Новый многопильный станок российских разработчиков
Специалистами МГТУ им. Н. Э. Баумана спроектирован, испытан и изготовлен опытный образец многопильного распиловочного станка с круговым поступательным движением пильных полотен.
![Рис. 2. Структурная схема станка. Основные узлы станка (без защитного кожуха) Рис. 2. Структурная схема станка. Основные узлы станка (без защитного кожуха)](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_2.jpg)
Рис. 2. Структурная схема станка. Основные узлы станка
(без защитного кожуха): 1– станина; 2 – пильный блок;
3 – силовой электродвигатель;
4 – привод механизма подачи; 5 – пульт управления
![Рис. 1. Принципиальная схема многопильного станка с круговым поступательным движением полотен Рис. 1. Принципиальная схема многопильного станка с круговым поступательным движением полотен](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_1.jpg)
Рис. 1. Принципиальная схема
многопильного станка с круговым
поступательным движением полотен
Принципиально новый малогабаритный многопильный станок (рис. 1) предназначен для комплектации предприятий лесопиления с производительностью от 20 до 50 м3 сырья (бревен) в смену при высоком качестве обработки поверхностей пиломатериала. Представлена структурная схема станка (рис. 2). Патентная чистота зафиксирована в России и на международном уровне в системе РСТ.
Главный узел станка - динамически сбалансированный пильный блок (рис. 3). Главным узлом пильного блока является динамически сбалансированный пильный модуль (рис. 4). Оптимальное число пильных модулей в блоке - шесть.
![](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_4.jpg)
Рис. 4. Главный узел пильного блока –
динамически сбалансированный пильный модуль:
1 – верхний шарнирный узел, 2 – эксцентрик,
3 – кольцо, 4 – кольцо-пыльник,
5 – пружинное кольцо (запорное),
6 – радиально-упорный подшипник,
7 – вал шлицевой,
8, 9 – крепеж верхнего шарнирного узла,
10 – упругий элемент (скоба),
11 – пильное полотно,
12, 13 – крепеж нижнего шарнирного узла,
14 – нижний шарнирный узел,
15 – устройство баланса (корректирующая масса) со
шпилькой, 16 – пружинное кольцо (запорное)
![](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_3.jpg)
Рис. 3. Главный узел станка – динамически
сбалансированный пильный блок:
1 – пильные полотна (общее количество – 6, 12,
18 шт.),
2 – верхний шарнирный узел с элементами
подвижной фиксации пильного полотна и
корректирующей массой,
3 – упругие элементы,
4 – нижний шарнирный узел с элементами
крепления пильного полотна и корректирующей
массой, 5 – боковая стойка,
6 – шкив нижнего вала пильного блока,
7 – верхний вал, 8 – нижний вал,
9 – подшипниковые опоры валов, 10 – эксцентрик
Для изменения расстояний между полотнами используются распорные пружинные кольца (разлучки) разной ширины, устанавливаемые между пильными модулями блока. Варианты установки разлучек при условии обеспечения динамического баланса пильного блока: а) между всеми пильными модулями; б) между третьим и четвертым пильными модулями; в) между первым и вторым и одновременно между четвертым и пятым; г) между вторым и третьим и одновременно между пятым и шестым модулями. Номенклатура толщины выпиливаемых досок соответствует ГОСТ 24454-80 или требованиям индивидуального заказа.
Представлены основные габаритные размеры пильных полотен для распиловки двухкантного бруса толщиной до 175 мм и до 275 мм (рис. 5). Жесткость полотен позволяет использовать ленту толщиной 1,2-1,47 мм, причем растяжение лент происходит по линии межзубовых впадин или по линии кончиков зубьев, которые снабжаются твердым сплавом типа «стеллит».
Образец выпиленной доски толщиной 16 мм и шириной 100 мм представлен на рис. 6. Как видно на изображении, шероховатость обработанной поверхности близка к качеству строжки, что объясняется двукратной обработкой каждой поверхности тремя зубьями (режущими элементами), расположенными рядом. След геометрии режущих движений кончиков зубьев пильных полотен хорошо виден на фото (рис. 7).
