Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации лесопильных рам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет технологии и техники лесной промышленности

Кафедра деревообрабатывающих станков и инструментов

Специальность «Технология деревообрабатывающих производств»

Специализация «Технология деревообрабатывающих производств»

Пояснительная записка

Курсовой работы

По дисциплине «Резание древесины и дереворежущий инструмент»

Тема: «Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации лесопильных рам»

Исполнитель В.А.Василевский

Руководитель А.Ф. Аникеенко

Минск 2011

Реферат

Пояснительная записка 45, рис.4, табл.3, 1 диаграмма,1 график, 12 источников.

БРУС, ДОСКА, ОБОРУДОВАНИЕ, СТАНОК, ПИЛА, РЕЖИМ, МОЩНОСТЬ, СКОРОСТЬ ПОДАЧИ

Целью выполнения курсового проекта являются:

1. Изучить и познать объективные закономерности факторов, влияющих на процесс обработки резанием и физическую сущность процесса;

2. Изучить методы улучшения качества обработки, обеспечения максимального выпуска продукции, снижения себестоимости за счет экономии материалов, электроэнергии, увеличения производительности и облегчения труда рабочих разработкой и внедрением рациональных методов обработки;

3. Изучить методы повышения долговечности и надежности работы инструментов.

Произведены расчет рациональной скорости подачи, требуемой мощности резания на выполнение технологического процесса, фактических сил резания и потребного количества инструмента. Расчет должен обеспечить получение необходимого качества обработанной поверхности детали.

Результатом курсовой работы является наиболее рациональный метод получения необходимой детали - это выбор наиболее подходящего оборудования для обработки, выбор типового инструмента и определение его основных параметров, а также определение режимов обработки, обеспечивающих наибольшую производительность при минимальных экономических затратах.

Графическая часть включает:

функциональную схему станка - 1 лист А4;

кинематическую схему станка - 1 лист А2;

общий вид станка - 1 лист А2;

чертеж режущего инструмента - 1 лист А4.

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Возможные варианты изготовления заданной детали

1.2 Выбор и обоснование технологической операции получения детали

1.3 Выводы по разделу

2. Технологическая часть

2.1 Последовательность технологических операций получения готовой де-тали

2.2 Выбор оборудования для заданного процесса обработки и его обоснование

2.3 Технические данные станка

2.4 Технологические операции,выполняемые на станке

2.5 Функциональная схема станка (графическая часть)

2.6 Кинематическая схема и ее описание

2.7 Требования к качеству обработанной поверхности,факторы,влияющие на качество обработки

2.8 Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Выбор типового инструмента (графическая часть), подготовка его к работе (балансировка, правка, вальцевание, заточка, доводка, и т.д.)

2.9 Последовательность наладки станка(привести необходимые схемы)

2.10 Требования техники безопасности работы на станке, экологические требования

2.11 Выводы по разделу

3. Расчетная часть

3.1 Кинематический расчет механизмов резания и подачи (V, V_s)

3.2 Расчет полезной мощности механизма резания и подачи исходя из технической характеристики привода станка,построение "ручьевой" диаг-раммы

3.3 Расчет и анализ предельных режимов обработки: использование полной полезной мощности; получения установленного качества обработанной поверхности; производительности инструмента; устойчивости работы инструмента

3.4 Расчет фактических сил резания (составление расчетной схемы)

3.5 Построение графика скоростей подач для рассматриваемого оборудования

3.6 Расчет потребного количества дереворежущего и абразивного инструментов на год

3.7 Выводы по разделу

4. Выводы по работе

Список литературы

Введение

Современные деревообрабатывающие станки являются сложными рабочими машинами. В их состав входят механизм резания, подачи, базирования, настройки, загрузки и разгрузки. Эксплуатация такого оборудования требует хорошего знания не только самого оборудования, но и процессов связанных с резанием и режущим инструментом.

На лесопильных рамах распиливают древесину полосовыми пилами, натянутыми в пильной рамке и совершающими возвратно-поступательные движения. Лесопильные рамы предназначены для продольного распиливания бревен и брусьев на доски.

Преимуществами лесопильных рам являются: наибольшая жесткость инструмента при прочих равных условиях по сравнению с его жесткостью в других станках; возможность одновременной работы комплекта (постава) пил; проходной принцип работы; простота конструкции режущего инструмента.

Целью курсового проекта является разработка рациональных режимов резания при эксплуатации рамных пил.

Следует отметить, что режимы резания должны обеспечивать наибольшую производительность при минимальных экономических затратах, что в данной курсовой работе мы и должны будем сделать.

1. Общая часть

1.1 Возможные варианты изготовления заданной детали

В данной работе рассматривается получение из заготовки (бруса) обрезных досок. Необходимые обрезные доски, каждая из которых шириной 20мм, получаем путем пиления в размер заготовки. Заготовкой в нашем случае является брус, диаметр которого равен 250 мм, а длина 4000 мм.

Данный процесс пиления можно реализовать несколькими разновидностями пиления, а именно:

- Ленточным пилением;

- Рамным пилением;

- Пилением круглыми пилами.

Каждый из перечисленных способов имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими, которые оказывают значительное влияние при распиловке древесины. В данном случае рассматривается пиление породы - сосна.

При изготовлении сосновых обрезных досок предпочтительным является рамное пиление, так как по сравнению с другими оно имеет ряд существенных преимуществ, выделяющих его из всех приведенных способов:

- высокая производительность, определяемая непрерывной подачей брусьев и большим числом пил, одновременно участвующих в работе;

- невысокая относительная цена (относительная цена -- отношение абсолютной цены к производительности);

- низкие текущие расходы.

На основании вышеизложенного для осуществления технологического процесса пиления будем использовать одноэтажную лесопильную раму Р63-4Б.

1.2 Выбор и обоснование технологической операции получения детали

Уменьшение потерь древесины в опилки является важнейшей проблемой малоотходной технологии. Решение этой проблемы имеет большое народнохозяйственное значение не только для снижения издержек производства, но и для сохранения наших лесных богатств. Решать эту проблему очень часто приходится при покупке нового оборудования и инструмента для участка первичного раскроя - получения из бревен досок и черновых заготовок.

