Повна версія

Головна

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Вдосконалення лісопиляльних рам

Модернізація лісопиляльних рам

Лісопиляльні рами як вітчизняного так і зарубіжного виробництва постійно вдосконалюються. Групою фахівців [68] із Санкт-Петербурга (Росія) запропонована нова конструкція лісопиляльної рами, яка забезпечує значне підвищення якості пиломатеріалів, збільшення продуктивності, та може бути легко реалізована на базі лісопиляльних рам моделі Р-63, Р-65, за порівняльно невеликих капіталовкладень.

Дослідження показали, що можливості лісопиляльних рам далеко ще не вичерпані. На одноповерхових рамах можна добитися більш високих показників продуктивності, зменшити товщину пропилу та підвищити якість пиломатеріалів. Цього можна досягти за рахунок безшатунної лісопиляльної рами, в якій використаний перебудований кулісний механізм. Останній уже давно використовується у верстатобудуванні, наприклад, в стругальних металооброблювальних верстатах, причому в досить потужних, де в момент початку стругання фактично виникають ударні навантаження.

Лісопиляльні рами з повністю динамічно урівноваженим приводом пилкової рамки забезпечують таку ж високу продуктивність, як у потужних двоповерхових рам. При цьому можна використовувати легкі фундаменти під обладнання.

На рисунках, що приведені нижче, показані основні фрагменти конструкції безшатунної одноповерхової лісопиляльної рами з повністю урівноваженим приводом, продуктивність якої відповідає продуктивності двоповерхової.

Найбільш зручною з точки зору економічної ефективності є технологічна схема розпилювання з брусуванням. В якості верстата першого ряду для отримання двокантного бруса застосовується

різноманітне обладнання, наприклад здвоєний вертикальний стрічкопилковий верстат. В якості верстата другого ряду пропонується широкопросвітна безшатунна лісопиляльна рама, яка зможе розпилювати на дошки та бруси отримані раніше двокантні бруси.

На рис. 3.1, а схематично зображена лісорама з розміщенням пилкової рамки в нижній, а на рис. 3.1,6 – у верхній "мертвій" точці. Привод рами даної конструкції розміщений під пилковою рамкою.

Розміщення пилкової рамки в нижній (а) та верхній (б)

Рис. 3.1. Розміщення пилкової рамки в нижній (а) та верхній (б) "мертвих" точках: 1 – нижня поперечина; 2 – верхня поперечина; 3 – вертикальні стійки пилкової рамки; 4 – пили; 7, 8 – повзуни направляючих пилкової рамки; 11 – повзуни; 12 – пальці повзунів; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 22 – корінні вали; 30 – колода

На рис. 3.2 показаний (також у двох крайніх положеннях пилкової рамки) конструкційний варіант лісопиляльної рами з приводом, що розміщений над пилковою рамкою. Верхнє розміщення приводу можливе із врахуванням повної динамічної урівноваженості приводу пилкової рамки. Застосування рам з таким приводом може бути економічно дуже вигідним під час встановлення безшатунної рами на фундамент звичайної одноповерхової лісопиляльної рами. Верхнє розміщення привода ініціює ряд нових цікавих конструктивних рішень.

На рис. 3.3. показана пилкова рамка в двох проекціях. На рис. 3.4 – деякі варіанти з'єднання пилкової рамки з механізмом привода.

Конструкція пилорами з верхнім розміщенням привода: пилкова рамка в нижній (а) та верхній (б)

Рис. 3.2. Конструкція пилорами з верхнім розміщенням привода: пилкова рамка в нижній (а) та верхній (б) "мертвих" точках: 2 – верхня поперечина; 3 – вертикальні стійки пилкової рамки; 4 – пили; 7, 8 – повзуни направляючих пилкової рамки; 11 – повзуни; 12 – пальці повзунів; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 22 – корінні вали; 29 – станина; 30 – колода; 31 – двокантний брус

Це конструктивне виконання найбільш підходить до лісорам з верхнім приводом.

Для того, щоб витримати необхідну точність виготовлення та роботи механізму, зубчасті колеса 24 доцільно нарізати парами і цю ж пару ставити в один механізм.

