ОЦИЛИНДРОВОЧНЫЙ СТАНОК

Полезная модель относится к станкостроению и может быть использована при производстве оцилиндрочных станков, пригодных для изготовления деталей сруба, в частности, цилиндрованных бревен.
Для обустройства вновь создаваемых поселков строителей в труднодоступных и малонаселенных местах, например, в Сибири или на Дальнем Востоке, а также для восстановления жилых поселков, пострадавших от стихийных бедствий, наиболее подходящими являются быстрособираемые бревенчатые дома, возводимые из местного сырья, в основном из бревен хвойных деревьев, в которых достаточно тепло зимой и прохладно в жаркий летний день. С этой целью целесообразно непосредственно в поселке или на лесной делянке установить оцилиндрочный станок и получать готовые бревна для строительства. Для поточного строительства домов с надворными постройками, банями и т.п., используют, в основном, цилиндрованные бревна различного диаметра. Это позволяет существенно расширить ассортимент исходного лесоматериала, а также с высокой отдачей использовать выделяемые лесные делянки, при этом утилизировать в качестве дров необходимо будет только малоразмерные ветки и отходы обработки древесины. Известно, что для изготовления гладких цилиндрических бревен с высоким качеством геометрических параметров и чистоты поверхностей, мало подходит некондиционный исходный материал, например, бревна высокой кривизны, большой сбежности (вершинник) и избыточной сучковатости. Тем самым, значительная часть исходного материала используется не по основному назначению (получению товарной продукции), а на отопительные нужды или просто сжигается в кострищах.
Известен оцилиндрочный станок (см. а.с. СССР №1836197, кл. В23С 3/00, 1993 г.). Станок содержит станину с направляющими, каретку с приводом для перемещения по направляющим, установленные на станине бабки с упорами для фиксации и зажима заготовки (бревна) по оси станка. На каретке установлена роторная головка с приводом вращения инструмента для оцилиндровки бревна в заданный диаметр.
Основными недостатками этого станка являются, во-первых, его низкая производительность. Это связано с тем, что каждое бревно необходимо точно зафиксировать в бабках упорами. Для этого краном или специальными подъемниками нужно точно сначала вывесить бревно, а затем зафиксировать его в упорах.
Во-вторых, для оцилиндровки практически не подходит некондиционный материал - бревна высокой кривизны, большой сбежности и избыточной сучковатости, т.к. такие бревна практически невозможно правильно вывесить краном и закрепить в упорах.
В третьих, наличие движущейся вдоль бревна роторной головки требует очень жесткой и массивной цельной станины, что затрудняет доставку станка непосредственно на делянку в лесу.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению (прототипом) является оцилиндровочный станок, содержащий станину и размещенные на ней систему фиксации бревна и устройство подачи обрабатываемого бревна, приема обработанного бревна, а также неподвижно закрепленную роторную головку со сменным люнетом и приводом ее вращения (см. патент РФ №2083357, кл. В27С 5/00, 1997 г.). Механизм фиксации бревна выполнен с помощью неподвижно закрепленных ребристых вальцов с одной стороны бревна и подпружиненных ребристых вальцов с другой стороны бревна, а подача бревна в роторную головку осуществляется за счет вращения вальцов с помощью цепного привода. По мнению авторов, такой механизм подачи бревен в роторную головку способен обеспечить их центрирование. Механизм приема обрабатываемого бревна на выходе роторной головки также выполнен с помощью вальцов.
Основным недостатком известного станка является невозможность оцилиндровки некондиционного материала, что связано со сложностью его подачи с помощью вальцов, а также последующего центрирования бревна на входе в люнет роторной головки. На этом станке на выходе получается обработанное бревно такой же кривизны как и на входе.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно расширение функциональных возможностей станка за счет обработки некондиционного материала, в частности бревен с высокой кривизной, большой сбежностью и избыточной сучковатостью.
Указанная задача в оцилиндровочном станке, включающем станину, на которой неподвижно закреплена роторная головка со сменным люнетом, система фиксации обрабатываемого бревна, а также устройство подачи бревна в люнет роторной головки, достигается тем, что система фиксации обрабатываемого бревна выполнена в виде одноразовых технологических подвесов-фиксаторов, установленных с возможностью продольного перемещения на направляющих вдоль станины, каждый из которых жестко закреплен на комлевом торце своего бревна, а на вершинном торце каждого бревна имеется осевое отверстие для стыковки с осевым штифтом подвеса-фиксатора предыдущего бревна, при этом устройство подачи бревна в люнет выполнено в виде цепного привода с двумя толкателями, воздействующими поочередно на подвесы-фиксаторы бревен и расположенными друг от друга на замкнутой цепи на расстоянии более длины бревна.
Указанное выполнение системы фиксации обрабатываемого бревна позволяет наилучшим образом расположить бревно относительно оси его обработки, чтобы срезать имеющуюся кривизну, дефекты на поверхности и т.п., а устройство подачи бревна, не соприкасаясь с его поверхностью, никак не может изменить его центровку относительно люнета роторной головки.
Наличие одной из двух продольных направляющих, в которых вдоль станины перемещаются подвесы-фиксаторы, в форме П-образного паза, исключает проворот обрабатываемого бревна вокруг его оси от крутящего момента резания.
Для обеспечения простоты доставки и установки станка на лесной делянке или в строящемся поселке, станина станка выполнена состоящей из двух параллельных швеллеров, установленных на деревянный лафет и жестко скрепленных между собой параллельными перемычками, при этом расстояние между швеллерами превышает максимальный диаметр обрабатываемого бревна, а продольные направляющие для подвесов-фиксаторов закреплены на верхних полках швеллеров. Это обеспечивает минимальные вес и габариты станка по сравнению со станками с цельнометаллической станиной.
