Характеристика технологических возможностей оборудования в лесопилении и деревообработке

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Характеристика технологических возможностей данной группы оборудования. Место оборудования в технологическом потоке

Все оборудование в лесопилении и деревообработке относят к рабочим машинам. Рабочие машины для обработки резанием принято называть станками. Рабочая машина представляет собой сочетание механизмов, осуществляющих движения для выполнения определенной работы.

Для выполнения разнообразных технологических операций в лесопильно-деревообрабатывающем производстве применяют большое число типов и моделей станков. Все технологическое оборудование подразделяют на четыре класса: основное, вспомогательное, транспортное (околостаночное и внутрицеховое), для подготовки режущего инструмента. Это оборудование распределяется по следующим производствам: лесопильному, деревообрабатывающему, специализированному. Круглопильные станки, как наиболее распространенные, используют во всех производствах. Круглопильная техника обладает наивысшей скоростью пиления и наилучшей стабильностью размеров производимых пиломатериалов среди всех других видов техники лесопиления. В технологии механической обработки древесины круглопильные станки осуществляют продольное, поперечное и под углом к волокнам распиливание древесины, а также древесных плит. При этом в качестве исходного материала служат бревна, брусья, бруски, доски обрезные и необрезные, горбыли и рейки, а также листовые материалы (фанера и плиты). К достоинствам относятся высокая производительность, простота подготовки инструмента, легко встраиваются в лесопильные потоки, отсутствие холостого хода пилы. К недостаткам относится большой расход электроэнергии при большой суммарной высоте пропила.

Форма и размеры распиливаемого материала и направление распила по отношению к направлению волокон определяют тип, размеры и конструктивное устройство станков. Так, в станках для продольного распиливания, как правило, движение подачи осуществляет древесина.

Круглопильные станки для продольного деления пиломатериалов на заготовки называются прирезными. Станки бывают однопильные и многопильные, с одним пильным валом и несколькими пильными валами. Пильный вал станков размещается под столом или над ним. Механизм подачи может быть конвейерно-гусеничный или вальцовый. Пример однопильного прирезного станка с верхним расположением пильного вала и конвейерно-гусеничной подачей показан на рис. 1. На рис 2. показан современный многопильный станок.

Рисунок 1 - Схема прирезного станка

На станине станка над столом 7 смонтирован суппорт 10 с приводным пильным валом и пилой 1. На суппорте смонтировано два маховика. Один из них позволяет поднимать корпус суппорта, а другой - пильный вал. На корпусе суппорта закреплены подпружиненные ролики 8, расклинивающий нож 9 и когтевая завеса 2.В плоскости стола расположена рабочая ветвь гусеничной цепи конвейерно-гусеничного механизма подачи 5, которая опирается на клиновые текстолитовые или чугунные направляющие 6. В гусеничной цепи имеется канавка, в которую заглубляются зубья пилы при выходе из нижней части заготовки на глубину 3-5 мм.

Рисунок 2 - Общий вид станка

На столе установлена переставная направляющая линейка 4. При работе станка распиливаемую заготовку 3 кладут на гусеничную цепь и прижимают к направляющей линейке. Основная базовая поверхность заготовки неподвижно базируется на гусеничной цепи. Расклинивающий нож 9 входит в пропил. Его устанавливают на расстоянии 10-15 мм от вершин зубьев. Толщина ножа должна превышать ширину пропила на 0,5 мм. Расклинивающий нож предотвращает захват уже распиленной древесины зубьями пилы, снижая вероятность ее выброса из станка. Пластины 2 когтевой завесы, свободно пропуская заготовку вперед, захватывают и удерживают ее в случае обратного движения. В многопильных станках или в станках с нижним расположением пильного вала заготовку подают двумя гусеницами. В настоящее время в деревообрабатывающей промышленности используются прирезные станки следующих моделей: ЦА-2А-1 (вальцовый), ЦДК 4-3, ЦДК 5-3, ЦМР-3 (конвейерные) и др.

Многопильные станки используются для увеличения производительности лесопильного потока и применяются в качестве пилорамы второго ряда для пиления бруса, могут располагаться после круглопильных и фрезернобрусующих станков. Виды и модели круглопильных станков различаются как по схеме устройства, так и по конструктивным признакам, а именно: по количеству пил, виду подачи (ручная или механизированная), типу механизма подачи (вальцы, конвейер, диск, суппорт), виду привода (механический, электрический, гидравлический), а также по общей композиции станка.

Схема 1 - Классификация круглопильных станков для продольного распиливания

2. Конструктивно-эксплуатационный анализ оборудования

2.1 2-х вальный прирезной многопильный станок ЦМР-5

2.1.1 Назначение и область применения станка

Предназначен для продольной распиловки дисковыми пилами двухкантных и трехкантных брусьев на обрезные доски и четырехкантный брус высотой до 200 мм. Применяется на лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях. Станок относится к оборудованию второго ряда при обработке древесины из любых пород, вращающимися дисковыми пилами. Их использование при модернизации или создании нового производства позволяет существенно улучшить качество распиливаемого пиломатериала и повысить производительность лесопиления.

2.1.2 Схемы обработки

Рисунок 3 - Пиление одним валом

Рисунок 4 - Пиление двумя валами

2.1.3 Краткое описание станка

Описание конструкции станка. Конструкция пильного вала позволяет устанавливать на нем до 10 дисковых пил диаметром 360 мм. и расстоянием между крайними пилами 400 мм. Применение в станке 2-х пильных валов дает возможность распиливать брус толщиной до 200 мм. пилами малого диаметра с высокой скоростью резания, что повышает качество получаемого на станке пиломатериала. Конструкция станка предусматривает возможность распиловки заготовки толщиной до 100 мм. одним верхним пильным валом. Это значительно снижает энергозатраты, экономит режущий инструмент. При пилении заготовок толщиной от 100 до 200 мм. предусмотрено программное позиционирование пильных валов для равномерной загрузки двигателя привода.