Пилкова рамка в двох проекціях

Рис. 3.3. Пилкова рамка в двох проекціях

З'єднання кривошипа з пилковою рамкою, що гойдається, за допомогою підшипника ковзання (а) або підшипника кочення (б): 1 – нижня поперечина; 3 – вертикальні стійки пилкової рамки; 4 – пили; 11 – повзуни; 12 – пальці повзунів; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 15 – ліва половина повзуна; 16 – права половина повзуна; 18 – антифрикційне покриття; 19 – підшипник кочення; 21 – канал для змащування; 22 – корінні вали; 23 – захисний козирок

Рис. 3.4. З'єднання кривошипа з пилковою рамкою, що гойдається, за допомогою підшипника ковзання (а) або підшипника кочення (б): 1 – нижня поперечина; 3 – вертикальні стійки пилкової рамки; 4 – пили; 11 – повзуни; 12 – пальці повзунів; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 15 – ліва половина повзуна; 16 – права половина повзуна; 18 – антифрикційне покриття; 19 – підшипник кочення; 21 – канал для змащування; 22 – корінні вали; 23 – захисний козирок

На рис. 3.5, 3.6 зображений конструктивний варіант з'єднання пилкової рамки і кривошипів за допомогою роликових кареток та роликопідшипникового котка. В цій конструкції з метою досягнення урівноваженості сил інерції та моментів сил інерції, кривошипам з противагами, зубчастим колесам (передавальне відношення яких рівне одиниці) і маховикам надано обертання в протилежних напрямках із однаковою швидкістю.

Варіант з'єднання пилкової рамки та кривошипів за допомогою каретки з роликами і роликопідшипниковим котком; 4 – пили; 5, 6 – цапфи; 7, 8 – повзуни направляючих пилкової рамки

Рис. 3.5. Варіант з'єднання пилкової рамки та кривошипів за допомогою каретки з роликами і роликопідшипниковим котком; 4 – пили; 5, 6 – цапфи; 7, 8 – повзуни направляючих пилкової рамки

Вигляд збоку на конструкцію, що представлена на рис. 3.5: 1 – нижня поперечина; 5 – цапфи; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 24 – зубчасті колеса; 25 – маховик

Рис. 3.6. Вигляд збоку на конструкцію, що представлена на рис. 3.5: 1 – нижня поперечина; 5 – цапфи; 13 – кривошипи; 14 – противаги; 24 – зубчасті колеса; 25 – маховик

Під час роботи лісопиляльної рами обертання одного із валів 22 передається кривошипам 13 і противагам 14, які обертаються в протилежних напрямках. Так як пальці і противаги розміщені діаметрально протилежно, то, за умови рівності моментів сил інерції пилкової рамки та моментів сил інерції противаг відносно осей обертання, досягається повна урівноваженість вертикальних і горизонтальних сил інерції та моментів сил інерції.

Вузли лісорами закріплюються на станині. Поряд із досягненням урівноваженості сил інерції та моментів сил інерції, кардинальним шляхом покращення параметрів лісорам є зменшення маси пилкових рамок. Це дозволяє підвищити число ходів пилкової рамки, і, відповідно, збільшити продуктивність лісорами в цілому.

Зменшення маси пилкової рамки досягається під час використання сучасних матеріалів (наприклад, титанові сплави).

Лісоперероблювальні цехи, які побудовані на базі одноповерхових лісопиляльних рам, в більшості випадків сьогодні працюють на межі рентабельності. Заміна малопродуктивних одноповерхових лісопиляльних рам на високопродуктивні двоповерхові змушує перебудовувати цех та споруджувати більш потужний фундамент, який необхідний двоповерховій рамі. В результаті, необхідні для реалізації проекту інвестиції мають довгостроковий термін окупності.

Впровадження безшатунних лісопиляльних рам з повністю урівноваженим приводом має наступні переваги:

  • – безшатунна лісопиляльна рама з невеликою висотою з повністю урівноваженим приводом має всі передумови стати одним із основних агрегатів в галузі;
  • – створення виробничого зразка такої рами не має технічних перешкод;
  • – переваги безшатунної рами, на початковому етапі, можна підсилити за рахунок використання наявних, уже перевірених практикою, конструкцій фундаментів одноповерхових рам одноповерхових лісопиляльних цехів;
  • – нова запропонована лісопиляльна рама забезпечить збільшення об'ємів випуску продукції на існуючих площах більше чим в 4 рази, при цьому термін окупності проекту модернізації не перевищує одного року;
  • – суттєве зниження коливань дозволить підвищити якість пиляння та зменшити товщину пропилу.

Основні питання кінематики пиляння деревини та її вдосконалення розглянуті в роботах [69-81]. Запропонована нова схема руху пилкової рамки за траєкторією у вигляді "вісімки", яка забезпечує відвід рамки від дна пропилу як у верхній так і у нижній "мертвих" точках, що створює майже ідеальні умови пиляння. Дана схема була реалізована в конструкціях тарних рам. Що стосується двоповерхових широко- просвітних лісопиляльних рам, то наявність у них великих інерційних мас та значних динамічних навантажень перешкоджають у впровадженні зазначеної кінематики руху пилкової рамки і вимагають вдосконалення конструкції цього устаткування.

