ЛЕСОПИЛЬНАЯ РАМА Российский патент 1995 года по МПК B27B3/12 

Изобретение относится к конструкции лесопильных рам и может быть использовано в лесопильной промышленности.

Известна лесопильная рама, содержащая станину, привод с двумя планетарными преобразователями, оси сателлитов которых кинематически связаны с кронштейнами нижней поперечины пильной рамки, и пильную рамку, верхняя поперечина которой соединена со станиной с помощью шарнирного четырехзвенника с консольным шатуном и двумя коромыслами, причем последние шарнирно закреплены на станине рамы, а консоль шатуна на верхней поперечине пильной рамки.

Недостатком аналога является низкая эффективность пиления.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является выбранная в качестве прототипа лесопильная рама, содержащая станину, привод с планетарными преобразователями и пильную рамку, нижняя поперечина которой кинематически связана с выходными звеньями планетарных преобразователей, а верхняя поперечина со станиной, причем кинематическая связь имеет шарнирный четырехзвенник, одно из коромысел которого обращено в сторону планетарного преобразователя, кинематическая связь верхней поперечины со станиной снабжена шарнирным двузвенником, одно из звеньев которого закреплено на станине, выполнено в виде двуплечего рычага и соединено с коромыслом, обращенным в сторону планетарного преобразователя, а другое эксцентрично с водилом планетарного преобразователя.

У прототипа и изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: станина, привод с планетарными преобразователями, пильная рамка, нижняя поперечина которой кинематически связана с выходными звеньями планетарных преобразователей, а верхняя поперечина со станиной, причем кинематическая связь имеет шарнирный четырехзвенник. Станина служит для крепления всех узлов лесопильной рамы. Планетарные преобразователи, кинематически связанные с нижней поперечиной пильной рамки, преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное и передают его пильной рамке, при этом нижняя поперечина может двигаться по прямолинейной или замкнутой криволинейной траектории. Шарнирный четырехзвенник является составной частью кинематической связи верхней поперечины пильной рамки со станиной и обеспечивает движение верхней поперечины по заданной траектории.

Недостатком прототипа является низкая эффективность пиления.

Указанный недостаток обусловлен тем, что у прототипа отсутствует возможность изменения уклона пильной рамки в зависимости от величины подачи лесоматериала, которые на величине хода пильной рамки связаны между собой зависимостью
Уклон 0,56 Δ для непрерывной подачи
Уклон 0,06 Δ для толчковой подачи, где Δ величина подачи на один двойной ход пильной рамки.

При недостаточном уклоне в период холостого хода зубья пил препятствуют движению подачи и скоблят по дну пропила, что вызывает нежелательное увеличение касательных и нормальных сил. При увеличенном уклоне при рабочем ходе начало врезания зубьев в дно пропила существенно запаздывает, уменьшается количество зубьев, принимающих участие в работе, т.е. происходит потеря рабочего хода и увеличение касательных сил, ухудшается чистота пропила. Оба фактора значительно снижают эффективность пиления.

Цель изобретения повышение эффективности пиления путем автоматического изменения уклона пильной рамки в зависимости от величины подачи лесоматериала.

Для достижения поставленной цели лесопильная рама содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачи: станину, привод с планетарными преобразователями, пильную рамку. Нижняя поперечина пильной рамки кинематически связана с выходными звеньями планетарных преобразователей. Верхняя поперечина пильной рамки кинематически связана со станиной, причем эта связь имеет шарнирный четырехзвенник, шатун которого соединен шарнирно через крестовину с верхней поперечиной пильной рамки, а коромысла соединены шарнирно с гайками, установленными на ходовые винты, соединенные шарнирно со станиной.

Одна из гаек связана кинематически с датчиком скорости подачи, а другая взаимодействует с датчиками ограничения уклона пильной рамки. Совокупность указанных общих существенных признаков дополняют, развивают и уточняют следующие частные отличительные признаки, которые направлены на решение той же задачи.

Ходовые винты связаны между собой жесткой кинематической связью и имеют привод установочных перемещений. Крестовина установлена в верхней поперечине пильной рамки с возможностью осевого перемещения цапф.

