Резерви поліпшення пиляння колоди

Резерви поліпшення пиляння колоди

При експлуатації верстатів для розпилювання колод підприємці час від часу стикаються з низкою неузгоджених рекомендацій і проблемних ситуацій. Через брак повної інформації виробники самотужки, методом проб і помилок, вирішують проблеми для забезпечення виробничого процесу, оцінювати ефективність прийнятих рішень. Серед низки таких рекомендацій є рекомендації щодо величини розведення зуба стрічкової пилки на бік.

Основне положення – розводити зуби стрічкової пили на бік для розпилювання деревини м'якої породи на більшу величину, ніж для розпилювання твердої, – на підприємствах переважно виконується. Однак іноді бувають ситуації, коли при великому розведенні зуба на бік – більше половини товщини пилки – збільшується хвилястість обробленої поверхні, погіршується якість і точність пиляння, швидше утворюються втомних тріщин на тілі пилки. Ми попросили прокоментувати такі ситуації і дати рекомендації щодо величини розведення зуба стрічкової пилки на бік науковців кафедри деревообробного обладнання та інструментів УкрДЛТУ.

Раціональна максимальна величина пилки на бік та її визначення.

Відгинання зуба стрічкової пилки на бік під час його розведення є величина змінна і залежить від багатьох факторів, серед яких основні: порода і гідротермічний стан деревини, висота пропилу, типорозміри пилки. Щодо параметрів пилки визначальними для розведення зуба на бік є її ширина і товщина.

Товщина пилки обмежує максимальне значення розведення зуба на бік. Переважно рекомендують, щоб величина розведення зуба на бік не була більше половини товщини піли.Несоблюденіе цієї умови призводить до утворення на дні пропилу при пиляння непропіленого клина і, як наслідок, якість пропилу різко погіршується, зростають сили, які викликають надмірне відгинання зубів пилки. Особливе значення ця умова набуває при підготовлені вузьких колодопіляльніх стрічкових пилок з найменшою серед пив завтовшки тіла (S = 0,8 … 1,1 мм). ; Якщо пиляти такими пилками деревини м'яких порід з великою вологістю і висотою пропилу, то потрібно розводити зуби пилки на бік дещо більше, ніж на половину товщини пилки. Як приклад, при використанні пив завтовшки 1,06 мм американської фірми Wood-Mizer раціональне значення максимальної величини розведення зуба на бік є 0,53 мм. Однак для розпилювання м'яких порід фірма Wood-Mizer рекомендує величину розведення зуба на бік 0,56 … 0,63 мм. Така неузгодженість рекомендацій за різними факторами дещо обмежує можливості процесу розведення зубів як засобу розширення зубчастого вінця.

Деякі з підприємців-виробників стрічкопилкових верстатів, або тих, хто їх експлуатують, мають думку, що власне розведення зубів пилки через один нерозведений зуб дозволяє збільшити величину розведення зуба на бік до величини товщини пилки. Саме таке розведення, на їх погляд, дозволяє забезпечувати усі рекомендації щодо розведення зуба на бік згідно вищезазначених факторів.

Наш погляд про особливості розведення зубів з двома способами: попарне розведення і розведення зубів через один нерозведений зуб – висвітлений у № 19 газети «Деревообробник» від 5-18 жовтня 2004 года.Поетому раціональну максимальну величину розведення зуба пилки на бік визначаємо для зубів, що попарно розведені.

У розведеного зуба положення його верхньої частини, яка формує пропил, дещо змінюється відносно тіла пилки. Це положення в основному залежить від: висоти h p і величини S 1 розведення зуба. Виникає питання: чи не вплине співвідношення величини S 1 до h p на максимальну величину розведення зуба на бік для певної товщини пилки?

При розведенні зуба вершина b його тригранного кута відводиться на бік пилки на величину S 1, щоб під час різання був проріз між тілом пилки і стінкою пропилу. Оскільки розведення зубів виконують в обидва боки, то ширина пропилу визначається

B пр = S 2 · S 1 (1)

Як зазначалося вище, згідно з науковими рекомендаціями, при попарному розведенні зубів на бік величина S 1 може приймати значення

S 1? ? S.

Це обумовлено тим, що має відбуватися перекриття різальних крайок і, відповідно, на дні пропилу не має утворюватися непропіленій клин.

Однак з рис. 1 видно, що, при подальшому збільшенні величини розведення зубів на бік понад половину товщини пилки, перекриття різальних крайок зберігається до певного значення S 1. І тільки збільшення величини розведення понад це певне значення призводить до неперекріття ріжучих крайок.

На основі аналізу рис. 1 можна сформулювати головна умова перекриття головних різальних крайок для попарно розведених зубів. Ця умова можна викласти таким чином. При попарному розведенні зубів на бік його раціональна величина (залежно від товщини пилки) має бути такою, щоб відстань від вершини зовнішнього тригранного кута по нормалі до середини пилки l S 1 була не більше, ніж довжина головної різальної крайки l Г.

Для розведених зубів, нерівність (2) задовольняється і, відповідно, забезпечується перекриття головних різальних крайок. Недотримання умов нерівності призводить до неперекріття головних різальних крайок.

Слід зазначити, що вищевикладені дослідження базуються на результатах аналізу підготовленого до роботи зубчастого вінця стрічкової пилки.

