СПОСОБ ПРОДОЛЬНОЙ РАСПИЛОВКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ С УДАЛЕНИЕМ СЕРДЦЕВИННОЙ ГНИЛИ И СТАНОК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF RIPPING TIMBER WITH REMOVAL OF HEART ROT AND MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве пилопродукции.
Известен способ раскроя круглых лесоматериалов, имеющих сердцевинную гниль, отмеченный в патенте РФ №2301145. Способ включает раскрой лесоматериала в плоскости, проходящей через центры вершины и комля. Первоначально определяют форму и параметры сердцевинного слоя, производят деление лесоматериала на секторы в продольном направлении в плоскостях, проходящих через центры пораженного слоя в вершине и комле. Секторы делят на части по криволинейной образующей режущего инструмента, имеющего, например, форму цилиндра, смещая плоскость деления по биссектрисе угла сектора.
Недостатком этого способа раскроя является то, что для получения пиломатериалов необходимо применение дополнительной сложной операции, связанной с выпрямлением полученных частей в процессе гидротермической обработки, например сушки.
Существует способ, при котором круглый лесоматериал делят в продольном направлении: с получением трехкантных брусьев и секторов, включающих пораженные участки [Патент РФ №2264286, кл. В27В 1/00, 2005].
Недостатками способа являются низкий выход конечной продукции и низкая производительность ввиду сложности позицирования при продольном раскрое.
В настоящее время существуют различные способы и станки для продольной распиловки сортиментов. В зависимости от характера движения пилы и сортимента в процессе его продольной распиловки станки делят на три основные группы. К первой относят станки с возвратно-поступательным движением распиливаемого сортимента [1, с.120]. Ко второй - станки с возвратно-поступательным движением пильного механизма (а.с. №122862). К третьей группе относят станки с непрерывным движением сортиментов в одном направлении. Эти станки делят на однопильные, установленные последовательно, и многопильные, являющиеся наиболее производительными. Чаще всего их делают многопильными, при этом пилы либо могут перемещаться только во время наладки станка (производится обезличенный раскрой), либо поперечное перемещение пил происходит за время интервалов между соседними сортиментами, поступающими в станок [2, с.141-143].
Предложенные ранее способы продольной распиловки сортиментов и станки для ее осуществления предусматривают необходимость либо возвратно-поступательного продольного перемещения пильного механизма или распиливаемого сортимента, а также перемещения пилы либо сортимента в поперечном направлении, что приводит к увеличению затрат времени на распиловку лесоматериала, либо необходимость установки значительного числа пил, что в свою очередь вызывает увеличение стоимости станка и необходимость либо временной остановки производства с целью изменения расстояния между пилами при поступлении сортиментов других размерно-качественных показателей, либо настройки каждой из значительного числа пил с целью получения пиломатериалов требуемой толщины во время интервалов между поступающими к станку сортиментами.
Прототипом данного изобретения является патент РФ №2270089, МПК В27В 5/00, В27В 7/02 от 31.05.2004, бюл. №5 от 20.02.2006.
Недостатком данного способа и станка для продольной распиловки лесоматериалов является отсутствие возможности эффективной обработки лесоматериалов, пораженных сердцевинной гнилью.
Целью изобретения является разработка способа и станка, позволяющих повысить качество пилопродукции без значительного увеличения трудозатрат на ее производство.
