СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЛЬНОЙ ШИНЫ ЦЕПНОЙ ПИЛЫ Российский патент 2003 года по МПК B27B17/02 

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано, например, на предприятиях при изготовлении пильной шины цепной пилы.

Известен способ изготовления пильной шины цепной пилы, выпускаемой АО "Завод Коммунар" (г. Пермь) по а.с. SU 1482792 А1, В 17/00, 17/02. Полотно шины изготавливают из цельнометаллического листового материала толщиной 4,5 мм, по периметру которого выполняют направляющую канавку для размещения пильной цепи. Глубину канавки выполняют 10 мм, ширину - 1,65 мм. Канавку фрезеруют дисковой фрезой ⊘ 80 мм, толщиной 1,65 мм.

Мотопилы, оснащенные цельнометаллическими пильными шинами, показали хорошую работоспособность при различных деревообрабатывающих операциях, в том числе при профессиональной валке леса.

К недостаткам способа изготовления таких пильных шин можно отнести большую трудоемкость изготовления цельнометаллического полотна пильной шины из-за значительной трудоемкости выполнения направляющей канавки для пильной цепи, во-первых, из-за частой поломки дисковых фрез при фрезеровании направляющей канавки, во-вторых, из-за трудностей обеспечения одинаковой толщины стенок направляющей канавки при фрезеровании ее дисковой фрезой.

Известен также другой способ изготовления пильной шины цепной пилы, выпускаемой ОАО "Завод им. Ф.Э. Дзержинского" (Россия, г. Пермь), по патенту РСТ WO 97/34745. Здесь полотно пильной шины изготавливают методом вырубки трех пластин, причем боковые пластины вырубают из листовой легированной стали, например 7ХНМА, а среднюю пластину - из низкоуглеродистой стали. Среднюю пластину по внешнему контуру выполняют с меньшими размерами по сравнению с размерами боковых пластин на величину глубины канавки, по которой перемещается пильная цепь. Боковые пластины подвергают закалке в водоохлаждаемых штампах до заданной твердости, после чего производят сварку трех пластин в один блок, образуя пильную шину цепной пилы. Точки скрепления располагают по контуру пильной шины на расстоянии в 4-6 раз превышающих их диаметр.

Такое техническое решение упрощает изготовление пильной шины цепной пилы за счет исключения трудоемкой операции фрезерования направляющей канавки для размещения пильной цепи.

Способ изготовления пильной шины цепной пилы, используемый ОАО "Завод им. Ф.Э. Дзержинского", является наиболее близким к заявляемому и может быть принят в качестве прототипа для сравнения.

Недостатком известного способа изготовления пильной шины цепной пилы является то, что при профессиональной валке леса помимо общего изгиба полотна пильной шины в промежутках между сварными точками возникают дополнительные локальные пластические деформации, вызывающие расслоение полотна и исключающие возможность выпрямления шины без специального оборудования.

Этот недостаток можно объяснить следующим образом. При профессиональной валке леса часто возникают значительные изгибающие напряжения, в результате воздействия которых полотно шины приобретает форму, близкую к дуге окружности с кривизной, равной 1/R, где R - радиус дуги окружности. Однако при этом в местах сварки полотно шины приобретает дополнительный локальный изгиб, в результате чего ее кривизна значительно отличается от 1/R. Этот локальный изгиб (локальная кривизна) возникает на фоне общей деформации шины в результате различия механических свойств материала полотна шины: модуль упругости сварных точек и боковых пластин значительно выше модуля упругости средней пластины (которая выполнена из низкоуглеродистой стали и не закалена). Наличие указанных локальных искривлений пластин в местах сварки и является причиной появления пластических деформаций, коробления и выхода шины из строя при профессиональной валке леса. Кроме того, из-за волнистого характера деформированного состояния шины она практически не поддается исправлению.

Задачей заявляемого способа изготовления пильной шины цепной пилы является устранение возникновения локальной кривизны полотна шины между точками сварки при ее деформировании.

Эта задача решается тем, что в предложенном способе изготовления пильной шины цепной пилы внешние и внутреннюю пластины изготавливают из одинакового высококачественного материала, например стали 7ХНМА. Кроме того, в отличие от прототипа в заявляемом способе сварка пластин производится до их термообработки, а закалка полотна пильной шины осуществляется после сварки пластин одновременно всем блоком.

Изготовление всех трех пластин из одинакового материала позволяет выровнять механические свойства шины при их соединении и выполнить последующую термообработку сваренного блока пластин (если среднюю шину делать из материала, отличающегося по свойствам от материала боковых пластин, как это регламентируется способом-прототипом, то закалка блока скрепленной электросваркой пластин становится невозможной из-за возникновения неисправимого брака - образования волнистости стенок направляющей канавки при термообработке). Операция термообработки блока пластин, выполняемая после сварки, обеспечивает равномерность механических свойств всех трех пластин и сварных точек.

В результате в случае появления больших изгибных усилий при профессиональной валке леса полотно пильной шины изгибается равномерно. При этом исключаются локальные искривления боковых пластин, коробление и выход из строя пильной шины.