Привод пильного вала осуществляется от асинхронного электродвигателя мощностью 55 кВт и частотой вращения 2940 об/мин. через клиноременную передачу, что значительно снижает вибрации, передаваемые от работающего двигателя на пильный вал и увеличивает долговечность подшипниковых опор вала, способствует повышению качества обрабатываемых поверхностей. Механизм подачи пиломатериала выполнен в виде конвейерной гусеничной цепи, состоящей из двух контуров, расположенных спереди и сзади нижнего пильного вала. Рифленые звенья гусеничной цепи перемещаются по текстолитовым направляющим, что обеспечивает высокую точность перемещения заготовки и прямолинейность пропила. Централизованная смазка осуществляется от смазочной насосной станции, которая включается одновременно с пуском станка. Принудительной смазки подвергаются подшипники пильного вала, направляющие гусеничной цепи и приводные цепи механизма подачи.

Предусмотрено ручное и автоматическое позиционирование пильных валов и механизма прижима. Ручное позиционирование применяется в наладочном режиме и осуществляется от кнопок, обеспечивающих индивидуальное перемещение механизмов.

При автоматическом позиционировании размер заготовки задается кнопками на пульте управления и установка пильных валов происходит автоматически.

На пульте управления предусмотрена световая сигнализация о работе насоса смазки, включении приводов верхнего и нижнего пильного вала, и о готовности станка к работе в автоматическом режиме позиционирования. Для увеличения выхода готовой продукции при пилении предусмотрены два лазерных разметочных устройства, которые дают на заготовку световые линии, указывающие положения крайних пил. ЦМР-5 - единственный отечественный многопил с системой позиционирования пильных валов и прижимных роликов.

Общий вид станка.

Рисунок 5 - Общий вид станка

2.1.4 Конструктивные особенности станка

Рисунок 6 - Механизм подачи пиломатериала

Механизм подачи пиломатериала. В виде конвейерной гусеничной цепи, состоящей из двух контуров, расположенных спереди и сзади нижнего пильного вала. Рифленые звенья гусеничной цепи обеспечивает высокую точность перемещения заготовки и прямолинейность пропила.

Рисунок 7 - Пильные валы

Пильные валы. Пильные валы расположены консольно, что позволяет быстро производить замены дисковых пил. Высокая точность пильного вала достигается применением радиально - упорных шарикоподшипников шестого класса точности. Привод пильного вала осуществляется от асинхронного элекродвигателя, через клиноременную передачю, что существенно снижает вибрацию и увеличивает долговечность подшипниковых опор вала.

Рисунок 8 - Смазочно- насосная станция

Смазочно-насосная станция. Централизованная смазка осуществляется от смазочно-насосной станции её включение происходит одновременно с запуском станка. Принудительной смазки подвергаются подшипники пильного вала, направляющие гусеничной цепи и приводные цепи механизма подачи.

Рисунок 9 - Механизм прижима

Механизм прижима. Предусмотрено ручное и автоматическое позиционирование пильных валов и механизма прижима. Ручное позиционирование применяется в наладочном режиме и осуществляется от кнопок, обеспечивающих индивудальное перемещение механизмов.

При автоматическом позиционировании размер заготовки задается кнопками на пульте управления и установка пильных валов происходит автоматически.

2.1.5 Основные технические данные и характеристики станка ЦМР-5 (приведены в таблице № 1)

Таблица №1

Наименование параметра	Значение
Модель	ЦМР-5
Размеры обрабатываемых заготовок, мм
ширина, мм	до 600
толщина при пилении одним валом, мм	до 100
толщина при пилении двумя валами, мм	до 200
длина, мм	от 1000
Ширина обработанного материала, мм	10-400
Количество пил, устанавливаемых на пильный вал, шт.	1-10
Диаметр пил, мм	250-360
Частота вращения пильного вала, об/мин	3000
Скорость подачи заготовок, м/мин	6-60
Производительность средняя расчетная м куб./час	25
Общая установленная мощность, кВт	118,38
Габаритные размеры станка без отдельно расположенного оборудования, мм
длина, мм	3550
ширина, мм	2070
высота, мм	2350
Общая масса станка, кг	7860

2.2 Однопильный станок SRS-14

2.2.1 Краткое описание станка

Описание конструкции станка. Максимальная высота пропила 125 мм. Подача заготовки осуществляется шестью рядами роликов что делает подачу очень плавной и мощной Гарантированная длина пропила пригодного под склейку в щит 5 метров.

Этот станок сконструирован и изготовлен так что при работе в три смены на предельной подаче выдавать неизменно высочайшее качество ламели и не требовать к себе никакого внимания.

Рисунок 10 - Общий вид станка

2.2.2 Конструктивные особенности станка

Рисунок 11 - Цельная направляющая из легированной стали

Для точной установки размера линейка снабжена увеличительным стеклом.

Рисунок 12 - Ныряющий конец приемного стола

Предотвращает заклинивание коротких заготовок и отходов между станиной и гусеничным транспортером и станиной. Это предотвращает повреждения транспортера и исключает простой станка.

Рисунок 13 - Когтевая завеса

Первый рад когтевой завесы расположен на верхнем прижиме, а второй ряд находится прямо непосредственно перед пильным диском.

Рисунок 14 - Сверхточный пильный шпиндель

Изготовлен из никель хромовой стали имеет гораздо больший диаметр, чем шпинделя на всех аналогичных станках в мире, отшлифован и динамически отбалансирован. В шпинделе применены очень дорогие радиально-упорные подшипники что исключает какое бы то ни было биение шпинделя.

Безлюфтовый подающий гусеничный конвейер и направляющая линейка. Шкворни гусеничного конвейера закалены и прошлифованы. Звенья гусеницы изготовлены алмазным инструментом из закаленного чугуна. Именно исключительная точность их изготовления и обеспечивает исключительную долговечность и непревзойденную точность подачи заготовки на этом станке.

Рисунок 15 - Лазерная линейка

Для удобства работы можно использовать лазерную линейку.

Система принудительной смазки гусеницы обеспечивает бесперебойную подачу смазки к подающей гусенице, что делает срок ее службы бесконечным.



Рисунок 16 - Система принудительной смазки гусеницы

Если масло в резервуаре заканчивается, загорается предупреждающая лампочка и подача останавливается.

Рисунок 17 - Боковой отбойник

Боковой отбойник повышает уровень безопасности станка.

Рисунок 18 - Прижимной козырек

Помогает конвейеру увереннее выталкивать заготовку.

Основные технические данные и характеристики станка SRS-14 приведены в таблице № 2.

