2. Лесопильные рамы

Элементы и узлы лесопильных рам. Лесопильные рамы являются многопильными станками с непрерывной подачей и предназначены для продольной распиловки бревен и брусьев. При работе лесопильной рамы вразвал бревна сразу распиливаются на доски требуемой толщины. При работе с брусовкой бревна сначала распиливаются на брусья (с одновременным получением двух-четырех подгорбыльных досок), а затем в следующую смену или на второй лесопильной раме брусья разваливаются на доски.

Основными узлами лесопильных рам являются: (рис. 7, а, б) механизм резания (состоящий из пильной рамки 9 с укрепленными в ней пилами 4, приводящейся в действие от кривошипно-шатунного механизма 8) и механизм подачи (состоящий из нижних 3 и верхних 5 подающих вальцов). Кроме того, лесопильные рамы снабжаются: для подачи бревен – тележками 1 и 2, а для приемки пиломатериалов – тележками 6 и 7 (см. рис. 7, а) или рольгангом 7 и направляющими ножами 6 (см. рис. 7, б).

Механизм резания. Режущими инструментами в лесопильных рамах являются прямые пилы, совершающие поступательно-возвратное движение. Длина рамных пил.

Главный вал рамы делают коленчатым либо снабжают маховиками с пальцами кривошипа; он вращается с постоянной скоростью рад/с (215…360 об/мин). У некоторых лесопильных рам с малым ходом пильной рамки скорость вращения вала доходит до 62…73рад/с (600–700об/мин). В зависимости от числа шатунов, двигающих пильную рамку, лесопильные рамы делят на двухшатунные (см. рис. 7, а) и одношатунные (см. рис. 7, б). Высота двухшатунных лесопильных рам невелика, и они расположены в одном этаже; одношатунные рамы значительно выше двухшатунных и расположены в двух этажах.

В пильной рамке установлена группа пил (до 16), расположенных одна от другой на определенном расстоянии. Такую группу называют поставом. Пилы друг от друга отделены прокладками; весь постав стянут струбцинами. Толщина межпильных прокладок равняется толщине выпиливаемых досок. Крайние прокладки подбирают такой толщины, чтобы постав пил был расположен симметрично относительно просвета пильной рамки. Пиление в лесопильной раме происходит только при движении пильной рамки сверху вниз. Ход пильной рамки снизу вверх является холостым.

Скорость резания в лесопильных рамах является величиной переменной. В верхней и нижней мертвых точках (ВМТ и НМТ) она равна нулю, а при нахождении пильной рамки в среднем положении достигает максимального значения.

В связи с изменением скорости движения пильной рамки появляются соответствующие ускорения и силы инерции, которые зависят от частоты вращения главного вала. Увеличение этой частоты ведет к резкому росту нагрузки на элементы пильного механизма (поперечины и стойки пильной рамки, пальцы, шатун и т. п.), что значительно усложняет конструкцию лесопильной рамы.

Рис. 7 Схема лесопильных рам: а – двухшатунные; б – одношатунные

Механизм подачи предназначен для продвижения бревна или бруса через раму в процессе его распиливания и состоит из привода, передаточного механизма и рабочих органов (вальцов). На тихоходных лесопильных рамах с частотой вращения коленчатого вала до 250 мин^-1 применяют толчковую подачу за рабочий ход, а на быстроходных рамах – непрерывную. Нижние вальцы всегда приводные, верхние могут быть и неприводными.

У механизмов толчковой подачи (рис. 8) вальцы 4 получают вращение от коленчатого вала 10, через контркривошип 9, рычаги 8, кулису 7, тягу 6, коромысло 2, собачки 3. храповое колесо 1, цепную передачу 5.

Изменение величины угла поворота вальцов на оборот главного вала в зависимости от величины подачи достигается перемещением кулисы 7. Основным недостатком толчковой подачи являются большие инерционные силы при остановке и начале движения бревна большой массы. При частоте вращения главного вала больше 250 мин-1 силы инерции бревна настолько возрастают, что оно практически начинает двигаться без останова. В современных лесопильных рамах с непрерывной подачей изменение величины посылки осуществляется при помощи электромагнитной муфты скольжения или двигателем постоянного тока с регулируемой частотой вращения. На рис. 9 приведена принципиальная кинематическая схема с электромагнитной муфтой скольжения. От электродвигателя 20, через коленчатый вал 21 и шатун 22 передается движение пильной рамке с пилами 23. Нижние вальцы 13 приводятся во вращение от электродвигателя 24 посредством электромагнитной муфты скольжения 16, ременной передачи 15, редуктора 14 и шестерен 12.

