Способ поперечной инерционной распиловки лесоматериалов круглыми пилами

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (ЗВ 4 В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3588276/29-15 (22) 04. 05. 83 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (72) В.А.Лазарев, Н.Г..Горохов, Т.И.Ардашников и А.А.Аржаков (53) 634.0.323.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 931132, кл. А 01 С 23/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 522908, кл. В 27 В 5/00, 1974.

„„SU„„ i 357226 1! 1 (54)(57) СПОСОБ ПОПЕРЕЧНОЙ ИНЕРЦИОННОЙ РАСПИЛОВКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ, включающий надвигание пилы, контроль момента завершения ре за, выдачу команды на останов надвигания и отвод пилы с упреждением на время, проходящее от подачи команды до останова пилы, и осуществление отвода пилы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, во время пиления контролируют знак производной потребляемой приводом пилы энергии по времени, а выдачу команды на останов надвигания и отвод пилы производят в момент изменения знака этой производной.

1357226

Изобретение относится к лесной деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в круглопильных станках.

Цель изобретения — повышение про- 5 изводительности.

На фиг. 1 схематично изображено устроиство, работающее по предлагаемому способу, вариант, на фиг. 2 примеры графиков изменения во времени нагрузки привода резания, например тока электродвигателя, при распиловке лесоматериала, например, диаметром d, и <12.

Устройство включает пилу 1, элект- 1 родвигатель 2 привода пилы 1, раму

3 и связанный с нею, например, шарнирно шток гидроцилиндра 4 надвигания пилы 1. В цепь питания электродвигателя 2 включен блок 5 измере- 20 ния производной потребляемого им тока, выход которого соединен с одним входом усилительно-сравнивающего блока 6, второй вход которого соединен с источником 7 опорного сигнала, а выход блока 6 — с блоком 8 коммутации, к которому подключен исполнительный механизм 9.

На фиг. 2 позициями 10-13 обозначены кривые зависимостей тока от вре-, 30 мени для двух разных диаметров лесоматериала.

Блок 5 измерения производной то- ка может быть выполнен, например, по схеме, которая включает три транс- 35 форматора тока, трехфазный выпрямитель и индуктивно-резисторный мост с выходным трансформатором, сигналом на вторичной обмотке которого явля40 ется величина производнои тока (сП/dt).

Источником 7 опорного сигнала мо.жет служить, например, стабилитрон.

В качестве усилительно-сравнивающего блока 6 используется компаратор.

Блок 8 коммутации может быть выполнен на базе реле. В качестве исполни тельного механизма 9 может быть использован гидрораспределитель с электрическим управляющим органом, 0 например электромагнитом.

Кинематически пила 1 взаимодействует с распиливаемым лесоматериалом таким образом, что направление подачи осуществляется, например, сбоку (как ээ это показано на фиг. 1)» но может быть и снизу, как это имеет место, например, в триммерных установках

Способ осуществляют следующим образом.

Надвигание пилы 1, имеющей значительную инерционную массу. вращения, начинают с большой скоростью подачи, определямой конструкцией пильного аппарата. Например, для пилы, имеющей пильный диск диаметром 1500 мм и толщиной 5,5 мм, при скорости вращения 980 об/мин скорость подачи составляет 1,0 м/с. В этом случае происходит интенсивный расход кинематической энергии, накопленной маховыми массами механизма резания, что вызывает рост нагрузки в источнике механической энергии, например тока в электродвигателе 2. Характер изменения этой нагрузки показан на фиг. 2 примерами графиков нарастания тока от величины тока холостого хода (i„ ) до максимального значения для данного диаметра (i „„ или i „ — кривые 10 и 11 — и убывания тока от до i „ — кривые 10 и 13 после завершения пропила.

Как видно из графиков, их экстремумы нарастания тока (зоны А и В) близко совпадают по времени с моментом завершения пиления образцов лесоматериалов диаметром d, (зона А и

d 2 (зона В) °

При этом производные тока (кривые

10 и 11) до точек перегиба в зонах

А и В больше нуля, а производные тока (кривые 12 и 13) после точек перегиба в зонах А и В меньше нуля.

В таблице приведены результаты расчета величины отношения момента,, при котором нагрузка двигателя принимает максимальное значение, к моменту с gð окончания реза для пилы, имеющей диаметр 1,5 м, толщину 5 мм, число зубьев 72, ширину пропила 8 мм, инерции 18,4 кгм, электродвигатель мощностью 23 кВт со скоростью вращения 930 об/мин.

