ЛЕНТОЧНОЕ ПИЛЬНОЕ ПОЛОТНО

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно к устройству бесконечных ленточных пил, предназначенных для разделения металлов на части.
Одним из эффективных средств разделения материалов на части служит ленточно-отрезной станок. Режущим инструментом такого станка служит ленточное пильное полотно (далее - ленточная пила).
Ленточная пила 1 представляет собой полосу из пружинной стали 2, соединенную в кольцо, на одной из сторон которой выполнен венец из режущих зубьев 3. Она крепится зубьями вниз на шкивах пильной рамы станка с помощью устройства натяжения. Ведущий шкив приводится в движение с помощью мотор-редуктора. Благодаря этому, ленточная пила совершает круговое движение на шкивах. Частота вращения ведущего шкива влияет на скорость движения ленточной пилы и регулируется. На участке между шкивами полотно ленточной пилы движется прямолинейно. На пильной раме также имеются устройства для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости, натяжения ленточной пилы, разворота ленточной пилы в плоскость резания (подачи). Рабочий участок ленточной пилы расположен параллельно поверхности стола или с небольшим наклоном относительно нее. Пильная рама перемещается за счет гидравлического или электромеханического привода, обеспечивающего её опускание с заданной скоростью (подачей) по направляющим. Направляющие закреплены на станине и могут быть выполнены, например, в виде колонн. В случае с наклонным типом станка пильная рама опускается под действием собственной массы относительно плоского шарнира, закрепленного на станине. Опускание регулируется гидроцилиндром с встроенным дросселем. Подача во всех случаях - величина регулируемая.
При всем разнообразии ленточных пил выделяют две важные геометрические характеристики, влияющие на качество и скорость резания. Это шаг и форма зубьев пилы. Производители изготавливают ленточные пилы с применением различных шагов и геометрией режущих зубьев. Развод зубьев пилы также влияет на качество поверхности отрезаемой детали и скорость резания. Применение новых материалов, повышение прочностных характеристик и режущих свойств ленточных пил способствует увеличению производительности.
c
f
2
2
Однако существуют и факторы, ограничивающие повышение производительности. Главным образом на производительность влияет скорость резания и подача. Скорость резания v измеряется в м/мин, характеризует скорость прямолинейного движения ленточной пилы и ограничена допустимыми значениями. Допустимые значения зависят от характеристики материала, из которого изготовлены режущие кромки и физико-механических свойств разрезаемого материала. Скорость подачи v (мм/мин) представляет собой скорость рабочего хода пильной рамы. Удельная площадь резания As характеризует производительность ленточной пилы измеряется в мм/мин (см/мин.)
При пилении, например, прутка сплошного сечения 4 поверхность отрезаемой заготовки и поверхность среза самого прутка формируется режущими кромками зубьев пилы. По мере врезания в материал образуется канал равный по ширине расстоянию между крайними кромками разведенных зубьев. Это расстояние несколько больше, чем толщина пружинного основания ленточной пилы. В результате полотно ленточной пилы перемещается (движется) в канале не задевая стенок будущей заготовки и тела прутка. Развод зубьев выполнен для предотвращения эффекта защемления (закусывания) ленточной пилы. Защемление возникает в результате действия сил вызванных внутренними напряжениями в материале и направленных на сужение пропиленного канала. В результате этого сила трения между стенками канала и полотном ленточной пилы препятствует её свободному движению вплоть до полной остановки и порчи ленточной пилы (станка, заготовки). Таким образом, широкий канал предотвращает защемление ленточной пилы, однако, при этом она получает дополнительную степень свободы.
В канале во время работы ленточной пилы возникают сложные колебания, обусловленные действием сил существующих в системе станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД). Наиболее неустойчивым звеном в этой системе является инструмент - ленточная пила (фиг. 1, a, b, c).
Наряду с обычным воздействием на стенки заготовок режущими кромками зубьев ленточной пилы, большое влияние на качество образуемой поверхности оказывает потеря устойчивости плоской формы изгиба, которая возникает при воздействии усилия подачи на тыльную сторону ленточной пилы (противоположную зубчатому венцу). Это усилие, называемое подачей, является регулируемым параметром ленточно-отрезного станка. Потеря устойчивости главным образом происходит по причине превышенного допустимого значения подачи для используемого типа ленточной пилы, а также зависит от физико-механических характеристик разрезаемого материала. Другими факторами потери устойчивости можно считать слабое натяжение и люфты в роликах направляющих ленточной пилы отрезного станка, притупление режущих кромок зубьев, низкая жесткость станка и пр.
