ЛЕСОПИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК B27B3/00 B27B25/08 

Изобретение относится к устройствам пильных станков для продольной распиловки древесины с горизонтальным продольным движением пильного аппарата бензомоторной пилы и может быть использовано в лесной отрасли.

Известно устройство пилорамы "LOGOSOL" фирмы STIHL (Германия) [LOGOSOL. Проспект фирмы. 0461 395 0023. M15. J4. La. Printed in Germany. Andreas Stihl. Walblingen. 1993. - 4 с. ], состоящее из разборной рамы, выполненной из вертикальных, продольных и поперечных опорных элементов и диагональных стяжек, содержащей опорные устройства для размещения и устройства для закрепления заготовки, расположенный на раме продольный горизонтальный рельс, на котором размещен суппорт и закрепленная на нем цепная мотопила с горизонтальной пильной шиной. Опорные устройства и суппорт с закрепленной на нем мотопилой снабжены индивидуальными ручными тросиковыми механизмами для центрирования заготовки относительно плоскости резания и перемещения суппорта с пилой вдоль рельса. Устройства для размещения и закрепления заготовки состоят из двух поворачивающихся флажков-отбойников и консольного торцевого кронштейна с зубчатой стопорной планкой, расположенного на рельсе.

Консольное расположение пильной шины относительно опорного узла увеличило несимметричные нагрузки на опорно-направляющий аппарат суппорта, усложнило его конструкцию, которая должна воспринимать значительные изгибающие нагрузки и обеспечивать жесткость всего устройства. Последнее может вызвать и снижение качества пропила из-за больших переменных амплитуд колебаний свободного конца пильной шины. Кроме того, боковое расположение горизонтального рельса усложняет конструкцию рамы, увеличивает ее высоту, а, следовательно, и высоту подъема заготовки. Заготовки и пиломатериалы не могут располагаться и подаваться с обеих сторон от установки, что ограничивает возможности компоновочных решений, увеличивает время вспомогательных операций и снижает в целом производительность. Индивидуальные ручные тросиковые механизмы для центрирования заготовки относительно плоскости резания и для перемещения суппорта с мотопилой усложняют конструкцию, снижают скорости подач и производительность в целом.

Известно устройство лесопильной установки "JONSERED Мини 600+" [JONSERED. Лесопильная установка малых размеров "Мини 600+". Jonsered Power Products АВ. S-433 81 Partllle. Sweden. Проспект фирмы. - 2 с. ], состоящей из двухсекционной горизонтальной рамы прямоугольной формы, выполненной из продольных и поперечных опорных элементов, содержащей устройства для размещения и закрепления заготовки, расположенные на раме по обеим сторонам продольные рельсы и установленную на них тележку с винтовым механизмом подъема суппорта и закрепленной на нем с помощью компенсирующей подвески цепной мотопилы с горизонтальной пильной шиной. На боковых стенках поперечных опорных элементов распложены буферные устройства для размещения заготовки вдоль продольной оси рамы в виде вертикальных флажков-отбойников, винтовое устройство для поперечного закрепления заготовки и размещены также рычажные устройства для горизонтального центрирования заготовки. Тележка кроме опорных колес снабжена двумя ограничительными роликами, расположенными под продольными рельсами и размещенными на кронштейнах, прикрепленных к раме тележки.