Таблица № 2

Наименование параметра	Значение
MIN. длина отпиливаемой доски, мм	800
MAX. высота пропила, мм	160
MAX. ширина пропила, мм	400
Подача доски	Автомат
Мощность двигателя резки, кВт	2*4
Мощность двигателя подачи, кВт	2*1,1
Скорость подачи доски, м/мин 10	10
Вес, кг	850
Габариты станка, мм	6700 х 1650 х 1150

2.3 Однопильный станок ЦДК-4-2

2.3.1 Назначение и область применения

Прирезной станок ЦДК-4-2 предназначен для точной продольной распиловки пиломатериалов и заготовок. На нем раскраивают также щиты.

Рисунок 19 - Общий вид станка ЦДК-4-2

2.3.2 Общий вид станка ЦДК-4-2

Краткое описание станка. Описание конструкции станка. В чугунной массивной виброустойчивой станине коробчатой формы размещены электродвигатель пильного вала 6, электродвигатель, вариатор и редуктор механизма подачи 12, пусковая аппаратура и звездочки 11, на которых натянуты гусеницы. Пилы 5 закрепляют на пильном валу, установленном в подшипниках корпуса. Корпус фланцем закреплен на электродвигателе 6, а валы (пильный и электродвигателя) связаны пальцевой муфтой. Электродвигатель 6 оборудован устройством для электродинамического торможения (торможение с помощью подачи в две фазы статора двигателя постоянного тока). Торможение включается автоматически нажатием кнопки "Стоп", выключается также автоматически с помощью реле времени. Перемещение пильного вала с пилами в вертикальной плоскости выполняется маховичком 8. При его вращении изменяется положение шарнирно закрепленной плиты вместе с установленным на ней электродвигателем.

Гусеничный механизм подачи обеспечивает строго прямолинейное продвижение заготовок в процессе их распиливания. Вследствие этого при распиливании получается прямолинейный пропил, а при использовании строгальных пил поверхности боковых кромок заготовок не надо обрабатывать на продольно-фрезерных станках. Введение в схему привода подачи вариатора дает возможность бесступенчато изменять скорость подачи и работать, применяя наиболее благоприятные режимы, позволяющие сочетать высокую производительность и нормальную загрузку двигателей с получением хорошего качества поверхности пропила. Направляющие движение гусеницы имеют принудительную смазку.

Для прижима обрабатываемого материала к гусенице служат прижимные подпружиненные ролики, подвижно закрепленные в суппорте корпуса 3. Корпус 3 одновременно является приемником и присоединяется к эксгаустерной сети патрубком. Маховичком 7 изменяют положение пильного суппорта в вертикальной плоскости при настройке станка на толщину распиливаемого материала. При одной и той же настройке могут обрабатываться заготовки с различием по толщине до 10 мм.

Прижимные ролики регулируемые, что создает оптимальные условия распиловки, так как обеспечивается достаточный прижим обрабатываемого материала к гусенице и не затрачивается излишняя мощность на ее перемещение.

Для установки распиливаемого материала на столе станка имеется направляющая линейка 9. Чтобы предохранить станок от повреждений при перегрузке механизма подачи в звездочке привода установлен предохранительный штифт, который срезается при перегрузке. Для безопасной работы станок имеет когтевую защиту; электродвигатели подачи и механизмы резания сблокированы.

2.3.4 Кинематическая схема станка ЦДК-4-2

деревообрабатывающее оборудование круглопильный конструктивный

Рисунок 20 - Кинематическая схема станка ЦДК-4-2

2.3.5 Основные технические данные и характеристики станка (приведены в таблице № 3)

Таблица № 3

Наименование параметра	Значение
Размеры заготовок, мм:
наименьшая длина	250
наибольшая толщина	100
Диаметр пилы, мм	250-400
Число пил	1
Частота вращения пилы, об/ мин	2930
Скорость подачи, м/ мин	8-40
Мощность электродвигателей, кВт:
рабочих органов	10
механизмов подачи	2,8
Габаритные размеры, мм:
длина	1930
ширина	1460
высота	1390
Масса, кг	1800

2.4 Многопильный станок ЦМР-2

2.4.1 Назначение и область применения

Прирезной десятипильный станок модели ЦМР-2 предназначен для продольного раскроя обрезных и необрезных пиломатериалов. Станок применяется на деревообрабатывающих предприятиях, в домостроительном, тарном и других видах производства.

2.4.2 Краткое описание станка

Рисунок 21 - Общий вид станка ЦМР-2

Описание конструкции станка. Многопильный прирезной станок с ныряющей гусеницей ЦМР-2 состоит из пильного вала, прижимных и подающих вальцов и подающего конвейера, расположенного под пильным валом.

Пильный консольный вал 4 монтируется на подшипниках, качения в корпусе 24, который может поворачиваться вокруг оси 5.

Поворот осуществляется от маховичка 36 через коническую пару 40, 44, ходовой винт 43 и гайку 42, шарнирно соединенную с корпусом 24. Благодаря перемещению пильного вала на станке можно использовать пилы диаметром 250... 360 мм. Пильный вал приводится во вращение от электродвигателя 22 через клиноременную передачу 20, 23 с частотой вращения 3000 мин-¹. Натяжение ремней осуществляется с помощью маховичка 17 через ходовой винт 18 и гайку 19. Торможение пильного вала производится тормозом 21, установленным на втором конце электродвигателя привода.

Десять пил собраны, на оправке. Расстояние между ними устанавливается с помощью калиброванных по толщине колец. Комплект смонтированных на оправке пил зажимается в осевом направлении гайками. Установка пил на оправку, и подготовка их к работе производятся в заточной мастерской, за счет чего значительно повышается качество распиловки и сокращает длительность смены инструмента. На шпинделе станка оправка фиксируется специальными гайками.

Базирующим элементом механизма подачи является конвейерная цепь 10 шириной 300 мм. Она состоит из звеньев, собранных на осях с роликами на концах. До пил и после них цепь движется по прямолинейным направляющим, в зоне распиловки - по верхним изогнутым по радиусу направляющим. Ролики заходят под них, и гусеница "ныряет" под пилы. Благодаря такому устройству гусеницы на пильном валу можно устанавливать набор пил с любыми промежутками между ними.

Обрабатываемый материал прижимается к гусенице подпружиненными вальцами, первый из которых 34 - приводной, последующие 46, 45 и 39 - неприводные. Перед первым и вторым вальцами установлена в два ряда когтевая завеса 11, предохраняющая обратный выброс заготовок.