Науковими працівниками Українського науково-дослідного інституту механічної обробки деревини (УкрНДІМОД) запропоноване конструктивне рішення вертикальної лісопиляльної рами з лінійним приводом пиляльної рамки [85]. Суттєвою різницею її є оснащення двох стояків (з боку виходу колоди, виконаними з можливістю пересування) траверсами із спрямовуючими, що дають змогу під час неробочого ходу пиляльної рамки за впливу зусиль подачі колоди, що насувається, відводити рамку в напрямку подачі й виключати тим самим відбій колоди.

На рис. 3.7 зображена лісопиляльна рама, її головний вид; на рис. 3.8 – переріз боковини станини із секцією лінійного двигуна і системою руху спрямовуючої.

Рама вміщує станину 1 із стояками 2, 3, між якими розташований статор 4 з електрообмоткою 5, стояки 2 оснащені нерухомими спрямовуючими 6, а стояки З, розташовані з боку виходу колоди, оснащені траверсами 7 із спрямовуючими 8, пиляльну рамку 9 з пилами 10 і магнітопровідними пластинками 11, які взаємодіють із статором 4, траверси 7 оснащені шарнірними дволанковиками 12 з регулюючими гвинтами 13, зв'язаними з одним із шарнірів 14 дволанковиків 12 і стояками 3, останні виконані з пазами 15 під згадані регулюючі гвинти і пазами 16 під дволанковики. Рама також оснащена поперечною балкою 17 і демпферами 18.

Головний вид лісопиляльної рами з лінійним приводом пилкової рамки: 1 – станина; 2, 3 – стояки; 4 – статор; 5 – електрообмотка; 6, 8 – спрямовуючі; 7 – траверси; 9 – пиляльна рамка; 10 – пили; 11 - магнітопровідні пластинки; 12 – шарнірні дволанковики; 13 – регулюючі гвинти; 14 – шарніри; 15, 16 – пази; 17 – поперечна балка; 18 – демпфери

Рис. 3.7. Головний вид лісопиляльної рами з лінійним приводом пилкової рамки: 1 – станина; 2, 3 – стояки; 4 – статор; 5 – електрообмотка; 6, 8 – спрямовуючі; 7 – траверси; 9 – пиляльна рамка; 10 – пили; 11 - магнітопровідні пластинки; 12 – шарнірні дволанковики; 13 – регулюючі гвинти; 14 – шарніри; 15, 16 – пази; 17 – поперечна балка; 18 – демпфери

Переріз боковини станини із секцією лінійного двигуна і системою руху спрямовуючої

Рис. 3.8. Переріз боковини станини із секцією лінійного двигуна і системою руху спрямовуючої

У процесі різання, коли пиляльна рамка 9 знаходиться у крайній нижній "мертвій" точці, колода (на кресленні не позначено) впливає на пилки 10, через які зусилля подачі передаються на траверси 7 із спрямовуючими 8.

Траверси 7, завдяки наявності шарнірних дволанковиків 12 і пазів 16, відхиляють під впливом зусилля подачі пиляльну рамку 9 з пилами 10 на величину, що запобігає відбою колоди.

Робочий зазор між пиляльною рамкою 9 і спрямовуючими 6, 8 відновлюється мірою зношення останніх за допомогою регулюючих гвинтів 13, зв'язаних з одним із шарнірів 14 дволанковиків 12 і стояками З, що мають пази 16.

Застосування запропонованої конструкції дасть можливість ліквідувати відбій колоди під час неробочого ходу пилкової рамки, що збільшить довговічність та працездатність рами, поліпшить якість оброблення.

Виробництво пиломатеріалів здійснюється різними способами, кожний із яких має свої переваги. Задача технолога – дати точну оцінку загальному стану рамного лісопиляння та вибрати оптимальний варіант будівництва та модернізації лісопиляльних цехів та пилорам, засоби механізації лісопиляльних процесів, вчасно впроваджувати нове та модернізоване обладнання із врахуванням дефіциту сировини, ресурсо-та енергозбереження [86-96].

Для побудови продуктивного лісоперероблювального комплексу, який повинен працювати як єдиний механізм, необхідно прослідкувати весь ланцюг перероблення деревинної сировини: від колоди до готового пиломатеріалу. Якщо в якості верстата першого ряду вибрана лісопиляльна рама, то алгоритм створення прогресивної платформи для неї буде виглядати наступним чином.