Предлагаемое техническое решение предусматривает центрирование, зажим, продольную распиловку лесоматериала вдоль оси, укладку полученных сегментов пластями на подающий транспортер для подачи на дальнейшую распиловку с получением пиломатериалов и отличается тем, что перед осуществлением продольной распиловки комлевая часть полученных сегментов опускается до достижения горизонтального положения касательной, проведенной вдоль сегмента в плоскости его симметрии, с возможностью дальнейшего опускания сегмента параллельно вышеописанной касательной линии до полного смещения участков сердцевинной гнили ниже плоскости действия срезающего их пильного механизма и фиксации заданного сегментам положения при их подаче на распиловку. Станок для осуществления данного способа продольной распиловки предусматривает распиловку сортимента вдоль оси вертикально установленной пилой, разворот полученных сегментов вокруг горизонтальной оси и их укладку пластями на подающий транспортер для подачи на дальнейшую распиловку к горизонтально установленным ленточным пилам с возможностью одновременной распиловки сегментов, полученных из одного сортимента, каждой из горизонтально установленных ленточных пил с последующим поступлением на сдвоенный приемный транспортер распиленных сегментов. Конструкция станка отличается тем, что установленные над подающим транспортером прижимные подающие ролики имеют возможность выравнивания между собой в горизонтальной плоскости, фиксации данного положения и прижима обрабатываемых сегментов с перемещением участков, имеющих сердцевинную гниль, ниже плоскости действия пилы, установленной на одном уровне с верхней частью подающего транспортера, представляющего собой ряд подпружиненных подающих роликов, установленных с возможностью их опускания под действием прижимаемого к ним сегмента.
На фиг.1 показана последовательность обработки лесоматериалов с удалением сердцевинной гнили по новому способу их обработки; на фиг.1(а) представлен первый этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при поступлении его на станок, вид с вершинной части лесоматериала; на фиг.1(б) представлен первый этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при поступлении его на станок, вид сбоку; на фиг.1(в) представлен второй этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при укладке на подающий транспортер полученных сегментов, вид с вершинной части лесоматериала; на фиг.1(г) представлен второй этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при укладке на подающий транспортер полученных сегментов, вид сбоку; на фиг.1(д) представлен третий этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при выравнивании прижимных роликов в горизонтальной плоскости, прижиме и перемещении обрабатываемых сегментов, вид с вершинной части лесоматериала; на фиг.1(е) представлен третий этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при выравнивании прижимных роликов в горизонтальной плоскости, прижиме и перемещении обрабатываемых сегментов, вид сбоку; на фиг.1(ж) представлен четвертый этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили при распиловке пространственно ориентированных сегментов, вид с вершинной части лесоматериала; на фиг.1(з)  представлен четвертый этап способа продольной распиловки лесоматериала с удалением сердцевинной гнили с указанием плоскостей действия горизонтально установленных пильных механизмов при распиловке пространственно ориентированных сегментов, вид сбоку; на фиг.2 представлен общий вид станка; на фиг.3 - вид подающего транспортера в процессе перемещения по нему обрабатываемых сегментов; на фиг.4 - конструкция механизма разворота сегментов; на фиг.5 - конструкция зажимного механизма.
Предлагаемый станок для реализации способа продольной распиловки с удалением сердцевинной гнили состоит из подающего транспортера 1, представляющего собой ряд подпружиненных подающих роликов 2, вращающихся синхронно с движением прижимных подающих роликов 3, стойки которых, установленные по обе стороны подающего транспортера, имеют возможность поворачиваться на 90 градусов относительно своих вертикальных осей и переводить прижимные подающие ролики в рабочее положение над обрабатываемыми сегментами. Вдоль подающего транспортера проложен рельсовый путь 4 и расположены направляющие 5 для перемещения передвижного пильного механизма 6 с вертикально установленной пилой. По обе стороны от подающего транспортера в зеркальном отражении друг к другу устанавливаются центрирующие механизмы 7 любой известной конструкции с центрирующими сортимент (сегмент) поворотными вальцами 8, насаженными на вертикальные оси на концах центрирующих рычагов 9, и механизмы разворота сегментов 10. Механизм разворота сегментов представляет собой установленный на опоре 11 зажимной механизм 12, в нижней части которого смонтированы вертикальные ролики, входящие в зацепление с расположенными на опоре направляющими 13. Направляющие имеют форму сегмента, ограниченного хордой, проведенной перпендикулярно оси распиливаемого сортимента. Зажимной механизм шарнирно сочленен со штоком