Способ поперечной инерционной распиловки лесоматериалов круглыми пилами Советский патент 1987 года по МПК B27B5/00 

11357226

Изобретение относится к лесной деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в кругло- пильных станках.

Цель изобретения - повышение производительности .

На фиг. 1 схематично изображено устройство, работающее по предлагаемому способу, вариантJ на фиг. 2 - примеры графиков изменения во времени нагрузки привода резания, например тока электродвигателя, при распиловке лесоматериала, например, диаметром d, и d.

JO

Способ осуществляю образом.

Надвигание пилы 1 тельную инерционную м нд,чинают с большой с определимой конструк аппарата. Например, д пильный диск диаметр толщиной 5,5 мм, при ния 980 об/мин скоро тавляет 1,0 м/с. В э исходит интенсивный ческой энергии, накоп массами механизма ре

Устройство включает пилу 1, элект- 5 зывает рост нагрузки

ханической энергии, электродвигателе 2. Х ния этой нагрузки п примерами графиков н от величины тока хол (i) до максимально данного диаметра а кривые 10 и 11 - и у i маис до i XX кри после завершения про

родвигатель 2 привода пилы 1, раму З.и связанный с нею, например, шар- нирно шток гидроцилиндра 4 надвигания пилы 1. В цепь питан ия электродвигателя 2 включен блок 5 измерения производной потребляемого им тока, выход которого соединен с одним входом усилительно-сравнивающего блока 6, второй вход которого соединен с источником 7 опорного сигнала, а выход блока 6 - с блоком -8 коммутации, к которому подключен исполнительный механизм 9.

На фиг. 2 позициями 10-13 обозначены кривые зависимостей тока от вре мени для двух разньгк диаметров лесоматериала.

Блок 5 измерения производной тока может быть выполнен, например, по схеме, которая включает три трансформатора тока, трехфазный выпрямитель и индуктивно-резисторный мост с выходным трансформатором,сигналом на вторичной обмотке которого является величина производной тока (dl/dt).

Источником 7 опорного сигнала мо- . жет служить, например, стабилитрон. В качестве усилительно-сравнивающего блока 6 используется компаратор. Блок 8 коммутации может быть выполнен на базе реле. В качестве исполн тельного механизма 9 может быть использован гидрораспределитель с электрическим управляющим - органом, например электромагнитом.

Кинематически пила 1 взаимодействует с распиливаемым лесоматериалом т

На основании результатов расчета можно сделать вывод, что момент изменения знака производной нагрузки источника энергии привода инерционной круглой пилы при широком диапазоне изменения условий резания и ра бочих скоростей подачи пилы, совпад ет с моментом окончания резания кру

КИМ образом, что направление подачи

осу1цествляется, например, сбоку (как 55лых лесоматериалов с упреждением на

это показано на фиг. 1) но может1-6%. Для рассмотренного примера

быть и снизу, как это имеет место,максимальное-упреждение составляет

например, в триммерных установках-0,036 с (диаметр реза 0,6 м), скоO

Способ осуществляют следующим образом.

Надвигание пилы 1, имеющей значительную инерционную массу вращения, нд,чинают с большой скоростью подачи, определимой конструкцией пильного аппарата. Например, для пилы, имеющей пильный диск диаметром 1500 мм и толщиной 5,5 мм, при скорости вращения 980 об/мин скорость подачи составляет 1,0 м/с. В этом случае происходит интенсивный расход кинематической энергии, накопленной маховыми массами механизма резания, что вы5 зывает рост нагрузки

5 зывает рост нагрузки

0

5

в источнике механической энергии, например тока в электродвигателе 2. Характер изменения этой нагрузки показан на фиг. 2 примерами графиков нарастания тока от величины тока холостого хода (i) до максимального значения для данного диаметра i „ctKcj - кривые 10 и 11 - и убывания тока от i маис до i XX кривые 10 и 13 - после завершения пропила.

Как видно из графиков, их экстремумы нарастания тока (зоны А и В) близко совпадают по времени с моментом завершения пиления образцов лесоматериалов диаметром d (зона А и d 2 (зона В).

При этом производные тока (кривые 10 и 11) до точек перегиба в зонах А и В больше нуля, а производные то- 35 ка (кривые 12 и 13) после точек перегиба в зонах А и В меньше нуля.

В таблице приведены результаты расчета величины отношения момента ,,

макс котором нагрузка двигателя принимает максимальное значение, к моменту t р окончания реза для пилы, имеющей диаметр 1,5 м, толщину 5 мм, число зубьев 72, шири40

ну пропила 8 мм инерции 18,4 кгм, электродвигатель мощностью 23 кВт со скоростью вращения 930 об/мин.