В настоящее время раскрой древесины осуществляется методом пиления с применением в качестве инструмента полосовых (рамных), ленточных и круглых пил. При пилении часть материала, в пределах пропила, срезается зубьями и удаляется в виде опилок. Так при пилении от 11% до 19% объема ценной древесины превращается в опилки.

Основным оборудованием применяемым в настоящее время для продольного пиления являются лесопильные рамы, ленточнопильные, круглопильные, фрезернопильные, фрезерно-брусующие и фрезерно-профилирующие станки.

Производительность лесопильных рам в пересчете на суммарную площадь пропила существенно выше, чем однопильных станков других типов. Точность размеров пиломатериалов, получаемых на лесопильных рамах, также выше, чем на ленточно- и круглопильных станках. Значительная часть опилок может быть превращена в технологические опилки увеличенных размеров.

Главным недостатком лесопильных рам является невысокая и неравномерная скорость перемещения пил (от 0 до 9м/с), что препятствует повышению их производительности. Значительные трудности создают знакопеременные инерционные возмущающие силы, уравновешивание которых превратилось в сложную техническую задачу.

Распиловка бревен на ленточнопильных станках в ряде случаев отличается значительными преимуществами по сравнению с распиловкой на лесопильных рамах и круглопильных станках. На однопильных станках можно производить индивидуальную открытую распиловку с учетом особенностей каждого бревна.

Потери древесины в опилки при ленточном пилении минимальны.

Главной проблемой при пилении ленточными пилами является повышение их жесткости в зоне резания и обеспечения высокой точности

перемещения каретки по рельсовому пути. Определенная сложность возникает при эксплуатации сдвоенных и четырехпильных блочных ленточнопильных станков-агрегатов.

Круглопильные станки для всех видов распиловки бревен и досок получили в лесопилении широкое распространение, особенно шпалорезные, для распиловки бревен и брусьев, а также обрезные и торцовочные.

Главным недостатком круглопильных станков является повышенные требования к базированию, значительные потери древесины в опилки, сложность подготовки круглых пил к работе, пониженная точность размеров пилопродукции.

При оценке эффективности использования различных видов оборудования учитываются размеры и качество выпиливаемой пилопродукции, особенности раскроя, сортность и размеры исходного сырья, а также экономические показатели эффективности работы оборудования в различных условиях.

Так, при распиловке бревен больших диаметров, лучше использовать ленточнопильные станки. Это объясняется тем, что распиловка крупномерного сырья на широкопросветных рамах менее производительна.

При распиловке бревен и брусьев средних и малых диаметров выгодно использовать узко- и среднепросветные лесопильные рамы, так как ни не уступают по производительности ленточнопильным станкам.

В тоже время лесопильные рамы обеспечивают более высокое качество поверхности и точность размеров пиломатериалов.

На круглопильных станках выгоднее раскраивать тонкомерное сырье. По сравнению с лесопильными рамами и ленточнопильными станками они дают более широкий пропил и меньшую точность размеров пиломатериалов.

Лесопильные рамы имеют существенные преимущества перед другими бревнопильными станками и остаются основным оборудованием лесопильного производства.

1.3 Выводы по разделу

Для уменьшения потерь древесины, повышения производительности, увеличения точности размеров, получаемых обрезных пиломатериалов выгодно использовать лесопильную раму. Так как распиловку бревен и брусьев с относительно средним и малым диаметром лучше осуществлять на лесопильных рамах- они не уступают по производительности ленточнопильным станкам. Сравнив лесопильную раму с другим оборудованием, для получения из данного по заданию двухкантного бруса пиломатериала обрезного породы сосна, предпочтительнее использовать для раскроя лесопильную раму.

По данному разделу, для выполнения технологической операции получения пиломатериала обрезного я выбрала одноэтажную лесопильную раму Р63-4Б,так как она затрачивает не много электроэнергии и обеспечивает высокую производительность.

2. Технологическая часть

2.1 Последовательность технологических операций получения готовой детали

Бревна вершинным торцом вперед по продольному цепному конвейеру поступают в лесопильный цех. С конвейера бревна сбрасываются бревно сбрасывателем на накопитель. С накопителя бревна механизмом поштучной выдачи поступают на впередирамную тележку, которая состоит из зажимной и поддерживающей тележки.

Здесь бревно по команде рамщика второго ряда поворачивается вокруг оси в зависимости от пороков, центрируется и зажимается. Тележки, двигаясь по рельсовому пути, подают бревно в лесопильную раму первого ряда. После рамы первого ряда брус, необрезные доски и длинные горбыли конвейером подаются вперед до упоров. При этом брус задерживается первым навесным упором, горбыли и доски проходят дальше по конвейеру до второго упора, где они сбрасываются винтовыми роликами на поперечный цепной конвейер. Брус смещается винтовыми роликами конвейера в сторону на направляющие цепей брусоперекладчика.

По мере необходимости рамщик рамы второго ряда включает подъём направляющих и движение цепей брусоперекладчика. Брус перемещается на роликовый конвейер перед рамой второго ряда.

При помощи центрирующего механизма-манипулятора брус заправляется в раму второго ряда. За рамой второго ряда установлен конвейер с разделительными пластинами.

Обрезные доски после распиловки бруса проходят коридором между пластинами дальше на ленточный конвейер. Необрезные доски и длинные горбыли сбрасываются на поперечный цепной конвейер, который подает их на кронштейны перед роликовым столом обрезного станка. Сюда же подаются необрезные доски и длинные горбыли от лесопильной рамы первого ряда.

Горбыли вручную отделяются от досок, укладываются на тележки, затем поступают на дальнейшую доработку горбыля на обапол или мелкую пилопродукцию, или в рубительную машину для переработки на технологическую щепу.

2.2 Выбор оборудования для заданного процесса обработки и его обоснование

Продольная распиловка рамными пилами возможна на одно- и двухэтажных лесопильных рамах.

Двухэтажные лесопильные рамы с одним шатуном отличаются быстроходностью, непрерывной подачей бревна и высокой производительностью.

