Ступенчатые круглые лесопильные пилы

Назначение, эксплуатация, сервис, проблемы и решения

Пиление древесины круглыми (дисковыми) пилами – самый распространенный способ ее обработки. Простота устройства оборудования, его относительно низкая стоимость в сочетании с высокой производительностью позволяют применять круглопильные станки на всех операциях раскроя, как при первичной, так и при вторичной обработке древесины.

Однако, несмотря на все видимые преимущества, у пиления круглыми пилами есть один серьезный недостаток. Это сложность обеспечения устойчивости круглой пилы в пропиле при пилении. Как правило, дисковые пилы устанавливаются на пильный вал и фиксируются пильными шайбами и (или) проставочными кольцами. Пильный диск большого диаметра, но малой толщины, в частности, если нарушен принцип, согласно которому толщина пилы, изготовленной из качественной инструментальной стали, должна быть не менее 1/120 его диаметра, имеющий только одну опору в центре, работает со значительными нагрузками, в том числе и вне плоскости диска, которые могут вызвать потерю его устойчивости.

Из-за недостаточной жесткости диск отклоняется от плоскости вращения, нагревается, касаясь стенок пропила, что приводит к потере его устойчивости в процессе пиления, а значит, к появлению брака и потерям времени на частые остановки станка из-за замены режущего инструмента. Единственный способ повышения поперечной жесткости пилы – увеличение толщины диска, приводящее также к снижению полезного выхода пиломатериалов из-за увеличения количества опилок. Но есть такие круглые лесопильные боковые пилы, корпус которых состоит из двух зон – основного тела корпуса толщиной не менее 10 мм и зубчатой венцовой зоны, имеющей стандартную толщину круглой пилы, которые, как правило, сблокированы с разными фрезами (рис.1) и называются ступенчатыми пилами. Корпуса таких пил изготавливаются фрезерованием или шлифованием из толстых пластин.

Основное назначение ступенчатых пил – организация неглубокого пропила, после чего остальная часть наружной части бревна будет измельчена фрезой в технологическую щепу.

Различают пилы левого (L) и правого (R) исполнения. Глубина пропила ступенчатыми пилами ограничена размером тонкой периферийной (венцовой) части корпуса пилы. Такие пилы разной конфигурации и размеров наиболее распространены на импортном бревнопильном лесопильном оборудовании известных западноевропейских фирм – HewSaw, EWD/Linck, SAB, а также на некоторых отечественных фрезерно-брусующих линиях.

Установка пилы на лесопильное оборудование

Для корректной работы ступенчатой пилы необходимо правильно установить ее в станке, обеспечив соблюдение следующих условий:

• перед установкой пил нужно тщательно очистить все опорные поверхности шпинделя в зоне их установки и крепления;
• плоскость пилы должна быть строго перпендикулярна оси вращения шпинделя, при каких-либо отклонениях от оптимальных параметров это достигается дополнительной проточкой и шлифованием опорного фланца или, в противном случае – заменой подшипников, допускается торцевое биение зубчатого венца пилы – не больше 0,01–0,015 мм;
• осевой люфт шпинделя не должен превышать 0,05 мм, а все вращающиеся детали шпиндельного узла должны быть сбалансированы, в том числе динамически;
• радиальное биение посадочного места шпиндельного вала не должно превышать 0,02–0,025 мм, а радиальное биение лезвий зубьев установленной пилы – 0,15 мм.

Проблемы, связанные с санкциями

По состоянию на начало октября 2023 года, из-за введенных санкций в России полностью и частично прекратили работу следующие зарубежные производители лесопильного и сопутствующего оборудования: ValonKone, USNR, HewSaw, AriVislanda, EWD/Linck, Springer, Microtec, SAB, Hekotek, Almab, Renholmen,Milltech, Moehringer, Kallfass, Hedlunds, Heinola, Valutec и HIT. Соответственно, ушла с рынка и часть производителей режущего инструмента, прежде всего европейского. Санкции сильно ударили по производителям пиломатериалов, в том числе экспортных, а также по производителям плитных материалов. Снизились и объемы выпуска пиломатериалов, в том числе и экспортных (рис. 2).

Санкции сильно ударили по экспорту пиломатериалов в европейские страны, Японию и США, которые активно участвуют в них по политическим мотивам, невзирая на собственные экономические потери, поэтому всем российским производителям пиломатериалов пришлось срочно переориентировать поставки на азиатские рынки. Сейчас объем экспорта медленно растет. Надежды на изменение ситуации есть, и они небезосновательны. «Серый импорт», работа с поставщиками из РФ и дружественных стран приносит плоды.

