Способ подготовки рамных пил

Способ подготовки рамных пил

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (i»901305 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заивлемо 10. 12. 79 (21) 2848304/22-02 (51) M. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

С 21 0 9/24. государственный комитет (23) Приоритет ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 30. 01 82. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30 01 82 (53) УЙК 621. 785. . 4 (088. 8) (72) ABTOp изобретения

Е. Л. Богданов

Центральный научно-исследовательски механической обработки древе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ РЛИНЫХ ПИЛ

Изобретение относится к лесопильной промышленности, в частности к рамным пилам.

Известно, что в процессе пиления на режущей кромке пилы возникают

5 напряжения растяжения, изменяющиеся от минимума до максимума за один оборот коленчатого вала лесопильной рамы. В зоне сопряжения зуба с полотном пилы (впадина зуба) возни— !

О кают значительные местные напряжения, обусловленные геометрическими параметрами сопряжения, т.е. в этой зоне имеет место концентрация напряжений.

Значительные местные напряжения при

15 повторно-переменных нагружениях, имеющих место при работе рамных пил, способствуют возникновению и разви— тию усталостных трещин, приводящих к разрушению пил.

Известен способ для уменьшения местных напряжений во впадинах зубьев полосовых пил, например лен— точных, заключающийся в том, что по" потно пилы проковывается или вальцуется по продольной полосе, касающейся оснований впадин всех зубьев.

При этом в деформированной (прокованной или вальцованной) зоне в результате упруго-пластических деформаций возникают сжимающие напряжения, частично компенсирующие растягивающие напряжения, вызванные подготовкой пил к работе, силой натяжения и силой резания (11 . Иедостатки известного способа. заключаются в том, что компенсирующие напряжения создаются путем проковки или вальцовки с одинаковым . усилием по всей деформируемой полосе, при этом компенсация напряжений происходит только в .части зоны концентрации напряжений, прилегающей к основанию впадины. В остальной части зоны концентрации эта операция (способ) приводит к увеличению местных напряжений. В некоторых случаях холодная пластическая обработ901305 ка 1проковка нли вальцевание) режущей части полотна прямо способствует образованию трещин. Кроме того, вальцевание или проковка продольной полосы, касающейся оснований впадин всех зубьев, снижает жесткость режущей кромки пилы, что отрицательно сказывается на точности пиления.

Известен также способ изготовления рамных пил, заключающийся в том, что, с целью повышения прочности пилы, проковке подвергают зону полотна, прилегающую к криволинейному участку впадины каждого зуба, причем степень проковки изменяется вдоль данного участка с максимальным значением в его середине (21 .

Недостатком известного способа является то, что в полотне пилы задаются компенсирующие напряжения, которые снижают только среднее напряжение цикла, однако коэффициент концентрации напряжений и амплитуда цикла напряжений остаются неизменным. Величина компенсирующих напряжений сжатия не должна превышать минимальные напряжения растяжения на режущей кромке пилы, возникающие при пилении стандартными,рамными пилами в начальный период холостого хода пил. Нормальная составляющая силы резания, возникающая при пилении стандартными рамными пилами в начальный период холостого хода, является силой отжима, и напряжения растяжения на режущей кромке при этом имеют значительную величину.

Эти напряжения компенсируют с помощью известного способа.

Предусматривается использование специальных рамных пил, обеспечивающих получение опилок, пригодных для варки целлюлозы.При пилении такими пилами, особенно мерзлой древесины, напряжения растяжения на режущей кромке в начальный период холостого хода минимальны по величине, а в некоторых случаях приобретают даже отрицательную величину, т.е. переходят в напряжения сжатия. Компенсировать эти напряжения или вообще невозможно, или не имеет смысла ввиду их малой величины. Кроме того, .как уже указывалось, проковка режущей кромки пилы может в ряде случае способствовать образованию трещин.

Известен также способ для уменьшения местных напряжений, в котором для .снижения концентрации напряжений 1

40

50

55. быть натянуты, причем для обеспечения требуемой жесткости наибольшие

30 в зоне впадины использованы разгрузочные компенсаторы в .виде отверстий.

Пила состоит из полотна, зубьев, оснащенных твердым сплавом, и компенсационных отверстий, расположенных по периферии Г31.

Недостатком известного решения является неоптимальный выбор формы компенсационных отверстий и их расположения относительно режущей кромки. Большие расстояния между отверстиями и сужение их к центру пилы приводит лишь к незначительной разгрузке напряжений по контуру впадин, а опасность появления трещин у самих отверстий резко возрастает.

Кроме того, пила в процессе эксплуатации многократно перетачивается, в результате чего компенсационные отверстия в конечном итоге могут очутиться на контуре режущей кромки, что совершенно недопустимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае-мому результату является способ термопластической обработки дисковых пил, включающий создание предварительных напряжений в периферийной зоне пил методом термической обработки. В результате термической обработки в периферийной зоне создаются напряжения сжатия, которые ослаб— ляют растягивающие напряжения, возникающие в процессе пиления, и предотвращают зарождение и развитие усталостных трещин 41 .

Недостатком известного способa является то, что создание компенсирующих напряжений на всей периферийной зоне пилы не снижает коэффицнент концентрации напряжений, возникающих в пиле в процессе эксплуатации.