Одноэтажные лесопильные рамы обычно с двумя шатунами - сравнительно тихоходны. Они имеют значительно меньшие габариты, меньшую потребляемую мощность и предназначены для использования на небольших лесопильных заводах или вспомогательных предприятиях.

Получение двухкантного бруса - это традиционный вид лесопиления. Основывается на использовании, как правило, двух лесопильных рам, называемых первого и второго ряда. Бревно, подаваемое на вход первой рамы, распиливается на двухкантный брус, который распускается на обрезной материал пилорамой второго ряда.

Рамные потоки отличаются своей универсальностью, большой производительностью и неприхотливостью в эксплуатации. Это оборудование может работать как в теплых, так и в неотапливаемых помещениях. Использование лесопильных рам может производиться как с использованием околостаночной механизации: впередирамных автоматизированных тележек, позади и впередирамных рольгангов, брусоперекладчиков, так и со стопроцентным использованием ручного труда (ручные тележки на подаче сортиментов и приеме досок). Подготовка режущего инструмента, как правило, не требует применение алмазного инструмента или высокотехнологичных прецезионных станков. На рамном оборудовании можно производить распиловку как хвойных, так и лиственных пород древесины. В зависимости от применяемого технологического процесса на этом оборудовании возможно получение как обрезных, так и необрезных пиломатериалов.

Из одноэтажных лесопильных рам наибольшее распространение получила модель Р63-4Б, которую и примем для выполнения заданного технологического процесса.

Пилорама рамная Р63-4Б предназначена для продольной распиловки брёвен и брусьев различных пород древесины на пиломатериалы.

Распиловка бревен осуществляется возвратно-поступательным перемещением пильной рамки с укрепленным на ней поставом (набором) пил по направляющим.

Устанавливается в лесопильных цехах высокой производительности. Также пилорама может быть использована на временных и стационарных лесопильных предприятиях и строительных площадках, однако требует фундамента. Основой конструкции лесопильной рамы является сварная цельная станина с расположенными на ней узлами. Компоновка двух-шатунная. Подача и прижим сырья электромеханический.

Движение к пильной рамке передаётся от главного вала шатуном. Подача распиливаемого бревна осуществляется системой мощных литых рифлёных подающих роликов (рябух) со скоростью до 6,5 м/мин, что обеспечивает высокую производительность пилорамы.

2.3 Технические данные станка

Основными параметрами лесопильных рам являются: ширина просвета, величина хода пильной рамки и количество ходов пильной рамки в минуту. Просветом пильной рамки называется расстояние между внутренними стенками ее стоек. Это расстояние определяет наибольший диаметр бревна, которое можно распилить на данной раме. Ходом называется величина перемещения пильной рамки в направлении пил.

Величины основных технических характеристик лесопильной рамы Р63-4Б приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Технические характеристики лесопильной рамы Р63-4Б

Наименование параметра	Значение параметра
Ширина просвета пильной рамки, мм.	630
Ход пильной рамки, мм.	400
Число двойных ходов пильной рамки в минуту	285
Подача материала на один двойной ход пильной рамки, мм	4 - 40
Длина распиливаемого материала, мм	3000 - 7500
Диаметр распиливаемого материала, мм	530
Наибольшее число устанавливаемых пил в поставе, шт	12
Общая установленная мощность, кВт.	52,4
Наименьшее устанавливаемое расстояние между пилами, мм	18

2.4 Технологические операции, выполняемые на станке

Лесопильная рама Р63-4Б предназначена для продольной распиловки брёвен и брусьев различных пород древесины на пиломатериалы.

Распиловка бревен, брусьев осуществляется возвратно-поступательным перемещением пильной рамки с укрепленным на ней поставом (набором) пил по направляющим.

Технологическая схема продольной распиловки бревна с применением рамных пил представлена на рис. 2.4.1



Рис. 2.4.1. Технологическая схема обработки на лесопильной раме

Бревно 4 подается на возвратно-поступательно движущуюся в направляющих 3, 9 пильную рамку 1 с закрепленным в ней поставом (набором) пил 2. Максимальный диаметр бревна определяется шириной просвета В.

Подача осуществляется впередирамной тележкой и подающими вальцами 5, 6. После прохождения постава пил полученный брус проходит через направляющий аппарат 7, который обеспечивает правильное базирование бревна 4. Дальше пиломатериалы поступают на роликовый конвейер 8, а с него на сортировку и дальнейшую обработку.

При организации процесса выработки пиленой продукции стремятся к рациональному использованию, как оборудования, так и труда рабочих. Это достигается соответствующим построением производственного процесса.

На данной лесопильной раме при групповой распиловке, бревна распиливаются поставом (набором) пил без учета особенностей каждого отдельного бревна. Групповая распиловка бревен является более производительной, поэтому она имеет широкое применение.



Рис 2.4.2. Способы распиловки бревен

По направлению продольной оси бревна в лесопильной раме различается распиловка параллельно оси бревна и параллельно образующей. В подавляющем большинстве случаев распиловка производится параллельно оси бревна, так как групповая распиловка бревен параллельно образующей сильно перерезает годовые слои древесины на одной половине бревна, что ухудшает качество досок и способствует переходу сердцевинной трубки с одной пласти доски на другую или выходу ее в две центральные доски. Возможна ориентированная распиловка (радиальная или тангентальная).

Для выработки пиломатериалов массовых спецификаций, не требующих ориентации пластей относительно годичных слоев древесины, широко используется два основных способа распиловки: вразвал и с брусовкой.

При распиловки бревен вразвал направления плоскостей всех пропилов в бревне параллельны между собой (рис 2.4.2, а). Из бревна выпиливается несколько не обрезных досок и два горбыля. Этим способом распиливается почти полностью пиловочное сырье лиственных пород и часть сырья хвойных пород, в основном тонкомерные бревна диаметром 14 и 16 см.