Понятно, что сегодня критическая ситуация с обеспечением российских лесопильных заводов комплектующими, запчастями и режущим инструментом. Что касается поставок в РФ ступенчатых пил, то тут ситуация более сложная, поскольку все эти пилы еще несколько лет назад импортировались из Европы.

Сегодня в России несколько производителей в Нижнем Новгороде и Петербурге начали выпускать подобные пилы диаметром от 200 до 800 мм достаточно высокого качества (рис. 3).

Сервис ступенчатых пил

В процессе работы круглая пила, как любой режущий инструмент, тупится главным образом в зоне вершин зубьев пилы – зоне основного лезвия зуба пилы, образованного пересечением передней и задней граней зуба, а также в зоне вспомогательных лезвий, образованных пересечением передней и боковой граней зуба. Степень затупления лезвия зуба характеризуется радиусом затупления лезвия, который в специальной литературе обычно обозначается ρ. Считается, что пила остро заточена, если ρ = 5 мкм, и требует заточки при ρ ≥ 15 мкм. Для определения угловых параметров пилы используется специальный стенд (рис. 4).

При нормальной эксплуатации радиус затупления лезвия пил, отдаваемых на заточку, не должен превышать 0,15 мкм. На сервисное обслуживание пил, которые сильно затупились, потребуется в 3–5 раз больше времени, чем на заточку пил с нормальным радиусом затупления, поэтому целесообразно перетачивать пилы при первых же признаках затупления – появлении бахромы, мшистости и ворсистости на пиленых поверхностях. Частые переточки экономически выгодны, если на производстве применяется работающий в полуавтоматическом цикле заточной станок со специальной охлаждающей жидкостью (СОЖ) на основе воды или масла, которая предотвращает при заточке выгорания из твердого сплава кобальта, являющегося аналогом клея, скрепляющим частицы твердого сплава в пластинах.

Перед заточкой пила непременно должна быть очищена от смолистых веществ, нагара и т. п. Для мойки режущего инструмента идеальны специальные моечные машины, которые на рынке в РФ представлены достаточно широко и, как правило, окупаются в течение года эксплуатации.

Заточка твердосплавных ступенчатых пил делается либо по передней грани, либо по передней и задней граням, причем эти пилы для лесопиления, если позволяет качество стали корпуса, перепаиваются, иногда до 10–20 раз. В этом случае при переточке важно не изменять размеры и профиль постели зуба, куда он впаивается при перепайке. При соблюдении этого условия, наружный диаметр пилы остается неизменным.

При заточке только по передней грани объем зуба изменяется экономично, но время заточки увеличивается (особенно на заточных станках без подачи СОЖ), поскольку съем твердого сплава за один проход не должен превышать 0,02–0,08 мм. Более производительна одновременная заточка по передней и задней граням. При этом при последнем проходе рекомендуется съем незначительного (не более 0,08 мм) слоя твердого сплава только с задней грани зубьев круглой пилы.

Заточку пил алмазными дисками следует выполнять только с охлаждением. Это на 50% уменьшает износ пильного диска и улучшает чистоту поверхности, что в свою очередь повышает стойкость зубьев пил.

У пил с пластинками твердого сплава после заточки и доведения передней поверхности отклонение углов от заданных должны быть не больше 0,5°, а радиуса закругления режущей кромки – не больше 0,015 мм. Особое внимание стоит уделить симметричности профиля зубов, нарушение которой приводит к боковому зарезанию пилы в ходе работы. Ось шлифовального круга должна располагаться строго в плоскости симметрии корпуса пилы.

После заточки трещины и сколы на передней поверхности зуба пилы не допускаются, также должны отсутствовать и видимые следы от шлифовального диска.

Радиальное биение зубьев пилы не должно превышать 0,15 мм; волнистость или «крыловатость» корпуса пилы исправляется правкой и проковкой, но эти операции могут выполнять только квалифицированные специалисты – пилоправы собственных заточных участков лесопильного завода или сервисных центров.

Обязательное «выхаживание» пилы после заточки (один-два прохода с малой подачей либо без нее) или доведение мелкозернистым диском или бруском (с минимальным съемом твердого сплава) повышают ее устойчивость, стойкость и качество пиления.

Ремонт зубьев ступенчатых пил

Поскольку ступенчатые лесопильные пилы довольно дорогостоящие, их целесообразно ремонтировать. Ремонту подлежат, например, пилы, у которых оборваны зубья не больше чем на 1/3 высоты (рис. 5). На оборванный зуб наваривается металл, затем выполняется формирование и профилирование шлифованием, в том числе постели под твердосплавный зуб. При вырыве зуба «с мясом» (рис. 6) ступенчатая пила списывается. 

Текст Владимир Падерин