книги из ГПНТБ / Якунин Н.К. Распиловка бревен и брусьев на круглопильных станках по материалам иностранной печати

РАБОТЫ ПО РАСПИЛОВКЕ БРЕВЕН

НА КРУГЛОПИЛЬНЫХ СТАНКАХ, ВЫПОЛНЕННЫЕ ЗА ГРАНИЦЕЙ

За границей круглопильные станки для распиловки бревен применяются чаще всего на небольших заводах и в виде пере­ движных установок.

Из материалов по изучению процесса распиловки бревен на круглопильных станках прежде всего коротко остановимся на

исследовательской работе Телфорда «Принципы работы неболь­ шого лесозавода», изданной в США в 1952 году. В данном труде рассматриваются вопросы расхода энергии на распиловку бревен круглыми пилами со вставными зубьями.

На основании проведенных опытов Телфорд сделал выводы: Энергия, расходуемая на пиление, изменяется приблизи­ тельно пропорционально изменению диаметра. Так, например, пила диаметром 1520 мм расходует на пиление энергии на

Vs больше, чем пила диаметром 1220 мм.

С увеличением количества зубьев количество энергии, расхо­ дуемое на пиление, растет приблизительно из расчета 1°/о! на каждый дополнительный зуб.

При работе толстыми пилами больших диаметров с малым количеством зубьев при больших подачах на зуб и больших высотах пропила существенное значение имеет величина междузубной впадины (пазухи). Телфорд пришел к выводу, что когда в междузубных впадинах начинают накапливаться опилки, то мощность, расходуемая на распиловку, возрастает. Если вели­ чина междузубной впадины примерно в 2,4—2,5 раза меньше

объема срезаемой древесины, то опилки во впадине начинают

прессоваться.

При расчете емкости .междузубной впадины он рекомендует учитывать только боковую площадь впадины и номинального

среза.

Телфорд считает, что количество образовавшихся опилок

всравнении с номинальным объемом древесины увеличивается

впропорции 2:1, т. е. зуб пилы с площадью междузубных

впадин 1000 мм2 может за один рез нормально удалить срезан­ ные опилки с площади в 500 мм2 или один квадратный дюйм исходного материала (645 мм2) может быть удален зубом,

4

имеющим впадину площадью два квадратных дюйма (1290 мм’). Лесозаводы применяют круглые пилы, у которых площадь междузубной впадины находится в пределах 1290—1610 мм2 (2,0—2,5 квадратных дюйма).

На основании проведенных опытов Телфорд рекомендует делать пилы, которые при разных диаметрах имели бы разное число зубьев, например пилы диаметром 200 мм (8 дюймов)

должны иметь 8 зубьев, пилы диаметром 250 мм (10 дюймов) — 10 зубьев и пилы диаметром 300 мм (12 дюймов) — 12 зубьев.

Ниже рассматривается исследовательская работа «Распи­ ловка древесины на круглопильных станках» (Эндрюс, Канада, 1955).

Для определения влияния различных технологических фак­ торов на процесс пиления Эндрюсом в лаборатории лесных продуктов была выполнена специальная научно-исследователь­

ская работа, которая выявила влияние на энергозатраты

объемного веса древесины, высоты пропила, величины подачи на зуб, ширины лопаточки плющеных зубьев и некоторых других факторов. Главной целью исследования было изыскание средств для уменьшения количества отходов в лесопилении, снижения энергозатрат и улучшения качества выпиливаемой продукции.

При лаборатории лесных продуктов в Оттаве был сооружен экспериментальный лесопильный завод. Сооружению этого за­

вода в период с 1947 по 1950 г. предшествовала серия наблю­ дений за работой 60 предприятий, расположенных в Восточной

Канаде.

В Канаде из 7000 лесопильных заводов около 6000 оборудо­ ваны круглопильными станками. Поэтому на экспериментальном заводе в качестве головных станков были установлены кругло­ пильные станки. Кроме головного круглопильного станка с ка­

реткой для закрепления и подачи бревен, на опытном заводе были установлены обрезной станок и пилы для поперечной рас­

пиловки пиломатериалов. На механизме резания и подачи го­ ловного станка были установлены отдельные электродвигатели, которые приводились в движение от специального генератора постоянного тока. На механизме резания был установлен элек­

электроизмерительные приборы и осциллографы.