При распиловке бревен с брусовкой (рис 2.4.2, б-в) сначала получают двухкантный брус и не обрезные доски (первый проход) (рис 2.4.2, б-1); брус затем распиливают в продольном направлении перпендикулярно его пластям на обрезные и необрезные доски (второй проход) (рис 2.4.2, б-2)

При распиловке толстомерных бревен (диаметром примерно от 40 сантиметров и выше) из средней части бревна могут выпиливаться два или три бруса (рис 2.4.2, в-1) с последующей их распиловкой на обрезные и не обрезные доски (рис 2.4.2, в-2). Количество горбылей получаемых из бревна зависит от количества выпиливаемых брусьев: при одном брусе - 4 горбыля, при двух- 6 и при трех - 8 горбылей. Распиловкой с брусовкой перерабатывается до 60% всего пиловочного сырья, в основном это хвойное сырье диаметром 18 и более см.

Имеются и другие способы распиловки: секторный (рис 2.4.2,г), развально-сегментный (рис 2.4.2, д), брусово-сегментный (рис 2.4.2, е) и круговой (рис 2.4.2, ж).

Их применяют, когда необходимо получить пиломатериалы, отвечающие специальным требованиям в отношении расположения пластей к направлению годичных слоев древесины (пиломатериалы тангентальной и радиальной распиловки).

Постав - это схема (план) раскроя отдельного бревна или группы бревен на пиломатериалы требуемых размеров, показывающая порядок и место пропилов, толщину, а иногда и ширину получаемых пиломатериалов.

2.5 Функциональная схема станка (графическая часть)

Функциональная схема лесопильной рамы показана на чертеже. Под действием кривошипно-шатунного механизма с главным валом пильная рамка, в который натянуты пилы , совершает возвратно-поступательное движение в направляющих. Поскольку рамка установлена с некоторым наклоном, то при движении вниз пилы врезаются в древесину, а при движении вверх зубья отводятся от дна пропила; Распиливаемый брус надвигается на пилы с помощью нижних и верхних вальцев. Нижние вальцы не меняют своего положения, а верхние являются «плавающими», высота их меняется в зависимости от изменения диаметра распиливаемого бревна или толщины бруса.

2.6 Краткое описание конструкции станка

Главное движение в лесопильной раме -- возвратно-поступательное перемещение пильной рамки с пилами, которое она получает через шатуны от кривошипных пальцев маховиков коренного вала. Один из маховиков коренного вала является приводным шкивом, который приводит коренной вал во вращение посредством ременной передачи от электродвигателя.

Для уменьшения смещения пил в подвесках (при установке уклона пил) в конструкции лесопильной рамы предусмотрен уклон пильной рамки, который обеспечивается конструкцией станины. Непрерывная подача бревна или бруса осуществляется двумя парами вальцов. Вращательное движение нижние вальцы получают от мотор-редуктора, коробки скоростей и цепной передачи. При помощи цепной передачи вращение с нижних вальцов 7 передается на верхние вальцы. Верхние вальцы 8 смонтированы в воротах 9,10 и вместе с ними могут подниматься и опускаться.

Привод перемещения ворот находится в верхней траверсе. Он состоит из фланцевого электродвигателя, шестеренчатой пары и передачи винт-гайка.

Станина 1 представляет собой цельносварную конструкцию из швеллеров и листовой стали. На станине монтируются механизмы лесопильной рамы.

Коренной вал 2 предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение пильной рамки с поставом пил. Коренной вал установлен на подшипниках качения в станине рамы. Он состоит из вала и маховиков. Маховики посажены на конусные поверхности вала. Один из маховиков одновременно является приводным шкивом под клиноременную передачу, а второй -- тормозным.

Шатуны 3 предназначены для соединения коренного вала с верхней траверсой пильной рамки. Они монтируются на подшипниках качения на кривошипных пальцах коренного вала и цапфах верхней траверсы пильной рамки

Пильная рамка 4 состоит из верхней и нижней траверс, вертикальных стоек, ползунов и струбцин. В пильной рамке устанавливается при помощи захватов комплект (постав) рамных пил.

Главный привод 5, предназначенный для приведения во вращение коренного вала 2, состоит из электродвигателя со шкивом, эластичной муфты, салазок и клиноременной передачи.

Тормоз 6 служит для быстрого останова коренного вала лесопильной рамы; ручной, ленточного типа. Он состоит из рукоятки, системы рычагов и стальной ленты с наклепанной на нее фрикционной лентой, которая охватывает маховик коренного вала.

2.7 Требования к качеству обработанной поверхности, факторы, влияющие на качество обработки

Причинами дефектов распиловки, вызывающих технический брак или снижение качества пиломатериалов, могут быть нарушение правил технического содержания лесопильной рамы и околорамных механизмов, неправильная подготовка или установка рамных пил, неправильная форма распиливаемого бревна, ошибки в работе рамщика.

Наиболее характерные виды технического брака -- крыловатость досок, кривизна досок по пласти или по кромке, зарезание доски, волнистый пропил, неправильная толщина досок, бахрома по краям кромки чистообрезных досок при распиловке бревен с «брусовкой, повышенная шероховатость поверхности распила по пласти в виде мшистости или глубоких рисок от зубьев пилы, вмятины на кромках чистообрезных досок при распиловке бревен с брусовкой.

Крыловатость досок обычно вызывают следующие недостатки технического содержания лесопильной рамы и околорамных механизмов.

Поперечный уклон на некотором участке рельсового пути, в результате чего впередирамная тележка с зажатым концом бревна по мере продвижения наклоняется в сторону пониженного рельса и постепенно поворачивает бревно, искривляя пропил. Обнаружить поперечный уклон пути можно шаблоном с уровнем. Для устранения уклона следует перешить путь по уровню.

Повышенная выработка середины нижних подающих вальцов лесопильной рамы, из-за которой, особенно при несовпадении центра постава с центром выработки вальца, бревно, направляемое по центру постава, будет постепенно сползать в выемку. Для устранения дефекта следует сменить выработавшиеся кольца, если нижний подающий валец составной, или заменить валец.

Непараллельность (перекос) осей вращения подающих вальцов, из-за которой бревно при распиловке уводится в сторону и поворачивается вокруг своей продольной оси, устраняют, регулируя положение вальцов в подшипниках.

