2. Изучение конструкции оборудования для продольной распиловки

   1. Круглопильные станки

Элементы и узлы круглопильных станков. Круглопильные станки делятся на две группы: периодического и непрерывного действия, а в зависимости от характера движения распиливаемого лесоматериала на три группы: с возвратно-поступательным движением распиливаемого кряжа; с возвратно-поступательным движением пилы и с непрерывным движением материала.

В круглопильных станках для продольной распиловки основными узлами являются пильный и подающий механизмы. Кроме того, станки периодического действия обычно имеют зажимной механизм, механизм для поперечного перемещения кряжа или пилы, поворотный и центрирующий механизмы. Автоматические станки с программным управлением дополнительно к этому снабжены устройствами для замера диаметров распиливаемого кряжа и для выбора программы раскроя.

Пильные механизмы. Круглые пилы могут производить продольную распиловку верхней и нижней половиной диска. Они весьма надежны в работе и допускают большие скорости подачи. Диаметр круглых пил не превышает 1,5 м, вследствие чего при распиловке толстых кряжей (диаметром 0,6 м и более), кроме основной пилы приходится устанавливать дополнительную, лежащую в плоскости основной и несколько перекрывающую ее.

Рис. 4 Схемы круглопильных станков для продольной распиловки:

а, б – с вальцовой подачей; в – с подачей на тележке; г, д – с цепной подачей

Круглые пилы, применяемые для продольной распиловки, так же как и поперечные пилы, закрепляют на пильном валу шайбами, они работают со скоростью резания  м/с.

Подающие механизмы. В станках периодического действия подача кряжа на пилу или пилы на распиливаемый кряж осуществляется при помощи тележки, получающей возвратно-поступательное движение (рис. 4, в). Такая конструкция применима для распиловки кряжей диаметром до 38 см, длиной от 0,5 до 3 м. Тележка приводится в действие от пильного вала через реверсивный механизм с двумя ременными передачами.

В станках с непрерывной подачей кряжи подаются при помощи непрерывно движущейся цепи с упорами (рис. 4, г, д) или посредством вращающихся вальцов (рис. 4, а, б). В последнем случае усилие от вальцов к распиливаемому кряжу передается благодаря их сцеплению с древесиной или корой.

При совпадении направлений скорости подачи и горизонтальной проекции скорости резания (при подаче кряжа на пилу) пиление называют попутным, при несовпадении – встречным.

При попутном пилении усилие подачи может оказаться отрицательно, вследствие чего будет происходить самозатягивание пилы в пропил. Во избежание этого установки, производящие попутное пиление, должны быть снабжены устройствами, не допускающими самопроизвольного увеличения скорости подачи. При встречном пилении кряж во время распиловки будет стремиться вверх, поэтому необходимы специальные устройства, препятствующие этому.

Механизмы зажима применяют для закрепления лесоматериала на тележке. Они бывают бокового или торцового действия. В первом случае зажим в виде острого крюка внедряется в боковую поверхность материала в тангентальном направлении (рис. 5, б, в, г), во втором – материал закрепляется с торцов зажимами с клиновидными шипами (рис. 5, д, е). Боковые зажимы закрепляют распиливаемый материал по отношению к вертикальной стойке и горизонтальной направляющей, служащей опорой для стойки и кряжа. Поэтому зажимные крюки должны перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении в зависимости от размеров поперечного сечения распиливаемых лесоматериалов.

Для вертикального перемещения крюков применяются цепные, винтовые и реечные механизмы с электроприводом или гидро- и пневмоцилиндрами (рис. 5, б, в, г). Горизонтальное перемещение крюков выполняется автоматически специальными устройствами, связанными с механизмом вертикального их движения. При торцовом закреплении кряжа применяются винтовые, реечные механизмы или гидро-и пневмоцилиндры (см. рис. 5, д, е).

Механизмы поперечной подачи предназначены для поперечных перемещений кряжа, необходимых при выполнении очередных параллельных пропилов. Кряж вместе с механизмом зажима перемещается по двум-трем неподвижным горизонтальным направляющим, укрепленным поперек тележки (рис. 5, а).