Подъем и опускание вальцов и когтевой завесы в зависимости от толщины материала производятся от электродвигателя 28 через шестерни редуктора 29, 30 и цепную передачу 31, 32. На валу 47 имеются участки с резьбой 14, по которым при его вращении перемещаются упорные стаканы 15, соединенные шарнирно через систему рычагов 1, 6 и 9 с вальцами и когтевой завесой. На валу 47 надеты пружины 2 прижима вальцов. Величина прижима регулируется гайками 3. На входной стороне станка установлен индикатор 33, который, поворачиваясь с помощью зубчатой передачи 49, 50, показывает высоту подъема (до 100 мм) вальцов. Для предотвращения поломки механизма подъема в крайних положениях установлены блокирующие конечные выключатели 7, которые срабатывают от упоров 8. Ручная настройка вальцов по высоте производится с помощью маховичка.

Привод механизма подачи осуществляется от электродвигателя постоянного тока 41, при этом обеспечивается бесступенчатое регулирование скорости подачи в диапазоне 6... 60 м/мин. Вращение от двигателя через червячный редуктор 16 и цепные передачи 37, 12 и 12, 35 передается на два приводных туера 13 и 48 конвейерной цепи. Привод переднего прижимного вальца 34 осуществляется через блок шестерен 27, 26 и карданные валы. Два приводных туера и верхние приводные вальцы обеспечивают устойчивую подачу заготовок. Станок имеет принудительную смазку.



Рисунок 22 - Кинематическая схема станка ЦМР-2

2.4.3 Основные технические данные и характеристики станка (приведены в таблице № 4)

Таблица № 4

Наименование параметра	Значение
Ширина обрабатываемого материала, мм:
наибольшая	250
наименьшая	10
Толщина обрабатываемого материала, мм:
наибольшая	100
наименьшая	10
Наименьшая длина обрабатываемого материала, мм	450
Наибольшее количество пил	10
Диаметр пил, мм:
наибольший	360
наименьший	250
Скорость подачи, м/ мин
наибольшая	60
наименьшая	6
Скорость резания, м/сек	61
Количество электродвигателей	5
Суммарная мощность всех электродвигателей, кВт	44,68
Габаритные размеры станка, мм:
длина	2440
ширина	2515
высота	1610
Масса, кг	4600

2.5 Многопильный станок ЦДК-5

2.5.1 Назначение и область применения станка

Прирезной многопилный станок с гусеничной подачей модели ЦДК-5 предназначен для чистой и точной прямолинейной продольной распиловки по ширине досок, брусков и щитков. При установке пил в постав до пяти штук станок может быть использован для выпиловки реек.

Станок применяется на мебельных, домостроительных и других деревообрабатывающих предприятиях.

Установка станка. Установка станка производится на специальном бетонном фундаменте. Глубина фундамента принимается в зависимости от характеристики грунта, но не менее 500 мм. После подготовки фундамента на него устанавливают станок. В оставленные колодцы вкладываются фундаментные болты и станок выверяется по уровню в продольном и поперечном направлениях с точностью 0,3/1000. Выверка производится путем подкладки металлических пластин и клиньев. После выверки колодцы под болты заполняются щебнем и заливаются жидким цементным раствором. После затвердения раствора следует затянуть гайки болтов, проверяя при этом положение станка по уровню. Затяжку болтов следует производить плавно и равномерно. После затяжки болтов под станок подливается цементный раствор и производится окончательная отделка фундамента.

Рисунок 23 - Общий вид станка ЦДК-5

Перечень составных частей станка приведен в таблице № 4.

Таблица № 4

Позиция	Наименование
1	Станина
2	Вариатор
3	Стол
4	Конвейер подачи
5	Суппорт
6	Ограждение пилы
7	Пильный вал
8	Механизм управления
9	Противовыбрасыватель
10	Электрооборудование
11	Установка РКС
12	Ограждение цепи
13	Принадлежности
14	Установка РКС

2.5.2 Устройство, работа станка и его составных частей

Станина состоит из двух чугунных отливок коробчатой формы верхней и нижней.

В нижней части спереди (по ходу распиливаемого материала) и в верхней части сзади находятся шкафы для электроаппаратуры. В верхней части смонтирован пильный вал, который частично входит в суппорт, где устанавливается пила (пилы). В нижней части на качающейся плите смонтирован электродвигатель пильного вала. Здесь же имеется натяжное устройство для установки электродвигателя при изменении диаметра пилы (пил). На верхней стенке смонтирован механизм управления. Сзади в нижней части укреплена плита, на которой смонтированы электродвигатель, вариатор и редуктор механизма, подачи.



Рисунок 24 - Кинематическая схема станка ЦДК-5

Вариатор. Бесступенчатое регулирование скоростей подачи (конвейерной цепи) обеспечивается коническим фрикционным вариатором с диапазоном регулирования К-5 и скоростью подачи U= 10-50 м/мин.

Вариатор работает от отдельного электродвигателя, который включается после включения электродвигателя пильного вала. Вариатор состоит из двух конусов-ведущего и ведомого. Изменение скоростей осуществляется вхождением наружного ведущего конуса во внутренний ведомый, т. е. изменением диаметра касания ведущего конуса.

При этом ведомый конус компонуется с одноступенчатым редуктором, который свободно поворачивается вокруг оси при вхождении ведущего конуса. Осевое перемещение ведущего конуса осуществляется с помощью системы рейки-шестерни.

Прижим ведомого конуса к ведущему осуществляется реактивным моментом, воздействующим на корпус редуктора. Фиксирование ведущего конуса осуществляется специальной гайкой с рукояткой, вынесенной на переднюю стенку верхней части станины. Последующее понижение скорости осуществляется трехступенчатым редуктором. На корпусе редуктора закреплено РКС, включенное в цепь торможения электродвигателя подачи, связанное с промежуточным валом редуктора.

Стол. Стол служит для направления распиливаемой доски. Крепится одной стороной к станине, другой - к балке, лежащей на двух кронштейнах, привернутых к нижней части станины.

