Коротышевая лесопильная рама

1. Анализ конструкций и направлений

1.1 Анализ конструкций аналогичных разрабатываемой

В наше время уже невозможно представить себе деревообрабатывающую промышленность без использования ленточнопильных станков. Благодаря данному оборудованию стало доступным выполнение резов различной конфигурации - радиусных, криволинейных и перпендикулярных, поэтому ленточнопильные станки стали неотъемлемой частью столярных мастерских.

Ленточнопильные станки применяются при распиливании брёвен, брусьев, досок, щитов и листовых материалов на заготовки. Режущий инструмент в них – ленточная пила в виде замкнутой металлической ленты, натянутой на шкивы станка, один из которых ведущий, а второй - со специальным устройством для натяжения пилы.

Ленточнопильные станки, обрабатывающие дерево, бывают трёх разновидностей:

• бревнопильные (их используют для распиливания брёвен вдоль. Сырьё для этих станков подают на тележке);
• делительные (служат для распиливания деревянного бруса в горизонтальной плоскости. Такие станки бывают горизонтальными или вертикальными, и сырьё для них подаётся механизировано);
• столярные (их используют в столярном и мебельном производстве для криволинейного и прямолинейного распиливания заготовок из древесины. Эти станки вертикальны, подача сырья к ним осуществляется вручную).

Кроме того, в зависимости от метода подачи сырья ленточнопильные станки бывают ручными, полуавтоматическими и автоматическими. По положению же стойки станины в отношении к распиливаемому материалу ленточнопильные станки делят на правые и левые.

Станки с узкой лентой относятся к низкопроизводительным. Станки, оснащённые широкой лентой, как правило, стоят намного дороже и славятся высокой производительностью.

На узколенточном станке за одну рабочую смену можно обработать около 5 кубометров древесины, поэтому данное оборудование лучше использовать в подсобном хозяйстве и на небольшой лесопилке. Следует так же учесть, что распиловка мёрзлых и грязных брёвен может затупить узкую пилу.

Широколенточные станки могут распиливать древесину метровой толщины и любой твёрдости, а так же грязную и мёрзлую, Их высокая производительность позволяет обрабатывать до 15 кубометров материала за одну смену.

 

По типу конструкции ленточнопильные станки бывают:

• горизонтальные качающейся компоновки,
• портальной компоновки,
• вертикальные.

Горизонтальный ленточнопильный станок качающейся компоновки эффективен в работе с диаметрами не превышающим 400÷450 мм. Горизонтальный ленточнопильный станок качающейся компоновки вводится в эксплуатацию на крупных и средних машиностроительных производствах.

Горизонтальный станок портальной компоновки отличается повышенной жесткостью, многообразием ленточных пил, которые можно успешно использовать для работы с разными диаметрами и скоростью резания. Пилы могут быть биметаллическими или твердосплавными.

Вертикальный ленточнопильный станок является универсальным оборудование, на котором можно производить поперечную, профильную и фигурную резку.

Ленточнопильный станок WACO BKW высокоскоростной станок, позволяющий работать на скорости до 120 метров в минуту. Основные характеристики: система управления (PLC) для настройки размеров при серийной распиловке, высота пропила – до 300 мм. Благодаря стабильному перемещению пильного полотна и его оптимальному натяжению достигается превосходная точность пропила. Конструкция предусматривает шесть приводных вальца подачи с независимой пневматической прижимной системой, обеспечивающие точную и эффективную подачу материала и простую точная настройка размеров

 

Рисунок 1.1 - Ленточнопильный станок WACO BKW

Ленточнопильный станок Энкор Корвет-31 (рис. 1.2) станок для прямого или радиусного пиления заготовок из дерева. Для более удобной работы имеется два упора, один для точности прямого пиления, второй для пиления под углом. Возможность подключения пылесоса  Особенности исполнения: асинхронный двигатель, магнитный пускатель, регулируемый по высоте стабилизатор пильной ленты, стабилизация пильной ленты осуществляется за счет подшипников качения, литой рабочий стол с наклоном до 45 град. Помимо этого комплектуется параллельным и транспортирным упором и патрубок для подсоединения пылесоса.

