МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2002 года по МПК B27B25/00 

Изобретение относится к оборудованию для обработки растущих и срезанных деревьев, хлыстов и долготья, бревен и кряжей в виде различных сортиментов, а также пиленых и колотых древесных материалов, и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. При незначительном конструктивном изменении контактирующих элементов механизм подачи деревообрабатывающего устройства может быть применен для перемещения стволов деревьев в сучкорезных, сучкорезно-раскряжевочных и иных обрабатывающих головках лесозаготовительных машин, а также бревен, брусьев и досок в различных деревообрабатывающих станках (лесопильных рамах, распиловочных круглопильных, фрезерных и иных станках).

Известен механизм подачи деревообрабатывающего устройства, например деревообрабатывающего станка, включающий раму, тяговые ролики, выполненные в виде валов из упругого материала и снабженные по наружному контуру зацепами в виде сменных траверс, и привод тяговых роликов с дифференциальным механизмом, а также подающий транспортер с тяговыми органами с зацепами для контакта с древесиной (авт. св. 431010, кл. В 27 G 1/00, 1972).

Однако такой механизм подачи из-за использования редуктора и планетарного механизма для снижения скорости вращения от двигателя к контактирующим с древесиной элементам, а также выполнения зацепов с древесиной в виде широких траверс, закрепленных на эластичном гибком тяговом органе валу с помощью стяжек, имеет значительные габариты и металлоемкость, ненадежен в работе из-за планетарного привода с редуктором, а гибкий тяговый орган не позволяет создавать значительные усилия подачи, например в сучкорезных головках лесозаготовительных машин или лесопильных рамах при подачи некачественных по форме и остаткам сучков бревен, и требует частых регулировок.

Известен также механизм подачи деревообрабатывающего станка по авторскому свидетельству 1662846, кл. В 27 В 5/00, 25/00, содержащий зубчатые рейки в виде пластин с зубьями в виде зубцов пилы, механическую передачу от привода к пластинам, содержащую ведущий и ведомый валы, причем пластины с зубьями расположены поперек ведущего вала и выполнены в виде плоскопараллельно движущихся шатунов, которые установлены при помощи подшипников и кривошипов на ведущем и ведомом валах со сдвигом по фазе не некоторый угол для обеспечения попеременного зацепления зубьев пластин с подаваемым материалом.

Недостатком является то, что этот механизм выполняет только функцию прижима подаваемого материала, а движение подачи выполняется отдельным механизмом. Причем механизм подачи в целом усложняется по конструкции из-за применения двух типов протягивающих устройств.

Технический результат - повышение усилия подачи, снижение массы и габарита механизма подачи.

Этот технический результат достигается тем, что механическая передача выполнена в виде трех валов с четным числом шатунов, а два ведомых вала расположены в ряд с боков ведущего вала, причем кривошипы размещены на валах, выполненных со шлицами, а шатуны установлены на кривошипах с помощью подшипников.

Привод выполнен в виде мотора, например гидромотора, с выходным валом, конец которого размещен внутри конца ведущего вала механизма подачи.

На трех валах размещены восемь шатунов попарно со сдвигом по фазе через 45^o, причем группы шатунов по четыре расположены симметрично относительно продольной оси валов.

Пластины содержат зубья в виде зубцов пилы, расположенных по ходу вращения валов с шагом, не меньшим двойного эксцентриситета кривошипов.

Каждый кривошип выполнен из двух одинаковых частей с ребордами, охватывающими подшипник, на котором размещены две крышки подшипника, внутри которых размещен шатун, причем для уравновешивания инерционных сил первого рода пластины с зубьями размещены с обеих боковых сторон шатуна.

Сущность технического решения заключается в том, что при использовании малых значений эксцентриситета кривошипов вращение от мотора передается напрямую ведущему валу. Тем самым исключается громоздкий редуктор. А в сравнении с вальцом, имеющим значительный диаметр (сотни миллиметров), малый диаметр вращения кривошипов (например, для сучкорезной головки лесозаготовительной машины нами предложен механизм с эксцентриситетом, равным всего 15 мм) позволяет эффективно использовать мощность мотора и обеспечивать значительные усилия подачи (десятки килоньютон). Поэтому механизм подачи становится малогабаритным, с малой массой и компактным при высоких эксплуатационных характеристиках. Полное уравновешивание инерционных сил первого рода без применения маховиков, а только за счет самих шатунов, позволяет почти устранить тряску механизма подачи.