Рис. 5 Тележка круглопильного станка с механизмами зажима и поперечной подачи: а – тележка: 1 – вертикальная стойка; 2 – горизонтальная направляющая; 3 – направляющее колесо с ребордами; 4 – поддерживающее колесо; 5 – шестерня; 6 – зубчатая рейка; 7 – механизм замера поперечной подачи; 8 – зажимной крюк; б, в, г – боковые механизмы зажима; д, е – торцовые механизмы зажима

Наибольшее распространение получили реечные механизмы поперечной подачи, рейки которых связаны с направляющими вертикальных стоек и приводятся в движение зубчатыми колесами от электропривода через передаточный механизм. Изменение направления движения реек, а вместе с ними и поперечного перемещения вертикальных стоек, достигается реверсированием электродвигателя. Такие механизмы поперечной подачи применимы при боковом и при торцовом зажиме кряжа. Величина поперечной подачи указывается на циферблате механизма замера, установленного на тележке.

Механизмы поворота используют, если в процессе распиловки материал необходимо повернуть вокруг своей оси для получения взаимно перпендикулярных пропилов. Для поворота кряжа при боковом его зажиме применяются цепные, реечные и сегментные кантователи. Цепной кантователь (рис. 6, а) поворачивает кряж движущейся цепью с зубьями. Цепь с помощью гидроцилиндра с демпфером подводится к боковой поверхности кряжа, и ее зубья, перемещаясь вверх, поворачивают кряж на необходимый угол. Распиливаемый материал подается на тележку специальным рычагом, прижимающим его к вертикальным стойкам. Реечный кантователь (рис. 6, б) имеет зубчатую рейку с гайкой и ходовой винт, вращаемый электродвигателем. При вращении винта зубчатая рейка перемещается вверх и поворачивает распиливаемый материал. Затем двигатель реверсируется и рейка опускается в исходное положение. Сегментный кантователь (рис. 6, в) состоит из двух ребристых сегментов, сидящих на одном валу, и привода. Сегменты имеют реверсивное вращение. Это позволяет не только подавать кряж на тележку (поз. 1), но и поворачивать его (поз. 2).

Рис. 6 Схемы механизмов поворота и центрирования: а – цепной кантователь: 1 – цепь с упорами; 2 – гидроцилиндр с демпфером; 3 – прижим; б – реечный кантователь: 1 – рейка; 2 – гайка; 3 – винт; 4 – двигатель; в – сегментный кантователь: 1 – сегмент; 2 – привод вала сегмента; г – поворотный механизм с мальтийским крестом: 1 – мальтийский крест; 2 – ведущее колесо с водилом; д, е – механизм центрирования: 1 – центрирующие вилки; 2 – конечный выключатель; 3 – гидроцилиндр; 4 – коромысло; 5 – рычаг; 6 – реечный механизм; 7 – канат

При торцовом зажиме кряжа один из зажимов свободно вращается на своей оси, а второй с помощью какого-либо механизма поворачивается вместе с зажатым кряжем. Поворотный механизм, оборудованный четырехконечным мальтийским крестом, представлен на рисунке 6, г. Мальтийский крест имеет четыре крестообразно расположенных паза, в которые при повороте ведущего колеса поочередно входит палец водила. За один оборот ведущего колеса мальтийский крест, а вместе с ним и кряж, повернется на угол 90°. Для поворота на такой угол можно использовать рейку, находящуюся в зацеплении с ведомым зубчатым колесом, насаженным на поворотный вал механизма зажима. Для этой же цели можно использовать храповое колесо и зубчатую передачу. В последнем случае в качестве приводного механизма можно использовать силовой гидроцилиндр.

