Русский Английский Немецкий Итальянский Финский Испанский Французский Польский Японский Китайский (упрощенный)

Партнеры журнала:

Техника и технологии

Целесообразность сложной конструкции круглых пил

Большая часть технологических операций в деревообработке выполняется на круглопильных станках. Простота устройства, надежность и высокая производительность способствуют их использованию на всех раскроечных операциях первичной и вторичной обработки древесины.

Режимы работы круглопильных станков различны, но все они подчинены одному − сбалансированности скорости продольной подачи заготовки и скорости резания вращающегося инструмента. На этом основании выбираются пилы с необходимым количеством зубьев, обеспечивающие требуемое качество вырабатываемой пилопродукции и при этом способные выдерживать нагрузки от касательной силы резания для заданного ритма работы лесопильного потока за счет необходимой толщины корпуса и правильной геометрии зубчатой кромки.

Назначение параметров пилы по количеству зубьев осуществляется прежде всего исходя из требований технических условий по качеству вырабатываемой пилопродукции в части шероховатости поверхности распила, которая напрямую зависит от величины подачи на зуб.

Авторы рекомендуют подачу на зуб в пределах Uz=0,2−0,4 мм, соответствующую 5−6 классу шероховатости с глубиной неровностей на поверхности распила Rz = 200-320 мкм. Меньшие подачи на зуб уменьшают ресурс дереворежущих инструментов между переточками, увеличивают мощность резания, создают повышенный нагрев зубчатой кромки и, как следствие, снижают ресурс стабильной работы пилы, большие − увеличивают касательную силу резания, что негативно влияет на устойчивость и распределение напряжений в корпусе пилы.

Для повышения устойчивости диска пилы, а также своевременного и успешного выноса опилок из зоны резания используются различные конструкции инструмента. Создать необходимую устойчивость группы (постава) пильных дисков в пропиле, особенно при распиловке бревен, весьма трудно. Объясняется это тем, что относительно тонкий диск большого диаметра, имеющий только одну опору в центре пилы, должен работать со значительными нагрузками, не всегда находящимися в плоскости диска. Жесткость его при этом не всегда оказывается достаточной: диск отклоняется от плоскости вращения, нагревается, «зарезает» в пропиле, касаясь его стенок, и теряет свою рабочую устойчивость, что, в конечном счете, приводит к браку в распиловке и частым остановкам станка. Пиление круглыми пилами − это процесс закрытого резания, а пиление даже тонкомера − это пиление с большими высотами пропила до 200 мм. При этом трение зубьев и диска пилы о стенки пропила вызывает повышенный износ, затупление зубьев и ухудшение качества пиленой поверхности. Вследствие нагрева возникают удлинения периферии режущей части, потеря устойчивости в пропиле, биение диска, вибрация, что приводит к появлению усталостных трещин в инструменте. При воздействии на диск сил трения на нем появляются местные прижоги, выпучины и прочие дефекты, для устранения которых требуется правка всей пилы. При распиловке тонкомерных бревен и брусьев с высотой пропила 150−250 мм применяют пилы увеличенных диаметров 560…1000 мм. Обеспечить устойчивую работу таких пил значительно труднее, чем пил малых диаметров. Стабилизировать работу диска пилы увеличенного диаметра можно за счет специальных прорезей, которые при определенных условиях выполняют функцию не только температурных компенсаторов, но и периодического прерывания отклонения пилы от плоскости вращения (зарезания в древесине).

Начальные несовершенства в системе станок-инструмент-деталь нередко приводят к изменению геометрических параметров пропила и боковому давлению распиливаемого материала на диск пилы. Для обеспечения прямолинейности реза и улучшения геометрии пропила, а также для успешного выноса опилок из зоны резания и предохранения боковой поверхности диска от возникновения прижогов, ей стремятся придать повышенную жесткость. С этой целью в дисковой пиле для продольной распиловки древесины, включающей пильный диск наружным диаметром D с режущим венцом и числом зубьев Z, наплавленных износостойким сплавом, зубья расположены группами, каждая из которых снабжена по крайней мере одним очистителем пропила − успокоителем. Его ширина меньше ширины зуба, но превышает толщину корпуса пилы. Две диаметрально расположенные попарно группы снабжены наружными успокоителями, установленными в зоне впадины между группами зубьев, а остальные группы зубьев снабжены по крайней мере одним внутренним успокоителем, устанавливаемым в корпусе пилы со смещением по радиусу по отношению к наружным успокоителям. Кроме того, каждый первый после впадины зуб в группе имеет меньшие по отношению к остальным зубьям размеры по радиусу резания и ширине.