гидроцилиндра 14, другая часть которого шарнирно закреплена на опоре. На конце зажимного механизма на поворотной оси 15 жестко закреплено ошипованное захватно-поворотное устройство 16. Поворотная ось соединена посредством шестерни 17 с зубчатой рейкой 18, установленной на конце штока гидроцилиндра 19, жестко закрепленного на корпусе зажимного механизма. Механизмы разворота сегментов, расположенные с одного торца сортимента, установлены стационарно, а с другого - с возможностью их перемещения по рельсовому пути. Между рядами подпружиненных роликов вдоль подающего транспортера расположен разделительный механизм 20, соединенный с гидроцилиндром 21, обеспечивающим его подъем над уровнем подающего транспортера и опускание. Над горизонтальными приводными роликами 22 последовательно расположены стационарные пильные механизмы 23 с горизонтально установленными ленточными пилами. Конструкция этих пильных механизмов предусматривает наличие центральных поддерживающих роликов для ленточных пил. После одной из ленточных пил в плоскости ее действия до первого горизонтального приводного ролика установлен разделительный элемент 24, предназначенный для отделения отпиливаемой нижней части сегмента, содержащей сердцевинную гниль, от его деловой части, поступающей на дальнейшую обработку. Нижняя ленточная пила установлена на одном уровне с верхней частью подающего транспортера.
За стационарными пильными механизмами между гусеницами сдвоенного приемного транспортера 25 установлена разделительная пластина 26. Над приемным транспортером установлены горизонтальные прижимные ролики 27, вращающиеся синхронно с движением приемного транспортера, и пластинчатые сбрасыватели 28 с осями вращения, расположенными между гусеницами сдвоенного приемного транспортера. Сбрасывание осуществляется посредством расположенных под приемным транспортером сообщающихся гидроцилиндров, передающих пластинчатым сбрасывателям круговое движение относительно осей вращения.
Станок работает следующим образом. Сортимент укладывается на подающий транспортер, например, манипулятором. Поворотные вальцы центрирующего механизма прижимаются к сортименту, осуществляя его центрирование относительно подающего транспортера. При выдвижении штоков гидроцилиндров, шарнирно закрепленных на опорах механизмов разворота сегментов, зажимные механизмы перемещаются по расположенным на опоре направляющим, двигаясь по криволинейной траектории, и переходят в рабочее положение. При этом ошипованные захватно-поворотные устройства зажимных механизмов находятся в вертикальном положении. Механизмы разворота сегментов, перемещающиеся по рельсовому пути, начинают движение к сортименту. В результате торцы сортимента оказываются зажатыми между ошипованными захватно-поворотными устройствами передних и задних зажимных механизмов и отцентрированы центрирующими механизмами. Передвижной пильный механизм с вертикально установленной пилой начинает движение по направляющим для перемещения передвижного пильного механизма. Вертикально установленная пила осуществляет продольную распиловку сортимента вдоль оси, разделяя его на два сегмента, после чего передвижной пильный механизм возвращается в первоначальное положение. При обратном ходе штоков гидроцилиндров, шарнирно закрепленных на опорах механизмов разворота сегментов, зажимные механизмы с зажатыми между ними сегментами перемещаются по расположенным на опоре направляющим, двигаясь по прямолинейной траектории, и переходят в первоначальное положение относительно опор. При рабочем ходе штока гидроцилиндра, жестко установленного на корпусе зажимного механизма, зубчатая рейка, установленная на конце штока, поворачивает шестерню, соединенную с поворотной осью зажимного механизма. В результате ошипованные захватно-поворотные устройства зажимных механизмов переходят в горизонтальное положение, разворачивая сегменты на 90 градусов вокруг горизонтальной оси. После выдвижения штоков гидроцилиндров, шарнирно закрепленных на опорах механизмов разворота сегментов на половину длины штока, зажимные механизмы раздвигаются, перемещаясь по расположенным на опоре направляющим, двигаясь по криволинейной траектории. В результате ошипованные захватно-поворотные устройства выходят из зацепления с торцами сегментов. Сегменты укладываются пластями на подающий транспортер. Срабатывает гидроцилиндр, соединенный с разделительным механизмом. Разделительный механизм приподнимается над подающим транспортером. Включается центрирующий механизм. Сегменты центрируются относительно разделительного механизма. Осуществляется обратный ход штоков гидроцилиндров, шарнирно закрепленных на опорах механизмов разворота сегментов, что вызывает перемещение зажимных механизмов в первоначальное положение относительно опоры. Посредством зубчатой рейки, закрепленной на конце штока гидроцилиндра, жестко установленного на корпусе зажимного механизма, ошипованные захватно-поворотные устройства зажимных механизмов переходят в вертикальное положение. Механизмы разворота сегментов, перемещающиеся по рельсовому пути, передвигаются в первоначальное положение.