Компенсирующая подвеска включает промежуточную муфту весьма сложной конструкции, состоящую из трех пластин и четырех цилиндрических пружин сжатия, размещенных в горизонтальной плоскости в специальных окнах средней пластины по ее периметру и прикрепленных концами к ней и к нижней опорной пластине. Средняя пластина опирается на четыре ползуна, расположенные по одному на сторонах ее боковых граней. Устройство предназначено для снижения колебаний и величин динамических нагрузок, приходящихся на узлы самой мотопилы и на опорные узлы тележки - для воспринятая суммарных колебаний произвольных направлений и преобразования их в крутильные колебания в горизонтальной плоскости и демпфирования их. Тем самым продлевается срок службы подшипниковых и других узлов мотопилы, уменьшается число ремонтов и себестоимость эксплуатации пилорамы. Однако, при возникающих перекосах и радиальных смещениях верхней опорной пластины относительно нижней пружины могут подвергаться также и изгибу. Витки пружин при этом дополнительно закручиваются и изгибаются. Известно, что в данной конструкции компенсирующей муфты малы возможные величины суммарных угловых и окружных деформаций пружин, а также малы и углы относительного поворота торцов пружин. Это не позволяет конструкции полностью соответствовать своему предназначению. Конструкция муфты не позволяет компенсировать вертикальные составляющие колебаний, неизбежно возникающие при резании и преобразовывать весь спектр в крутильные колебания. Она пропускает энергоемкие низкочастотные колебания. Поэтому возможны колебания по высоте пропила и ухудшение его качества, вызываемые вибрацией тележки и колебаниями консольного конца пильной шины, несмотря на наличие в конструкции компенсирующего устройства и ограничительных роликов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство лесопильной установки Красноярского завода лесного машиностроения [Минилесопильная установка МЛТУ-1. Красноярский завод лесного машиностроения. Россия. 660001, Красноярск, ул. Красной звезды, 1. Проспект. Рекламное агентство "Эксклюзив". - 2 с. ], состоящей из секционной горизонтальной рамы прямоугольной формы, выполненной из продольных и поперечных опорных элементов, содержащей устройства для размещения и закрепления заготовки, расположенные на раме по обеим сторонам продольные рельсы и установленную на них тележку с винтовым механизмом подъема суппорта и, размещенной на нем, цепной мотопилы с горизонтальной пильной шиной. Устройства для осевого размещения и закрепления заготовки выполнены в виде вертикальных буферных стоек с отверстиями, снабженных на верхних торцах горизонтальными стопорными планками с зубчатыми гранями. На стенках поперечных опорных элементов рамы выполнены с определенными интервалами два ряда отверстий для болтового крепления и перемещения буферных стоек. Винтовое устройство для радиального закрепления заготовки также крепится болтами к стенке специальной горизонтальной поперечной планки, имеющей ряд отверстий.

Простое и целесообразное устройство, совмещающее функции осевого базирования заготовки и ее осевого закрепления, на первый взгляд, является рациональным конструктивным решением, но оно значительно увеличивает время переустановок, что снижает эксплуатационную производительность пилорамы. Также велика продолжительность перебазировки винтового устройства для радиального закрепления заготовок при изменении их ширины, т. к. оно имеет аналогичное болтовое крепление. Кроме того, в конструкции отсутствует устройство для горизонтального центрирования заготовки, что вызывает возможность получения увеличенного косослоя в вырабатываемом пиломатериале, снижая его качество. Отсутствуют устройства для демпфирования ударов и снижения колебаний режущего инструмента относительно заготовки, неизбежно возникающих при динамическом изменении режущих усилий, что увеличивает высоту и снижает качество пропила и получаемой поверхности пиломатериалов, повышает отходы древесины и снижает срок службы узлов мотопилы. Кроме того, мотопила закреплена на суппорте с вертикальным расположением ее цилиндропоршневой группы, что в конечном счете увеличивает вертикальные вибрации пильного инструмента и также ухудшает качество пиления.

Известное устройство лесопильной установки не позволяет:
сократить время вспомогательных операций,
обеспечить требуемое качество пиления,
увеличить срок службы узлов мотопилы.

Техническая задача, на которую направлено заявляемое решение, - обеспечение производительности и качества продольного пиления.

Указанная техническая задача решается следующим образом.

Лесопильная установка, включающая секционную горизонтальную прямоугольную раму, выполненную из продольных и поперечных опорных элементов, на которых закреплены устройства размещения, центрирования и закрепления заготовки, и, расположенные по обеим сторонам рамы, продольные рельсы для тележки с подъемной цепной мотопилой, имеющей горизонтальную пильную шину, при этом каждое устройство для размещения заготовки выполнено в виде вертикального буфера, закрепленного на поперечном опорном элементе рамы, отличающаяся тем, что, согласно изобретению, буфер устройства для размещения заготовки выполнен подъемным в направляющем коробе, закрепленном на стойке, и снабжен тормозом, состоящим из кронштейна с винтом, взаимодействующим с фрикционной шайбой, а устройство для закрепления заготовки размещено на центральном поперечном опорном элементе с противоположной от заготовки стороны и имеет стойку с опорными флажками, рычаг с зажимной планкой и, взаимодействующий с рычагом, кулачок с рукоятью.

Выполнение буфера устройства для размещения заготовки подъемным в направляющем коробе, закрепленным на стойке, и снабженным тормозом, состоящим из кронштейна с винтом, взаимодействующим с фрикционной шайбой, способствует сокращению времени, затрачиваемого на операции базирования заготовки и увеличению доли времени резания в рабочем цикле.

Исполнение устройства для закрепления заготовки в виде стойки с опорными флажками, с рычагом и зажимной планкой и кулачком с рукоятью, также гарантирует увеличение производительности установки за счет сокращения вспомогательного времени базирования и увеличения времени резания в цикле.

