Лекция 31 Повышение надежности пиления древесины ленточными пилами

Пиление древесины ленточными пилами рассматривают как технологическую систему на уровне технологической операции. Такая система представляет собою совокупность функционально взаимосвязанных, взаимозависимых и условно неделимых элементов: распиливаемой заготовки, ленточной пилы, станка, режима пиления, окружающей среды и оператора. Изменение любого элемента этой системы неизбежно приводит к изменению технологической системы, к изменению качества ее функционирования. Именно поэтому функционирование ленточнопильных установок на различных предприятиях происходит по-разному.

Повышение эффективности пиления предполагает снижение вероятности отказов, связанных с понижением качества распиленных поверхностей, преждевременным затуплением режущих кромок зубьев и порывом лент, снижением производительности и повышением энергопотребления и уровня шума и т.д.

Анализ работоспособного состояния технологической системы ”Пиление древесины ленточными пилами” рассмотрим с позиции влияния каждого условно неделимого элемента системы.

Влияние материала распиливаемой заготовки

Заготовку можно характеризовать следующими условно неделимыми частями: породой, влажностью, плотностью, прочностью, упругостью, пластичностью, температурой, размерами и др.

Известно, что толщина срезаемого слоя при пилении а и величина подачи на зуб S_z связаны между собой следующим выражением:

, (1)

где ,  – углы подачи и скорости резания соответственно.

Угол  -  = 90- 2 = 88. В связи с этим и с учетом способа уширения зубьев (развод, плющение) толщину срезаемого слоя а принимают равной:

, (2)

где b – ширина пропила, мм; ;

b_л – длина режущей кромки лезвия, мм;

S – толщина полотна пилы, мм;

S’ – величина уширения зубьев на сторону, мм.

Для разведенных зубьев длина режущей кромки b_л равна толщине полотна пилы, а для плющенных – ширине пропила.

Правильный выбор величины уширения зубьев предотвращает зажим, трение и нагрев пилы в пропиле. Теория резания и практика пиления рекомендуют проверенные значения уширения зубьев (табл.1).

Таблица 1

Величина уширения зубьев ленточных пил на сторону S’, мм,

при распиловке древесины

Ленточные пилы	Высота пропила, мм	Хвойные породы
По ГОСТ 6532-77	До 250	(0,45...0,55)/(0,40...0,45)
(тип 2 и 3)	250...500	(0,50...0,60)/(0,40...0,50)
	Свыше 500	(0,55...0,70)/(0,45...0,60)
По ГОСТ 10670-77	До 250	(0,55...0,70)/(0,45...0,65)
	250...500	(0,65...0,75)/(0,45...0,65)
	Свыше 500	(0,75...0,95)/(0,65...0,80)

Окончание табл. 1

Ленточные пилы	Высота пропила, мм	Твердые лиственные породы	Лиственница
По ГОСТ 6532-77	До 250	(0,40...0,45)/(0,30...0,40)	0,45...0,55
(тип 2 и 3)	250...500	(0,40...0,50)/(0,35...0,45)	0,55...0,75
	Свыше 500	(0,45...0,60)/(0,40...0,55)	0,70...0,90
По ГОСТ 10670-77	До 250	(0,55...0,65)/(0,50...0,60)	0,50...0,60
	250...500	(0,60...0,70)/(0,55...0,65)	0,60...0,80
	Свыше 500	(0,65...0,80)/(0,60...0,70)	0,80...1,00
Примечания: 1. В числителе данные для свежесрубленной древесины влажностью выше 30%, в знаменателе – для сухой и мерзлой. 2. Величина уширения зубьев для распиловки лиственницы дана для случая охлаждения пилы водовоздушной смесью. При отсутствии охлаждения уширение увеличивается на 0,1...0,15 мм. 3. Допуск уширения зубьев на одну сторону для пилы 0,05 мм.

Величина уширения зубьев зависит от породы, влажности и температуры древесины (мерзлая-талая). Для пиления твердых пород или сухой древесины величину уширения зубьев следует уменьшить, для пиления смолистой древесины – увеличить (смола налипает на пилу и уменьшает зазор между пилой и стенкой пропила).

Для пиления бревен на горизонтальных ленточнопильных станках шведская фирма “Hakansson Sawblades” рекомендует свои значения уширения зубьев (табл. 2). В таблице обозначены В – ширина полотна пилы; t_з – шаг зубьев, мм; t – высота пропила, мм.

Таблица 2

Значения уширения зубьев на сторону S', мм и передних углов 

зубьев ленточных пил толщиною S= 1,07 мм, предназначенных для пиления бревен на горизонтальных станках

Параметры пиления	Древесина
	мягкая, =10	мягкая с большим количеством сучков, =8	среднетвердая, =10	твердая, =10	Очень твердая или мерзлая, =8
Значения S' при В = 32 мм, tз = 19 мм
t = 0…150	0,53		0,48
t =150…300	0,60		0,53
t =300…560	0,74		0,60
t =560…760	0,86		0,74
t > 760	0,96		0,86
Значения S' при В = 38 мм, tз = 22 мм
t = 0…150	0,48		0,43
t =150…300	0,53		0,48
t =300…560	0,60		0,53
t =560…760	0,68		0,60
t > 760	0,78		0,68
Значения S' при В = 51 мм, tз = 25 мм
t = 0…150	0,48		0,43
t =300…560	0,53		0,48
t =560…760	0,60		0,53
t > 760	0,68		0,60

Порода распиливаемой древесины, ее влажность и температура влияют также на шероховатость распиленных поверхностей (табл. 3).

Таблица 3

Значения шероховатости Rm max (по ГОСТ 7016-82), мкм,

при распиловке древесины ленточными пилами

Подача на зуб Sz, мм	Древесина		Подача на зуб Sz, мм	Древесина
	хвойная мерзлая и твердых лиственных пород	хвойная мокрая, свеже- срубленная		хвойная мерзлая и твердых лиственных пород	хвойная мокрая, свеже- срубленная
0,10	100/–	–	0,80	630/410	500/380
0,15	150/100	100/–	1,0	800/500	670/440
0,20	200/150	150/100	1,2	1000/620	800/500
0,30	250/200	210/100	1,5	1300/800	1000/600
0,40	320/220	270/200	1,8	1450/1000	1200/700
0,60	520/320	340/320	2,0	1600/1200	1400/800
Примечание. В числителе – для разведенных зубьев, в знаменателе – для плющеных.

Скорость подачи распиливаемой заготовки рассчитывается так, м/мин:

, (3)

где t_з – шаг зубьев пилы, мм;

V – скорость резания, м/с;

, (4)

где = 3,14;

D – диаметр пильного шкива ленточнопильного станка, мм;

n – частота вращения пильного шкива, мин^-1.