ОТЖИМНАЯ АЭРОСТАТИЧЕСКАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЛЕНТОЧНОЙ ПИЛЫ
AEROSTATIC GUIDE OF RIBBON SAW

Изобретение относится к лесопильному оборудованию, а именно к конструкции направляющей пилы ленточнопильного станка.
Одним из основных показателей качества пиления древесины является точность размеров получаемых пиломатериалов. Она зависит от сил, действующих на пилу в процессе пиления, и способности пилы противодействовать этим силам - жесткости и устойчивости.
Эффективным способом повышения жесткости и устойчивости ленточной пилы является применение для нее направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом. Направляющие могут быть двухсторонние, установленные с зазорами с двух сторон. Конструкция двухсторонних направляющих показана на рис.5.10, стр.101 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. Двухсторонние направляющие просты по конструкции и для их изготовления не требуется дорогих теплостойкий и износостойких материалов. Однако при установке направляющих с зазором устойчивость ленточных пил не меняется, а жесткость возрастает незначительно. Направляющие такого типа выполняют в основном роль ограничителей предельных отклонений пилы.
Более эффективны односторонние отжимные направляющие, выставляемые на определенное расстояние Δ от линии, соединяющей наружные поверхности пильных шкивов со стороны распиливаемого материала. Они сокращают свободную длину ленточной пилы и за счет этого повышают ее жесткость и устойчивость. Кроме этого, повышается точность движения ленточной пилы в зоне резания и устраняются колебания пилы. Конструкция плоских отжимных направляющих, выполненных в виде пластин, приведена на на рис.5.11, б, стр.102 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. Недостатком плоских отжимных направляющих является их высокая стоимость, т.к. материал направляющих должен обладать низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью и теплостойкостью.
Для уменьшения трения пилы о направляющие можно заменить трение скольжения трением качения путем применения отжимных направляющих для ленточных пил в виде свободно вращающихся роликов. В этом случае уменьшаются трение и нагрев пил. Конструкция отжимных направляющих ленточных пил, выполненных в виде свободно вращающихся роликов, приведена на рис.5.11, в, стр.102 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990.
Такого вида направляющие имеют следующие недостатки: требуется высокая точность изготовления и монтажа роликов, чтобы исключить их биение; предъявляются повышенные требования к подшипникам, работающим при больших частотах вращения и имеющим одностороннюю нагрузку; необходимо предотвратить налипание на их рабочую поверхность смолы и опилок; через определенное время работы роликов их поверхности искажаются из-за износа и их необходимо восстанавливать шлифованием; при изгибе пилы на роликах возникают значительные напряжения, снижающие долговечность пилы. Из-за этих недостатков роликовые направляющие не нашли широкого применения в современных ленточнопильных станках.
Значительно снизить трение полотна пилы о направляющие можно, если рабочие поверхности отжимных направляющих выполнить в виде аэростатических опор. Конструкция отжимной аэростатической направляющей ленточной пилы приведена на рис.5.15, стр.108 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. От источника сжатого воздуха по воздухопроводу в полость направляющей подается сжатый воздух, который затем проходит через отверстия поддува, выполненные перпендикулярно рабочей поверхности направляющей, через микроканавку и зазор между рабочей поверхностью направляющей и пилой истекает в атмосферу. Эта конструкция отжимной аэростатической направляющей взята за прототип.
Достоинства отжимных аэростатических направляющих следующие: максимальное снижение трения пилы о направляющие; охлаждение пилы воздухом; отсутствие износа направляющих; не требуется дорогих теплоизносостойких материалов.
Данный вид направляющих имеет недостаток. Каждая из двух направляющих - верхняя, установленная над распиливаемым материалом, и нижняя, установленная под распиливаемым материалом, должны иметь два участка: плоский - для строго вертикального движения пилы и криволинейный переходный участок при переходе пилы с наклонного положения на вертикальное. Без переходного криволинейного участка на каждой направляющей ее аэростатическая опора будет работать неэффективно.
Изготовить отжимные аэростатические направляющие с требуемой кривизной переходного участка сложно из-за того, что она зависит от нескольких переменных параметров ленточнопильного станка: толщины пилы, силы натяжения пилы, расстояния от направляющей до пильного шкива и величины выставки отжимных направляющих.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности работы отжимной аэростатической направляющей.
Это достигается тем, что корпус аэростатической направляющей выполнен из двух частей - жесткой, с участком аэростатической опоры, имеющей плоскую поверхность, и гибкой, с участком аэростатической опоры, имеющей переменную кривизну, соответствующую параметрам ленточнопильного станка.
На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция отжимной аэростатической направляющей. На фиг.2 показана отжимная аэростатическая направляющая, установленная в узле резания ленточнопильного станка.
Отжимная аэростатическая направляющая включает воздухопровод 1, отверстия поддува 2, распределительные микроканавки 3. Корпус отжимной аэростатической направляющей выполнен из двух частей: жесткой 4 и гибкой 5.
Работает предложенная конструкция следующим образом. В зависимости от режимов пиления и требуемой точности размеров получаемых пиломатериалов жесткая часть отжимной направляющей закрепляется на станине станка таким образом, что ее рабочая поверхность расположена на расстоянии Δ от линии, соединяющей наружные поверхности пильных шкивов со стороны распиливаемого материала. Нижняя направляющая не меняет своего положения по вертикали, а верхняя может перемещаться по вертикали в соответствии с изменением максимальной высоты пропила.
Дается натяжение пилы. Гибкая часть направляющей деформируется под давлением пилы, полотно пилы прилегает к ней и образует переходную поверхность с кривизной, соответствующей толщине пилы, силе натяжения пилы, величине выставки направляющих Δ и величине перемещения направляющей по вертикали. По воздухопроводу 1 подается сжатый воздух, который через отверстия поддува 2, микроканавки 3 и зазор между поверхностью направляющей и пилой истекает в атмосферу, образуя аэростатическую опору.
Равномерное прилегание ленточной пилы по всей поверхности отжимной аэростатической направляющей позволяет обеспечить равномерный зазор между пилой и направляющей и обеспечить эффективную работу отжимной аэростатической направляющей.