Кроме того, предусмотренное в конструкции, устройство для центрирования оси заготовки улучшает ее базирование на раме и позволяет избегать возникновения большого косослоя при резании.

Кроме того, предусмотренное исполнение устройства крепления цепной мотопилы на суппорте при помощи компенсирующей подвески, состоящей из опорных пластин и промежуточного упругого втулочно- пальцевого соединения позволяет обеспечить требуемое качество пиления и увеличить срок службы узлов мотопилы. При увеличении крутильных колебаний в горизонтальной плоскости за счет деформаций промежуточного упругого втулочно-пальцевого соединения, снижена амплитуда и величина суммарных реакций, проходящих на элементы конструкции тележки и пилы от случайных пульсаций динамических нагрузок резания, возникающих при перемещении пильной цепи через плотные участки древесины - сучки, наросты, витиеватости и пр. Улучшается качество пиления при снижении вибраций тележки относительно заготовки и колебаний пильной шины. Применение в конструкции неметаллических элементов позволяет также расширить спектр компенсируемых колебаний, особенно в наиболее энергонесущей низкочастотной области, по сравнению с металлическими упругими элементами, а также значительно упрощена конструкция подвески. Снижены динамические нагрузки на элементы пилы и от работы одноцилиндрового двигателя за счет особенностей деформации и упругости втулочнопальцевого соединения и горизонтального расположения цилиндро- поршневой группы двигателя мотопилы. Кроме того, увеличивается срок службы пильной цепи, т. к. частично предотвращается ее заклинивание при прохождении через уплотнения древесины за счет податливости соединения в горизонтальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид лесопильной установки;
на фиг. 2 - вид А - фронтальный и боковой виды с разрезом устройства для размещения заготовки;
на фиг. 3 - вид Б - фронтальный вид, боковой вид и вид сверху устройства для закрепления заготовки;
на фиг. 4 - сечение В-В - вид и сечения устройства для центрирования заготовки;
на фиг. 5 - сечение Г-Г - вертикальный разрез подъемного механизма мотопилы;
на фиг. 6 - сечение Д-Д - горизонтальный разрез подъемного механизма мотопилы;
на фиг. 7 - сечение Е-Е - разрез, вид сверху и сечение устройства подвески мотопилы.

Лесопильная установка (фиг. 1), включающая секционную горизонтальную прямоугольную раму 1, выполненную из продольных 2 и поперечных 3 опорных элементов, на которых закреплены устройства размещения 4, центрирования 5 и закрепления 6 заготовки (не показана), и, расположенные по обеим сторонам рамы 1, продольные рельсы 7 для тележки 8 с подъемной цепной мотопилой 9, имеющей горизонтальную пильную шину 10, при этом каждое устройство для размещения 4 заготовки выполнено в виде вертикального буфера 11 (фиг. 2), закрепленного на поперечном опорном элементе 3 рамы 1, отличающаяся тем, что буфер 11 устройства для размещения 4 заготовки выполнен подъемным в направляющем коробе 12, закрепленном на стойке 13, и снабжен тормозом, состоящим из кронштейна 14 с винтом 15, взаимодействующим с фрикционной шайбой 16, а устройство для закрепления заготовки 5 (фиг. 1) размещено на центральном поперечном опорном элементе 3 с противоположной от заготовки стороны и имеет стойку 17 (фиг. 3) с опорными флажками 18, рычаг 19 с зажимной планкой 20 и, взаимодействующий с рычагом 19, кулачок 21 с рукоятью 22.