Эффективность достигается также за счет универсальности предлагаемого механизма подачи, так как принцип перемещения предмета обработки за счет плоскопараллельно вращающихся шатунов возможно использовать в различных деревообрабатывающих устройствах. Например, при обработке круглых лесоматериалов предлагаются пластины с острыми и крупными зубьями, а при обработке брусьев и других видов пиломатериалов - с тупыми и мелкими зубцами, оформленными как и по прототипу. Кроме того, предлагаемый механизм обеспечивает инверсию конструкции, так как при использовании крупных и острых зубьев с малым их числом обеспечивается механическая обработка коры и самой древесины, например при окорке или измельчении сучьев и отходов лесозаготовок и деревообработки на технологическую и топливную щепу.

В научно-технической и патентной литературе подобной конструкции и порочащих предлагаемое техническое решение изобретений нами не обнаружено, поэтому предлагаемое техническое решение обладает новизной, положительным эффектом и может быть относительно быстро внедрено в лесном машиностроении.

На фиг. 1 изображен вариант конструкции предлагаемого механизма подачи деревообрабатывающего устройства, вид сбоку (вспомогательные крепления и элементы конструкции не показаны); на фиг.2 - то же вид сверху; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.5 показана конструкция шатуна с симметрично расположенными по бокам пластинами с зубьями; на фиг. 6 - вариант применения одного механизма для подачи лесоматериалов (по аналогии с прототипом); на фиг.7 - вариант применения двух механизмов для подачи лесоматериалов, например, в сучкорезной головке лесозаготовительной машины.

Механизм подачи деревообрабатывающего устройства содержит корпус 1, в котором на коренных подшипниках 2 установлены ведомые валы 3 и ведущий вал 4. Коренные подшипники закреплены в стаканах 5 с помощью крышек 6 и 7, шатунные подшипники 8 установлены на разъемных кривошипах 9, закрепленных на валах без возможности проворачивания, например, с помощью шлицевого соединения с числом шлицов, обеспечивающих требуемый угол поворота каждой пары шатунов относительно других пар.

Кривошипы установлены на валах со сдвигом друг относительно друга так, чтобы при их вращении шатуны поочередно зацепляли подаваемый лесоматериал. На шатунных подшипниках с помощью крышек 10 установлены шатуны 11, имеющие пластины 12 (для простоты конструкции пластины и шатуны выполнены цельно, практически они изготовляются с разъемным соединением) и зацепы в виде зубьев 13, обеспечивающие надежное сцепление шатунов с подаваемым лесоматериалом. На валах также расположены втулки 14, обеспечивающие требуемый зазор в коренных подшипниках. Ведущий вал имеет шлицевой конец 15, предназначенный для присоединения привода (наиболее простым и надежным является размещение выходного вала мотора внутри шлицевого наконечника ведущего вала механизма подачи, поэтому этот конец ведущего вала может иметь внутреннее шлицевое отверстие).

Предлагаемый механизм подачи может быт скомбинирован с существующими механизмами, например с вальцовым (фиг.6). Такой комбинированный механизм дополнительно содержит раму 16, на которой установлен прижимной ролик 17 и его привод, включающий два поворотных в вертикальной плоскости рычага 18 и гидроцилиндр их поворота 19. При этом подаваемый лесоматериал 20 находится между прижимным роликом и предлагаемым механизмом подачи.

Для деревообрабатывающих устройств с большими усилиями подачи предлагается сдвоенный механизм (фиг.7). В этом случае один из механизмов установлен на раме 16 неподвижно, а другой на рычагах 18 с возможностью прижима. Привод в виде гидроцилиндра 19 обеспечивает подъем или опускание прижимного подающего механизма на требуемую высоту, а также с требуемым усилием прижима. Крутящий момент подводится к механизмам посредством гибкого тягового органа, например, цепной (или ременной) передачи 21 от раздаточного устройства 22, соединенного с помощью муфты 23 к двигателю 24 (например, к электро- или гидромотору).