На основании результатов расчета можно сделать вывод, что момент изменения знака производной нагрузки источника энергии привода инерционной круглой пилы при широком диапазоне изменения условий резания и рабочих скоростей подачи пилы, совпадает с моментом окончания резания круглых лесоматериалов с упреждением на

1-6%. Для рассмотренного примера максимальное. упреждение составляет

0,036 с (диаметр реза 0,6 м), ско3 13572 рость надвигания 1 м/с). Время срабатывания электромагнитов золотников не менее О, 1 с. Таким образом, даже максимальное упреждение момента выдачи сигнала на останов надвигания меньше минимального времени срабатывания электромагнита,золотника, и рез обязательно будет завершен.

Метод фиксации изменения знака производной источника энергии при- 10 вода инерционной пилы позволяет создать целый ряд устройств, сигнализирующих о моменте окончания резания.

Способ пригоден только для механизмов резания, использующих в про- - 15 цессе пиления не менее 50Х кинетической энергии, накопленной между резами, т.е. для инерционных механизмов, как это имеет место для круглых пил большего диаметра, ра- 20 ботающих с большими скоростями надвигания порядка 0 5-1,0 м/с. Именно при таких режимах работы момент времени изменения знака производной нагрузки практически совпадает с мо- 25 ментом завершения резания, Напротив, в случаях, когда пиление производят, в основном, эа счет источника механической энергии без ее предварительного аккумулирования ма- 30 ховыми массами, как это имеет место при использовании, например, цепных пил, характер изменения нагрузки источника механической энергии практически совпадает во времени с ха- 35 рактером изменения высоты пропила.

Следовательно, приводная этой нагрузки изменяет свой знак приблизиl тельно в середине пропила и для этих случаев предлагаемый способ неприго- 40 цен.

Производную, т.е. скорость изменения нагрузки источника механической энергии, а в рассматриваемом варианте производную тока электродви- 5 гателя 2, измеряют с помощью блока 5.

26 отрицательным, что означает смену знака производной изменения тока в двигателе 2, на выходе блока 6 появится сигнал, который включ лт реле блока 8 коммутации, а это реле в свою очередь включит электромагнит гидрораспределителя, который пере ключит работу гидроцилиндра 4 из режима подачи в режим отвода рамы 3 с пилой 1.

Таким образом, способ позволяет и осуществлять реверсирование направления пилы при фактическом завершении пропила (положение II на фиг. 1), а не в момент (положение I на фиг. 1) воздействия элементами пильного аппарата на путевой датчик, положение которого соответствует максимально возможному диаметру лесоматериала, распиливаемому на данном пильном аппарате, как это имеет место при. использовании известных способов.

При этом в сравнении с такими способами исключается холостой путь надвигания пилы, складывающийся из пути подачи пилы от точки выхода из пропила до путевого датчика и пути отвода пилы от этого датчика до точки выхода ее из пропила, что приводит к сокращению в среднем на

30-40Х рабочего цикла надвигания пилы. Это, в свою очередь, позволит получить выигрыш B производительности устройства, работающего по предлагаемому способу.

Получаемый сигнал с выхода блока

5 подают на первый вход усилительно,"равнивающего блока 6, где его после 50

,усиления сравнивают с опорным сигналом, поступающим на второй вход блока б от источника 7 опорного сигнала 1. Величину опорного сигнала устанавливают такой, чтобы она соответствовала нулевому значению производной тока двигателя 2. При этом на выходе блока 6 сигнал будет равен нулю до тех пор, пока производная тока двигателя 2 не станет отрицательной, т.е. до тех пор, пока электродвигатель 2 не начнет разгонять пилу 1, что практически соответствует моменту завершения резания

Но как только этот сигнал станет

1357226

Скорость подачи пилы, м/с

0,8 0,9

1,О

0,7

1,38-2,78

d =0,5

0,93-1,85 о

0,66-1, 31

d =0,6

0,69-1,31

0,97-0,99

0,97-0,99

0,96-0.,98

0,96-0,99

d = 0,5

0,95-0,98

d = 0,6

0,96

0,97

0,98

0 95-0,99

0,67-2,79

um фив. 1

11араметры способа о

t при:

dp.

d = 0.4

t „ при:

dp макс

d = 0,4 с с1 р м а к с с р.

t с1р макс

t с1р са.

0,96-0,98

0,95-0.98

0,94-0,97

0,94-0,98

0,69-2,78

1,37-2,79

0,96-1,85

0,67-1,31

0,95-0,98

0,97

1, 36-2, 81

0,91-1,85

0,95-0,99

0,66-. 2,81

1,36-2,83

0,91-1 85

0,66-1,31

0,98-0,99

0,97-0,99

0,96-0,98

0 96=0 99

0,66-2,83

1357226 (малс! южс2

tc,р, м ю и фиа 2

Составитель В. Китаев

Техред;Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Ворович

Заказ 5932/13

Тираж 464 Нодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по, делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4