Анализируются параметры сердцевинного слоя. Стойки прижимных подающих роликов поворачиваются на 90 градусов относительно своих вертикальных осей, оказываясь над обрабатываемыми сегментами, и выравниваются между собой в горизонтальной плоскости. Прижимные подающие ролики фиксируются в одной горизонтальной плоскости и прижимают обрабатываемые сегменты с перемещением участков, имеющих сердцевинную гниль, ниже плоскости действия нижней ленточной пилы, установленной на одном уровне с верхней частью подающего транспортера. Подпружиненные подающие ролики опускаются под действием прижимаемых к ним сегментов таким образом, что комлевая часть сегментов опускается до достижения горизонтального положения касательной, проведенной вдоль сегмента в плоскости его симметрии. Если же слои сердцевинной гнили при этом находятся выше плоскости действия нижней ленточной пилы, то под действием прижимных подающих роликов производится дальнейшее опускание сегмента параллельно вышеописанной касательной линии до полного смещения участков сердцевинной гнили ниже плоскости действия срезающего их пильного механизма. Сегменты под действием прижимных подающих роликов перемещаются в продольном направлении на горизонтальные приводные ролики к последовательно расположенным стационарным пильным механизмам с горизонтально установленными пилами. Сегменты проходят блок горизонтально расположенных ленточных пил и распиливаются на необрезные доски. При этом каждая из горизонтально установленных пил одновременно распиливает 2 сегмента, полученных из одного сортимента, а нижние части сегментов с сердцевинной гнилью отделяются разделительным элементом, способствующим их исключению из процесса дальнейшей обработки. После продольной распиловки горизонтально установленными ленточными пилами посредством расположенных под приемным транспортером сообщающихся гидроцилиндров сбрасывателям передается круговое движение и полученные необрезные пиломатериалы, не пораженные сердцевинной гнилью, сбрасываются со сдвоенного приемного транспортера.
Разделительный механизм переходит в первоначальное положение, и цикл работы повторяется.
Отделенные от сегментов части лесоматериала с сердцевинной гнилью могут быть направлены на дальнейшую переработку (в том числе с получением пилопродукции высокого качества) с использованием известных в настоящее время технических решений.
При поступлении на станок лесоматериалов, не пораженных сердцевинной гнилью, станок может функционировать согласно известному ранее способу продольной распиловки, отмеченному в прототипе. При производстве обрезных пиломатериалов возможен вариант поступления на станок двухкантных брусьев либо их получение с использованием имеющегося в конструкции станка передвижного пильного механизма с вертикально установленной пилой.
Использование предлагаемого способа позволяет обрабатывать лесоматериалы, пораженные сердцевинной гнилью, с целью повышения выхода качественной продукции.
Источники информации
1. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В., Бойков С.П. Технология и оборудование лесных складов: Учебник для вузов. - 3-е. изд., испр., доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 352 с.
2. Селиванов Н.Ф., Занегин Л.А., Сарайкин В.Г., Воскобойников И.В. Станки и оборудование потоков шпалопиления: Справочник. Т.П. - М.: МГУ Л, 2001. - 313 с.