Слишком низкое положение опорных поверхностей зажимной и поддерживающей тележек по отношению к уровню верхних образующих нижних вальцов, которое «приводит к тому, что бревно после разжима клещей тележки может повернуться. Дефект устраняют, поднимая путь впередирамных тележек или устанавливая на тележки деревянные подкладки.

Неправильная вальцовка пил с излишним ослаблением задней кромки и неправильный наклон пил на одной стороне постава или скопление на одной стороне постава затупленных пил.

Неправильная форма поперечного сечения бревна-- различные местные неровности, выступающие сучья, кривизна комля, из-за чего бревно поворачивается на вальцах под действием пары сил от давления верхних нижних вальцов не по одной вертикальной линии. Это особенно сказывается при допиливании конца бревна после разжима клещей зажимной тележки.

Ликвидировать дефект можно более поздним освобождением бревна от зажимной тележки и запуском в раму бревен неправильной формы так, чтобы давление верхних и реакция нижних вальцов были на одной вертикали.

Большая (более 0,5--1 мм) слабина ножей направляющего аппарата, нецентральный и косой зажимы клещей тележки, неравномерная загрузка пил одной и другой половин постава вследствие нецентрального запуска бревна в постав.

На втором проходе (при распиловке бруса) крыловатость досок может быть следствием крыловатости, бруса так как вальцы лесопильной рамы второго ряда копируют искривление. В этом случае причина дефекта - в плохой работе брусующей лесопильной рамы.

Кроме того, крыловатость выпиливаемых досок может быть вызвана установкой пил в пильной рамке с перекосом или со скручиванием. Эти дефекты установки пил возникают из-за неравной толщины межпильных прокладок, от чего расстояние между пилами со стороны зубьев и спинок будет различным. Скручивание пил получается также при неравномерной затяжке болтов струбцин и попадании опилок между пилами и прокладками

Кривизна досок бывает по пласта и по кромке. Кривизна по пласти может получиться как при распиловке бревна вразвал, так и при распиловке бруса. Кривизна досок по кромке возникает от неправильной распиловки при брусовке, когда формируется пласть бруса, из которой затем получаются кромки досок.

Кривизну (по пласти или по кромке) в вершинном или комлевом конце вызывает непараллельность пильных полотен направлению рельсовых путей или неперпендикулярность к осям подающих вальцов, а также непараллельность осей передних и задних вальцов. В этом случае бревно или брус, не зажатые в клещах тележки, будут уводиться вальцами в сторону. Кривизну в конце Доски может вызвать также слишком ранний разжим клещей тележки, когда конец незажатого бревна может получить боковое смещение.

Равномерная кривизна доски по пласти получается обычно из-за неперпендикулярности рельсового пути осям подающих вальцов или при неперпендикулярности ножей направляющего аппарата плоскостям пил.

Зарезание досок или бруса представляет собой постепенный увод бревна в сторону и распиловку его не по продольной оси при сохранении плоскостности пропилов и неизменной толщины досок.

Зарезание вызывается неправильными заточкой и плющением или разводом зубьев пил, неправильной установкой пил, и отсутствием стопорения клещей тележки; от бокового смещения после закрепления в них бревна. Так, неправильная заточка, когда передние грани зубьев заточены не под прямым углом к плоскости полотна пилы, вызывает при распиловке постепенное смещение распиливаемого бревна в одну сторону. Если развод или плющение зубьев пил сделаны в одну сторону существенно больше, чем в другую, то смещение (зарезание) будет происходить в сторону большего развода. К этому же ведет такая установка пил, при которой они с одной стороны постава выпущены вперед больше, чем с другой, или когда с, одной стороны постава установлены широкие пилы, а с другой -- узкие. Зарезание возможно также из-за слишком раннего разжима клещей тележки, особенно при распиловке коротких бревен.

Волнистый пропил, равномерный по всем доскам постава, обычно вызывается слишком большими зазорами между ползунами пильной рамки и их направляющими. Для его устранения необходимо отрегулировать зазоры ползунов. Неравномерный волнистый пропил по отдельным доскам постава обычно вызывается «блужданием» пил из-за неравномерности их натяжения, плохой вальцовки, малого развода и неправильной их установки, разной толщины верхних и нижних парных межпильных прокладок. Устранение волнистости пропила требует улучшения подготовки пил, более тщательного их подбора и точной установки в постав.

Неправильная толщина выпиливаемых досок может получаться из-за дефектов подготовки и установки пил и неточных размеров межпильных прокладок. Так, если пилы установлены непараллельно ходу пильной рамки, то они будут расширять пропил в поперечном направлении, уменьшая толщину досок. К этому же ведет неодинаковая толщина парных межпильных прокладок или попадание между пилами и прокладками опилок. Некоторые отклонения от заданной толщины досок могут высываться слишком большим или слишком малым плющением илиразводом зубьев пил. пил. В первом случае толщина уменьшается, а во втором -- увеличивается. Доски или брус неправильной толщины могут быть получены и из-за недостаточной жесткости пил, устанавливаемых по краям постава, так как здесь слишком тонкие и узкие пилы отклоняются в поперечном направлении под действием распора. Поэтому крайние пилы постава, особенно при выпиливании бруса, желательно ставить толще и шире, чем средние. Целесообразно узкие сработанные пилы применять для распиловки тонких бревен.

Бахрома возникает на кромках чистообрезных досок при распиловке с брусовкой из-за боковых колебаний пил, их затупления. Для предупреждения ее появления можно использовать приспособление для подпора нижней пласта бруса, препятствующее отрыву пучков волокон под действием зубьев в конце рабочего хода пильной рамки.