 

 

 

Рисунок 1.2 - Ленточнопильный станок Энкор Корвет-31

Ленточнопильный станок MG 6200 (рис. 1.3) предназначен для распиловки заготовок их древисины различной длины и толщины, как обрезной, так и необрезной доски. Выход готовой продукции на 30% выше, чем у обычной пилорамы. Достигается высокая точность размеров и качество пропила.

Рисунок 1.3 - Ленточнопильный станок MG 6200

Ленточнопильный горизонтальный мобильный станок ZBL-P50H (рис. 1.4) мобильный горизонтальный ленточнопильный станок предназначен для распиловки брёвен и бруса на пиломатериалы необходимых размеров. Особенность ZBL-P50H - это простота перемещения на любые расстояния

Рисунок 1.4 - Ленточнопильный мобильный станок ZBL-P50H

Ленточнопильный станок ЛБЛ-150-1 предназначен для распиловки бревен диаметром до 1,25 м и длиной от 2 до 7,5 м. Ширина пильной ленты 230 мм. Подача бревна осуществляется при помощи гидрофицированной тележки. Скорость подачи может достигать 2,1 м/с. Суммарная мощность электродвигателей 140 кВт.

Ленточнопильный станок ЛБ-240 может распиливать бревна диаметром до 1,5 м при скорости подачи до 2 м/с. Ширина пильной ленты 350 мм. Суммарная мощность электродвигателей 265 кВт.

Ленточнопильный шпалоавтомат ЛО-43 производит пиление вдоль волокон. Полотно ленточной пилы имеет ширину 230 мм и толщину 1,6 мм, зубья Г-образные, диаметры ведущего и ведомого шкивов – по 1,7 м, скорость резания v=45 м/с.

 

Рисунок 1.5 - Ленточнопильный станок ЛБ-240, ЛО-43

Шпальный кряж длиной 2,75 м закрепляется торцевыми зажимами в суппорте, при помощи которого перемещается в поперечном направлении, поворачивается и подается (надвигается) на ленточную пилу со скоростью подачи u=0,15 м/с. Мощность двигателя привода пилы – 55 кВт и механизма подачи 3 кВт. Весь процесс выпиловки шпал выполняется автоматически. Программа раскроя каждого кряжа выбирается автоматически в зависимости от его диаметра. При необходимости оператор может перейти и на ручное управление. Производительность шпалоавтомата ЛО-43 составляет около 500 шпал в смену; потери в виде опилок полностью исключены, вместо них получается лентообразная стружка (до 5 т в смену).

Технические характеристики ленточнопильных станков представлены  
в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Технические характеристики ленточнопильных станков

Параметры	Марка станка
	ЛБЛ-150-1	ЛБ-240	ЛО-43
Диаметр распиливаемого бревна, м, не более	1,25	1,5	-
Длина распиливаемого бревна, м	2…7,5	-	2,75
Ширина пильной ленты, мм	230	350	230
Толщина пильной ленты, мм	1,6	1,6	1,6
Скорость подачи, м/с	2,1	2	0,15
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	140	265	58

 

 

1.2 Направление проектирования

1.2.1 Патентные исследования

Объектом патентно-информационного поиска являются компоновочные схемы, применяемые устройства, агрегаты и механизмы различных типов ленточнопильных станков, а также устройства, агрегаты, механизмы и компоновочные схемы, используемые в смежных отраслях, применение которых может повысить показатели производительности и снизить затраты на 1 м3 пиломатериалов. Поиск проводится по открытым информационным источникам, таким как патентная база «Национально центра интеллектуальной собственности», научно-популярные издания, техническая литература, журналы, открытые патентные базы Российской федерации и иностранных ведомств.

Глубина патентного поиска составляет 30 лет. Вид поиска тематический (по фонду описаний изобретений, по фондам промышленных образцов и путем просмотра официальных бюллетеней) с использованием в качестве информационно-поискового языка классификации изобретений.

В результате проведения данной работы было найдено 60 патентов, наиболее интересными из которых являются 3 патента, которые отражают наиболее перспективные и актуальные технические решения, связанные с изменением кинематической схемы лесопильной рамы, с устройством механизма привода пильной рамки и приводом механизма подачи лесоматериалов.