По отношению к прототипу у изобретения имеются следующие отличительные признаки. Крестовина шарнирно соединяет шатун четырехзвенника с верхней поперечиной пильной рамки. Это позволяет наклонять пильную рамку при перемещении шарнирного четырехзвенника. Коромысла четырехзвенника шарнирно соединены с гайками, что позволяет осуществлять возвратно-поступательное движение пильной рамки.

Гайки установлены на ходовые винты, соединенные шарнирно со станиной. При вращении ходовых винтов гайки перемещают шарнирный четырехзвенник, что создает необходимый уклон пильной рамки. Одна из гаек связана кинематически с датчиком скорости подачи, что позволяет одновременно и пропорционально изменять величину подачи и уклона пильной рамки. Гайка взаимодействует с датчиками ограничения уклона пильной рамки, что позволяет исключить поломки механизмов и ограничить диапазон изменения величины подачи и уклона.

Ходовые винты связаны между собой жесткой кинематической связью и имеют привод установочных перемещений, что обеспечивает синхронное и механизированное их вращение.

Крестовина установлена в поперечине пильной рамки с возможностью осевого перемещения цапф с целью компенсации погрешности кинематических связей пильной рамки.

В качестве датчика скорости подачи может быть использован гидравлический или пневматический дроссель, любое механическое или электрическое устройство, с помощью которого изменяется величина подачи. В качестве датчиков ограничения уклона пильной рамки могут быть использованы электро-гидро- или пневмоконечники и другие аналогичные устройства.

Жесткая кинематическая связь между ходовыми винтами может быть осуществлена с помощью цепной или зубчатой передачи, через зубчатый ремень, синхронный электро- или гидропривод и т.п. В качестве привода установочных перемещений можно использовать электро-гидро- или пневмодвигатель, мотор-редуктор, гидро- или пневмоцилиндр и т.п.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Шарнирное соединение крестовины с верхней поперечиной пильной рамки и шатуном четырехзвенника, шарнирное соединение коромысел четырехзвенника с гайками, установленными на ходовые винты, соединенные шарнирно со станиной, связь гаек с датчиком скорости подачи и датчиками ограничения уклона пильной рамки позволяют осуществлять автоматическое изменение уклона пильной рамки в зависимости от величины подачи лесоматериала, а, следовательно, за счет уменьшения сопротивления зубьев пил движению подачи, уменьшения их скобления по дну пропила и сокращения потерь рабочего хода, повышается эффективность пиления.

На чертеже показана предлагаемая рама, общий вид.

Лесопильная рама содержит станину 1, привод 2 с планетарными преобразователями 3, пильную рамку 4, нижняя поперечина которой шарнирно установлена на синхронизирующем валу 5. Вал 5 жестко связан с выходными звеньями 6 планетарных преобразователей 3. Верхняя поперечина пильной рамки 4 через крестовину 7 шарнирно соединена с шатуном 8 шарнирного четырехзвенника 9, коромысла 10 которого имеют одинаковые плечи и соединены шарнирно с гайками 11. Гайки 11 установлены на ходовые винты 12, которые соединены шарнирно со станиной 1. На гайках 11 закреплены неподвижно упоры 13, которые благодаря их связи со станиной через пазы 14 исключают разворот гаек при вращении ходовых винтов и дают гайкам возможность перемещаться в осевом направлении. Один из упоров 13 через клин 15 взаимодействует с датчиком 16 скорости подачи, например с гидравлическим путевым дросселем, а другой непосредственно с датчиками 17 или 18 ограничения уклона пильной рамки, например с электрическими концевыми выключателями.

Планетарные преобразователи 3 содержат корпус 19, зубчатое колесо 20 с внутренним зацеплением, сателлит 21, смонтированный неподвижно на оси 22, водило 23 с противовесом 24 и шкивом 25.

Выходные звенья 6 планетарных преобразователей 3 объединены с противовесами 26 и жестко крепятся на концах осей 22 сателлитов.

Ходовые винты 12 связаны между собой жесткой кинематической связью 27, например цепной передачей, содержащей звездочки 28, закрепленные неподвижно на ходовых винтах, что обеспечивает их синхронное вращение от привода 29 установочных перемещений.

