Круглая пила

 

Изобретение относится к дереворежущему инструменту, а именно к круглым пилам с прорезями. Сущность изобретения: пила содержит зубчатый венец 1, полотно 2 с центральным отверстием 3, радиальные прорези 4, оснащенные режущими элементами 5, кольцевые прорези в виде отрезков 6 на одной окружности и 7 на другой, заканчивающиеся отверстиями 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к дереворежущему инструменту, а более конкретно к круглым пилам с прорезями.

Известны круглые пилы с прорезями с расположенными в кольцевом направлении прорезями и с расположенными в радиальном направлении прорезями.

Прорези в кольцевом направлении разделяют периферийную (кольцевую) и центральную зоны и позволяют под действием возникающих при вращении центробежных сил инерции создать в периферийном кольце повышенные растягивающие напряжения, которые увеличивают изгибную жесткость диска и его сопротивляемость поперечным силам, повышают его устойчивость против выпучивания при периферийном нагреве, увеличивают критическую частоту вращения, с которой начинаются неблагоприятные (опасные для работы пилы) изгибные колебания диска.

Однако эти прорези значительно снижают прочность диска пилы, не исключают возможность распространения по периферийному его кольцу устойчивых бегущих волн резонансных изгибных колебаний, которые приводят к возникновению трещин в зоне прорезей, а так же недостаточно защищают диск от потери устойчивости по зонтичной форме при нагреве центральной зоны.

Прорези в радиальном направлении обычно размещают в периферийной зоне диска, их количество равно 3-5, длина ограничивается величиной 0,1-0,2 от радиуса пилы. Считается, что при пилении нагрев периферийной зоны диска распространяется на эту величину и наличие прорезей компенсирует влияние нагрева, не позволяет ему привести диск к потере устойчивости (выпучиванию). Отсюда и название прорезей температурные компенсаторы. Радиальные прорези по периферии диска получили широкое распространение на практике, так как при обычных нагрузках не оказывают заметного влияния на снижение прочности диска.

Однако эти прорези снижают изгибную жесткость диска пилы, критическую частоту его вращения, с которой начинаются неблагоприятные изгибные колебания диска, не исключают возможность распространения по диску устойчивых бегущих волн резонансных изгибных колебаний, а также недостаточно защищают диск от потери устойчивости по зонтичной форме при нагреве центральной зоны.

Известна круглая пила с кольцевыми прорезями, в которой прорези имеют оптимальные размеры и расположены в оптимальной зоне, поэтому все положительные свойства достигают максимальной величины. Однако дальнейшее их повышение в цельном диске невозможно. Кроме того, имеются и все присущие кольцевым прорезям отрицательные свойства наличие критических частот вращения, связанных с образованием опасных для работы "стоячих" волн; возможность возникновения и распространения устойчивых, бегущих по диску волн, приводящих к образованию трещин в зоне прорезей; слабая защита диска от кристаллических состояний, обусловленных нагревом его центральной зоны.

Изобретение направлено на повышение надежности работы диска пилы.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной пиле, включающей диск с зубчатым венцом, центральное отверстие и расположенные на двух концентрических окружностях прорези, в диске выполнено дополнительно не менее двух прорезей в радиальном направлении под углом ϕ не более ±15^о к радиусу, причем прорези распространяются от контура впадин зубьев до окружности с радиусом r+10 90 мм, где r радиус центрального отверстия пилы.

Рабочие кромки радиальных прорезей оснащены износостойким материалом, например, стеллитом или быстрорежущей сталью, имеют поднутрение в тангентальном направлении и выступают над полотном пилы на величину, которая на 0,2 0,4 м меньше уширения зубьев пилы на сторону.

Наличие радиальных прорезей, распространяющихся от контура впадин зубьев до окружности с радиусом r+10 90, приводит к делению диска пилы минимум на две независимые друг от друга части, так как каждая прорезь должна пересекать внешний контур зажимных фланцев. Минимальное (r+10 мм) и максимальное (r+90 мм) значения радиусов учитывают весь диапазон используемых диаметров (100 240 мм) зажимных фланцев для стандартных пил диаметром 160-1500 мм по ГОСТ 980-80.