Механизмы центрирования. Прежде чем закрепить лесоматериал в торцовых зажимах, его устанавливают в определенное положение по отношению к ним. С этой целью применяют центрирующие устройства (рис. 6, д, е). Каждый из них имеет подъемные вилки, центрирующие поданный на них кряж в вертикальной плоскости, приводной механизм и конечный выключатель. При подъеме вилок происходит одновременное опускание конечного выключателя, укрепленного на конце стального каната или рычага. В момент соприкосновения выключателя с поверхностью кряжа подъем вилок прекращается, при этом ось кряжа любого диаметра занимает необходимое горизонтальное положение по отношению к торцовым зажимам. После зажима кряжа вилки опускаются, а выключатель поднимается, занимая исходное положение. Для подъема вилок могут применяться гидропривод, реечный механизм и др.

Для продольной распиловки лесоматериалов применяются круглопильные станки периодического действия ЦДТ6-2, ЦДТ6-3, ЦДТ6-4, ЦДТ-7М, «ША-Урал», ЦДТ5-2 и др.

Станок ЦДТ6-2 предназначен в основном для продольной распиловки кряжей длиной от 1,5 до 6,5 м и диаметром до 50 см на шпалы и брусья различных размеров и назначения. На тележке станка располагаются механизмы зажима поперечной подачи и замера ее величины (см. рис. 5, а). Тележка приводится в движение от вала пилы посредством реверсивного механизма с двумя ременными передачами. Механизм зажима кряжа бокового действия с цепным приводом (см. рис. 5, б), а поперечной подачи – реечный. Диаметр пильного диска 1250 мм, скорость пиления 65 м/с, скорость движения тележки при рабочем ходе до 2 м/с. Мощность двигателя пилы 50 кВт, механизмов зажима и поперечной подачи по 2,2 кВт.

Станок ЦДТ6-3 устроен подобно. В отличие от станка ЦДТ6-2 он снабжен дополнительной навесной пилой, что позволяет распиливать крупномерные кряжи, а также индивидуальным приводом механизма надвигания тележки от электродвигателя мощностью 11 кВт и реечным кантователем (см. рис. 6, б).

Станок ЦДТ6-4 устроен аналогично станку ЦДТ6-3, в отличие от него имеет цепной питатель с сегментным кантователем, а также кабину с пультом управления. Общая установленная мощность механизмов станка 136,2 кВт, наибольший диаметр распиливаемых кряжей 90 см.

Станок ЦДТ-7М в отличие от станка ЦДТ6-3 имеет механизмы зажима и поперечной подачи с гидравлическим приводом и предназначен для распиловки кряжей диаметром до 90 см и длиной до 3 м. Мощность двигателя основной пилы 75 кВт, навесной 30 кВт. Скорость движения тележки при рабочем ходе до 2 м/с, при обратном ходе до 3 м/с. Масса станка 13500 кг.

Развальный станок ЦДТ5-2 предназначен для распиловки кряжей диаметром до 38 см, длиной от 0,5 до 2,1 м на пластины и бруски. Станок имеет пильный механизм, состоящий из одной пилы диаметром 1000 мм и пильного вала с приводом от электродвигателя мощностью 14 кВт. Тележка приводится в движение от пильного вала через реверсивный механизм с двумя ременными передачами. Торцовый зажим кряжа, его поворот и поперечная подача выполняются вручную. Скорость движения тележки при рабочем ходе до 0,5 м/с, при обратном ходе до 0,7 м/с.

Автоматизированный станок «ША-Урал» по своему устройству отличается от других круглопильных станков тем, что в нем круглая пила вместе с двигателем установлена на подвижной тележке, а распиливаемый кряж находится на станине вместе с механизмами зажима, поворота и поперечной подачи. Зажим кряжа производится с торцов, центрирование его автоматизировано (см. рис. 6, е). Перемещение тележки с пилой осуществляется с помощью полиспастов, приводимых в действие гидроцилиндрами, пиление происходит при движении тележки в обоих направлениях. Механизмы поворота кряжа и поперечной его подачи работают в автоматическом режиме в зависимости от схемы раскроя, определяемой диаметром кряжа. Мощность двигателя пилы 75 кВт, диаметр пильного диска 1300 мм, скорость пиления 70 м/с, скорость надвигания пилы 1,2 м/с, масса станка 7500 кг.

