ЛЕСОПИЛЬНАЯ РАМА Российский патент 1999 года по МПК B27B3/02 

Изобретение относится к оборудованию для распиловки бревен, а именно к оборудованию для получения досок и брусьев с помощью набора пил в собранном поставе, совершающем колебательное возвратно-поступательное движение.

Известны наиболее распространенные конструкции лесопильных рам с кривошипно-шатунным механизмом главного движения, возвратно-поступательным движением пильной рамки и неизменным положением пил в собранном поставе (Малахов И. К. Расчет и конструирование лесопильных рам. - М., "Лег. пром." 1965 г.).

Известны также лесопильные рамы иных типов: с рычажной подвеской пильной рамки, заменой прямолинейной траектории пильной рамки замкнутой кривольнейной траекторией, с возможностью дистационно изменять расположение пил в пильной рамке и другими особенностями; из них одной из важнейших является подвеска пильной рамки в системе рычагов, обеспечивающая сохранение постоянства регулировки положения пил, рациональное расходование смазки, устранение потерь мощности на трение в подвеске (Фаллер А.Н. и др. Лесопильное оборудование. - М. "Высш. школа", 1975 г).

Эти конструкции представляют собой оборудование стационарного типа, обеспечивающее высокую производительность, но требующее для нормальной эксплуатации специально оборудованных помещений, целой бригады обслуживающих пилораму рабочих и наличия различного околорамного оборудования, позволяющего механизировать полностью или частично вспомогательные операции.

Известны также передвижные "малогабаритные" лесопильные установки, обеспечивающие распиловку бревен циркульными пилами, потребляющие мощность до 50 кВт и имеющие длину даже в походном положении до 12 метров (см. проспект А. О. "Форстмаш", Финляндия).

Вопреки установившемуся мнению профессионалов давно уже доказано, что при распиловке бревен на пилораме неравномерность досок по толщине составляет около 1,6 мм, а на круглопильном станке - около 6,4 мм, причем выход пиломатериалов на 8...9 процентов больше, чем на круглопильном станке (Малахов И.К. Расчет, конструирование лесопильных рам. - М., "Лег. пром.", 1965 г.)
Сейчас практически отсутствуют небольшие, по настоящему малогабаритные лесопильные рамы, которые при небольших габаритах и малой мощности позволяли бы удовлетворять потребности в пиломатериалах малых предприятий, фермерских хозяйств и их объединений.

Решению этой задачи и посвящена данная заявка.

Известна конструкция лесопильной рамы, содержащей установленную на рычагах пильную рамку, подвижные и стационарные тянущие валки, остов и привод, причем необходимую траекторию перемещения пильной рамки обеспечивает сложная система рычагов, несущих пильную рамку, а привод пильной рамки выполнен в виде центрального шатунно-кривошипного механизма (авт. свид. SU N 38296, кл. B 27 B 3/02). Эта конструкция по своему исполнению ближе всего к предлагаемому изобретению и принята за прототип.

Сложная система подвески пильной рамки и наличие центрального шатунно-кривошипного механизма усложняют конструкцию машины, существенно увеличивают ее высоту, а следовательно, и массу и затрудняют уравновешивание инерционных нагрузок.

Основной целью создания настоящего изобретения является разработка конструкции, свободной от указанных недостатков. Еще одной целью является разработка максимально упрощенной и тем самым удешевленной конструкции лесопильной рамы, которую было бы по средствам приобрести потребителю, периодически нуждающемуся в пиломатериалах и не желающему оплачивать транспортные расходы, составляющие в стоимости пиломатериалов, как известно, до 30 ... 40%.

Эти и другие цели достигаются благодаря тому, что в лесопильной раме, содержащей установленную на рычагах пильную рамку, подвижные и стационарные тянущие валки, остов и привод, согласно изобретению несущие пильную рамку рычаги установлены по схеме антипараллелограмма, причем нижний рычаг связан с приводом шарнирным четырехзвенным механизмом, нижний рычаг пильной рамки установлен на подвижной оси, связанной с одним из валов привода с помощью эксцентриковой передачи, а подвижные тянущие валки установлены на подвижной рамке, перемещающейся по направляющим остова.