Также для обеспечения простоты доставки станка на лесные делянки, станина может быть выполнена в виде двух параллельно закрепленных на деревянном лафете деревянных брусьев, расстояние между которыми превышает максимальный диаметр обрабатываемого бревна, на верхних плоскостях которых закреплены продольные направляющие, при этом одна из продольных направляющих в поперечном сечении имеет форму П-образного паза, исключающего проворот обрабатываемого бревна вокруг его оси крутящим моментом резания.
Сущность технического решения поясняется чертежами: фиг.1 - вид сверху станка; фиг.2 - вид А-А, поясняющий принцип фиксации бревна на подвесе-фиксаторе в продольных направляющих и его подачу в роторную головку; фиг.3 - вид Б-Б, поясняющий взаимное расположение толкателя и подвеса-фиксатора бревна; на фиг.4 представлен механизм центровки вершинного торца бревна.
Заявляемый оцилиндрочный станок (см. фиг.1-4) состоит из станины, образованной установленными на лафете 1 двумя швеллерами 2, на которых закреплены продольные направляющие 3 и 4. На переднем торце станины неподвижно установлена роторная головка 5 с резцами 6, приводом вращения 7, обрабатываемыми бревнами 8а и 8б, на комлевых торцах 9 которых жестко закреплены одноразовые технологические элементы - подвесы-фиксаторы 10 с осевыми штифтами 11 при помощи крепежных элементов (шурупов) 12. Подача бревна в люнет роторной головки осуществляется при помощи устройства подачи, состоящего из мотор-редуктора 13, на валу которого расположена ведущая шестерня 14, связанная с ведомой шестерней 15 цепью 16, на которой установлены два толкателя 17, концы которых описывают траекторию движения 18. Также представлены оцилиндрованная часть 19 бревна 8а и рычаг 20 механизма центровки вершинного торца бревна 8б, состоящий подвижной оси 21 с рычагом 22, на конце которого расположен ловитель 23.
Оцилиндрочный станок работает следующим образом. Подача бревен на станок производится с покатов-наполнителей, расположенных перпендикулярно продольной оси станка (на рисунках они не показаны). Высота покатов должна быть чуть выше направляющих станка для того, чтобы с минимальным усилием и временем осуществить загрузку очередного бревна на станок. Первое бревно 8а на покатах готовится следующим образом. Рабочими определяется кривизна бревна и для того чтобы получить максимальный чистовой диаметр бревна из некондиционной заготовки, необходимо закрепить подвес-фиксатор 10 на комлевом торце 9 бревна 8а и засверлить отверстие на вершинном торце бревна 8а, чтобы подвес-фиксатор 10 был перпендикулярен плоскости кривизны бревна 8а, а на станке горб бревна был сверху и впадина снизу, где и будет в дальнейшем выбираться стыковочный паз. Подвес-фиксатор 10 устанавливают на продольных направляющих 3 и 4. При этом вершинный штифт 11 подвеса-фиксатора 10 оказывается по оси люнета роторной головки 5. Станочник-оператор с помощью рычага 20 механизма центровки вершинного торца бревна 8а центрирует бревно относительно оси люнета роторной головки 5, а затем с помощью толкателя 17 бревно подается в зону обработки роторной головки.
На выходе роторной головки 5 мы имеем оцилиндрованную часть 19 бревна 8а. Глядя на траекторию движения 18 толкателей 17 видно, что, дойдя до указанного на фиг.1 положения, бревно 8а останавливается, т.к. толкатель 17 выходит из зацепления с подвесом-фиксатором 10. В это время на покатах-наполнителях готово новое бревно 8б, подготовленное аналогичным образом за время оцилиндровки первого бревна. В это время рабочие сдвигают с покатов и устанавливают бревно 8б с подвесом-фиксатором 10 на заднем торце в направляющие 3 и 4. Станочник-оператор с помощью рычага 20 механизма центровки вершинного торца бревна 8б центрирует бревно относительно штифта 11 предыдущего бревна 8а, а затем с помощью очередного толкателя 17, задвигает бревно 8б до упора в предыдущее бревно 8а и начинается их совместное продвижение в роторную головку 5. Поскольку подвес-фиксатор 10 является одноразовым деревянным технологическим элементом (деревянным бруском), служащим для совместного подвеса и стыковки бревен 8а и 8б, то после прохождения комлевого торца бревна 8а, нужда в нем пропадает и роторная головка 5, цилиндруя бревно 8а срезает с подвеса-фиксатора 10 его подвесные края и бревно 8а свободно проходит центрирующий люнет. Далее все процессы повторяются. Технологические элементы (использованные на подвесах-фиксаторах 10 - шурупы 12 и штифты 11) накапливаются в зоне готовых обработанных бревен, снимаются с них и возвращаются в зону подготовки бревна для установки на новые подвесы-фиксаторы.
Заявляемый оцилиндровочный станок позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 400 мм и длиной, определяемой длиной направляющих, вплоть до 12 м. Станок, обрабатывающий бревна до 6 м и диаметром до 300 мм имеет следующие массогабаритные характеристики: масса станка - 850 кг, длина - 7500 мм, ширина - 1,0 м, высота 800 мм (без учета массы лафета - 500 кг и высоты лафета - 200 мм). Время оцилиндровки бревна длиной 6 м составляет 3 минуты, время подготовки бревна на покатах- 1,0…1,5 минуты.
Таким образом, заявляемый станок обеспечивает очень высокую производительность труда при минимальной затрате времени на установку бревна, необходимых технических средств для цилиндровки бревен и физических сил рабочих, обслуживающих станок.