Станки с непрерывным надвиганием применяют для продольной распиловки пиломатериалов, а иногда и для распиловки тонких круглых лесоматериалов. Конструкция этих станков приспосабливается к условиям распиловки, при этом большое значение имеют форма и размеры распиливаемого лесоматериала, его положение в процессе распиловки, необходимое число пропилов в нем. Они имеют механизмы пиления и надвигания, а также прижимные и направляющие устройства.

Станки с горизонтальными вальцами. Они применяются для распиловки пиломатериалов по ширине на несколько частей, а также для обрезки кромок необрезных досок, в последнем случае их называют обрезными (рис. 4, д). Такие станки имеют одну, две и более пил. К однопильным станкам относятся ЦА, ЦА-2, ЦА-3, к двупильным – ЦД-2, ЦД-3, Ц2Д-5А, Ц2Д-5, Ц2Д-7, Ц2Д-8, к многопильным – Ц5Д, ЦЗД-7, Ц5Д-7, Ц5Д-8 и др.

Станки ЦА, ЦА-2, ЦА-3 предназначены для обрезки досок и распиловки их по ширине. Они имеют пилу диаметром 450 мм. Механизм надвигания состоит из двух нижних роликов, зубчатого диска и рифленого колеса, приводимых в движение в станке ЦА от пильного вала, а в станках ЦА-2 и ЦА-3 отдельным трехскоростным двигателем мощностью 1,2 кВт. Нижние рифленые ролики располагаются по одному с каждой стороны пилы, перед пилой над столом находится зубчатый диск, а за ним рифленое колесо с ребром. Зубчатый диск и рифленое колесо с ребром установлены на качающихся рамах для самоустановки их в зависимости от толщины распиливаемых пиломатериалов. Эти станки могут распиливать пиломатериалы шириной до 300 мм, толщиной до 80 мм. Мощность двигателя пилы 10 кВт, скорость надвигания станка ЦА 0,5; 0,8; 1,2 м/с, станков ЦА-2, ЦА-3 0,7; 0,9; 1,3 м/с.

Станки Ц2Д-5А, Ц2Д-5, Ц2Д-7, Ц2Д-8 предназначены для двусторонней обрезки кромок необрезных досок. Они имеют пильный механизм, состоящий из двух пил, приводимых во вращение электродвигателем 40 кВт. Механизм надвигания состоит из пяти нижних и двух верхних приводных вальцов. Три нижних вальца расположены впереди пил, а два – за ними. Верхние вальцы установлены по одному с каждой стороны пил. Механизм надвигания имеет отдельный от пил привод с двухскоростным двигателем мощностью 1,7 кВт. Скорость надвигания 1,33 и 2 м/с.

В станках Ц2Д-7 и Ц2Д-8 верхние подающие вальцы поднимаются и опускаются автоматически в зависимости от толщины распиливаемых пиломатериалов с помощью гидромеханической следящей системы. Станок Ц2Д-8 обрезает доски шириной до 500 мм, имеет меньшую мощность электродвигателей.

Станки Ц5Д, Ц5Д-8, Ц5Д-7 являются многопильными станками и находят применение для обрезки досок и раскроя их по ширине. Станок Ц5Д имеет пять пил диаметром 300 мм, установленных на одном валу. Надвигание происходит вальцами от трехскоростного двигателя, скорость надвигания 0,5; 0,7; 1,1 м/с. Наибольшая толщина и ширина распиливаемого материала 40 и 500 мм. Мощность двигателя пилы 10 кВт, надвигания 1,2 кВт. Станки Ц5Д-8 и Ц5Д-7 имеют также пять пил, две из них неподвижные и три подвижные, перемещаемые одновременно вдоль пильного вала с помощью гидроцилиндра. На станке Ц5Д-7 устанавливаются пилы диаметром 630 мм и увеличена высота подъема вальцов. Это позволяет распиливать брусья и пластины толщиной до 180 мм.