Шероховатая поверхность распила на пластях досок в виде мшистости, ворсистости, глубоких рисок от зубьев пил вызывается

установкой пил непараллельно ходу пильной рамки, неправильным (особенно недостаточным) наклоном пил, неодинаковой толщиной парных верхних и нижних межпильных прокладок, повышенным зазором между ползунами и направляющими пильной рамки, затуплением и неправильным профилем зубьев пил, различным шагом зубьев или различной их высотой, недостаточным натяжением одной или нескольких пил и блужданием их во время работы. Иногда мшистость вызывается чрезмерной посылкой. Риски на пластях досок получаются, кроме того, из-за неправильного развода или плющения, когда отдельные зубья разведены или расплющены больше других. Вмятины на кромках чистообрезных досок, получаемых при распиловке с брусовкой, возникают от слишком сильного нажатия верхних вальцов на брус и при слишком острых шипах нижних вальцов. Кольца нижних вальцов с острыми шипами следует заменять или устанавливать вальцы со сплошными рифлениями.

2.8 Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Выбор типового инструмента (графическая часть), подготовка его к работе (балансировка, правка, вальцевание, заточка, доводка, и т.д.)

Рамные пилы являются режущим инструментом для продольной распиловки бревна на брусья и доски на лесопильных рамах.

Рамная пила состоит из двух основных частей: полотна пилы (корпуса) и зубчатого венца (режущей части). Полотно пилы характеризуется длиной L, шириной B и толщиной b. Выбор длины рамных пил зависит от хода пильной рамки H и максимального диаметра распиливаемого бревна D_k.

Длину (мм) определяют по формуле:

где m=300…350 мм - припуск на крепление пил.

Н- ход пильной рамки

Максимальный диаметр распиливаемого бревна определяется по формуле:



где D_в - диаметр вершины, D_в =250 мм;

С_б - сбег бревна, мм. При D_в = 250 мм С_б = 39 мм.

мм

Тогда минимальная длина пилы

мм.

Для увеличения жесткости (устойчивости) пил целесообразно применять пилы с минимально допустимой длиной. С увеличением толщины пилы увеличивается ширина пропила. Это вызывает увеличение мощности резания и потерь древесины в опилки что крайне нежелательно.

Положительным следствием увеличения толщины пилы является увеличение жесткости пилы. На основании производственного опыта установлена формула для определения толщины рамной пилы:

Меньшее значение коэффициента берется согласно рекомендациям при легких условиях работы (древесина хвойных пород, плющеные зубья, достаточно высокий уровень пилоставного дела), большее значение--при распиловке твердых пород и среднем уровне пилоставного дела.

мм

Ширина новых пил зависит от их назначения. По мере заточки зубьев ширина полотна уменьшается. Минимальная ширина пил 75... 85 мм, а для брусующих пил, воспринимающих наибольшие изгибающие силы, -- не менее 120 мм. Обычно ширина рамных пил равняется 160 - 180 мм.

Зуб пилы характеризуется следующими размерами: шагом t, высотой h, радиусом закругления r, формой впадины, передним углом г, углом заострения в, задним углом б и углом резания д.

Для плющеного зуба существуют следующие зависимости:

мм

мм

По выполненным расчетам подбираем рамную пилу, наиболее близко соответствующую расчетным параметрам

По ГОСТ 5524-75 принимаем рамную пилу длиной L=1250 мм, толщиной S=2,0 мм, с шагом зуба t=26 мм, высотой зуба h=18 мм, радиусом впадины r=5 мм, длиной ломаной грани l=11,5 мм и шириной B=180 мм. Угловые параметры по ГОСТ 5524-75 следующие: передний угол г=15°, угол заострения в=47°, задний угол б=28° и угол резания д=62°.

Подготовка режущего инструмента к работе: Антикоррозийный слой удаляют скребком с последующим протиранием пилы опилками, затем ветошью, смоченной в керосине или бензине, и сухой ветошью.

Подготовка рамных пил к работе заключается в подготовке полотен, подготовке зубьев, установке рамных пил в станок и ремонте пил.

Подготовка полотен рамных пил состоит из следующих операций:

контроля плоскостности полотна,

правки дефектов формы полотна,

контроля напряженного состояния полотна,

вальцевания,

заключительного контроля плоскостности и напряженного состояния полотна пилы.

Основу подготовки полотна пилы составляет обработка полотна молотком или роликами. Воздействие молотка на полотно с целью исправления его дефектов называют правкой, а с целью создания определенного благоприятного напряженного состояния -- проковкой пилы. Некоторые дефекты полотен удобно исправлять прокатыванием пилы между роликами -- вальцеванием. Вальцевание полотен пил чаще всего применяют для создания требуемого напряженного состояния пилы. Эта операция более производительна и механизирована, чем проковка.

Проковка. При ударе молотка по уложенной на жесткую наковальню пиле на полотне образуется локальная (местная) вмятина. Она свидетельствует о том, что в месте удара возникла остаточная (пластическая) деформация сжатия в направлении толщины пилы, а в плоскости полотна возникают остаточные деформации растяжения. Изменяя форму и объем бойка молотка и силу удара, можно регулировать величину напряжений, возникающих в полотне. Если между пилой и наковальней проложить слой относительно мягкого материала (плотный картон, несколько слоев оберточной бумаги), полотно в месте удара прогибается и его толщина остается практически та же. Этим приемом успешно пользуются при исправлении местных дефектов.

При прокатывании пилы между двух роликов, прижатых к полотну со значительным усилием, на полотне остается заметный след. В пределах этого следа, так же как и после удара молотком, возникают деформации сжатия по толщине полотна и растяжения -- вдоль. Величина деформаций зависит от усилия прижима, кривизны ролика в поперечном сечении и диаметра ролика.

Контроль плоскостности. Для контроля плоскостности полотна рамную пилу кладут на поверочную плиту и проводят поверочной линейкой по всей длине полотна, поворачивая ее в разные стороны. Зазор между линейкой и полотном не должен превышать 0,15 мм. Определяют границы участков, в которых неплоскостность превышает норму, и очерчивают их мелом. Отклонение полотна пилы от плоскостности может быть вызвано следующими местными дефектами (рис.3.1): выпучинами, тугими местами, слабыми местами, искривлением (крыловатостью).

Рис. 2.9 Дефекты полотна рамной пилы В-выпучина; Т- тугое место; С- слабое место; И- изгиб

Выпучина - результат разности напряжений по толщине полотна. Она проявляется как выпуклость с одной и вогнутость с другой стороны пилы. При изгибе пилы выпучина не переходит с одной стороны на другую.