Введение в пилу с кольцевыми прорезями дополнительных радиальных прорезей указанной длины полностью исключает возможность возникновения критических частот вращения с образованием опасных "стоячих" волн. Благодаря этому обеспечивается возможность повышения частот вращения и дальнейшее соответственное им приращение изгибной жесткости полотна за счет действия кольцевых прорезей. Отсутствие цельного кольца (диска) исключает возможность распространения по полотну устойчивых бегущих изгибных волн и уменьшает опасность возникновения в зоне кольцевых прорезей трещин, повышает надежность работы пил. При нагреве центральной зоны полотна (у зажимных фланцев) не происходит потери устойчивости диска по зонтичной форме. Таким образом, пила становится как бы универсальной, независимой от отрицательного действия температур на внешнем и внутреннем контурах, а так же от отрицательного влияния частот вращения, проявляющегося в возникновении резонансных колебаний.

Угол наклона радиальных прорезей от 0 до +15^о используется в пилах, зубья которых и рабочие кромки радиальных прорезей оснащены износостойкими материалами, что позволяет улучшить условия выброса образующейся в пропиле стружки. При увеличении угла наклона прорези свыше +15^о условия для выброса стружки не улучшаются, уменьшается прочность полотна пилы. Угол наклона радиальных прорезей от 0 до -15^о используется в пилах, зубья которых не оснащены износостойкими материалами. В этом случае по сравнению с углами наклона от 0 до +15^о обеспечивается наибольший ресурс на переточку пил. При увеличении угла наклона прорези свыше -15^о уменьшается прочность полотна пилы.

Оснащение рабочих кромок радиальных прорезей износостойкими материалами и придание поднутрения в тангентальном направлении позволяет придать полотну пилы режущую способность. Поскольку оснащение радиальных прорезей выступает над полотном пилы меньше, чем уширение зубьев на сторону, то процесс резания в зоне радиальных прорезей происходит только тогда, когда на полотно пилы со стороны распиливаемого материала оказывается повышенное (аварийное) давление. Полотно в этом случае "защищается" и не нагревается до образования зажогов. Меньшее значение выступа оснащения прорези над полотном пилы используется при распиловке твердых пород с меньшим уширением зубьев, а большее значение выступа оснащения прорези при распиловке мягких пород древесины с большим уширением зубьев.

На фиг. 1 изображена пила, общий вид план; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Пила включает зубчатый венец 1, полотно 2 с центральным отверстием 3, радиальные прорези 4, оснащенные режущими элементами 5 с параметрами λ, S_o, прорези в виде отрезков 6 на одной концентрической окружности и 7 на другой, заканчивающиеся отверстиями 8. Расположенные под перемычками между прорезями 6 прорези 7 обеспечивают необходимую свободу периферийной части пилы. Отверстия 8 по концам прорезей снижают концентрацию напряжений и предотвращают образование трещин.

Наиболее эффективная зона расположения кольцевых прорезей ограничена двумя концентрическими окружностями с радиусами 0,65 и 0,85 от радиуса окружности впадин зубьев. При окружности с радиусом свыше 0,80 снижается прочность периферийной кольцевой зоны, уменьшается запас на переточки.

При вращении под действием центробежных сил инерции зубчатый венец 1 полотна пилы 2 натягивается, повышая его изгибную жесткость и способность противодействовать нагревам периферийной и центральной зон. При пилении и возбуждении колебаний в полотне они ввиду наличия радиальных прорезей 4 могут распространяться только в пределах участка полотна, ограниченного радиальными прорезями. Отсутствие возможности волн обегать весь диск исключает возникновение опасных колебаний, известных под названием "стоячие" волны, а также устойчивых бегущих резонансных волн. Режущие элементы 5 начинают работать в аварийных ситуациях, когда на полотно пилы оказывается повышенное давление со стороны древесины.

Формула изобретения

1. КРУГЛАЯ ПИЛА, включающая диск с зубчатым венцом, центральное отверстие и расположенные на двух концентрических окружностях прорези, отличающаяся тем, что в диске дополнительно выполнено не менее прорезей в радиальном направлении под углом не более ±15^o к радиусу, причем прорези распространяются от контура впадин зубьев до окружности с радиусом R + (10 90) мм, где R- радиус центрального отверстия пилы.

2. Пила по п. 1, отличающаяся тем, что рабочие кромки радиальных прорезей оснащены износостойким материалом, имеют поднутрение в тангенциальном направлении и выступают над полотном пилы на величину на 0,2 0,4 мм меньшую, чем уширение зубьев пилы на сторону.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2