Рис. 8 Механизм толчковой подачи

Верхние вальцы 10 приводятся во вращение роликовой цепью 11. В раме имеется электрическая связь между механизмом подачи и механизмом уклона пильной рамки. Сельсин-датчик 9 через редуктор 8 связан с валом червячного механизма 7 уклона пильной рамки и имеет электрическую связь с сельсином-приемником 17, установленным через редуктор 19 на лимбе центробежного регулятора скорости 18. Лимб центробежного регулятора скорости устанавливается синхронно с наклоном направляющих 1 пильной рамки.

Изменение скольжения электромагнитной муфты 16 (следовательно, и изменение величины посылки) производится поворотом лимба центробежного регулятора 18; для этого оператор на некоторое время включает серводвигатель 5, который приводит в движение червячную шестерню и вал с червяком.

Одновременно через цилиндрические шестерни приводится в движение стрелка указателя 25 величины посылки и посредством редуктора 8 поворачивается расположенный на другой стороне вала сельсин-датчик 9, чем вызывается рассогласование с сельсином-приемником 17. Червяк заставляет двигаться червячный сектор 6, рычаг 4 и плиту 2, на которой укреплены направляющие 1 верхнего ползуна 3 пильной рамки. Происходит изменение уклона пил соответственно заданной посылке на один оборот коленчатого вала. При помощи указанных сельсинов осуществляется дистанционное автоматическое управление изменением скорости подачи в зависимости от уклона пильной рамки.

Рис. 9 Механизм непрерывной подачи

Для нормальной работы лесопильной рамы необходимо соблюдать положение подвижных плит 2 относительно риски минимального уклона и положение указателя 25 (стрелки) величины посылки. Они должны строго соответствовать друг другу. В паспорте на лесопильные рамы приведены значения величин посылки, стрелкой показано положение плит относительно риски минимального уклона. Электромагнитная муфта скольжения 16 получает движение от электродвигателя 24. Якорь муфты скреплен с валом электродвигателя. Внутри корпуса муфты на валу смонтирован индуктор, который выполнен из двух зубчатых половин и обмотки возбуждения. На этом же валу смонтированы контактные кольца, с помощью которых в обмотку индуктора подводится постоянный ток возбуждения.

При поступлении тока в обмотку возбуждения происходит электродинамическое сцепление якоря с индуктором, в результате чего индуктор увлекается якорем, достигая одинаковой с ним скорости. При синхронной скорости вращения якоря и индуктора относительная их скорость будет равна нулю.

Основным условием появления крутящего момента является скольжение. Скольжение муфты (индуктора) относительно якоря зависит от тока возбуждения и момента сопротивления на выходном валу. Изменяя ток возбуждения, при постоянном моменте на выходном валу можно получить плавное изменение скорости.

Околорамное оборудование. Механизмы, обслуживающие непосредственно рабочий процесс лесопильной рамы, относятся к околорамному оборудованию.

Околорамные механизмы делятся на впереди- и позадирамные. К первым относятся рамные тележки, конвейеры подачи бревен в быстроходные рамы, брусоукладчики и аппараты для заправки бруса в раму второго ряда. Рамные тележки и конвейеры обслуживают лесопильные рамы первого ряда; брусоукладчики и рольганги с центрирующими манипуляторами – рамы второго ряда.

Впередирамная тележка для центрирования бревна по поставу, его закрепления в нужном положении и подачи в лесопильную раму состоит из сварной рамы на колесных скатах, перемещающихся по рельсовому пути по направлению подачи бревна. Привод колес осуществляется от двухскоростного электродвигателя через зубчатую передачу и редуктор. В передней части рамы тележки расположена головка с зажимными клещами, управляемая тремя гидроцилиндрами с независимым управлением. Зажим бревна клещами, перемещение конца бревна по высоте, поворот бревна относительно продольной оси, перемещение конца бревна в поперечном направлении производятся гидроцилиндрами. Всеми механизмами управляют непосредственно с рабочего места, расположенного на тележке позади головки, с помощью гидрораспределителей или с дистанционного пульта.