Патентом Российской Федерации № 2243088 предлагается конструкция ленточнопильного станка с горизонтальным расположением ленточной пилы для получения пиломатериалов, как показано на рисунке 1.6. Станок состоит из станины-эстакады 1 для закрепления деревьев рельсового пути 2, на котором на роликах установлена рама 3. На раме 3 установлены: сиденье 4, электрошкаф с пультом управления 5, вертикальные направляющие 6, сопряженные с суппортом 7, включающим пильный аппарат 8, электропривод 9, винт подъема-опускания 10 суппорта 7 с электроприводом 11.

Рама 3 также снабжена электроприводом, который позволяет ей осуществлять управление движением вперед-назад. На кожухе суппорта 7 закреплена зубчатая или цепная рейка 12, взаимодействующая в зависимости от вида передачи или со сдвоенной звездочкой, или с зубчатым колесом 13, вращение от которой или непосредственно, или через цепную передачу 14 передастся на звездочку 15, закрепленную консольно на валу, установленном в подшипниковом узле 16, закрепленном на стойке 17, на которой также закреплен подшипниковый узел 18.

На втором консольном конце вала подшипникового узла 16 закреплен барабан 19 с мерными линейными делениями. Указатель 20 закреплен на раме 3 или на электрошкафу 5. С другой стороны кожуха суппорта 7 закреплена мерная линейка 21, а на направляющей 6 рамы 3 закреплен указатель 22, взаимодействующий с линейкой 21.

Отличием конструкции является наличие мерного указателя - мерное устройство для грубой настройки толщины распиливаемых пиломатериалов состоит из мерной линейки, закрепленной на суппорте, и считывающего механического указателя, жестко закрепленного на направляющей рамы

Патентом Российской Федерации № 2127188 предлагается конструкция ленточнопильного станка (рисунок 1.7), содержащего приводной и натяжной шкивы, смонтированных на направляющей и соединенных с демпфером опору натяжного шкива, привод направляющей, помещенный на шкивы ленточную пилу и индикатор усилия натяжения пилы, выполненный в виде цилиндра с поршнем, отличающийся тем, что соединение опоры с демпфером выполнено при помощи оси и стержня, который расположен в поршне, а демпфер смонтирован между поршнем и стержнем. Станок содержит приводной 1 и натяжной 2 шкивы, смонтированную на направляющей 3 и соединенную с демпфером 4 опору 5 натяжного шкива 2, привод 6 направляющей 3, помещенную на шкивы 1 и 2 ленточную пилу 7 и индикатор 8 усилия натяжения пилы 7, выполненный в виде цилиндра 9 с поршнем 10.

В станке соединение опоры 5 с демпфером 4 выполнено при помощи оси 11 и стержня 12, который расположен в поршне 10, а демпфер 4 смонтирован между поршнем 10 и стержнем 12.

Патент Российской Федерации № 2158653 (рисунок 1.8) предлагается вертикальный ленточнопильный станок, содержащий станину, пильные рамки, на каждой из которых смонтированы ведущий и ведомый шкивы с пильной лентой. Механизм перемещения пильных рамок, механизм подачи бревен и электроприводы, устроены так, что механизм перемещения пильных рамок содержит верхний и нижний узлы перемещения, каждый из которых содержит горизонтальную направляющую, выполненную в виде цилиндрической колонки, смонтированной на станине с возможностью вращения и соединенную с рамками посредством трубчатых направляющих, неподвижно закрепленных на пильных рамках. Для перемещения станин применяется полый винт с резьбой левого и правого направлений 10, установленный по центру цилиндрической колонки соосно с ней и зафиксированный с помощью штифта, и установленные соосно цилиндрической колонке по обе стороны полого винта две фланцевые втулки, одна из которых с внутренней левой резьбой, а другая с внутренней правой резьбой, причем каждая фланцевая втулка своей фланцевой частью неподвижно закреплена на торце соответствующей трубчатой направляющей, а частью, снабженной резьбой, навинчена на полый винт. По центру на наружной поверхности полого винта выполнен упорный гребень, который введен с возможностью скольжения в вилку, расположенную вертикально в плоскости оси движения механизма подачи бревен и неподвижно соединенную со станиной.