Типічними процесами для роботи пилорами є вибір та завантаження колоди, початок автоматизованої подачі в зону різання, приймання та вивантаження пакету пиломатеріалів. Для ритмічного функціонування лісопиляльної рами надзвичайно важливо, щоб заготовка, яка поступає на перероблення, мала мінімальний розкид діаметрів. Це зв'язано із специфікою налаштування пилкового блоку. Після налаштування положення пил в рамці не міняється: відповідно, відстань між ними є фіксованою, вибраною із врахуванням конкретного розміру колоди. Часті переналаштування обладнання знижують коефіцієнт його корисного використання, а це приводить до простою виробництва. Таким чином, можна вважати сорту вал ьну дільницю суттєвою складовою прогресивної платформи для лісопиляльної рами любого типу.

Традиційно укладування колоди на підтримуючі візки обслуговуючий персонал здійснює за допомогою вантажопіднімальних пристроїв – крану або тельфера. Так як фіксація вантажу проходить тросом або захватом, то поворот колоди під час встановлення неможливий. Це обмежує можливості оптимального розпилювання.

Виправити ситуацію допоможе допоміжний модуль у вигляді проміжкового лотка з механізмом повороту (рис. 3.9).

Механізм повороту модуля: 1 – вальці; 2 – лоток; 3 – колода в стані обертання

Рис. 3.9. Механізм повороту модуля: 1 – вальці; 2 – лоток; 3 – колода в стані обертання

В момент знаходження колоди на лотку – призмі правильної геометричної форми – оператор точніше оцінює ступінь викривлення заготовки. Вальці 1 висуваються із лотка, трішки припіднімають колоду для впевненого контакту з нею. Потім за командою оператора вмикається обертання вальців до тих пір, поки колода не займе необхідне положення відносно пил. Після завершення підготовчої операції вальці опускаються під лоток 2. У підсумку колода в новому правильному положенні на лотку готова для подачі її у лісопиляльну раму.

Привод піднімання та обертання вальців бажано виконати гідравлічним, так ж виконавчі механізми в цьому випадку не займуть багато місця під час значних навантажень. Крім цього, під час від'ємних температур гідросистема працює більш тривало, а у оператора є спосіб регулювання її швидкодії із використанням різноманітних дроселів.

На рис. 3.10 показаний можливий варіант завантажувального вузла.

Дільниця завантаження лісопиляльної рами: 1 – колода; 2 – поперечний транспортер; 3 – пристрій поштучної подачі колод; 4 – лоток з механізмом повороту; 5 – лісопиляльна рама; 6 – вантажопіднімальний маніпулятор

Рис. 3.10. Дільниця завантаження лісопиляльної рами: 1 – колода; 2 – поперечний транспортер; 3 – пристрій поштучної подачі колод; 4 – лоток з механізмом повороту; 5 – лісопиляльна рама; 6 – вантажопіднімальний маніпулятор

Заготовка 1 на поперечному транспортері 2 подається від місця сортування до пристрою поштучної подачі колоди 3. Даний пристрій відповідає за своєчасне встановлення наступної заготовки на лоток з механізмом повороту 4. Між лотком та пилорамою 5 розміщений вантажопіднімальний маніпулятор, який виконує функцію перенесення колоди з лотка на підтримуючі візки.

На рис. 3.11 показаний приймально-сортувальний пункт.

Приймально-сортувальний пункт: 1 – підтримуючі візки; 2 – сортувальний стіл; 3 – приводні рольганги із функцією скидання; 4 – поперечний транспортер

Рис. 3.11. Приймально-сортувальний пункт: 1 – підтримуючі візки; 2 – сортувальний стіл; 3 – приводні рольганги із функцією скидання; 4 – поперечний транспортер

Сортувальний стіл 2 має як мінімум дві механізовані гілки для руху напівфабрикатів визначеної форми. Крім цього, поблизу стола розташований накопичувач для обрізків та горбиля, який не піддається подальшому розпилюванню. В нього попадає некондиційна деревина, яка в першу чергу видаляється від набору отриманих напівфабрикатів. В подальшому приводні рольганги 3 приймають напівбрус або необрізну дошку.

За командою оператора виконується механізоване скидання, наприклад, необрізної дошки, і за допомогою поперечного транспортеру 4 вона попадає в паралельний технологічний потік. В результаті на приймально-сортувальній дільниці скорочується зона знаходження обслуговуючого персоналу, доля його участі в робочих процесах та збільшується швидкість руху продуктів перероблення на шляху їх проходження до суміжних технологічних модулів.

 
<<   ЗМІСТ   >>