УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛОСОВЫХ ПИЛАХ
DEVICE FOR CREATION OF THERMOPLASTIC CONCENTRATED STRESSES IN STRIP SAWS

Изобретение предназначено для повышения устойчивого состояния полосовых (ленточных и рамных) пил в процессе работы путем создания термопластических концентрированных напряжений в пильном полотне и может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли промышленности.
Известно устройство для термопластической обработки пильных дисков круглых пил, в котором используется эффект кольцевого нагрева посредством роликовой шовной электросварочной машины (Стахиев Ю.М., Настенко А.А. О тепловых методах создания начальных напряжений в дисках пил. - "Научные труды ЦНИИМОД", 1973, вып. 28, с. 51-52).
Недостатком устройства является то, что такое техническое решение не позволяет обеспечить с требуемой точностью нормированное напряженное состояние и устойчивость полотна пилы в процессе пиления, так как применена контактная передача тепла через поверхность пилы от нагревательных элементов к прогреваемому участку пильного полотна. Это приводит к неравномерному нагреву по толщине, ширине обрабатываемой зоны пильного полотна (по тепловому следу* (* Тепловой след - нагреваемая полоса на поверхности пильного полотна, по которой производится прогрев)).
Известно устройство для создания в пильных полотнах ленточных и рамных пил тепловых напряжений, в котором используется нагрев полотна пилы посредством ацетиленовых горелок (Якунин Н.К. Подготовка к работе и эксплуатация ленточных пил: Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2005, с. 119-121).
Недостатком технического решения является то, что такое устройство не позволяет обеспечить с требуемой точностью нормированное напряженное состояние и устойчивость полотна пилы в процессе пиления, так как применена контактная передача тепла через поверхность пилы от нагревательных элементов к прогреваемому участку пильного полотна, приводит к неравномерному нагреву по толщине, ширине обрабатываемой зоны пильного полотна.
К отмеченным недостаткам аналогов также относится то, что операцию нагрева пилы можно проводить только на стенде.
Известно устройство для создания термопластических напряжений в пильном диске круглой пилы, в котором используется эффект кольцевого нагрева полотна пилы многофазным индуктором переменного тока (RU пат. №2434952, МПК C21D 9/24, Н05В 6/02, 2010). Это устройство принято за прототип.
Недостатком устройства является невозможность создания нормированных концентрированных напряжений в полотне полосовой пилы и устойчивое состояние пилы в процессе пиления путем локального нагрева по прямолинейному следу на поверхности пильного полотна. К недостаткам прототипа также относится сложностью конструкции многофазного индуктора.
Изобретение направлено на решение задачи повышения устойчивости полосовых пил в процессе пиления путем равномерного нагрева по толщине и ширине обрабатываемой локальной зоны пильного полотна по заданному прямолинейному следу, обеспечивающего концентрированное термопластическое деформирование материала в обрабатываемой зоне и создание локальных остаточных напряжений в полотне пилы.
Этот достигается тем, что в предлагаемом техническом решении для создания термопластических напряжений локальный нагрев зоны пильного полотна по заданному прямолинейному полосовому следу осуществляется в электромагнитном поле индукционным способом с помощью однофазного индуктора. Однофазная система индукционного нагрева позволяет обеспечить локальный равномерный нагрев по толщине и ширине обрабатываемой зоны пильного полотна по заданному прямолинейному следу с большой точностью и создать концентрированные остаточные напряжения в полотне пилы, установленном непосредственно в пильном узле станка. Ширина теплового следа определяется высотой индуцирующего провода h и поворотом индуктора вокруг оси, закрепленной в корпусе устройства, параллельно плоскости полотна пилы на угол α, определяющий ширину зоны обработки. Время и температура нагрева обрабатываемой зоны полотна пилы регулируются величиной мощности, подводимой к индуктору от источника питания.
На фиг. 1 показан общий вид устройства для создания термопластических напряжений в пильном полотне полосовой пилы, установленном в пильном узле станка, посредством индукционного нагрева; на фиг. 2 - продольный разрез В-В; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А, на фиг. 4 - участок полосовой пилы со следами термопластической обработки.
Устройство содержит однофазные индукторы переменного тока, включающие магнитопровод 1, индуцирующий провод 2, токоподводящие шины 3, ось 4, корпус 5, источник питания 6.
а
в
Работает устройство следующим образом. Пила 7 приводится в поступательное движение. Корпус устройства 5 установлен в пильном узле 8 станка так, что индуцирующие провода 2 расположены параллельно плоскости полотна пилы. Магнитный поток, созданный индуцирующими проводами 2, замыкается по пути «магнитопровод - участок обрабатываемой зоны движущегося полотна». Вызванные переменным магнитным потоком вихревые токи приводят к одновременному разогреву участков полотна пилы по прямолинейным локальным полосам заданной ширины у основания зубчатой кромки 9 и у задней кромки 10 пильного полотна. Ширина теплового следа определяется высотой h индуцирующих проводов 2 и поворотом индукторов вокруг осей 7, закрепленных в корпусе устройства 5, параллельно плоскости полотна пилы на угол α, определяющий ширину (, ) зоны обработки. Время и температура нагрева пильного плотна по тепловому следу регулируются величиной мощности, подводимой к индуктору от источника питания 6.
Применение устройства индукционного нагрева для создания термопластических напряжений в полотне полосовой пилы позволяет обеспечить равномерный локальный нагрев участков полотна пилы в зоне зубчатой и задней кромки пилы по прямолинейному полосовому тепловому следу заданной ширины, создание концентрированных напряжений в полотне и устойчивое состояние полосовой пилы в процессе пиления. При этом устройство встроено непосредственно в пильный узел станка. Использование однофазных индукторов позволяет проводить регулирование ширины теплового следа на плоскости пилы, температуры и времени нагрева для каждого индуктора индивидуально. При необходимости увеличение числа тепловых следов в полотне пилы возможна установка дополнительных однофазных индукторов.