УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУГЛЫХ БРЕВЕН Российский патент 1995 года по МПК B27B5/00 A01G23/08 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к устройствам для изготовления из древесины тел цилиндрической формы, а именно круглых бревен.

Известно устройство для разделки деревьев на сортименты в вертикальном положении, содержащее захватный, срезающий, раскряжевочный и сучкорезный механизмы. Осуществление чистовой операции обрезки сучьев со ствола происходит при протяжке дерева вниз под действием собственной силы тяжести.

Однако уровень качества чистовой операции в известном устройстве невысок, т. к. в нем невозможна равномерная обрезка сучьев по всей поверхности бревна из-за того, что среди составляющих относительных взаимных перемещений объекта обработки и режущего устройства известного устройства предполагает осуществление с его помощью технологических операций, являющихся лишь подготовительными для процесса чистовой оцилиндровки древесины, а значит применение устройства прямо не приводит к увеличению полезного выхода чисто обработанной древесины из общей ее массы, поступающей на обработку с лесосеки.

Известны устройства, использующие вращательное движение при выполнении операции по чистовой оцилиндровке древесины. К ним относятся токарные станки (марок ТС-40, ТП-40-1, ИТЛ-30 и т.д.), в которых для получения деталей в виде тел вращения, деревянная заготовка, имеющая зафиксированную ось, вращается вокруг этой оси, а обрабатывающий резец, закрепленный в резцовой головке, движется поступательное относительно поверхности заготовки.

Недостаток известных устройств потребность в большом количестве технологических операций (обрезка сучьев, снятие коры, раскряжевка, распиловка, т. д. ), предшествующих чистовой оцилиндровке, которые невозможно осуществить в этих устройствах. Кроме того, имеются существенные ограничения по размерам объектов обработки. Эти обстоятельства обусловливают небольшой полезный выход обработанной известными устройствами древесины из общей ее массы, снятой на лесосеке.

Известны устройства, использующие вращательное движение при обработке объектов, обладающих значительными размерами. К ним относятся окорочные машины марок ОК40-1, ОК63-1, ОЕ80-1, ОК100-1 и т.д. в которых при очистке ствола дерева от коры он движется поступательное в просвете ротора машины. Коросниматели вращаются с ротором машины, приводимым в движение с помощью ременной передачи.

Возможности известных устройств ограничены. Причинами этого являются горизонтальное расположение и подвижность объекта обработки и обрабатывающего элемента во время техпроцесса, из-за чего существуют ограничения объектов обработки по длине, т.к. пропорционально ее росту возрастают сложности по закреплению, центровке, устранению биений в процессе обработки. При увеличении диаметра объекта обработки резко возрастают энергозатраты. Обязателен строгий отбор так называемой деловой древесины из общей ее массы, причем к ее геометрическим параметрам предъявляются жесткие требования. Обязательна предварительная обработка древесины: качественная зачистка сучьев, иногда опиловка. Кроме того, известное устройство не осуществляет чистовой оцилиндровки древесины.

По этим причинам применение известных устройств мало способствует увеличению полезного выхода чисто оцилиндрованной древесины из общей ее массы, снятой с лесосеки.

Цель изобретения увеличение полезного выхода обрабатываемой древесины при изготовлении из нее крупногабаритных изделий в виде тел вращения, например круглых бревен.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления круглых бревен, включающем направляющие стойки, захватные механизмы и механизмы для перемещения, а также обрабатывающую головку с режущим органом, расположенным в просвете ротора обрабатывающей головки, обрабатывающая головка установлена с возможностью продольного перемещения вдоль оси неподвижно закрепленного объекта обработки, в том числе и под действием только собственной силы тяжести. Режущий орган моет быть выполнен в виде разъемного соединения концентрически расположенных насадков, каждый из которых является самостоятельным режущим органом.

На фиг. 1 показан разрез В-В на фиг.4; на фиг.2 разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг;1; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.1.

Несущими элементами устройства для изготовления круглых бревен являются три вертикальные направляющие стойки 1, с укрепленными на них гидро- или пневмоцилиндрами 2, расположенными с заданным расчетным шагом по высоте стойки 1 по три цилиндра (по числу стоек) в соответствующих горизонтальных сечениях устройства. Верхняя платформа 3 с размещенными на ней подъемными механизмами (например электротельферами) 4 и 5 и системой блоков 6 и нижняя платформа 7 с размещенными на ней блоками 6 образуют со стойками 1 жесткую конструкцию.

Между стойками 1 расположена обрабатывающая головка 8, представляющая собой одноступенчатый редуктор повышенной мощности с цилиндрическими шевронными колесами. Три шевронных колеса 9, являющихся ведущими в редукторе, укреплены на осях 10, соединенных муфтами 11 с валами электродвигателей 12. Режущий орган обрабатывающей головки 8 -% фреза 13 снабжена ножами 14 и 15 и крепится в просвете ведомого колеса 16, являющегося ротором головки 8, концентрично ему. Соединение шлицевое по внутренней цилиндрической поверхности колеса 16 и фланцевое по его верхней торцовой поверхности.

