоняется, а затем, в результате действия пружин растяжения 67, которые установлены на закрепленных к стойкам 17 и гидроцилиндрам 19 зацепах 68, располагается над траверсой 21 в сочлененном положении обеих траверс. При этом гибкие тяги 38 обеспечивают беспрепятственное угловое перемещение гидроцилиндров 19.
После удаления из лотка расколотой древесины в него укладывают очередной чурак и процесс раскалывания осуществляют, как изложено выше.
Таким образом, предлагаемый станок обеспечивает высокую производительность при сравнительно низких энергозатратах, так как обеспечивается легкость регулирования энергии изменением высоты подъема стержня-маятника и возможность повторения рабочего цикла, если высока сопротивляемость чурака раскалыванию. Кроме того, станок более надежен, так как его гидравлическая аппаратура работает при сравнительно низком давлении рабочей жидкости.