Предусмотренные в конструкции устройства для центрирования 5 оси заготовки (фиг. 1) состоят из двух узлов, расположенных симметрично относительно центра рамы 1 на боковых стенках поперечных опорных элементов 3, каждый из которых состоит из рычага 23 (фиг. 4) со стопорным пальцем 24. Рычаги 23 размещены на боковых стенках поперечных опорных элементов 3 рамы 1 на осях 25, например - болтов, фиксируемых гайками 26 с шайбами 27. Стопорные пальцы 24 входят в отверстия 28 боковых стенок поперечных опорных элементов 3 рамы 1. Рычаги 23 снабжены рукоятями 29, установленными на поворотных кронштейнах 30, снабженных роликами 31 и поворачивающихся на осях 32, закрепленных в кронштейнах 30, установленных радиально с лицевой стороны на рычагах 23 над стопорными пальцами 24. На боковых стенках поперечных опорных элементов 3 под рычагами 23 размещены стопоры 33. Подъемный механизм мотопилы 9 с горизонтальной пильной шиной 10 (фиг. 1) содержит вертикальный винт 34 (фиг. 5), размещенный в подшипниковых опорах 35 и 36, закрепленных на раме тележки 8, и сопряженный с гайкой 37, закрепленной на суппорте 38. Вертикаль-винт 34 снабжен штурвалом 39 с рукоятью 40 и стопором 41. Суппорт 38 снабжен вертикальными стойками 42 (фиг. 6) с ползунами 43, охватывающими направляющие 44, прикрепленные к стойкам тележки 8. На суппорте 38 размещена компенсирующая подвеска мотопилы 9, которая выполнена в виде опорных пластин 45 и 46 (фиг. 7) и упругого втулочно-пальцевого соединения, состоящего из четырех болтов 47 с плоскими шайбами 48 и упругими втулками 49, расположенными симметрично в отверстиях пластин 45 и 46, и стянутыми гайками 50. Опорная пластина 45 выполнена из конструкционной стали, а пластина 46 - из антифрикционного материала. На пластине 46 размещены две стойки 51, имеющие сквозные резьбовые отверстия для закрепления с одной стороны к шпилькам 52 картера мотопилы 9 и прикрепленные с другой стороны к пластине 46 болтами 53.

Работает установка следующим образом. Раму 1 установки размещают на выбранной площадке и выставляют горизонтально. Заготовка размещается вдоль оси рамы 1, прокатываясь, если она круглого сечения, по поперечным опорным элементам 3 до упора в поднятые на требуемую высоту вертикальные буфера 11, устройств размещения 5, поднятые на требуемую высоту с учетом свободного прохождения над ними пильной шины 10 мотопилы 9. Затем ось заготовки центрируется с помощью поднятия рычагов 23 устройств для центрирования 5. При большой конусности заготовки для избегания косослоя и повышенных отходов рычаги 23 (фиг. 4) приподнимаются или опускаются за счет тяги рукой или ногой за рукояти 29. Устройство крепления рукоятей 29 на специальных поворотных кронштейнах 30, закрепленных на рычагах 23, позволяет изгибать рычаги 23, отводя их от плоскости прилегания к стенкам поперечных опорных элементов 3 на расстояние, равное высоте выступов стопорных пальцев 24. Причем при тяге вверх рукоятей 29 пальцы 24 последовательно перемещаются от нижних отверстий 28 к верхним. При отпускании рукоятей 29 пальцы 43 под действием массы заготовки входят в ближайшие нижние отверстия 28 в стенках поперечных опорных элементов 3 за счет упругости материала рычагов 23, прижимающих пальцы 24 к боковым поверхностям поперечных опорных элементов 3. При давлении вниз на рукояти 29 кронштейны 30 поворачиваются вокруг точек опор роликов 31 и изгибают рычаги 23, выводя пальцы 24 из отверстий 28. При уменьшении силы давления на рукояти 29 стопорные пальцы 24 прижимаются к стенкам поперечных опорных элементов 3 и входят в ближайшие нижние отверстия 28 или рычаги 23, упираются в стопоры 33 в крайних нижних положениях. После центрирования оси заготовки проверяется максимальная высота буферов 11 (фиг. 2), утапливанием их до требуемой высоты, фиксируемой визуально по мерным линейкам, размещенным на их боковых поверхностях. Затем буферы 11 фиксируются поджатием шайб 16 винтами 15. При этом целесообразно предварительно установить высоту пильной шины 10, подведя ее к торцу заготовки перемещением тележки 8 по рельсам 7. Высота положения пильной шины 10 регулируется при помощи вращения штурвала 39 за рукоять 40 (фиг. 5), приводящего во вращение винт 34, по резьбе которого перемещается гайка 37, закрепленная на суппорте 38 с размещенной на нем мотопилой 9. Вращением штурвала 39 по часовой стрелке или против осуществляется подъем или опускание пильной шины 10 на требуемую высоту. Положение пильной шины 10 мотопилы 9 фиксируется при помощи стопора 41, размещаемого в отверстиях штурвала 39 и упирающегося в отверстие крышки корпуса верхней подшипниковой опоры 35. Затем заготовка прижимается к буферам 11 с помощью устройства для закрепления 5 (фиг. 1), располагаемого на другой от них стороне заготовки на верхней полке центрального поперечного опорного элемента 3. Стойка 17 (фиг. 3) придвигается вплотную к торцу и надвигается флажками 18 сбоку на верхнюю полку поперечного опорного элемента 3 таким образом, чтобы уровень зажимной планки 20 был чуть выше средней плоскости заготовки, и одновременно чтобы зажимная планка 20 располагалась почти вплотную к боковой поверхности заготовки. При этом стойка 17 наклонена зажимной планкой 20 к поверхности заготовки. Флажки 18 заводятся на полную глубину до упора стойки 17 в боковую поверхность полки поперечного опорного элемента 3. При этом устройство пододвигается вплотную к поверхности заготовки. При повороте рукояти 22 по часовой стрелке эксцентричный кулачок 21 толкает рычаг 19 с закрепленной на его верхнем конце зажимной планкой 20, которая своей торцевой насечкой деформирует боковую поверхность заготовки на некоторую глубину и одновременно за счет увеличивающегося реактивного момента вокруг линии внедрения зажимной планки 20 в древесину поворачивает стойку 17 против часовой стрелки, отжимая ее от заготовки. Флажки 18, охватывающие верхнюю полку поперечного опорного элемента 3, упираются своими гранями с обеих сторон в поверхности полки и фиксируют стойку 17 в вертикальном положении. Происходит надежное заклинивание струбцины на полке и прижатие заготовки к буферам 11 устройств размещения 4. После запуска мотопилы 9 осуществляется рабочий ход тележки 8 ручным передвижением ее вдоль заготовки по рельсам 4 рамы 1 установки. Отбрасывается горбыль (или доска), и тележка 8 возвращается в исходное крайнее положение. Отжимается устройство 5, и заготовка переворачивается (если она круглая), прижимается к буферам 11, которые затем утапливаются на требуемую глубину и фиксируются в нужном положении, выставляется пильная шина 10 вращением штурвала 39, заготовка прижимается струбциной, и вновь выполняется рабочий ход тележки 8. При этом обеспечивается параллельность сторон получаемого пиломатериала. Тележка вновь отводится в исходное положение, и операции повторяются в зависимости от целей и предъявляемых требований к размерам и ассортименту получаемой продукции.