Фреза 13 может состоять из разъемного соединения концентрически расположенных насадков, каждый из которых является самостоятельной фрезой с убывающим диаметром рабочей части насадков больших диаметров. Зубчатая передача размещается в корпусе 17 редуктора с крышкой 18, подкрепленной ребрами 19 корпуса. На крышке 18 имеются стойки 20 для укрепления электродвигателей 132. На крышке 18 и нижней поверхности корпуса 17 расположены по три кронштейна 21, попарно связанные между собой тремя тросами, пропущенными через систему блоков 6 нижней 7 и верхней 3 платформ и лебедку подъемного механизма 5, барабан которой разбит по длине на три одинаковых участка, по числу наматываемых тросов. Трос лебедки подъемного механизма 4 может оканчиваться фланцем 22, крепящимся к комлевому срезу бревна силовыми шурупами. Боковые поверхности корпуса редуктора 17 снабжены вертикальными направляющими 23 и текстолитовыми вкладышами 24, ответными стойкам 1.

На крышке 18 может быть смонтирован раскряжевочный механизм (не показан). К одной из направляющих стоек 1 крепится монтажная лестница (не показан).

Предлагаемое устройство, выполненное в вертикальном положении, работает следующим образом. Подъемный механизм 5 поднимает обрабатывающую головку 8 в верхнее положение на стойках 1. Трос подъемного механизма 4 опускается в просвет фрезы 13 обрабатывающей головки 8 и крепится к стволу дерева. Ствол может подниматься в устройство вершиной вверх (закрепление троса осуществляется в виде накидной петли) или комлем вверх (трос может крепиться к стволу как накидной петлей, так и посредством фланца 22 к комлевому срезу).

После подъема ствола дерева в устройство он фиксируется в вертикальном положении с помощью гидро- или пневмоцилиндров 2. Шаг расположения цилиндров 2 по высоте стойки 1 принимается, например, 3 м. Данному фиксированному положению ствола дерева в устройстве отвечает закрепление с помощью цилиндров 2 минимум в двух горизонтальных сечениях, ближайших к положению обрабатывающей головки 8 в данный момент. По мере перемещения обрабатывающей головки 8 по вертикали фиксацию ствола осуществляют попеременно группы цилиндров 2 в соответствующих горизонтальных сечениях. Это дает возможность обеспечения потребной вертикальности обрабатываемого участка ствола при его искривлении.

После фиксации ствола в вертикальном положении ослабляется и снимается со ствола трос подъемного механизма 4. Тросами подъемного механизма 5 обрабатывающая головка 8 опускается вдоль направляющих стоек 1, входя в контакт со стволом ножами фрезы 13. Включаются электродвигатели 12 и начинается обработка ствола, при этом ножи 15 фрезы 13 обрезают имеющиеся на стволе сучья, срезают кору и обеспечивают черновую обточку ствола под заданный диаметр бревна. При перемещении обрабатывающей головки 8 вниз по стволу ножи 14 фрезы 13 осуществляют чистовую оцилиндровку бревна. Перемещение обрабатывающей головки 8 вниз по стволу может осуществляться под действием собственной силы тяжести при выключенном приводе и расстопоренном барабане лебедки подъемного механизма 5.

После обточки под нужный диаметр заданной части ствола дерева (при обработке ствола, закрепленного комлем вверх после выхода головки 8 из контакта со стволом из-за уменьшения его диаметра) электродвигатели 12 останавливаются, обрабатывающая головка 8 с помощью механизма подъема 5 останавливается на соответствующей высоте, включается раскряжевочный механизм и производится обрезка обработанной части ствола. После этого она удаляется из устройства.

Производства замена насадки в фрезе 13 для обработки ствола под новый диаметр, которая осуществляется в той же последовательности.

При варианте исполнения устройства в горизонтальном положении направляющие стойки 1 трансформируются в направляющие рельсы, меняются соответственно обозначения перечисленных выше плоскостей размещения элемента. В остальном порядок работы и назначение органов не меняются. Использование силы тежести как движущей силы процесса возможно во всех промежуточных между вертикальным и горизонтальным вариантах исполнения устройства.

Технические результаты реализации предлагаемого устройства: обеспечение возможности совмещения в нем нескольких технологических операций обработки древесины (обрезка сучьев, очистка ствола от коры, чистовая оцилиндровка бревна) в одном ходе рабочего органа устройства; изготовление из одного ствола дерева круглых бревен различного диаметра с возможностью разделки их на сортименты, причем участки местных искривлений ствола также подвергаются чистовой оцилиндровке за счет способности устройства корректировать положение в нем ствола в процессе обработки; возможность активного использования в качестве одной из движущих сил процесса тяжести, чем обеспечивается снижение энергозатрат; стабильность энергопотребления при обработке различных сортиментов.

Главный результат повышение полезного выхода обработанной древесины из общей ее массы, снятой с лесосеки.

В целях экономии металла на изготовление устройства и значительного упрощения техпроцесса выгодно изготавливать круглые бревна из раскряжеванной и соответствующим образом рассортированной древесины. В этом случае для изготовления партий бревен разных диаметров производится последовательная переналадка фрезы 13 на соответствующий диаметр при переходе от партии к партии.

Использование: для изготовления круглых бревен из грубо обработанного ствола древесины. Жесткие требования к форме ствола сняты. Благодаря обработке ствола, зафиксированного в устройстве с возможностью корректировки положения, увеличивается полезный выход обрабатываемой древесины. Возможно использование силы тяжести обрабатывающей части устройства как одной из движущих сил процесса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУГЛЫХ БРЕВЕН, включающее направляющие стойки, захватные механизмы и механизмы для перемещения, а также обрабатывающую головку с режущим органом, расположенным в просвете ротора обрабатывающей головки, отличающееся тем, что обрабатывающая головка установлена с возможностью перемещения вдоль оси неподвижно закрепленного объекта обработки, в том числе и под действием только собственной силы тяжести. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущий орган выполнен в виде разъемного соединения концентрически расположенных насадков, каждый из которых является самостоятельным режущим органом.