Способ резания древесины и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК A01G23/08 

(54) СПОСОБ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано при резании древесины.

Известен способ резания древесины, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей 1.

Недостатком известного способа является то, что при синхронном движении ножей на их передних гранях происходит сжатие волокон древесины, а выброс перерезанных частей древесины затруднен.

.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо- соб резания древесины, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении резания 2.

Недостатком этого способа является то, что в результате сжатия древеоины на передних гранях ножей, их боковых поверхностях возникают значительные усилия, которые вызывают появление сколов в древесине.

Цель изобретения - уменьшение усилия резания и ликвидация сколов древеоины.

Указанная цель достигается тем, что возвратно-поступательное движенив ножей осуществляется со сдвигом по фазе, а удаление отколотой чЖсти древесины из зоны резания - путем выноса ее ножами при возвратном ходе последних.

Предлагаемый способ осуществляется устройством, в котором державка выполнена с направляющими, в которых установлены ножи, а приводной вал

10 снабжен дополнительным кулачком- для взаимодействия со вторым ножом, причем кулачки привода ножей смещены своими выступами по отношению друг к другу на угол 10-180°. Кроме того, 15 режущие кромки ножей выполнены зубчатыми, а передние грани /ступенчатыми, причем передняя грань каждой ступени имеет угол наклона к плоскости резания меньше, чем угол нак20лона задней грани соответствующей ступени.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа резания древесины, вид сверху; на фиг.2 25разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4.- разрез В-В на фиг.З; на фиг.З - вариант .устройства с вибраторами;на фиг.6 вариант выполнения ножа; на фиг.7 30схема резания древесины.

Устройство включает державку 1 (фиг.1)/ ножи 2 и 3, привод 4 ножей проушины 5, предназначенные для крепления устройства к машине (не показана). В державке выполнены направляющие б для установки в них ножей 2 и 3 (фиг,2). На тыльной части ножеЦ 2 и 3 (фиг.2) при помощи соединительных элементов 7 закреплены упоры 8. Между упорами 8 и державкой 1 в которой имеются специальные выемки, установлены пружины 9 сжатия.

На державке 1 крепятся приводы 4 для вращения валов 10, установленных в подшипниках 11. На валах 10 при помощи механического соединения установлены эксцентрики 12 и 13, причем они расположены по отношению друг к другу с поворотом на определенный угол, например на 180° (фиг.З). Эксцентрики 12 и 13 входят в соответствующие о.тверстия 14, выполненные в ножах 2 и 3. На; боковых сторонах державки 1 при помощи , .волтов 15 установлены пластины 16, препятствующие возможному боковому сдвЕ-агу ножей 2 и 3. Ножи выполнены с поднутрениями 17 i

В другом варианте устройства вместо эксцентриков 12 и 13, привола 4,. пружин 9 в пазах 18 (фиг.5) державки 1 с тыльной стороны ножей устанавливаются вибраторы 19.

Ножи могут быть выполнены с зубцами 20 (фиг.6), расположенными вдоль режущей кромки 21, и ступеньками 22 на передней грани. Ступеньки 22 на передних гранях выполнены таким образом, что их передняя грань 23 наклонена под меньшим углом Л к плоскости резания, чем угол - , образованный задней гранью 24 ступеньки и плоскостью резания. Угол d находится в пределах 10-40°, угол (85-135°). Величина угла об выбрана по оптимальным условиям резания, а угла - по условию захвата ступенькой перерезанных частей древесины. Зубцы 20 на режущей кромке 21 выполняются аналогично зубьям, применяющимся в пилах поперечного резания .древесины. Зазор S (фиг.7) межцу ножами .принимается равным от 0,75t до 4t, где t- толщина ножа.

Предлагаемый способ резания древесины осуществляется следующим образом.