Горизонтальная и вертикальная силы, действующие на пилу,

измерялись специальными устройствами (датчиками), смонти­ рованными на пильном валу в специально сконструированных подшипниках, и записывались на лентах осциллографов.

Все опыты проводились на пилах диаметром 1220 мм со вставными плющеными зубьями.

Ниже излагаются результаты проведенных опытов.

5

Влияние объемного веса древесины на расход мощности

Учитывая, что физико-механические свойства древесины в большой степени зависят от ее объемного веса, Эндрюс начал

свои опыты с экспериментальной проверки зависимости силы резания от объемного веса древесины.

Рис. 1. Зависимость мощности, расхо­ дуемой на пиление одной пилой, от объ-

Рис. 2. Зависимость равнодействующей силы резания от объемного веса дре­ весины

Опыты проводились на канадских породах древесины в за­ водских условиях. Была взята 1000 заготовок белой сосны, бе­ лой березы, желтой березы и горного клена. Зависимость между мощностью, расходуемой на пиление, и объемным весом пока­ зана на рис. 1, а горизонтальная и вертикальная силы резания,

выраженные через равнодействующую силу, отражены на рис. 2. На рис. 1 и 2 видно, что полученные зависимости носят линейный характер. Малые значения мощности и силы резания имеют такие породы, как ель и сосна, а наибольшие — дуб и

клен.

6

Влияние высоты пропила на расход мощности

Высота пропила оказывает большое влияние как на энерго­ затраты, так и на работоспособность пилы в процессе пиления.

Очень часто с увеличением высоты пропила из-за недостатка мощности привода происходит уменьшение числа оборотов пиль­

ного вала и ухудшение чистоты поверхности и точности распи­ ловки.

Исследование влияния высоты пропила на энергозатраты было проведено на брусьях белой сосны разной толщины. В це­ лях получения сопоставимых условий опытов были сделаны

Рис. 3. Зависимость между высотой реза и мощностью, расходуемой на пиление:

/—объемный вес 0,35—0,42 г/см3; 2 — объемный вес

0,27—0,34 г/см3

ступенчатые брусья, которые распиливались на станке в опре­ деленной последовательности. Здесь необходимо отметить, что при принятом способе распиловки с изменением высоты пропила

происходит одновременно изменение кинематического угла встречи1. Поэтому данные опыты не дают чистой зависимости энергозатрат от высоты пропила, но они полностью отвечают производственным условиям работы станков и тем задачам, ко­

торые были поставлены перед этими опытами.

Результаты опытов показаны на рис. 3. Из приведенных данных видно, что мощность, расходуемая на резание, с увели­ чением высоты реза быстро увеличивается. Например, для вы­ соты реза 100 мм при распиловке белой сосны требуется около 20 л. с., а для брусьев толщиной 300 мм — около 70 л. с. При распиловке древесины с большим удельным весом эти значения увеличиваются.

7

Влияние подачи на зуб на расход мощности

Известно, что величина подачи на зуб в процессе пиления оказывает большое влияние как на качество распиловки, так и на энергозатраты. Она может быть изменена путем изменения скорости подачи, количества зубьев на пиле или числа оборотов

пильного вала. Обычно с учетом высоты пропила, породы дре­ весины и требований, предъявляемых к качеству распиловки, станочники изменяют скорость подачи и этим достигают желае­

мых результатов. Опыты, проведенные Эндрюсом, псказали, что

величина подачи на каждый плющеный зуб не должна превы­ шать 2 мм. Увеличение подачи на зуб выше 2 мм вызывает резкое ухудшение качества распиловки и ухудшает условия

работы пилы. Необходимо отметить, что этот вывод совпадает

срезультатами отечественных работ, в том числе проведенных

вЦентральном научно-исследовательском институте механиче­

ской обработки древесины в 1953—1955 гг.

Эндрюс установил, что с увеличением подачи на зуб путем увеличения скорости подачи имеет место пропорциональное уве­ личение по линейному закону мощности, расходуемой на пцление. При этом рост мощности был более интенсивным при более высоких скоростях резания.

Результаты этих опытов показаны на рис. 4.

Однако, несмотря на значительное увеличение мощности, рас­ ходуемой на резание, с ростом подачи на зуб, работа на более высоких подачах является более экономичной, чем работа на

8