Тугое место -- участок полотна, на который действуют растягивающие силы со стороны прилегающих частей пилы. Тугое место проявляется в виде выпуклости на внутренней стороне изогнутой пилы.

Слабое место -- участок полотна, получивший чрезмерное удлинение и испытывающий напряжения сжатия под воздействием соседних участков полотна. Слабое место проявляется в виде выпуклости при горизонтальном положении полотна. При изгибе полотна участок со слабиной всегда выпучивается наружу.

Искривление (крыловатость) - представляет собой выпуклость, расположенную под углом к кромке пилы. Для обнаружения этого дефекта пилу кладут на поверочную плиту и поверочной линейкой отыскивают “хребет” перекручивания -- наиболее выпуклое место.

Дефекты полотен пил чаще всего правят ударами пилоправного молотка по полотну, уложенному на стальную наковальню. При правке выпучины во избежание растяжения металла между пилой и наковальней прокладывают несколько листов оберточной бумаги. Первые удары молотка, очень мягкие, наносят вокруг выпучины. Следующие удары захватывают края выпучины.

Заканчивают правку ударами по центру выпучины. Выпучину круглой формы правят молотком с круглым бойком, а продолговатую -- ударами молотка с продольным бойком. Удары наносят от краев к середине выпучины так, чтобы направление продольной оси бойка совпадало с направлением удлиненной оси выпучины. Необходимо, чтобы после ударов на полотне не оставалось следов от краев бойка.

Тугое место исправляют путем его удлинения (растяжения). При малых размерах тугого места по нему наносят удары молотком с обеих сторон пилы. При значительных размерах тугого места его целесообразно исправлять вальцеванием. Слабое место исправляют удлинением его кромок ударами молотка с обеих сторон пилы или вальцеванием кромок. При устранении слабины ударами молотка пилу кладут на наковальню без прокладок.

Искривление устраняют ударами молотка с продольным бойком по хребту перекручивания. Если крыловатость получилась в результате потери плоскости формы из-за удлинения кромок пилы, образуется выпуклость вдоль всей пилы, особенно заметная при продольном изгибе полотна. Такая общая крыловатость устраняется интенсивным вальцеванием средней части. После правки полотно пилы должно на всей поверхности плотно прилегать к поверочной плите.

Контроль напряженного состояния полотна пилы. Напряженное состояние полотна пилы оценивают величиной стрелы прогиба поперечного сечения изогнутой пилы. Пилу устанавливают в приспособление, обеспечивающее ее продольный изгиб по дуге радиусом R=1.75 м для пил вертикальных лесопильных рам и 0,7 м для тарных пил. Перпендикулярно кромке пилы прикладывают линейку. Зазор между полотном и линейкой посредине пилы и есть искомая величина прогиба. При отсутствии внутренних напряжений в полотне пилы просвета между пилой и линейкой не образуется. Оптимальная величина прогиба зависит от размеров пилы.

Стрелу прогиба измеряют поверочной линейкой и щупами или специальной линейкой с индикатором (рис.2.1).

Рис. 2.9.1: 1- приспособление со штырями; 2- индикаторная линейка; 3- пила

Для предотвращения влияния разнотолщинности и неплоскостности полотна на точность замеров напряженное состояние характеризуют средней арифметической величиной двух замеров: первый замер при положении одной стороны пилы вверх, второй -- при положении другой стороны пилы вверх. При перевертывании пилы должно быть сохранено ее положение относительно опор приспособления. Для этого при первом замере помечают мелом место касания пилы с одной из опор. При переворачивании пилы совмещают метку с осью той же опоры.

Вальцевание полотна пилы. Рамная пила представляет собой длинную тонкую пластину, и при воздействии на нее определенной нагрузки в плоскости наибольшей жесткости (горизонтальной составляющей силы резания) дальнейший рост этой силы может привести к ее критическому значению, при котором пила может потерять устойчивость плоской формы равновесия. При потере устойчивости полотно пилы под воздействием этой силы испытывает совместную деформацию изгиба и кручения.

В поперечном направлении рамная пила имеет еще меньшую жесткость, поэтому достаточно небольшой асимметрии боковых составляющих сил резания, чтобы отклонить полотно от нормального положения.

Необходимая при резании устойчивость, характеризуемая величиной прогиба под действием поперечной силы, достигается путем продольного натяжения полотна пилы.

Ввиду того, что сила, с которой практически можно натянуть полотно пилы, лимитируется прочностью захватов и пильной рамки, стараются избегать увеличения общей силы натяжения, осуществляя лишь усиление напряжений краев полотна за счет средней его части.

Так как наибольшие изгибающие поперечные силы испытывают кромки пилы, стремятся придать максимальные продольные напряжения при натяжении крайним частям полотна, что обеспечивает большую жесткость. Это можно выполнить посредством специальной обработки полотна пилы - вальцевания и соответствующего расположения пилы в захватах.

При вальцевании отдельных полос средней части полотна пилы за счет непрерывности среды и упругой связи между волокнами металла кромки полотна, не вальцованные его части получат упругое растяжение. Вследствие неравномерного распределения напряжений получается достаточная жесткость против изгиба полотна под действием сил, возникающих при резании, и меньшая, в сравнении с необработанным полотном той же жесткости, общая сила натяжения, а следовательно, и нагрузка на пильную рамку.

Пилы вальцуются в два приема: по всем следам с одной стороны, а затем повторно с другой стороны. Как правило, пилу следует вальцевать не менее 3-4 раз за срок ее службы.

Заточка рамных пил. Так же большое влияние на качество полученных пиломатериалов оказывает состояние зубьев пилы. В процессе пиления зубья затупляются, что снижает качественные показатели готовой продукции. Восстановление режущей способности зубьев осуществляется путем их заточки. Правильная заточка должна обеспечить получение зубьев с заданными угловыми и линейными параметрами, с необходимой остротой режущих кромок при отсутствии прижогов, заусенцев, выкрошин и других дефектов.

