ОТЖИМНАЯ АЭРОСТАТИЧЕСКАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЛЕНТОЧНОЙ ПИЛЫ Российский патент 2012 года по МПК B27B13/00 

Изобретение относится к лесопильному оборудованию, а именно к конструкции направляющей пилы ленточнопильного станка.

Одним из основных показателей качества пиления древесины является точность размеров получаемых пиломатериалов. Она зависит от сил, действующих на пилу в процессе пиления, и способности пилы противодействовать этим силам - жесткости и устойчивости.

Эффективным способом повышения жесткости и устойчивости ленточной пилы является применение для нее направляющих, установленных над и под распиливаемым материалом. Направляющие могут быть двухсторонние, установленные с зазорами с двух сторон. Конструкция двухсторонних направляющих показана на рис.5.10 стр.101 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. Двухсторонние направляющие просты по конструкции, и для их изготовления не требуется дорогих теплостойкий и износостойких материалов. Однако при установке направляющих с зазором устойчивость ленточных пил не меняется, а жесткость возрастает незначительно. Направляющие такого типа выполняют в основном роль ограничителей предельных отклонений пилы.

Более эффективны односторонние отжимные направляющие, выставляемые на определенное расстояние Δ от линии, соединяющей наружные поверхности пильных шкивов со стороны распиливаемого материала. Они сокращают свободную длину ленточной пилы и за счет этого повышают ее жесткость и устойчивость. Кроме этого, повышается точность движения ленточной пилы в зоне резания, и устраняются колебания пилы. Конструкция плоских отжимных направляющих, выполненных в виде пластин, приведена на рис.5.11, б стр.102 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. Недостатком плоских отжимных направляющих является их высокая стоимость, т.к. материал направляющих должен обладать низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью и теплостойкостью.

Для уменьшения трения пилы о направляющие можно заменить трение скольжения трением качения путем применения отжимных направляющих для ленточных пил в виде свободно вращающихся роликов. В этом случае уменьшаются трение и нагрев пил. Конструкция отжимных направляющих ленточных пил, выполненных в виде свободно вращающихся роликов, приведена на рис.5.11, в стр.102 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990.

Такого вида направляющие имеют следующие недостатки: требуется высокая точность изготовления и монтажа роликов, чтобы исключить их биение; предъявляются повышенные требования к подшипникам, работающим при больших частотах вращения и имеющих одностороннюю нагрузку; необходимо предотвратить налипание на их рабочую поверхность смолы и опилок; через определенное время работы роликов их поверхности искажаются из-за износа и их необходимо восстанавливать шлифованием; при изгибе пилы на роликах возникают значительные напряжения, снижающие долговечность пилы. Из-за этих недостатков роликовые направляющие не нашли широкого применения в современных ленточнопильных станках.

Эффективным способом уменьшения коэффициента трения, составляющих сил резания при пилении древесины, а также повышения качества поверхности обработки при резании является боковое осциллирование пилы. В этом случае боковая составляющая вызывает относительное увеличение переднего угла резания (и уменьшение угла заточки). Результаты экспериментов, поставленных Маккензи по исследованию влияния бокового осцилирования при резании, приведены на стр.38-39 и 66-67 в книге Петера Коха Процессы механической обработки древесины. - Лесная пром-сть, 1969.

Значительно снизить трение полотна пилы о направляющие можно, если рабочие поверхности отжимных направляющих выполнить в виде аэростатических опор. Конструкция отжимной аэростатической направляющей ленточной пилы приведена на рис.5.15 стр.108 в книге Прокофьева Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. - М.: Лесная пром-сть, 1990. От источника сжатого воздуха по воздухопроводу в полость направляющей подается сжатый воздух, который затем проходит через отверстия поддува, выполненные перпендикулярно рабочей поверхности направляющей, через микроканавку и зазор между рабочей поверхностью направляющей и пилой и затем истекает в атмосферу.

Достоинства отжимных аэростатических направляющих следующие: максимальное снижение трения пилы о направляющие; охлаждение пилы воздухом; отсутствие износа направляющих; не требуется дорогих теплоизносостойких материалов.

Данный вид направляющих имеет недостаток. Они позволяют снижать только трение между пилой и направляющей, не влияя при этом на характер взаимодействия между пилой и распиливаемым материалом.

Эта конструкция отжимной аэростатической направляющей взята за прототип.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание отжимной аэростатической направляющей, позволяющей снизить коэффициент трения между передней режущей кромкой пилы и распиливаемым материалом, уменьшить силы, возникающие при резании, а следовательно, повысить качество пиления. Это достигается тем, что параметры аэростатической опоры изменены так, чтобы появлялись высокочастотные колебания малой амплитуды. Эти колебания наблюдаются при условии, если отношение объема микроканавки V_к к объему зазора V_з меньше чем в пять раз (стр.280 Опоры скольжения с газовой смазкой. / Под ред. С.А.Шейнберга. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 336 с., ил.)

Отжимная аэростатическая направляющая включает корпус 1, отверстия поддува 2, микроканавку 3, объем которой увеличен так, чтобы выполнялось условие 5·V_к>V_з.

Предложенная конструкция обеспечивает эффективную работу отжимной аэростатической направляющей ленточнопильного станка.

Отжимная аэростатическая направляющая ленточной пилы содержит корпус с отверстиями поддува и микроканавкой. Объем микроканавки увеличен так, чтобы выполнялось условие 5·V_к>V_з, где V_к - объем микроканавки, а V_з - объем зазора. Снижается коэффициент трения между передней режущей кромкой пилы и распиливаемым материалом, уменьшаются силы, возникающие при резании, повышается качество пиления. 1 ил.

Отжимная аэростатическая направляющая ленточной пилы, включающая корпус, отверстия поддува, микроканавки, отличающаяся тем, что объем микроканавки таков, что выполняется условие 5·V_к>V_з, где V_к - объем микроканавки, а V_з - объем зазора.