ЛЕСОПИЛЬНАЯ РАМА Российский патент 2003 года по МПК B27B3/00 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для распиловки лесоматериалов.

Известна лесопильная рама, содержащая станину, механизм подачи заготовок, привод, пильную рамку и планетарный механизм, выходное звено которого соединено с пильной рамкой (1).

Недостатком известной лесопильной рамы является высокая металлоемкость и сложность конструкции.

Прототипом изобретения является лесопильная рама, включающая в себя параллельные верхнюю и нижнюю поперечины, которые жестко соединены между собой продольными стойками в виде штоков, проходящих через цилиндры силового действия, корпуса которых жестко закреплены на станине, а между стоек параллельно им установлены пилы, закрепленные концами на верхних и нижних поперечинах (2).

Недостатками прототипа являются малая экономичность и производительность, сложность конструкции, что объясняется наличием компрессора и временем заполнения цилиндров рабочим телом до необходимого давления. Кроме этого, при работе рассматриваемой лесопильной рамы в зимнее время и в неотапливаемом помещении возможно замерзание трубопроводов с рабочим телом (воздухом), что снижает стабильность и надежность работы.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект, который заключается в упрощении конструкции лесопильной рамы, повышения экономичности, производительности, стабильности и надежности работы.

Этот технический эффект достигается тем, что силовые цилиндры выполнены в виде статоров линейных асинхронных двигателей, стойки - в виде продольных роторов линейных асинхронных двигателей, при этом между одной из поперечин установлены упругие элементы.

На чертеже изображена схема предлагаемой лесопильной рамы.

Лесопильная рама включает в себя пильную рамку, состоящую из верхней 1 и нижней 2 поперечин, которые жестко соединены между собой продольными стойками 3, между стойками параллельно им установлены пилы 4, закрепленные концами на верхней 1 и нижней 2 поперечинах. Стойки проходят через силовые цилиндры, представляющие собой статоры 5 линейных асинхронных двигателей, которые жестко соединены со станиной 6. Стойки 3 на участках, проходящих через силовые цилиндры статоров 5, выполнены в виде продольных роторов 7. Между нижней поперечиной 2 и станиной 6 установлены упругие элементы 8, например витые пружины сжатия, которые своими концами жестко связаны с ними. Верхняя 1 и нижняя 2 поперечины относительно станины 6 имеют возможность перемещений вверх и вниз в направляющих на устройствах 9 с низким коэффициентом трения.

Работа лесопильной рамы осуществляется следующим образом.

С блока управления (на чертеже не показан) на статоры 5 линейных асинхронных двигателей подается импульс переменного напряжения от питающей электрической сети, ток которого создает бегущее магнитное поле, направленное в сторону нижней поперечины 2. Взаимодействие бегущих магнитных полей статоров 5 линейных асинхронных двигателей с продольными роторами 7 создает силу, приложенную к продольным роторам 7, а следовательно, к стойкам 3. Под действием этой силы пильная рамка совершает движение вниз, при этом упругие элементы 8 сжимаются на станине 6.

В какой-то момент времени блок управления отключает импульс напряжения и обесточивает статоры 5 линейных асинхронных двигателей, бегущие магнитные поля исчезают и под действием потенциальной энергии упругих элементов 8 происходит перемещение вверх пильной рамки.

При достижении пильной рамкой верхнего положения блок управления повторно подает импульс напряжения на статоры 5 линейных асинхронных двигателей, опять создаются бегущие магнитные поля и цикл повторяется.

Таким образом, осуществляются вертикальные колебательные движения пильной рамки, на которую подающим механизмом (на чертеже не показан) подается лесоматериал, например бревна, и происходит распиловка.

Частота собственных колебаний пильной рамки определяется формулой:

где с - жесткость упругих элементов, Н/м;
m - суммарная колеблющаяся масса, куда входят массы верхних 1, нижних 2 поперечин, стоек 3, пил 4.

Частота f подачи импульсов напряжений на обмотки статоров 5 линейных асинхронных двигателей блоком управления определяется частотой ν, которая задается параметрами с и m.

Данное совпадение частот f и ν приводит к резонансу движения пильной рамки, благодаря чему линейные асинхронные двигатели работают экономично.

Работа пильной рамки состоит из рабочего хода (движение вниз) и холостого хода (движение вверх). Блок управления подключает линейные асинхронные двигатели при рабочем ходе, когда производится пиление лесоматериала. Подключение линейных асинхронных двигателей при рабочем ходе целесообразно с точки зрения того, что к силе тяги, развиваемой линейными асинхронными двигателями, добавляется сила тяжести пильной рамки F_t.

Сила движения F_дв пильной рамки будет как результат действия силы упругости F_упр, силы трения F_тр, силы тяжести F_т, силы тяги линейных асинхронных двигателей F_тяги и силы сопротивления резания F_рез:
F_дв=F_t+F_тяги-F_упр-F_тр-F_рез
Если бы линейные асинхронные двигатели подключались к работе блоком управления при холостом ходе (движение вверх), то сила тяжести F_т имела бы отрицательный знак, что привело бы к энергетическим потерям.

Дополнительно к сказанному при работе линейных асинхронных двигателей имеет место изменения величины силы тяги F_тяги от среднего значения с частотой, кратной частоте питающей электрической сети, и амплитудой несколько процентов от F_тяги. Эти высокочастотные колебания F_тяги, имеющие место при рабочем ходе пильной рамки через роторы 7 и стойки 3 передаются на пилы 4 в виде вибраций, тем самым, уменьшая силы сопротивления резания F_рез, следовательно, способствуя достижению технического эффекта - повышения экономичности и производительности.

Упругие элементы 8 могут быть установлены и между верхней поперечиной 1 и станиной 6. В этом случае упругие элементы при подаче напряжения от питающей сети к линейным асинхронным двигателям будут работать на растяжение. Выбор варианта установки упругих элементов определяется их конструкцией.

Блок управления в предлагаемом техническом решении может быть реализован известным образом на базе тиристорного пускателя, управляемого генератором импульсов или датчиками положения пильной рамки.

Линейные асинхронные двигатели могут быть выполнены и плоской и цилиндрической конструкции.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N306955, кл. В 27 В 3/00, 21.06.71. БИ N 20.

2. Автоское свидетельство СССР N 465321, кл. В 27 В 3/24, 30.03.75. БИ N12 (прототип).

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для распиловки лесоматериалов. Лесопильная рама включает станину, пильную рамку в виде верхней и нижней поперечин, которые жестко соединены между собой продольными стойками. Стойки выполнены в виде роторов линейных асинхронных двигателей, статоры которых жестко закреплены на станине. Между стойками, параллельно им установлены пилы. Концы пил закреплены на поперечинах, при этом между одной из поперечин и станиной установлены упругие элементы. При подаче импульсов тока на статоры линейных асинхронных двигателей пильная рамка производит колебательные движения вниз и вверх, тем самым обеспечивается процесс распиловки древесных материалов. Это позволит упростить конструкцию, повысить производительность, стабильность и надежность работы. 1 ил.

Лесопильная рама, включающая станину, пильную рамку в виде верхней и нижней поперечин, которые жестко соединены между собой продольными стойками, и установленных между стойками, параллельно им пил, причем концы пил закреплены на верхней и нижней поперечинах, отличающаяся тем, что каждая стойка пильной рамки выполнена в виде продольного ротора линейного асинхронного двигателя, статор которого жестко закреплен на станине, при этом между одной из поперечин и станиной установлены упругие элементы.