Однак остаточне значення раціональної максимальної величини розведення зуба на бік залежатиме від умов процесу пиляння. Зараз в літературних джерелах відсутня інформація про залежність раціональної максимальної величини розведення зубів на бік від режимів пиляння.

Доцільно досліджувати, впливають умови процесу пиляння на раціональну максимальну величину розведення зуба на бік. Такі дослідження дозволять внести корективи у величину розведення зуба стрічкової пилки на бік.

При розведенні зубів на величину S 1? ? S зуб ріже шар деревини трьома лезами: головною різальною крайкою ac; зовнішньої бічної різальною крайкою сd, що відповідає подвійній подачі на зуб 2 · S Z; та внутрішньої бічної різальною крайкою ab, що відповідає подачі на зуб S Z. У цьому випадку тертя по внутрішній боковій поверхні зуба буде здійснюватися на ділянці у вигляді трикутника abе. Аналогічний розподіл участі елементів зуба у процесі пиляння відбуватиметься при збільшенні величини розведення зуба на бік більше половини товщини пилки до дещо більшої величини. І лише при подальшому збільшенні величини розведення, умови участі елементів зуба у процесі пиляння мінятися. Довжина внутрішньої бокової різальної кромки, що бере участь у різанні, буде збільшуватися до ab 1, що може відповідати подвійній подачі на зуб 2 · S Z, або навіть і больше.Площадь контакту по внутрішній боковій поверхні ab 1 е 1 збільшиться майже в 4 рази.

Саме це збільшення контактної площі по внутрішній боковій поверхні і викликає збільшення сил різання і сил, які можуть призвести до непрогнозованого збільшення розведення зуба на бік під час пиляння деревини стрічковою пилкою.

При попарному розведенні зубів на бік понад певну величину розведення, контактні площі на внутрішніх бокових поверхнях зубів збільшуються однаково для зубів, що розведені в сторони. Нагадаємо, що в зубів, що розведені через один нерозведений зуб на величину розведення, що більше вищевказаної, площа контакту по внутрішній боковій поверхні буде різна.

Якщо у зуба 2, що ріже після нерозведеного зуба 3, площа контакту залишиться незмінна (як при S 1?? S) і визначатиметься за трикутником abc, то у зуба 1, ріжучий перед розведеним зубом 3, така площа збільшиться в 4 рази і більше, і визначатиметься за трикутником def. При такому перерозподілу площ по внутрішніх бокових поверхнях зубів, величина розведення зуба 1 під час пиляння може збільшуватися, а зуба 2 – зменшуватися.

Лінія 2 показує зміну правої частини нерівності (2) суми l Г + l 'Б за умови, коли S Z = 0 мм, тоді l Г + l' Б = l Г. Тобто ця лінія характеризує кордон перекриття головних різальних крайок при розведенні зубів на бік на основі підготовленого інструменту.

При подачі на зуб положення лінії, що характеризує зміну l Г + l 'Б, теж змінюється. При S Z = 0,05 мм раціональне розведення буде забезпечуватися при розведенні зуба на бік в S 1 = 0,573 мм (точка b), пріS Z = 0,25 мм – до S 1 = 0,611 мм (точка с). При подачі на зуб ; S Z = 0,45 мм раціональне розведення буде забезпечуватися за будь-яких рекомендованих значень 0,56 … 0,63 мм, адже при цих значеннях лінія 5 не перетинається з лінією 1. Таке збільшення величини розведення зуба пилки на бік дозволить забезпечити раціональне пиляння деревини при будь-яких умовах, які зумовлюються породою і гідротермічним станом деревини, заввишки пропила т.д.

Отримана нами математична залежність дозволяє розрахувати необхідну величину раціонального максимального розведення зуба на бік S 1 max для будь-яких параметрів пилки з урахуванням висоти розведення, режимів і умов різання. Розмір S 1 max (залежно від товщини пилки) є функція від ряду факторів

S 1 max = f (S; h p; S Z; t 3;?) або (4)

S 1 max = f (S; h p; V S; V;?), де (5)

V S– швидкість подачі, м / хв;

V– швидкість головного руху, м / с.

Розрахунки показують, що за умов забезпечення раціональної схеми розподілу участі елементів зуба у різанні, величина розведення зуба на бік може бути більше половини товщини пилки на 5 … 25%.

Враховуючи вищевикладені дослідження, зрозумілі ситуації погіршення пиляння деревини при великій величині розведення зубів пилки на бік, коли їх розведені через один не розведений зуб. Адже коли величина розведення зуба на бік більше певного раціонального значення, тоді на одному з зубів площа контакту збільшиться майже в 4 рази, що може призвести до збільшення розведення таких зубів. Якщо пиляти такими пилками, то збільшиться вірогідність зарізання деревини і хвилястості обробленої поверхні. Збільшення зарізання пилкою деревини призведе до зростання напруги в тілі пилки, а отже , до більш швидкого виникнення втомних тріщин у міжзубних западинах пилки.

Якщо Вас цікавить, спосіб і величина розведення зубів на бік не є причинами погіршення якості і точності пиляння на своєму прикольному верстаті, а також, яка максимальна величина розведення зуба на бік є раціональною для ваших умов пиляння і використовуваної стрічкової пили, ; – можете звертатися на кафедру деревообробного обладнання та інструментів ДЛТУ.