Спереди к столу устанавливается направляющая линейка, снизу - механизм смазки. В поперечном пазу стола размещен ряд нижних когтей противовыбрасывателя. Сзади на столе крепится щетка из стальной проволоки для сметания опилок с конвейера. В зоне пил под специальными планками крепятся 2 сегмента для направления "ныряющих" звеньев конвейера.

Конвейер. Конвейер служит для подачи распиливаемой доски и представляет из себя бесконечную цепь, собранную из отдельных звеньев на осях, имеющих на концах ролики. Верх цепи представляет из себя рифленые площадки. Цепь приводится в движение двумя ведущими, звездочками, соединенными с осью редуктора специальной муфтой со срезным штифтом. С передней стороны цепь огибается через две ведомых звездочки.

Цепь движется по специальным направляющим. При внезапных остановках пил, значительных перегрузках штифт срезается, чем предохраняет станок от поломок и электродвигатели от длительных перегрузок.

Прижимной суппорт. Прижимной суппорт служит для прижима распиливаемой доски к конвейерной цепи. При изменении толщины доски суппорт перемещается в вертикальной плоскости по направляющим станины. Спереди и сзади пилы (пил) в суппорте размещено по паре подпружиненных прижимных вальцев, осуществляющих прижим доски. Спереди пилы имеется лоток для выхода опила и башмак, прижимающий конец распиливаемой доски.

Для того, чтобы прижим материала осуществлялся всегда в зоне резания, независимо от величины вертикального перемещения суппорта, оси башмака связаны рычажной системой с пильным валом и с суппортом через специальные направляющие. При изменении диаметра пилы расстояние осей башмака от пильного вала следует изменить и закрепить с помощью фиксатора. При перемещении суппорта башмак благодаря рычажной системе, связывающей его с пильным валом, поворачиваясь вокруг последнего, сохраняет заданное при настройке расстояние от пилы и таким образом осуществляет прижим в зоне резания.

Сверху суппорта, против лотка имеется горловина для удаления опила и присоединения к эксгаустерной сети. Для установки суппорта по высоте распиливаемой доски спереди справа имеется шкала. Подъем и опускание суппорта производится маховичком механизма управления.

Ограждение пилы. Ограждение пилы, состоящее из двух качающихся листов, служит для предохранения работающих от вылета мелких обрезков и сучков сбоку. При распиловке широких досок и щитов листы при прохождении доски поднимаются.

Пильный вал. Пильный вал смонтирован на двух опорах в жестком корпусе, шарнирно закрепленном на верхней части станины. Корпус в передней части имеет приливы, через которые проходит ось качения. В задней части корпуса имеются приливы для шарнирной подвески к винту подъема корпуса. Верхний конец винта подъема крепится в механизме управления.

На одном конце пильного вала насажен шкив, на другом - установлена пила. Вместо одной пилы при распиловке тонких досок может быть установлено несколько, пил (не более 5-ти) с шириной постава не более 200 мм.

При установке нескольких пил необходимо изготовить и установить между пилами проставные кольца, соответствующие ширине выпиливаемых брусков и новый башмак с вырезами, соответствующими поставу пил.

Механизм управления. Механизм управления смонтирован в верхней части станины и осуществляет перемещение суппорта прижимных валков и пильного вала.

Движение от маховичка механизма к суппорту и пильному валу передается через систему цилиндрических и конических шестерен. Маховичок механизма имеет 2 крайних положения. В переднем крайнем положении осуществляется подъем и опускание пильного вала, в заднем - суппорта прижимных валков.

Механизм противовыбрасывания. Механизм противовыбрасывания служит для предохранения от выбрасывания распиливаемой доски назад (на работающего). Механизм состоит из корпуса, в котором смонтированы 2 ряда когтей, пропускающих доски вперед и препятствующих обратному выходу.

В случае необходимости верхние когти могут быть подняты, а нижние опущены специальной рукояткой. При поднятии когтей рукояткой предусмотрена электроблокировка, обеспечивающая торможение пильного вала и механизма подачи.

Электрооборудование станка содержит:

Электродвигатель главного привода.

Электродвигатель подачи.

Пусковую и защитную аппаратуру.

4. Электроаппаратуру, осуществляющую торможение главного привода противотоком.

5. Электроаппаратуру блокировки.

6. Амперметр

7. Электроаппаратуру местного освещения.

8. Пульт с кнопочными станциями.

Установка РКС. Для торможения вала электродвигателя главного привода служит реле контроля скорости, которое крепится к кожуху двигателя с задней стороны.

Ограждение цепи. Ограждение конвейерной цепи представляет из себя коробку, состоящую из 3-х стенок, закрывающую цепь спереди, сбоку (слева) и сзади. В случае надобности ограждение может быть снято, для чего необходимо отвернуть две специальные гайки.

Установка РКС. Для торможения эл. двигателя подачи служит реле контроля скорости, которое крепится к кожуху двигателя с задней стороны.

2.5.3 Настройка и наладка станка

Установка суппорта. Суппорт устанавливается в зависимости от толщины распиливаемой доски по шкале, имеющейся на суппорте. При правильной установке суппорта осуществляется нормальный прижим доски к цепи конвейера.

Установка пильного вала. Пильный вал необходимо установить так, чтобы нижние зубья находились ниже верхней плоскости конвейерной цепи на 3-4 мм (зоне ныряния гусеничной цепи).

Скорость подачи. Скорость подачи устанавливается при помощи маховичка управления вариатором и выбирается в зависимости от толщины распиливаемой доски по графику зависимости высоты пропила и числа пил. При острой пиле и распиловке сухого пиломатериала подача может быть несколько увеличена, и наоборот, при сыром материале и затупленной пиле подача должна быть уменьшена.

Распиловка несколькими пилами. Для распиловки несколькими пилами необходимо изготовить проставные кольца, соответствующие ширине вырезаемых реек, а также изготовить новый прижимной башмак с вырезами для пил. При распиловке несколькими пилами все пилы должны быть одинаковыми, т.е. одного диаметра, одной толщины, иметь одинаковую заточку и разводку зубьев.

Регулировка станка. Регулировка взаимного расположения основных узлов станка производится на заводе изготовителе и поэтому регулировать их при эксплуатации не рекомендуется.

Регулировка натяжения ременной передачи пильного вала. Регулировка натяжения производится при перемене диаметра пилы. Осуществляется она вращением маховичка, установленного на передней стенке станины.