В комплекте с зажимной поставляется тележка, которая служит для поддержания передней части бревна. Она имеет два опорных ролика, смонтированных на ее раме, откидную накладку, применяемую при распиловке бруса.

Позадирамные механизмы расположены за рамой. К ним относятся направляющие аппараты, которые монтируют на самой лесопильной раме, рольганги для продольного, механизмы для поперечного перемещения бруса и досок, сбрасыватели для досок.

Конструкции лесопильных рам. Двухэтажные лесопильные рамы типа 2Р75 применяют для распиловки бревен и брусьев на доски. При небольших объемах лесопиления используют одноэтажные лесопильные рамы, для распиловки кряжей, тонкомерных бревен и брусьев — специальные рамы.

Лесопильная рама 2Р75-1 двухэтажная быстроходная, одношатунная, с непрерывной подачей. Предназначена для распиловки бревен (рама первого ряда) длиной от 3 до 7,5 м и диаметром до 0,65 м. Частота вращения главного вала 325 мин^-1. Просвет пильной рамки 0,75 м, просвет между верхними и нижними вальцами 0,08...0,75 м, ход пильной рамки 0,6 м, количество пил в поставе до 12, величина подачи (посылки) 9...65 мм на один оборот (ход), механизм подачи четырехвальцовый, имеет индивидуальный привод, выполненный по схеме рис. 9. Угол уклона пил изменяется автоматически в зависимости от величины посылки. Натяжение пил гидравлическое, подъем верхних вальцов при помощи гидроцилиндров. Бревна в раму подаются впередирамными тележками, позади рамы – направляющие ножи. Суммарная мощность электродвигателей 127 кВт. Производительность около 20 м³/ч.

Лесопильная рама 2Р75-2 по конструкции аналогична раме 2Р75-1, отличается от нее укороченной пильной рамкой, количество пил 14. Рама предназначена для распиловки брусьев толщиной до 0,4 м на доски, поэтому ее устанавливают во втором ряду (рама второго ряда) за рамой 2Р75-1.

Лесопильная рама Р65-4М одноэтажная, двухшатунная, с толчковой подачей за рабочий ход. Частота вращения коленчатого вала 250 мин^-1 просвет пильной рамки 0,63 м, ход 0,4 м, наибольший диаметр распиливаемых бревен до 0,53 м, длина бревна от 3 до 7,5 м. величина подачи от 3 до 20 мм за один оборот вала рамы, наибольшее количество пил в поставе 12. Механизм подачи имеет два нижних и два верхних вальца, которые приводятся в движение по схеме рис. 8. Подача бревен в раму и прием пиломатериалов из рамы осуществляются впередирамной и позадирамной тележками. Установленная мощность электродвигателей 28 кВт. Производительность около 6 м³/ч.

Коротышевая лесопильная рама РК63-1 одноэтажная, двухшатунная, с непрерывной подачей. Механизм подачи восьмивальцовый с приводом от гидродвигателя. Увеличение количества подающих вальцов необходимо для надежной фиксации коротких лесоматериалов в процессе их распиловки. Просвет пильной рамки 0,63 м, ход 0,4 м. Наибольший диаметр распиливаемого кряжа 0,45 м, длина 1...4 м. Частота вращения коленчатого вала 270 мин^-1 наибольшее количество пил в поставе 12, величина подачи 5...35 мм/об. Установленная мощность электродвигателей 48,4 кВт. Подача в раму и прием распиливаемых кряжей производится впередирамными и позадирамными рольгангами.

Тарная лесопильная рама РТ-36 одноэтажная, одношатунная, с непрерывной подачей предназначена для распиловки небольших брусьев (длиной от 0,8 до 4 м и максимальной толщиной 0,2 м) и тонкомерных бревен на тарные дощечки. Просвет пильной рамки 0,36 м, ход 0,21 м, частота вращения коленчатого вала 650 мин^-1, величина подачи от 3,7 до 14,9 мм за один ход рамки, наибольшее количество пил в поставе 16. Установленная мощность электродвигателей 24,5 кВт.