Первую заточку (для получения заданного специализированного профиля и устранения затупления штампованных зубьев) выполняют в случае поставки пил с нерасплющенными и неразведенными зубьями. Вторая заточка происходит после плющения и формирования зубьев. Пилы затачивают за пять, девять проходов, из которых последних два-три подчистные. Первостепенное значение при этом имеет выбор шлифовальных кругов и назначение режимов заточки.

Шлифовальные круги общего применения выпускаются по ГОСТ 2424-83. Показателями, определяющими выбор кругов, являются типоразмер, марка шлифовального материала, зернистость, твердость, номер структуры, связка, рабочая скорость, класс неуравновешенности и класс точности.

Для заточки рамных пил по контуру зубьев применяют круги прямого ПП или конического профиля ЗП, изготовленные из электрокорунда белого или нормального. Наружный диаметр и диаметр посадочного отверстия выбираются в соответствии с характеристикой имеющихся заточных станков. Толщина круга должна выбираться в пределах 0.3…0.4 от величины шага зубьев затачиваемых пил. Зернистость шлифовального материала выбирается с учетом получаемой шероховатости обрабатываемой поверхности зубьев. Твердость и структура круга выбирается с учетом его стойкости и качества заточки. Малая твердость приводит к значительному износу круга и искажению профиля зубьев затачиваемых пил. Излишне высокая твердость повышает стойкость круга, но при этом не обеспечивается его самозатачиваемость, что приводит к засаливанию круга и появлению прижогов на затачиваемых пилах.

Для заточки рамных пил с плющеными зубьями рекомендуется применять шлифовальные круги зернистостью 25…40 на бакелитовой связке, твердостью С2…СТ2 и номером структуры 5…8. Возможно также применение кругов на вулканитовой связке. Отличительная особенность кругов на вулканитовой связке - несколько больший нагрев пил и соответственно повышенная опасность получения прижогов.

Наряду с правильным выбором характеристик шлифовальных кругов основным фактором, определяющим технико-экономические показатели заточки пил, является выбор режимов заточки. Под режимом заточки подразумевается определенное соотношение окружной скорости вращения шлифовального круга, подачи круга по передней и задней поверхностям зуба и числа двойных ходов шлифовальной головки в минуту.

Заточка рамных пил должна производится преимущественно за счет сошлифовывания металла с задней поверхности, что позволяет увеличить срок службы лопаточек плющеных зубьев. Оптимальное соотношение толщин стачиваемых слоев металла для пил с параметрами зубьев по ГОСТ 5524-75 примерно равно 2. Число проходов при заточке зависит от степени затупления и толщины слоев, стачиваемых с граней зубьев за один проход.

Рекомендуемые режимы заточки пил с плющенными зубьями приведены в табл. 2.9

Таблица 2.9: Режимы заточки рамных пил с плющеными зубьями

Операция	Число двойных ходов шлифовальной головки в минуту	Толщина сошлифовываемого слоя за проход с передней поверхности, мм	Толщина сошлифовываемого слоя за проход с задней поверхности, мм	Число проходов
Профилировка	35	0.09	0.18	До образования профиля
Заточка после плющения	35	0.06	0.09	3…4
Заточка между плющениями	35; 56	0.03	0.06	3…4
Подшлифовка	35; 56	0	0	2…3

Качество заточки рамных пил характеризуется следующими показателями: остротой режущих кромок и шероховатостью заточенных поверхностей; наличием или отсутствием выкрошин и заусенцев на режущих кромках, прижогов поверхностей; прямолинейностью линий вершин зубьев и соответствием их угловых и линейных параметров требованиям технологического режима.

Заточка рамных пил, оснащенных стеллитом, по сравнению с заточкой пил с плющеными зубьями, имеет ряд особенностей и производится в следующей последовательности: черновая заточка по профилю; заточка боковых поверхностей зубьев с одновременным приданием продольного и поперечного углов поднутрения; чистовая заточка по профилю и следующие переточки по мере затупления. Оптимальные характеристики шлифовальных кругов приведены в табл. 2.9.1.Фактическая толщина сошлифовываемого слоя при заточке пил, оснащенных стеллитом, обычно меньше задаваемой вследствие отжима шлифовального круга силами резания.

Таблица 2.9.1 : Характеристики шлифовальных кругов, применяемых при заточке наплавленных зубьев

Вид заточки	Марка абразивного материала	Зернистость	Твердость	Связка	Структура
Черновая по профилю	24А, 34А, 63С	40…50	С1…С2 СТ1	Керамическая	9…12
Чистовая по профилю	24А, 34А, 63С	16…20	С1…С2	Керамическая	7…8
Боковая	14А, 15А, 24А, 34А	16…25	С1…С2	Керамическая	5…8

Развод зубьев пил: Развод заключается в отгибе кончиков зубьев поочередно в правую и левую сторону на - высоты зуба ( от его вершины). Отгиб на высоте, превышающей половину высоты зуба, не рекомендуется, так как при этом требуется большее усилие развода. Перед разводом пилу очищают от смолы и опилок и выправляют искривленные зубья. Разводить зубья пил можно как до заточки, так и после нее. Если после работы развод зубьев пил изменился равномерно, то зубья разводят после заточки и одновременно зачищают заусенцы.

В большинстве случаев зубья разводят вручную. При разводке пилу зажимают в специальные деревянные тиски. Рамные пилы зажимают в щеках посредством эксцентриков, действующих от ножных педалей. В результате нажима на правую педаль эксцентрики посредством тяг и рычага зажимают пилу в губках. Разжимание губок осуществляется посредством левой педали. Данная конструкция тисков обеспечивает быструю смену и зажим пил. После каждого отгиба положение зуба проверяют контрольным шаблоном, приставляемым сбоку пилы. Выверочный шаблон имеет опорные части, и контрольной гранью должно быть равно величине развода на одну сторону. При правильном разводе контрольный шаблон, плотно приставленный к плоскости пилы, должен точно соприкасаться верхней контрольной гранью с кончиком зуба. Ни в коем случае нельзя проверять развод зубьев “в зацепку”.