Регулировка перемещения суппорта прижимных валков по направляющим. Перемещение суппорта без заедания и люфтов регулируется клином.

Регулировка натяжения ременной передачи вариатора. Для регулировки натяжения ремней вариатора необходимо ослабить 4 гайки, крепящие плиту электродвигателя, повернуть книзу стержень с шестигранником и вновь закрепить гайки.

Регулировка величины зазора между конусами вариатора. Зазор между ведущими и ведомыми конусами в крайнем выведенном положении получается регулированием винта М 10х 50 К 22-2, который, упираясь своим концом в корпус одноступенчатого редуктора вариатора, поднимает или опускает его, и вместе с ним - ведомый конус. Нормальный зазор между конусами в этом положении должен быть 1-2 мм.

2.5.4 Работа на станке

Станок обслуживается двумя рабочими. Первый - станочник, включает станок, устанавливает суппорт на необходимую высоту, регулирует скорость подачи, подает доски под распиловку. Находится впереди станка.

Второй рабочий принимает со станка распиливаемые доски или рейки, сортирует и укладывает их, находится сзади станка.

При распиловке пиломатериала значительной длины (длиннее 3-х метров) необходимо для обслуживания станка ставить четырех человек - двух впереди и двух сзади. В этом случае необходимо впереди и сзади станка устанавливать столы с роликами, верхние образующие которых должны быть ниже стола станка на 10-20 мм.

2.5.5 Основные технические данные и характеристики станка (приведены в таблице № 5)

Таблица №5

Наименование параметра.	Значение
1. Наибольшая толщина распиливаемого материала	100
2. Наименьшая толщина распиливаемого материала	10
3.Наименьшая длина распиливаемого материала.	600
4. Наибольшее расстояние между крайними пилами	200
5. Наибольшее количество пил	5
Наибольший размер установки пилы относительно элементов станка, ограничивающих проход материала	400
7. Диаметр пил:
Наибольший	400
наименьший	250
8. Число оборотов пильного вала	3600
9. Скорость подачи	10-50
10. Тип подачи	Конвейерный
11. Торможение пильного вала	Противотоком
12. Электродвигатель пильного вала:
Тип	АО 63-2
Мощность	14
Число оборотов	2930
13. Электродвигатель привода подачи:
Тип	АО 42-2
Мощность	2,8
Число оборотов	2880
14. Габаритные размеры:
Длина	1935
Ширина	1500
Высота	1335
15. Вес станка	2500

2.6 Достоинства и недостатки конструкции и выполнения технологического процесса

2.6.1 Станок ЦМР-5

Достоинства:

1. Повышенная защита персонала от травм.

2. Автоматическое позиционирование пильных валов и прижимных роликов.

3. Бесступенчатое регулирование скорости подачи.

4. Верхний пневматический прижим с независимыми регулировками давления.

5. Вводное устройство с приводными роликами и пневматическим прижимом.

6. Устройство лазерной разметки заготовок.

Недостатки:

1. Громоздкость и сложность станка.

2.6.2 Станок SRS-14

Достоинства:

1. Геометрическая точность и чистота поверхности обработанного на нем материала.

2. Повышенная безопасность работы на станке.

Недостатки:

1. Однопильный станок.

2.6.3 Станок ЦДК 4-2

Достоинства:

1. Гусеничная подача.

Недостатки:

1. Однопильный станок.

2.6.4 Станок ЦМР-2

Достоинства:

1. Высокая точность распиловки.

2.6.5 Станок ЦДК-5

Достоинства:

1. Точность и чистота распиловки.

2. Гусеничная подача.

Недостатки:

1. Пилы большого диаметра.

2.7 Пути совершенствования оборудования

Одним из возможных направлений модернизации прирезных станков может быть изменение функции направляющей линейки. Например, оставить за линейкой функции ориентирующего элемента в момент начального базирования детали. Затем после того, как заготовка начинает перемещение по закону движения конвейера, направляющая линейка отодвигается на 3…4 мм от заготовки до момента пока ее задний торец не пройдет передний прижим. Перед входом очередной заготовки линейка должна занять свое исходное положение.

Реализация модернизации в данном направлении поможет снизить неравномерность износа текстолитовых направляющих.

Так же совершенствование прирезных станков идет в направлении повышения точности распиловки, уменьшения толщины пропила и увеличения числа пил.

3. Характеристика режущего инструмента

Серийно выпускаемые круглые пилы подразделяют на пилы с плоским диском, конические односторонние с правой и левой конусностью и строгальные с поднутрением диска. Плоские пилы с круглым диском для распиливания древесины выпускают по ГОСТ 980-80 из стали 9ХФ двух типов: для продольной и поперечной распиловки. Конические пилы для продольной распиловки древесины выпускаются по ТУ 14-1-1809-76.

3.1 Эскиз режущего инструмента

Наибольшее распространение в деревообработке получили плоские круглые пилы. Плоские пилы первого типа используются для продольной распиловки, пилы второго типа - для поперечной распиловки древесины. На рисунке 9 приведены типы круглых плоских пил и два исполнения каждого типа.

Рисунок 25 - Типы и исполнения круглых плоских пил

Пилы изготавливают из легированной стали 9Х 9. Твердость пил 39…44 HRC.

3.2 Параметры режущего инструмента

К основным параметрам круглых пил относится диаметр пилы (125…16000мм.), диаметр центрального отверстия (32…80 мм.), толщина пилы (1..4 мм.), число зубьев пилы (24…72 и 60…120 штук для первого и второго типа соответственно) и шаг зуба. Размеры для справок:

; .

Основные параметры пил приведены на рисунке 10 на примере плоской пилы для продольной распиловки первого исполнения.

Рисунок 26 - Основные параметры плоских круглых пил

3.3 Требования к подготовке режущего инструмента

Основные операции подготовки пил к работе включают в себя обрезку и насечку зубьев, правку пил, вальцевание и проковку пил, плющение или развод зубьев, заточку зубьев, установку пил на пильный вал. Для обрезки и насечки зубьев применяется пилоштампы моделей ПШ-4 и ПШ-6. Пила считается выправленной, если отклонение от плоскостности на каждой стороне пилы составляет не более 0,1…0,3 мм. В зависимости от диаметра. Вальцевание пил производится на вальцовочном станке ПВ-35 с целью создания начальных напряжений для компенсации тангенциальных напряжений и уменьшения опасности возникновения резонанса. Уширение зубьев пил достигается путем развода или плющения (для поперечной распиловки - только разводом). Величина уширения составляет от 0,4 до 1,2 мм. В зависимости от диаметра пил. Для плющения с последующим холодным формованием применяются станки-полуавтоматы модели ПХФК(8). Заточку пил производят на специализированных станках ТчПК-8 или универсальных ТчПА-7. На рисунке 11 изображены формы вершин зубьев (фас и профиль) после соответствующих обработок.