В лесопильной раме крестовина 7 установлена в верхней поперечине пильной рамки 4 с возможностью осевого перемещения цапф 30. В процессе работы при включении электродвигателей 2 через клиноременную передачу и шкивы 25 во вращение приводятся водила 23 планетарных преобразователей 3, при этом сателлиты 21, обкатываясь по зубчатым колесам 20, вращают оси 22 вместе с выходными звеньями 6 и синхронизирующим валом 5. Вал 5 совершает возвратно-поступательное движение по прямолинейной или эллиптической траектории. Это движение через шарниры передается нижней поперечине пильной рамки 4.

При перемещении пильной рамки в вертикальном направлении происходит вынужденный поворот шатуна 8 относительно цапф крестовины 7 и вынужденный поворот коромысел 10 относительно гаек 11. Складываясь, эти два поворота обеспечивают движение крестовины 7 по траектории, близкой к прямой линии. Верхняя поперечина пильной рамки 4 при этом движется прямолинейно, так как крестовина 7 соединена с ней с возможностью осевого перемещения цапф 30, за счет чего происходит компенсация кинематических погрешностей.

При включении привода установочных перемещений 29 через цепную передачу 27, звездочки 28, получают синхронное вращение ходовые винты 12, которые перемещают гайки 11 с упорами 13. Один из упоров 13 через клин 15 воздействует на гидравлический путевой дроссель 16, который изменяет величину подачи лесоматериала. Вместе с гайками 11 перемещаются коромысла 10, которые через шатун 8 и крестовину 7 перемещают верхнюю поперечину пильной рамки 4, т. е. происходит автоматическое изменение уклона пильной рамки в зависимости от величины подачи лесоматериала.

Второй упор 13 в крайних положениях гайки 11 воздействуют непосредственно на концевые выключатели 17 или 18, которые отключают привод 29 установочных перемещений, предохраняя этим механизм от поломок и ограничивая диапазоны изменения величины подачи лесоматериала и величины уклона пильной рамки.

Как показали результаты расчетов при использовании заявляемой лесопильной рамы, обеспечивается снижение удельной работы пиления на 14% улучшается чистота пропила.

Согласно данным конструкторских проработок изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: содержит устройство автоматического изменения уклона пильной рамки в зависимости от изменения величины подачи лесоматериала, что повышает эффективность пиления; содержит привод установочных перемещений, что позволяет механизировать процесс изменения величины подачи и уклона пильной рамки.

Заявляемая лесопильная рама представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит снизить энергозатраты на пиление не менее, чем на 10% улучшить чистоту пропила, сократить ручной труд за счет механизации установочных перемещений величины подачи и уклона пильной рамки.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: изобретение может быть использовано в лесопильной промышленности. С целью повышения эффективности пиления путем автоматического изменения уклона пильной рамки в зависимости от величины подачи лесоматериала предлагается четырехзвенник, который своим шатуном ширнирно соединен через крестовину с верхней поперечиной пильной рамки; коромысла шарнирно соединены с гайками, установленными на ходовые винты, соединенные шарнирно со станиной, при этом одна из гаек связана кинематически с датчиком скорости подачи, а другая взаимодействует с датчиками ограничения уклона пильной рамки. Для обеспечения синхронного механизированного вращения ходовые винты связаны между собой жесткой кинематической связью и имеют привод установочных перемещений. Крестовина установлена в верхней поперечине пильной рамки с возможностью осевого перемещения цапф, что компенсирует погрешности кинематических связей пильной рамки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ЛЕСОПИЛЬНАЯ РАМА, содержащая станину, привод с планетарными преобразователями, пильную рамку, нижняя поперечина которой кинематически связана с выходными звеньями планетарных преобразователей, а верхняя поперечина со станиной, причем кинематическая связь имеет шарнирный четырехзвенник, отличающаяся тем, что четырехзвенник своим шатуном шарнирно соединен через крестовину с верхней поперечиной пильной рамки, а коромысла - шарнирно с гайками, установленными на ходовые винты, соединенные шарнирно со станиной, при этом одна из гаек связана кинематически с датчиком скорости подачи, а другая взаимодействует с датчиками ограничения уклона пильной рамки. 2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что ходовые винты связаны между собой жесткой кинематической связью и имеют привод установочных перемещений. 3. Рама по п.1, отличающаяся тем, что крестовина установлена в верхней поперечине пильной рамки с возможностью осевого перемещения цапф.