Ниже со ссылкой на чертежи поясняется сущность заявляемого способа изготовления полотна пильной шины.

На фиг.1 изображена в собранном состоянии пильная шина цепной пилы.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг. 3 - деформированное состояние под действием изгибающего момента М.

На фиг.4 - увеличенный фрагмент полотна пильной шины-прототипа в деформированном состоянии, изготовленного заявленным способом.

На фиг.5 изображена схема испытаний полотна пильной шины.

На фиг.6 представлены результаты испытаний.

Согласно изобретению способ изготовления пильной шины цепной пилы включает вырубку из высококачественного материала, например стали 7ХНМА, двух боковых пластин 1 и 2 и одной средней пластины 3. Причем размеры средней пластины 3 по внешнему контуру меньше размеров боковых пластин 1 и 2 на величину глубины канавки, по которой перемещается пильная цепь (не показана). В боковых 1 и 2 пластинах и в средней пластине 3 выполняют технологические установочные элементы: отверстие 7 и паз 8, после чего производят укладку вырубленных пластин 1, 2 и 3 в сварочное приспособление, используя при этом установочное отверстие 7 и паз 8, ориентируя пластины 1, 2 и 3 относительно друг друга и относительно сварочных контактов. Убедившись в правильности установки пластин 1, 2 и 3, производят их соединение точечной электросваркой в точках 5 в один блок с ведомой звездочкой 6, на которую надевают пильную цепь. После сварки блок подвергают термообработке: закалке и отпуску в водоохлаждаемом штампе.

При изготовлении полотна пильной шины способом, принятым за прототип, модуль упругости сварных точек 5 и боковых пластин 1 и 2 значительно выше модуля упругости средней пластины 3. Поэтому при изгибе полотна шины моментом М (фиг.3) верхняя пластина 2, сдвигаясь относительно нижней пластины 1, вызывает поворот сварных точек 5 относительно оси шины, который и приводит к искривлению (короблению) пластин 1, 2, 3.

В отличие от прототипа, согласно заявляемому способу пластины 1, 2, 3 изготавливают из одинакового материала, а операцию термообработки выполняют одновременно всем блоком пластин после их сварки. В результате механические характеристики пластин 1, 2, 3 и сварных точек 5 практически не различаются между собой. Сопротивление изгибу происходит более равномерно и коробления пластин (образования волнистости) не возникает, как показано на фиг.4.

Изготовленную заявляемым способом пильную шину цепной пилы подвергали испытанию - изгибу поперечным усилием Р, как показано на фиг.5. На фиг.6 представлены результаты испытаний - зависимость между прогибом δ и усилием Р. Кривая I иллюстрирует результаты испытаний пильной шины, изготовленной заявляемым способом, кривая II - шины-прототипа. Как видно из приведенного чертежа, шина-прототип переходит в пластическое состояние при Р≈280 кг, тогда как шина, изготовленная заявляемым способом, выдерживает более высокую нагрузку. При больших усилиях (Р>400 кг) возникает пластическая деформация, которая, однако, не носит волнистого характера, как это наблюдается при деформировании шины-прототипа. Поэтому, как показали эксперименты, шина, изготовленная заявляемым способом, после ее пластического деформирования легко исправляется, тогда как шина-прототип правке практически не поддается.

Таким образом, шина, изготовленная заявляемым способом, имеет более высокие эксплуатационные показатели: во-первых, она выдерживает более высокие нагрузки на изгиб и, во-вторых, в случае пластического деформирования она может быть легко исправлена без применения специального оборудования.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано, например, на предприятиях при изготовлении пильной шины цепной пилы. Способ изготовления пильной шины включает операцию вырубки трех пластин, сварку трех пластин в блок с последующей закалкой и отпуском сваренного блока пластин в водоохлаждаемом штампе. Причем внешнюю и внутренние пластины изготавливают из одного материала, например стали 7ХНМА. Изготовление всех трех пластин из одного материала позволит обеспечить одинаковые механические свойства шины при их соединении и выполнить последующую термообработку сваренного блока пластин. Операцию термообработки блока пластин выполняют после сварки, обеспечивая равномерность механических свойств всех трех пластин и сварных точек. В результате в случае больших изгибных усилий полотно пильной шины изгибается равномерно. При этом исключаются локальные искривления пластин, коробление и выход из строя пильной шины. Кроме того, в случае пластической деформации такой шины возможно ее исправление (рихтовка). 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ изготовления пильной шины цепной пилы, включающий вырубку из листового материала двух боковых и одной средней пластин, причем размеры средней пластины по внешнему контуру меньше размеров боковых пластин на величину глубины канавки, по которой перемещается пильная цепь, укладку вырубленных пластин в сварочное приспособление, обеспечивающее ориентацию пластин относительно друг друга и относительно сварочных контактов и соединение пластин в один блок точечной электросваркой, отличающийся тем, что вырубку всех трех пластин выполняют из одного материала, а термообработку полотна шины выполняют после сварки пластин между собой в блок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вырубку пластин выполняют из листового материала, например, из стали 7ХНМА.