Рисунок 27 - Форма вершины зуба: а) - после плющения; б) - после плющения и формования; в) - после заточки; г) - после развода

3.3.1 Контроль внешнего вида и шероховатости поверхности

Дефекты поверхности пил выявляются визуально либо с помощью лупы ЛП-16 по ГОСТ 25706. При выявлении следов от ударов молотком должно быть исключено влияние соседних вмятин и следов. Шероховатость поверхностей пил должна проверяться сравнением с образцами-эталонами, имеющими значения параметров шероховатости и аттестованными в установленном порядке, или сравнением с образцами шероховатости по ГОСТ 9378. Сравнение осуществляется с помощью лупы ЛП-1-5 по ГОСТ 25706.

3.3.2 Контроль размерных параметров

При измерении пил применяют средства контроля, имеющие погрешности измерения не более:

а) при измерении линейных размеров - величин, указанных в ГОСТ 8.051;

б) при измерении углов - 35 % допуска;

в) при измерении погрешностей расположения поверхностей - 25 % допуска на проверяемый параметр.

Отклонения от прямолинейности в торцовых поверхностях пил должны проверяться контрольными линейками и щупами в направлениях диаметров, радиусов и хорд с обеих сторон диска пилы или на специальном приспособлении. Торцовые поверхности пилы должны находиться в вертикальной плоскости с опорой пилы на зубья (предельное отклонение от вертикальной плоскости ±5 мм на диаметре пилы). При проверке по диаметру длина контрольной линейки должна быть меньше диаметра окружности впадин, но не более чем на 10 мм. Величины просветов между торцовой поверхностью пилы и измерительной поверхностью контрольной линейки не должны превышать отклонений, указанных в ГОСТ 8.051. При измерении толщины и отклонения от прямолинейности в торцовых поверхностях пилы вмятины, образующиеся на диске пилы от ударов молотком, не учитываются. На пилах диаметром св. 560 мм измерение неравномерности толщины пилы производят на расстоянии 20 мм от окружности зубьев и 10 мм от посадочного отверстия. Вогнутость, характеризующая напряженное состояние дисков пил, должна проверяться контрольными линейками и щупами или на специальном приспособлении. При использовании контрольных линеек вогнутость пил определяют просветом между диском пилы и рабочей кромкой контрольной линейки, длина которой на 10 мм меньше диаметра окружности впадин зубьев пил, прикладываемой не менее чем по двум взаимно перпендикулярным диаметрам с вогнутой стороны пилы. Измерение должно производиться на расстоянии 50 мм от центра пилы. Радиальное биение контролируется при установке пилы на оправке, имеющей опорный торец. Профиль впадины зубьев контролируется шаблонами, имеющими номинальный размер радиуса. При этом зазор между шаблоном и поверхностью впадины не должен превышать 1,5 мм. Контроль качества термообработки. Глубина обезуглероженного слоя контролируется по ГОСТ 1763. Твердость пил контролируется по ГОСТ 9012 или по ГОСТ 9013 с помощью твердомера ТБ или ТР по ГОСТ 23677. Способность зубьев пил диаметром до 1000 мм включительно к разводу должна проверяться не менее чем на шести зубьях поочередным отгибанием их в ту и другую стороны.

3.3.3 Испытания пил

Испытания пил на средний и 95%-ный периоды стойкости должны проводиться на круглопильных станках по ГОСТ 16543, ГОСТ 30091, ГОСТ 9335, ГОСТ 14951, ГОСТ 8425 или на ручном механизированном инструменте. Состояние станков должно соответствовать установленным для них нормам точности и ГОСТ 12.2.026.0. Перед испытанием должны быть проверены отклонение от прямолинейности в торцовых поверхностях и вогнутость пил. При испытании распиливаются круглые лесоматериалы по ГОСТ 9462, ГОСТ 9463 или пиломатериалы по ГОСТ 2695, ГОСТ 8486, ГОСТ 9302 хвойных и лиственных пород не ниже 3-го сорта влажностью свыше 30 %. Режимы резания при испытании: скорость резания 40-60 м/с - при продольной распиловке, 40-75 м/с - при поперечной распиловке. Высота пропила и подача на зуб, а также величина развода зубьев должны соответствовать указанным. Приемочные значения среднего и 95 %-ного периодов стойкости для выборки из 5 пил должны быть не менее: =100 мин, =50 мин - при распиловке древесины хвойных и мягких лиственных пород, =66 мин, =33 мин - при распиловке древесины твердых лиственных пород.

3.4 Установка и эксплуатация пил

Пилы на валу могут быть установлены жестко или "плавающе". При жесткой установке пилы крепятся с помощью шайб и специальных проставок. При применении "плавающей" установки пилы устанавливаются на шлицевых валах с возможностью осевого перемещения и имеют специальные направляющие, в которые подается водовоздушная смесь. Диаметр пилы должен быть минимальным для заданных условий эксплуатации с учетом запаса и последующей переточки. Рабочая частота круглых пил должна быть ниже максимально допустимой на на не менее чем на 10…15 %.

4. Выбор и характеристика условий работы

В технологическом процессе осуществляется распиловка бруса на 2 доски толщиной по 40 мм каждая. Размеры бруса - 150х50х4000, древесина- сосна.

Станок устанавливается в отапливаемых помещениях. Температура окружающего воздуха от +5 ⁰С до +40 ⁰С.

5. Расчет оптимального режима работы

Рисунок 28 - Функциональная схема станка для продольной

На рисунке 12 приведена функциональная схема станка для продольной распиловки древесины с гусеничной подачей и верхним расположением пилы на валу.

Распиловки древесины. Скорость подачи распиливаемого материала, м/мин.

,

где z - число зубьев в пилах;

n - частота вращения пил, мин^-1;

U_Z - подача на зуб, мм.