В результате потери устойчивости происходит увод плоскости резания. В зависимости от конструкции станка, получается либо косой рез (фиг. 1, е), либо плоскость реза имеет волнообразную поверхность (фиг. 1, d). Волнообразная поверхность свидетельствует о колебаниях ленточной пилы в канале, вызванных действием изгибающих и крутящих моментов от усилия подачи.
Косой рез характерен для ленточно-отрезных станков наклонного типа и одностоечных ленточно-отрезных станков. Волнообразная поверхность характерна для обоих типов станков. Такие дефекты пиления приводят к повышенному расходу материала и к дополнительным производственным затратам по их исправлению, а, следовательно, снижают производительность. Кроме того полученная поверхность модулирована шероховатостью от непосредственного процесса резания.
Таким образом, для повышения качества резания и улучшения шероховатости поверхности, одной из важных мер является исключение (снижение) колебаний вызванных потерей устойчивости плоской формы изгиба.
Известно пильное полотно в описании патента US 20160082619 (номер публикации: 20160082619, дата публикации: 24.03.2016). Устройство предназначено для пиления таких материалов как камень, кирпич, бетон или асфальт. Оно содержит полотно, на котором с помощью пайки на серебряном припое (на клее) закреплены элементы из твердого материала. Используются элементы двух типов: режущие и вспомогательные. Режущие элементы установлены на торцах полотна, а вспомогательные на боковых поверхностях. В процессе пиления режущие элементы затупляются, скалываются, деформируются, вследствие чего нарушается прямолинейность движения полотна через заготовку. Это приводит к отклонениям и порче разрезаемого материала. Вспомогательные элементы позволяют решить проблему ухода полотна от плоскости резания, предотвращая его нежелательные колебания в канале.
Недостатками этого пильного полотна являются:
- невозможность использования его на ленточно-отрезном станке;
- сложность и дороговизна изготовления пилы и последующего её обслуживания;
- непригодность для резки металлов.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества поверхности и точности отрезаемых заготовок при пилении металлов на ленточно-отрезных станках.
Техническим результатом полезной модели является повышение выхода годных изделий (деталей, заготовок), продление срока службы ленточной пилы.
Технический результат обеспечивается тем, что на каждой из сторон плоского пружинного основания выполнены способом холодной штамповки демпферы 5.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показаны возможные положения ленточной пилы в канале и дефекты, возникающие при резке.
На фиг. 2 показан ряд демпферов, выполненный на упругом основании ленточной пилы.
На фиг. 3 показаны два ряда демпферов, выполненных на упругом основании ленточной пилы.
На фиг. 4 показано расположение ленточной пилы с демпферами в канале пиления.
Осуществление полезной модели
Демпферы представляют собой ограничители, расположенные в один или несколько рядов по всей длине ленточной пилы и выступающие над плоскостью пружинного основания на некоторую величину. Они снижают поперечные и продольные колебания ленточной пилы в канале, тем самым повышая качество поверхности отрезаемого материала. Отношение высоты демпфера b к величине отгиба вершины режущей кромки режущего зуба относительно той же плоскости a должно составлять 0,9-0,95. Образуемый зазор между вершиной демпфера и вершиной режущей кромки зуба необходим для снижения сил трения о стенки канала. Для повышения технического результата демпферы выполняют ближе к краю, противоположному зубчатому венцу, с шагом равным шагу зубьев ленточной пилы. Демпферы выступают между двух соседних отогнутых в одну сторону зубьев. В других случаях они могут располагаться в шахматном порядке, например, когда количество рядов больше одного. После переточки кромок режущих зубьев выполняют развод зубьев, соблюдая требование отношения размеров 0,9-0,95. В случаях, когда зубья ленточной пилы выполнены производителем с переменным шагом, шаг демпферов вычисляют, как среднее арифметическое по числу зубьев в группе характерного размера.
Демпферы имеют форму сферической поверхности, выступающей над поверхностью на указанную выше величину. В частном случае они могут иметь форму усеченного конуса или пирамиды. Оконечности демпферов, контактирующих со стенками канала во время работы пилы, незначительно изнашиваются, и при длительном использовании ленточной пилы качество реза может ухудшиться. Для восстановления качественного резания вводят корректировку размера отгиба зубьев при разведении с учетом величины износа демпферов.
Для того что бы адаптировать применение такой ленточной пилы к современному парку ленточно-отрезных станков выполняют доработку станка. На посадочных шкивах необходимо выполнить неглубокую канавку в местах прилегания демпферов. В другом случае на цилиндрическую поверхность шкива закрепляют ленту из плотной резины или другого упругого материала, которая также предотвращает износ демпферов об эту поверхность.
Литература
1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для втузов - 9-е изд., перераб.- М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит. 1986. - 512 с.