Возможный вариант исполнения предлагаемого изобретения представлен на прилагаемых чертежах, на которых изображены
фиг. 1 - принципиальная схема предлагаемой лесопильной рамы,
фиг. 2 - схема движения основных элементов привода пильной рамки,
фиг. 3 - сечение по ABCDEFG фиг. 1,
фиг. 4 - схема привода цепной передачи к тянущим валкам,
фиг. 5 - вид по стрелке K на механизм перемещения тянущих валков,
фиг. 6 - схема движения различных точек пил с пильной рамкой.

Лесопильная рама, схема которой изображена на фиг. 1, содержит пильную рамку 1, оси 2 и 3 которой установлены шарнирно в верхних рычагах 4 и нижних рычагах 5, установленных с возможностью поворота вокруг осей 6 и 7. Оси 6 и 7 рычагов 4 и 5 расположены по разные стороны пильной рамки, образуя благодаря этому вместе с пильной рамкой антипараллелограмм. На пильной рамке с помощью клиновых натяжных устройств 8 закреплены пилы 9, количество которых зависит от толщины получаемых досок и диаметра бревна 10.

Ось 7 снабжена рычагом 11, который вместе с шатуном 12 и кривошипом 13 образует четырехзвенный шарнирный механизм.

Кривошип 13 закреплен на валу 14, связанном в приводом машины, который условно изображен в виде шкива 15 (фиг. 3).

На этом же валу 14 закреплены эксцентрик 16, противовесы 17 и шестерня 18 для передачи движения валу 19. Шестерня 18 входит в зацепление с шестерней 20, на валу 21 которой установлена звездочка 22. Звездочка 22 вместе с цепью 23 и звездочкой 24 образует цепную передачу, соединяющую вал 19 с шестернями 20 и 18 и через них с приводом 15. На валу 19 установлены противовесы 25 и кривошип 26, который шатуном 27 связан с собачкой 28, взаимодействующей с зубьями храпового колеса 29.

На эксцентрике 16 установлена тяга 30 (фиг. 3), соединенная пальцем 31 (фиг. 1) с рычагом 32, несущим подвижную ось 7 рычагов 5.

Эксцентрик 16 вместе с тягой 30, пальцем 31 и рычагом 32 образует эксцентриковую передачу, с помощью которой при вращении вала 14, на котором закреплен эксцентрик 16, рычаг 32 совершает колебательные движения, перемещая при этом закрепленную на нем ось 7 рычагов 5.

Бревно 10 зафиксировано между стационарными тянущими валками 33 и 34 и подвижными тянущими валками 35 и 36. Валки 33 и 34 установлены на остове 37, а валки 35 и 36 - на подвижной рамке 38, установленной на нажимных винтах 39 с помощью гаек 40 и пружин 41. Во избежание перекосов рамка 38 снабжена четырьмя роликами 42, попарно входящими в направляющие 43 в остове 37 (см. вынесенное сечение на фиг. 5). Винты 39 установлены в опорах остова 37 и червячными передачами 44 соединены с валом 45, на котором закреплен штурвал 46.

На валках 33, 34, 35 и 36 установлены звездочки 47, огибаемые цепью 48, которая взаимодействует с приводной звездочкой 49, закрепленной на валу 50, и натяжной звездочкой 51, подвижно установленной на остове 37. На валу 50 установлена фрикционная муфта 52, ведущим звеном которой является храповое колесо 29, а для регулировки величины передаваемого крутящего момента предусмотрена пружина 53, степень сжатия которой регулируется гайками 54.

Кроме собачки 28 с храповым колесом 29 взаимодействует установленная на остове 37 собачка 55, препятствующая обратному ходу храпового колеса 29.

Перед лесопильной рамой и после нее предполагается установка подвижных тележек и направляющих (на рисунках не показаны), позволяющих обеспечить движение бревна и полученных из него досок вдоль оси машины.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Установив на валок 33 передний конец бревна 10, вращением штурвала 46 опускают рамку 38 до тех пор, пока пружины 41 не будет сжаты на нужную величину, что будет свидетельством того, что бревно 10 зажато между валками 33 и 35 с заданной силой. После этого включают привод 15, валы 14 и 19 начинают вращаться с одинаковой скоростью в разные стороны, а пильная рамка 1 начинает колебательные движения.