5.1 Подача на зуб U_Z1 по шероховатости поверхности пиломатериалов

Подача на зуб U_Z1 по шероховатости поверхности пиломатериалов принимается согласно рекомендациям, приведенным в табл. 3.3 [2]: U_Z1= 0,75 мм. Для выбора подачи на зуб необходимо определить кинематический угол встречи _ВЫХ, соответствующий максимальной толщине срезаемой стружки, град:

где а - расстояние от оси вращения пилы до поверхности распиливаемого материала, мм;

R - радиус вращения пилы, мм.

5.2 Подача на зуб U_Z2 до заполнения впадин зубьев опилками, мм

при z36 =55...70⁰:

,

где h - высота пропила, мм;

t - шаг зубьев в пилах, мм.

t =;

t = мм;

.

5.3 Подача на зуб U_Z3, ограниченная мощностью электродвигателя механизма резания, мм

для пил с разведенными зубьями:

,

где N_Э - мощность электродвигателя, кВт;

- КПД привода механизма резания, = 0,9;

i - число пил, работающих одновременно;

а_м - коэффициент, учитывающий состояние древесины: для талой а_м= 1,0;

- коэффициент, учитывающий затупление зубьев, =1,6;

р - фиктивная удельная сила резания по задней грани зубьев, Н/мм;

р = 4 + 0,036_с;

р= 4 + 0,036·43,5 = 5,56 Н/мм;

_с - средний кинематический угол встречи, соответствующий средней толщине срезаемой стружки, град;

;

к_п - давление стружки на переднюю грань зубьев, МПа;

_;

МПа;

- угол резания, град;

- скорость резания, м/с (при <70 м/с вместо подставляем значение (90 - ));

b - ширина пропила, мм;

- удельное сопротивления резанию от трения стружки о стенки пропила, МПа: для разведенных зубьев = 0,6.

.

Так как U_Z получилось отрицательным, то необходимо вносить коррективы, соответствующие срезанию микростружки (l<0,1 мм). Вместо коэффициента подставляем (-0,8), а вместо К_п подставляем К_пм

К_пм=К_п+8р.

.

По трём из рассчитанных значений подачи на зуб (U_Z1, U_Z2, U_Z3) принимаем меньшее - оптимальное значение U_Z, по которому определяем оптимальную скорость подачи U₀:

м/мин.

U₀ <U_констр=10…80 м/мин.

Вывод: оптимальная скорость U₀ входит в диапазон значений конструктивной скорости U_{констр.}

6. Силовые и прочностные расчеты

Вне зависимости от вида режущего инструмента конструкция механизма должна обеспечить прочность, надежность и правильность крепления режущего инструмента; обеспечить правильное движение и состояние инструмента; исключить отклонения рабочих органов под влиянием сил резания.

6.1 Расчет потребной мощности привода механизма резания

Рисунок 29 - Схема действующих сил сопротивления резанию для круглопильного станка с верхним расположением пилы

6.1.1 Расчет силы резания

Скорость резания, м/с,

,

где D - диаметр пилы, мм;

n - частота вращения пилы, мин^-1.

м/с.

Подача на зуб, мм,

,

где u - скорость подачи, м/мин; z - число зубьев на пиле, шт.

мм.

Кинематический угол встречи на выходе зубьев пилы из материала, ⁰,

,

где а - расстояние от оси вращения пилы до поверхности стола, мм.

.

Кинематический угол встречи на входе зубьев в пропил, ⁰,

,

где h - толщина распиливаемого материала.

.

Средний кинематический угол встречи и средний угол перерезания волокон древесины, ⁰,

;

.

Средняя толщина стружки для разведенных зубьев, мм,

,

мм.

Касательная составляющая силы резания, Н,

,

где К - удельное сопротивление резанию, МПа;

К = aпаwaв (Кп + Кз + Ктр);

aп - коэффициент, учитывающий породу распиливаемой древесины, aп=0,9;

аw-коэффициент, учитывающий влажность распиливаемой древесины, aп=1,08;

aВ -коэффициент, учитывающий вид схемы пиления: при попутном пилении aв=1,1.

Удельное сопротивление резанию по передней грани зубьев пилы, МПа,

Кп=(0,196+0,00392иср)д+(0,0686+0,00147иср)v-(5,4+0,167иср),

где д - угол резания, ⁰.

Кп=(0,196+0,00392·36,5)55+(0,0686+0,00147·36,5)23-(5,4+0,167·36,5)=9,9 МПа.

Удельное сопротивление резанию по задней грани зубьев пилы, МПа,

,

где - коэффициент, учитывающий затупление зубьев пилы,

;

- приращение радиуса затупления зубьев за время их работы, мкм,

;

мкм;

А - приращение радиуса затупления за 1 м пути резания, для хвойных пород А = 0,001 мкм/м;

- длина дуги резания, мм,

;

мм;

Т - время непрерывной работы станка, мин;

- начальный радиус кривизны лезвия = 10 мкм;

р - фиктивная удельная сила резания по задней грани зубьев пилы,

р=3,92+0,0353иср;

р=3,92+0,0353·36,5=5,2 Н/мм.

МПа.

Удельное сопротивление от трения опилок о стенки пропила, Н/мм ²,

,

где б - интенсивность трения опилок о стенки пропила, Н/мм ²: при пилении

пилами с плющеными зубьями б=0,57 МПа.

Н/мм ².

Кп.м = Кп +Кз.м +Ктр

Кп.м = 9,9 +97,5 +7,9=115,3.

К=1·1·1,1(66,5+97,5+7,9)=242,7 МПа.

Н.

Потребная мощность электродвигателя механизма резания, кВт,

,

где - КПД привод: для встроенного электропривода =0,9.

кВт.

Потребная мощность получилась больше заданной в технической характеристике станка. Для уменьшения мощности стачиваем зубья на пилах через один.

6.1.2 Скорость резания, м/с

,

где D - диаметр пилы, мм;

n - частота вращения пилы, мин^-1.

м/с.

Подача на зуб, мм,

,

где u - скорость подачи, м/мин;

z - число зубьев на пиле, шт.

мм.

Кинематический угол встречи на выходе зубьев пилы из материала, ⁰,

,

где а - расстояние от оси вращения пилы до поверхности стола, мм.

.

Кинематический угол встречи на входе зубьев в пропил, ⁰,

,