На рис. 1 показана дисковая пила для продольной распиловки древесины. На рис. 2 − сечение А-А. На рис. 3 − вид Б.

Пила включает пильный диск (1) наружным диаметром D с режущим венцом (2), в котором зубья (3) расположены группами. Каждая из групп зубьев (3) снабжена, по крайней мере, одним очистителем пропила − успокоителем (4). Выполнение очистителей пропи-ла − успокоителей (4) аналогично приведенным вариантам в книге Н. К. Якунина «Подготовка к работе и эксплуатация круглых пил». − М: МГУЛ, 2000 − С. 63. Успокоитель размещен в зоне впадины (5) высотой h1 и шагом t1, образованной между группами зубьев высотой h и шагом t. Успокоители выполнены таким образом, что их ширина превышает толщину корпуса пилы, но меньше ширины пропила. Успокоители (4) расположены под углом φ к радиальной плоскости для улучшения вывода опилок из зоны пропила и для уменьшения трения пильного диска (1) о стенки пропила, причем свес (см. рис. 2) Δ <(St-S) 0.5, где St − ширина пропила; S-толщина корпуса пилы. Зубья и успокоитель снабжены износостойким сплавом. Успокоители могут быть размещены как в зоне впадины, так и вне ее, поэтому их общее количество может превышать количество групп зубьев. Группы зубьев в пиле снабжены, например, двумя, тремя, четырьмя или более наружными (открытыми) успокоителями, расположенными в зоне впадины. Остальные группы зубьев снабжены по крайней мере одним внутренним успокоителем, устанавливаемым в корпусе пилы со смещением по радиусу по отношению к наружным успокоителям.

Древесный материал подается на вращающуюся дисковую пилу. Опилки, образующиеся при пилении, частично попадают во впадины отдельных зубьев, а частично − во впадины между группами зубьев. Опилки, попавшие во впадины между группами зубьев, вовлекаются воздушным потоком и за счет разрежения воздуха, создаваемого очистителями пропила − успокоителями (4) и (6), выносятся ими из зоны пропила. При работе диск пилы имеет поперечные вибрации, амплитуда которых уменьшается за счет того, что ширина успокоителей (4) и (6) превышает толщину корпуса пилы, но меньше ширины пропила. В этом случае эвакуация опилок из впадин и карманов, образованных очистителями пропила − успокоителями, успевает осуществляться в секторе вращения пилы без процесса резания (без контакта с обрабатываемым древесным материалом). Кроме того, с целью снижения ударной нагрузки зуб (7), расположенный первым в группе непосредственно после впадины, имеет меньший радиус резания R1 по отношению к радиусу резания R остальных зубьев в группе.

Такая конструкция круглой пилы позволяет улучшить удаление стружки и опилок за счет вентиляционного эффекта, уменьшить трение боковой поверхности диска о стенки пропила, что уменьшает нагрев диска и повышает его устойчивость в пропиле и точность распиловки.

ЗАО «ПК Пилатэкс» разработаны и производятся дисковые пилы данной конструкции, которые по своим характеристикам охватывают целую гамму станков для продольного пиления древесины (в развал) отечественного и импортного производства, работающих в диапазоне высот пропила 150−250 мм.

На представленную выше конструкцию пил получено положительное решение о выдаче Патента (заяв­-ка № 2005120869/22/023560 от 06.07.2005 г. и заявка № 2005120871/22 (023562) от 06.07.2005 г.

Конструкция и размер впадин выбираются, исходя из теоретических расчетов прочности и устойчивости пилы, конкретного количества успокоителей, их расположения в пропиле. Размеры выполняет изготовитель инструмента в зависимости от требований к качеству и производительности, а также с учетом высоты распиловки и состояния древесины.

С различными конструкциями дисковых пил, а также со всей гаммой выпускаемого инструмента можно ознакомиться на сайте ЗАО «ПК Пилатэкс» - pilatex.narod.ru

В. В. ЗАЙЦЕВ − генеральный директорЗАО «ПК Пилатэкс», г. Москва
Н. И. КРЮКОВ − заведующий отделом 06 ОАО «ВНИИинструмент»

ЗАО «ПК Пилатэкс»
107023, г. Москва,
ул. Б. Семеновская,
дом 49, оф. 506-А.
Тел./факс (095) 366-90-77;
231-48-19
Е-mail: forzaicev@mtu-net.ru