Характер этого движения в каждой точке рамки 1 свой, что иллюстрируется кривыми на фиг. 6, на которой замкнутая кривая α изображает закон движения оси 3 пильной рамки, кривая β - закон движения средней точки пил 9 в пильной рамке 1, а дуга γ - закон движения оси 2 пильной рамки.

Пунктиром показаны траектории движения промежуточных точек. Из фиг. 6 видно, что траектории движения каждой точки пил различны, но все точки, расположенные в зоне пиления, обеспечивают отвод зубьев пилы от дна пропила при движении вверх пильной рамки.

Кроме того, как видно из той же фиг. 6, во время рабочего хода пил (сверху вниз) наклон их по отношению к вертикали все время изменяется так, что в верхней части рабочего хода (участок c-d кривой α на фиг. 6) в контакт с дном пропила вступают зубья нижнего участка режущей части пил, в середине рабочего хода (участок d-e кривой α ) работает середина рабочего участка режущей части пил, а в нижней части рабочего хода (участок e-g кривой α ) работает верхний участок режущей части пил. Благодаря этому уменьшается усилие резания (и потребляемая пилорамой мощность) по сравнению с обычным режимом резания, при котором работают зубья по всей высоте бревна, а износ зубьев режущей части пил становится более равномерным.

По окончании рабочего хода (после точки g кривой α ) зубья прежде всего отходят от дна пропила и пильная рамка поднимается вверх до точки а на той же кривой, после чего цикл резания повторяется.

Каждый цикл резания сопровождается циклической подачей бревна в зону резания и уравновешиванием вертикальных сил инерции, возникающих из-за перемещения пильной рамки с переменной скоростью.

Подача бревна 10 в зону резания осуществляется вращением храпового колеса 29, передающего вращение через фрикционную муфту 52, звездочку 49, цепь 48 и звездочки 47 валкам 33, 34, 35 и 36, перемещающим бревно 10. При этом углы поворота кривошипа 26 и собачки 28 подбираются таким образом, что перемещение бревна происходит в основном во время подъема пильной рамки 1 вверх, причем начинается оно в момент, соответствующий точке i на кривой α , а заканчивается в точке с той же кривой.

Уравновешивание вертикальных сил инерции, возникающих при перемещении пильной рамки, осуществляется противовесами 17 и 25, установленными на валах 14 и 19.

Благодаря тому, что валы 14 и 19 вращаются в разные стороны с частотой вращения, равной частоте колебаний пильной рамки, вертикальные составляющие центробежных сил инерции противовесов 17 и 25 складываются, а горизонтальные вычитаются. При равенстве масс противовесов 17 и 25 горизонтальная составляющая их сил инерции всегда равна нулю, а вертикальная подбирается из условия равенства ее силам инерции пильной рамки 1.

Это позволяет устанавливать предлагаемую пилораму без массивного фундамента, обязательного для существующих пилорам.

Подвижная рамка 38, на которой установлены валки 35 и 36, при работе перемещается на роликах 42 по направляющим 43, являющимся частью остова 37, как показано на фиг. 5. Наличие такой рамки позволяет управлять перемещением прижимных тянущих валков 35 и 36 с помощью одного прижимного механизма 39... 46, а не двух, как у применяемых сейчас пилорам.

Изобретение относится к оборудованию для распиловки бревен и может быть применено для получения досок и брусьев. Лесопильная рама содержит установленную на рычагах 4, 5 пильную рамку 1, подвижные и стационарные тянущие валки 33, 34, 35, 36, остов 37 и привод. Несущие пильную раму 1 верхний и нижний рычаги 4, 5 установлены по схеме антипараллелограмма. Нижний рычаг связан с приводом шарнирным четырехзвенным механизмом. Применение изобретения позволит упростить конструкцию машины и уменьшить ее массу. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Лесопильная рама, содержащая установленную на рычагах пильную рамку, подвижные и стационарные тянущие валки, остов и привод, отличающаяся тем, что несущие пильную рамку верхний и нижний рычаги установлены по схеме антипараллелограмма, причем нижний рычаг связан с приводом шарнирным четырехзвенным механизмом. 2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что нижний рычаг пильной рамки установлен на подвижной оси, связанной с одним из валов привода с помощью эксцентриковой передачи. 3. Рама по п.1, отличающаяся тем, что подвижные тянущие валки установлены на подвижной рамке, перемещающейся по направляющим остова.