![Рис. 5. Схематическое изображение пильных полотен станка с круговым поступательным движением полотен Рис. 5. Схематическое изображение пильных полотен станка с круговым поступательным движением полотен](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_5.jpg)
Рис. 5. Схематическое изображение пильных полотен станка с круговым поступательным движением полотен
Принципиальными отличительными характеристиками (по сравнению с лесорамами Р63-4Б, РМ-50, а также ленточнопильным, круглопильным оборудованием) и особенностями станка являются:
- сокращение в 1,5-4 раза (в зависимости от характерного размера бревна, заготовки) энергозатрат на распиловку единицы обрабатываемого материала по сравнению с отечественными и зарубежными образцами (пилорамами с возвратно-поступательным движением пильной рамки, круглопильными станками), что обеспечивается принципиально новой технологией резания;
- снижение энергопотребления в 2,5-4 раза, поскольку в любой момент времени процесс пиления осуществляется только одним (из шести) пильным модулем, снабженным одним, двумя или тремя пильными полотнами из установленных 6, 12 или 18 соответственно;
- снижение веса станка в 2-4 раза за счет замены возвратно-поступательных движений пильных полотен на круговое поступательное движение и обеспечения динамического баланса действующих сил;
- повышение качества поверхности распила за счет двукратной обработки каждой единицы поверхности тремя зубьями (режущими элементами), расположенными рядом, при повышении точности распиловки (разнотолщинности по длине доски) с параметра ГОСТ 2445480 ±1,0-2,0 мм (для средней толщины доски 23 мм) до значения ±0,3-0,4 мм (зона упругих деформаций древесины);
- повышение коэффициента использования древесины более чем на 10% при изготовлении досок разной толщины, в том числе паркетной доски;
- возможность рабочего монтажа станка на барже, железнодорожной платформе, ином немассивном фундаменте или без него за счет веса и габаритов станка, а также отсутствия динамических сил в опорах;
- упрощение распиловки лиственничной древесины при подаче ПАВ (поверхностно-активного вещества) в зону резания;
- использование коротких пильных полотен, длина которых превышает размер заготовки лишь на величину диаметра эксцентриситета вращения пильных модулей, что позволяет значительно повысить их жесткость и устойчивость и использовать полотна из ленты;
- окупаемость станка в зависимости от сорта и качества выпускаемого пиломатериала - минимальная для станков аналогичного назначения;
- серьезные перспективы повышения производительности, а также снижения металлоемкости и себестоимости при использовании новых технологий и материалов;
- распиловка тонкомерного леса групповым методом;
- простота наладки и эксплуатации.
![Рис. 7. Теневое определение шероховатости. Поверхность доски в области сучка практически полированная. Виден характерный след движения передних режущих кромок зубьев (граница резания) Рис. 7. Теневое определение шероховатости. Поверхность доски в области сучка практически полированная. Виден характерный след движения передних режущих кромок зубьев (граница резания)](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_7.jpg)
Рис. 7. Теневое определение шероховатости.
Поверхность доски в области сучка практически
полированная. Виден характерный след движения
передних режущих кромок зубьев (граница
резания)
![Рис. 6. Образец доски толщиной 16 мм и шириной 100 мм Рис. 6. Образец доски толщиной 16 мм и шириной 100 мм](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_6.jpg)
Рис. 6. Образец доски толщиной 16 мм и шириной
100 мм
По совокупности технико-экономических показателей и эксплуатационных характеристик станок является одним из лучших в ряду оборудования аналогичного функционального назначения.
Практическая ценность станка заключается в ресурсосбережении при распиловке и изготовлении самого оборудования (малая металлоемкость), а также при переработке лесных ресурсов в труднодоступных районах с малым автономным энергопотреблением с обеспечением высоких потребительских качеств выпускаемого пиломатериала.
По результатам испытаний двух типов оборудования подготовлена конструкторская документация литеры «О» в полном объеме: КД, инструкция по эксплуатации, программа испытаний, технические условия, паспорт станка и др.
Ориентировочная потребность России в станках подобного класса и его модификаций - 3-4 тыс. шт. в год. В советское время одних только лесопильных рам типа Р63-4Б (аналогичного функционального назначения) было выпущено более 200 тыс. шт. Они морально и материально устарели и требуют замены.
![Рис. 8. Станок перспективной модели М2005 (в сборе). На виде «А» показан пример натяжения полотен подъемом верхнего вала с помощью рычагов с грузами Рис. 8. Станок перспективной модели М2005 (в сборе). На виде «А» показан пример натяжения полотен подъемом верхнего вала с помощью рычагов с грузами](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/b_8.jpg)
Рис. 8. Станок перспективной модели М2005 (в сборе). На виде «А»
показан пример натяжения полотен подъемом верхнего вала с помощью
рычагов с грузами
М2005, Р63-4Б и РМ-50
![Сравнение основных технических характеристик моделей М2001, М2005, Р63-4Б и РМ-50 Сравнение основных технических характеристик моделей М2001, М2005, Р63-4Б и РМ-50](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi122/tb_122_47.jpg)
Аналогов созданного специалистами МГТУ станка в мире нет. Есть перспектива его патентования за рубежом. Интерес проявляют машиностроители Германии и Китая. К сожалению, приходится констатировать: руководство многих российских машиностроительных предприятий не желает считаться с необходимостью современного правового оформления и исполнения добросовестных партнерских отношений изготовителей с разработчиками наукоемких проектов.
Станок перспективной модели М2005 (в сборе) представлен на рис. 8. Разработано также пристаночное оборудование.
Михаил БЛОХИН, д-р техн. наук