На основании результатов расчета можно сделать вывод, что момент изменения знака производной нагрузки источника энергии привода инерционной круглой пилы при широком диапазоне изменения условий резания и рабочих скоростей подачи пилы, совпадает с моментом окончания резания круг50

55лых лесоматериалов с упреждением на

рость надвигания 1 м/с). Время срабатывания электромагнитов залотни- ков не менее 0,1 с. Таким образом, даже максимальное упреждение момента выдачи сигнала на останов надвигания меньше минимального времени срабатывания электромагнита .золотника, и рез обязательно будет завершен.

Метод фиксации изменения знака производной источника энергии привода инерционной пилы позволяет создать целый ряд устройств, сигнализирующих о моменте окончания резания.

Способ пригоден только для механизмов резания, использующих в про- цессе пиления не менее 50% кинетической энергии, накопленной между резами, -т.е. для инерционных механизмов, как это имеет место для круглых пил большего диаметра, работающих с большими скоростями 1адви гания порядка 0,5-1,0 м/с. Именно при таких режимах работы момент времени изменения знака производной нагрузки практически совпадает с моментом завершения резания.

Напротив, в случаях, когда пилени производят, в основном, за счет источника механической энергии без ее предварительного аккумулирования маховыми массами, как это имеет место при использовании, например, цепных пил, характер изменения нагрузки источника механической энергии практически совпадает во времени с характером изменения высоты пропила. Следовательно, приводная этой нагрузки изменяет свой знак приблизительно в середине пропила и для этих случаев предлагаемый способ непригоден. .

Производную, т.е. скорость изменения нагрузки источника механической энергии, а в рассматриваемом варианте производную тока электродвигателя 2, измеряют с помощью блока 5

По1{,учасмый сигнал с выхода блока 5 подают на первый вход усилительно.йравнивающего блока 6, где его после 50 лагаемому способу.

усиления сравнивают с опорным сигналом, поступающим на второй вход блока 6 от источника 7 опорного сигнала 1. Величину опорного сигнала ус- 5 танавливают такой, чтобы она соответствовала нулевому значению про- изводнойотока двигателя 2. При этом на выходе блока 6 сигнал будет равен нулю до тех пор, пока производная O тока двигателя 2 не станет отрицательной, т.е. до тех пор, пока электродвигатель 2 не начнет разгонять пилу 1, что практически соот- ветсТйует моменту завершения резания 5 Но как только этот сигнал станет отрицательным, что означает смену знака производной изменения тока в двигателе 2, на выходе блока 6 появится сигнал, которьй включит реле 0 блока 8 коммутации, а это реле в свою очередь включит электромагнит гидрорас пределителя, который пере- ключит работу гидроцилиндра 4 из режима подачи в режим отвода рамы 3 с 5 пилой 1.

Таким образом, способ позволяет осуществлять реверсирование направления пилы при фактическом завершении пропила (положение Г1 на фиг. 1), 0 а не в момент (положение 1нафиг.1) воздействия элементами пильного аппарата на путевой датчик, положение которого соответствует максимально возможному диаметру лесоматериала, 5 распиливаемому на данном пильном аппарате, как зто имеет место при. использовании известных способов.

При этом в сравнении с такими способами исключается холостой путь 0 надвигания пилы, складывающийся из пути подачи пилы от точки выхода из пропила до путевого датчика и пути отвода пилы от этого датчика до точки выхода ее из пропила, что 5 приводит к сокращению в среднем на 30-40% рабочего цикла надвигания пилы. Это, в свою очередь, позволит получить выигрыш в производительности устройства, работающего по пред

:

1,38-2,78 0,93-1,85

О

0,69-1,31

0,96-0,98

0,95-0,98

0,94-0,97

0,96

0,94-0,98

0,69-2,78

Мгда/г C/fuS

1,36-2,811,36-2,83

0,91-1,85 0,91-1,85 0,66-1,31 0,66-1,31

0,97-0,99

0,96-0,99

0,95-0,98

0,97

0,95-0,99

0,66-2,81

0,98-0,99

0,97-0,99

0,96-0,98

0,98

0,96-0,99

0,66-2,83

Ч

rum

t макс 1

iffOffcZ

ixx

tHgtni

Фи&2

D,M

Редактор А.Ворович

Составитель В. Китаев

Техред|Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 5932/13 . Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по. делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. П«юектная, 4