Устройство надвигают на дерево (фиг.1). В непосредственной близости от него включают приводы 4, которые вращают валы 10 с эксцентриками 12 и 13, вынуждающие двигаться нОжи 2 и 3 возвратно-поступательно в направляющих б державки 1 в направлении резания. Для уменьшения динами-. ческих сил, возникающих между ч . эксцентриками 12, 13 и ножами 2 и 3i служат пружины 9, которые также спо-г собствуют возврату ножей 2 и 3 в

крайнее заднее положение. Так, эксцентрики 12 и 13 повернуты относительно друг друга на определенный угол, движение ножей 2 и 3 также происходит со смещением по фазе на данс вый угол. Для примера рассмотрим движение ножей при сдвиге фаз движения на 180. Один из ножей, допустим .нож 2, в результате движения его со скоростью державки V и дополнитель.- но со скоростью VQ (фиг.7) по отношению к державке внедряется в древесину со скоростью VP+VO на величину hg; второй нож, например 3, отходит от древесины со скоростью VQ -Vp.Величины скоростей VP и VQ подбираются

15 таким образом, чтобы скорость V относительного движения Кожа к державке 1 была намного больше величины скорости VP поступательного движения державки , (или движения надвигания) .

0 Нож 2, внедряясь в древесину на заданную глубину hg (фиг.7), оставляет надрез 25, затем начинает отходить назад, а в это время нож 3 начинает надвигаться вперед, 11роходя

2 зону надреза 25, скалывает древесину на уровне конца надреза 25 по линии ЕЕ и проходит дальше, чтобы сделать свой надрез 26. Таким образом, ножи попеременно входят в древесину,

ее отколотые части 27 подхватываются

ступеньками 22, расположенными на передней грани ножей, и выталкиваются в уш-иренное пространство между ножами 2 и 3, а затем и в пространство между стенками пропила.

Для получения оптимальных величин усилия и производительности резания принимаются в расчет скорость надвигания Vp державки 1, относительная скорость движения Vg ножей

0 по отношению к державке 1.

Глубина надрезания hj для получения оптимальных усилий на ножах при их достаточно высокой частоте колебания находится в пределах (0,8j l,4)h, где h, - теоретическая глубина надрезания, при которой произойдет скалывание стружки между ножами, Теоретическая глубина радрезания определяется по формуле

ITgn ti.coso ittyo t y

) V

где Cgii - предел прочности древеси

ны на скалывание i5(вдоль 5волокон);

К:- расстояние между плосзссх:тями резания; с - угол резания ножей f коэффициент трения между ддревесиной и пе)едней

гранью резца; %(|1 временное сопротивление

древесины смятию; /U. - коэффициент. Пуассона для 5древесины (0,02-0,83), Угол сдвига без движения ножей подбирается таким образом, чтобы при внедрении в древесину одного из ножей и формировании своего надреза второй нож с запаздыванием подходил к выполнению своего надреза, как только первый нож начинает отходить 11азад. Для соблюдения этой схемы резания диапазон угла сдвига фаз дви(ения ножей находится в пределах от 10 до 180°. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут быть при менены при срезании деревьев лесосеч ными машинами, раскряжевке древесины Предварительный расчет экономической эффективности применения предлагаемо го способа применительно к машинам типа ЛП-19, показывает, что годовой экономический эффект от внедрения способа и устройства для его осуществления может быть равным около 1000 р. на одну машину. Формула изобретения 1. Способ резания древесины, преимущественно поперек ее волокон, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное дви; жение в направлении резания, от л и я тем, что, с целью дации сколов древесины, возвратнопоступательное движение ножей осуществляется со сдвигом по фазе, а удаление отколотой части древесины из зоны резания - путем выноса ее между ножами при возвратном ходе последних, 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее державки, каждая из которых имеет два параллельных и разнесенных по высо- Г те ножа и приводной вал с эксцентри ком для перемещения одного из ножей относительно державки, о т л и ч а i()щ е е с я тем, что державка выполнена с направляющими, в которых установлены ножи, а приводной вал снабжен дополнительным кулачком для взаимодействия со вторым ножом, при- чем кулачки привода ножей смещены своими выступами по отношению друг к другу на угол 10-180°. 3.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что режущие кромки ножей выполнены зубчатыми, а передние грани ступенчатыми, причем передняя грань каждой ступени имеет угол наклона к плоскости резания меньше, чем угол наклона задней грани соответствующей ступени. Источники информации, принятые во ввимаиие при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 730329, кл. А 01 G 23/08, 1978, 2.Авторское свидетельство СССР № 651756, кл. А 01 G 23/08,1977 (про