Применение устройств для размещения заготовки в виде вертикальных утепляющихся и фиксирующихся буферов и устройства закрепления заготовки, выполненного в виде быстросъемной стойки с кулачково- рычажным механизмом заготовки позволяет сократить время вспомогательных операций базирования заготовок и увеличить тем самым общую производительность.

Кроме того, применение в конструкции устройств нивелировки заготовки с отводящимися рычагами, а также втулочно-пальцевой компенсирующей подвески мотопилы позволяет обеспечить требуемое качество пиления и увеличить срок службы узлов мотопилы.

Использование: в лесопилении, а именно, в станках для продольной распиловки древесины. Сущность изобретения: лесопильная установка включает секционную горизонтальную прямоугольную раму, выполненную из продольных и поперечных опорных элементов. На последних закреплены устройства размещения, центрирования и закрепления заготовки и, расположенные по обеим сторонам рамы, продольные рельсы для тележки с подъемной цепной мотопилой. Мотопила имеет горизонтальную пильную шину. Каждое устройство для размещения заготовки, выполнено в виде вертикального буфера, закрепленного на поперечном опорном элементе рамы. Буфер выполнен подъемным в направляющем коробе закрепленном на стойке, и снабжен тормозом, состоящим из кронштейна с винтом, взаимодействующим с фрикционной шайбой. Устройство для закрепления заготовки размещено на центральном поперечном опорном элементе с противоположной от заготовки стороны и имеет стойку с опорными флажками, рычаг с зажимной планкой и, взаимодействующий с рычагом, кулачок с рукоятью. 7 ил.

Лесопильная установка, включающая секционную горизонтальную прямоугольную раму, выполненную из продольных и поперечных опорных элементов, на которых закреплены устройства размещения, центрирования и закрепления заготовки, и расположенные по обеим сторонам рамы продольные рельсы для тележки с подъемной цепной мотопилой, имеющей горизонтальную пильную шину, при этом каждое устройство для размещения заготовки выполнено в виде вертикального буфера, закрепленного на поперечном опорном элементе рамы, отличающаяся тем, что буфер устройства для размещения заготовки выполнен подъемным в направляющем коробе, закрепленном на стойке, и снабжен тормозом, состоящим из кронштейна с винтом, взаимодействующим с фрикционной шайбой, а устройство для закрепления заготовки размещено на центральном поперечном опорном элементе с противоположной от заготовки стороны и имеет стойку с опорными флажками, рычаг с зажимной планкой и взаимодействующий с рычагом кулачок с рукоятью.