Оба механизма подачи устанавливаются так, чтобы шатуны располагались асинхронно (т.е. если в данной фазе работы в зацеплении с материалом находятся зубцы шатуна нижнего механизма, то в следующей - зубцы шатуна верхнего механизма, затем снова нижнего и т.д.), что обеспечивает ритмичное и равномерное движение обрабатываемого материала.

Механизм подачи деревообрабатывающего устройства работает следующим образом.

Через шлицевой конец 15 ведущего вала 4 к устройству подводится крутящий момент, под действием которого ведущий вал 4 начинает вращаться, приводя в движение ведомые валы 3 и шатуны 11. При этом шатуны совершают поступательное движение по круговой траектории. Вследствие сдвига кривошипов 9 друг относительно друга на некоторый угол шатуны поочередно взаимодействуют с подаваемым лесоматериалом 20 своими зубчатыми зацепами 13, тем самым продвигая его через деревообрабатывающее устройство. При этом благодаря малому эксцентриситету кривошипов 9, требуемое усилие подачи достигается при относительно небольшом крутящем моменте, который развивают промышленно выпускаемые двигатели. Это позволяет применить для приведения механизма подачи в движение безредукторный привод.

После затупления зубьев, если шатуны 11 изготовлены заодно с пластинами, механизм подачи разбирается и шатуны с пластинами переворачиваются другой стороной. Если же пластины относительно шатунов закреплены с разъемным соединением, то пластины 12 снимаются от шатунов и заменяются на другие пластины с заточенными зубьями.

Положительный эффект механизма подачи деревообрабатывающего устройства состоит в обеспечении надежного сцепления тяговых элементов в виде зубчатых пластин, расположенных вдоль обрабатываемого лесоматериала с поверхностью подаваемого лесоматериалом, что позволяет достичь значительных тяговых усилий, и в возможности применения безредукторного привода с относительно небольшим крутящим моментом, что снижает массогабаритные показатели устройства.

Изобретение относится к оборудованию для обработки круглых, пиленых и колотых лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Пластины с зубьями расположены поперек ведущего вала. Пластины выполнены в виде плоскопараллельно движущихся шатунов, установленных с помощью кривошипов на ведущем и на дополнительных ведомых валах со сдвигом по фазе на некоторый угол для обеспечивания попеременного зацепления зубьев пластин с подаваемым материалом. Ведомые валы расположены в ряд по бокам ведущего вала, который вместе с ведомыми валами выполнен со шлицами. Количество шатунов равно четному числу. Это позволит повысить усилие подачи, снизить массу и габариты механизма подачи. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Механизм подачи деревообрабатывающего устройства, включающий пластины с зубьями в виде зубцов пилы, механическую передачу от привода к пластинам, содержащую ведущий и ведомый валы, причем пластины с зубьями расположены поперек ведущего вала и выполнены в виде плоскопараллельно движущихся шатунов, которые при помощи подшипников и кривошипов установлены на ведущем и ведомом валах со сдвигом по фазе для обеспечения переменного зацепления зубьев пластин с подаваемым материалом, отличающийся тем, что механическая передача снабжена дополнительным ведомым валом для установки кривошипов, причем ведомые валы расположены в ряд по бокам ведущего вала, который вместе с ведомыми валами выполнен со шлицами, а количество шатунов равно четному числу. 2. Механизм подачи деревообрабатывающего устройства по п. 1, отличающийся тем, что привод выполнен в виде мотора, например, гидромотора, с выходным валом, конец которого размещен внутри конца ведущего вала механизма подачи. 3. Механизм подачи деревообрабатывающего устройства по п. 1, отличающийся тем, что на ведущем и ведомых валах размещены восемь шатунов попарно со сдвигом по фазе через 45^o, причем группы шатунов по четыре расположены симметрично относительно продольной оси валов. 4. Механизм подачи деревообрабатывающего устройства по п. 1, отличающийся тем, что зубцы пилы расположены по ходу вращения валов с шагом, не меньшим двойного эксцентриситета кривошипов. 5. Механизм подачи деревообрабатывающего устройства по п. 1, отличающийся тем, что каждый кривошип выполнен из двух одинаковых частей с ребордами, охватывающими подшипник, на котором размещены две крышки подшипника, внутри которых расположен шатун, причем для уравновешивания инерционных сил первого рода пластины с зубьями размещены с обоих боковых сторон шатуна.