Коэффициент концентрации определяется геометрическими параметрами сопряжения зубьев с полотном, неоднородностью структуры металла 1наличием дислокаций), а также внутренними напряжениями на локальных участках полотна, которые в ряде случаев способствуют перераспределению силовых линий и, соответственно, увеличивают или уменьшают величину максимальных; напряжений, Кроме того, для обеспечения нормальной работы рамных пил они должны напряжения рас яжения должна нi IlbtTbl вать режущая кромка. Создание напря901305

Напряжения растяжения в указанной зоне задаются термопластическим методом путем ее нагрева, например газовой горелкой или лучом лазера. Температура нагрева указанной зоны для 45 инструментальных углеродистых сталеи о находится в пределах 350-600 С. Верхний предел рабочего интервала ограничивается практически температурой отпуска так как дальнейшее повышеФ

50 ние температуры вызывает снижение твердости, что недопустимо. Нижний предел рабочего интервала ограничивается температурой, соответствующеи началу появления упруго-пластических

55 деформаций. Повышение температуры нагрева в указанных пределах приводит к увеличению остаточных напряжении в обрабатываемой зоне. жений сжатия по всей периферийной (режущей) зоне пилы уменьшает жесткость режушей кромки и, соответст.венно, снижает точность пиления, что недопустимо. 5

Цель изобретения — снижение концентрации напряжений и повышение прочности рамных пил.

Указанная цель достигается тем, что в способе подготовки рамных пил, 1О включающем создание предварительных напряжений в периферийной зоне пил

Методом термопластической обработки, термопластическую обработку производят в зоне основания зуба на участке 15 в форме эллипса, вытянутого вдоль пилы, причем малая ось эллипса расположена от центра криволинейного участка контура впадины на расстоянии а t/2, где t — шаг зуба. 20

Исследования напряженного состояния рамных пил, проведенные поляриза— ционно-оптическим методом, показывают, что наиболее оптимальная форма зоны компенсирующих напряжений— эллипс, большая ось которого равна

О, 8 (t - 1, 5R), а малая — О, 4 (t

1,SR), где К вЂ” радиус закругления межзубовой впадины. Такая форма расположения зоны позволяет не только сни- З0 жать максимальные напряжения растяжения в, основании межзубовой впадины путем их компенсации, но и, главным образом, наиболее эффективно создать эффект разгрузки за счет перераспределения силовых линий поля напряжений, что позволяет дополнительно значительно уменьшить коэффициент концентрации напряжений.

На чертеже изображена схема распо" ложения зоны нагрева относительно зуба пилы.

П р и м e p . Производят подготовку рамных пил по ГОСТ 5524-75 .с шагом 26 мм и толщиной полотна 2, 2 мм, изготовленных из стали 9ХФ. Нагрев обрабатываемых зон осуществляется кислородно-ацетиленовым пламенем с помощью газовой горелки типа звездочка. Температуру нагрева контролируют с помощью пирометра и она составляет

500-550 С. Такой температуре соответствует темно-красный цвет каления стали 9ХФ. В зоне нагрева после ее остывания устанавливается синий цвет побежалости. Нагрев зон в основании зубьев во избежание обезуглероживания поверхностного слоя производится нейтральным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. За счет совмещения за одну установку пилы нагрева зон в основании зубьев с наплавкой стеллита на режущую часть удается снизить трудоемкость подготовки пилы по предлагаемому способу до минимума. В процессе эксплуатации пила многократно перетачивается, в результате чего месторасположение обрабатываемой зоны относительно зуба меняется. Допустимым является смещение зоны до положения, когда линия, соединяющая основания впадин зубьев, занимает положение касательной к эллипсу.в нижней его точке (показано на чертеже пунктиром). После этого процесс нагрева обрабатываемых зон повторяют. Обычно повторный нагрев указанных зон совмещают с очередной наплавкой стеллита на острие режущей части зуба.

Производственные испытания рамнйх

;пил, проведенные в зимний период при распиловке мерзлой древесины,,когда аварийный расход пил в общем случае достигает максимума, показывают, что количество обрывов полотен пил, обработанных по предлагаемому способу, сократилось в 2-3 раза.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа подготовки полосовых пил складывается из сокращения расхода пил и улучшения использования оборудования .за счет уменьшения простоев на замену оборванных пил и составляет свыше 1 руб, на одну пилу.

901305

Формула изобретения

Составитель А.Денисова

Редактор C.Kðóïåíèíà Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Ференц

Заказ 12303/24 Тираж 586 " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ подготовки рамных пил,включающий .создание предварительных напряжений в периферийной зоне пил методом термопластической обработки, отличающийся. тем, что, с целью уменьшения концентрации, напряжений в основании впадин зубьев и повышения прочности пил, термопластическую обработку производят в зоне основания зуба на участке в форме эллипса, вытянутого вдоль пилы, малая ось которого располо1 жена от центра криволинейного участ ка контура впадины на расстоянии а = t/2, где — шаг зуба.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Деревообрабатывающая промышленность . 1962, Р 4, с. 10-11.

2. Авторское свидетельство СССР

1о У 724286, кл. В 27 В 33/04, 1978.

3. Патент США Ф 2667094, 143-137

1970.

4. Авторское свидетельство СССР

1 - 554302, кл. С 21 0 9/24, 1977.