Станки с вертикальными вальцами. Эти станки служат для распиловки досок и горбылей по толщине. Наиболее распространен ребровый станок ЦР-4, он имеет одну пилу диаметром 800 мм с расклинивающим ножом и механизм надвигания, состоящий из двух пар вертикальных вальцов, поставленных перед пилой (рис. 4, а). Основные два вальца устанавливают на определенном расстоянии от плоскости пилы в зависимости от необходимой толщины отпиливаемой доски. Два других вальца служат для прижима распиливаемого материала к основным вальцам. Прижим вальцов осуществляют посредством груза, подвешенного к суппорту прижимных вальцов. Для отвода вальцов применяется гидропривод, мощность которого 0,5 кВт. Наибольшая толщина распиливаемого материала 250 мм, толщина выпиливаемых досок от 8 до 125 мм. Скорость пиления 75 м/с, мощность двигателя пилы 28 кВт, скорость надвигания 0,17... 0,95 м/с, мощность привода вальцов 1,7 кВт.

Станки с цепными транспортерами. Такие станки используют для распиловки лесоматериалов как по ширине, так и по толщине. В качестве механизма надвигания применяют скребковые цепные транспортеры. При распиловке по ширине верхняя ведущая ветвь цепи скользит в желобе, устроенном в столе станка и находится под распиливаемым материалом. В станках, распиливающих материал по толщине, ведущая ветвь транспортера движется сбоку по отношению к распиливаемому материалу в желобе, расположенном в вертикальной направляющей стенке. Находят применение следующие станки с надвиганием цепными лесотранспортерами: ТБС-1М, 2ТДС-1М, Б2Ц.

Станок ТБС-1М (рис. 4, г) используют для распиловки пластин на бруски. Толщина выпиливаемых брусков устанавливается направляющей линейкой. Диаметр пилы 600 мм, скорость пиления 30 м/с. Транспортер надвигания приводится в движение от пильного вала через ременную и зубчатую передачи и двухскоростной редуктор. Тяговая цепь транспортера шарнирная, конструкция ее позволяет переставлять упоры в зависимости от длины распиливаемых материалов. Скорость надвигания 0,22 и 0,32 м/с, наибольшая длина распиливаемых материалов 1,2 м, мощность электродвигателя 10 кВт.

Станок 2ТДС-1М (рис. 4, д) предназначен для распиловки брусков по толщине на дощечки. Две пилы диаметром 550 мм поставлены одна за другой и приводятся в движение каждая от своего электродвигателя. Транспортер надвигания приводится в движение от вала первой пилы, на которой установлен двухступенчатый шкив ременной передачи. От нее движение к ведущей звездочке транспортера передается через двухскоростной редуктор и цепную передачу. Мощность двигателя для этой пилы и механизма надвигания 10 кВт, мощность двигателя для другой пилы 7 кВт. На звеньях цепи транспортера сделаны выдвижные упоры, которые не мешают распиливаемому материалу соприкасаться с направляющей стенкой независимо от его длины. Распиливаемый материал удерживается в вертикальном положении боковым скользящим упором. Наибольшая толщина распиливаемого материала 140 мм, длина 1200 мм. Скорость надвигания 0,2; 0,3; 0,35 и 0,5 м/с.

Станок Б2Ц используют для получения двухкантного бруса из тонкомерных бревен. Он имеет две пилы, которые с помощью гидроцилиндров могут перемещаться вдоль пильных валов на одинаковое расстояние относительно продольной оси бревна. Расстояние между пилами может изменяться от 80 до 250 мм. Диаметр пил 900 мм, каждая пила приводится во вращение двигателем через клиноременную передачу. Механизм надвигания представляет собой скребковый цепной транспортер с упорами. Устойчивое положение бревну в процессе распиловки обеспечивается лотком, имеющим наклонные станки, и прижимным вальцом. Привод транспортера осуществляется от гидромотора через редуктор. Скорость надвигания изменяется в пределах от 0,1 до 1 м/с.